工藝設(shè)計(jì)說明書

-.z.燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院叉軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)院〔系〕：機(jī)械工程學(xué)院基層教學(xué)單位：機(jī)械制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)學(xué)生***毅專業(yè)〔班級(jí)〕10卓工機(jī)電設(shè)計(jì)題目"叉軸〞零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及"鉆Φ5孔〞工序夾具設(shè)計(jì)與制造設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1.年生產(chǎn)綱領(lǐng)：5000件2.加工要求：見零件圖設(shè)計(jì)要求1.工藝規(guī)程必須保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)率要求，合理可行。2.夾具設(shè)計(jì)要保證加工精度，并定位合理、夾緊可靠、操作簡便；盡量采用機(jī)動(dòng)夾緊、多件夾緊等。3.夾具實(shí)物加工質(zhì)量應(yīng)優(yōu)良，設(shè)計(jì)圖紙及說明書符合標(biāo)準(zhǔn)。工作量零件圖1*〔A3/A4〕機(jī)械加工工藝過程卡片及工序卡片1套〔2*B5〕夾具的制造1套〔實(shí)物+照片〕課程設(shè)計(jì)說明書1份〔不少于5千字〕工作計(jì)劃第1周抄畫零件圖，完成機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。第2周進(jìn)展夾具方案設(shè)計(jì)及其相關(guān)分析計(jì)算，草圖設(shè)計(jì)；夾具二維裝配圖設(shè)計(jì)?；趭A具二維裝配圖，繪制零件三維圖，完成該夾具模型裝配，并實(shí)現(xiàn)裝配過程動(dòng)態(tài)展示。第3周完成夾具的虛擬裝配，夾具實(shí)物的制造。撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。參考資料"機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書""機(jī)械制造工藝手冊""機(jī)床夾具設(shè)計(jì)圖冊""機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊""機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊"指導(dǎo)教師簽字基層教學(xué)單位主任簽字說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。2021年10月29日燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見表指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：〔1〕工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及毛坯圖優(yōu)秀，良好，中等，一般，較差〔2〕夾具構(gòu)造設(shè)計(jì)及分析計(jì)算優(yōu)秀，良好，中等，一般，較差〔3〕夾具裝配圖及說明書優(yōu)秀，良好，中等，一般，較差〔4〕出勤、平時(shí)表現(xiàn)及獨(dú)立設(shè)計(jì)能力優(yōu)秀，良好，中等，一般，較差成績：指導(dǎo)教師：年月日辯論小組評(píng)價(jià)：〔1〕表達(dá)能力：優(yōu)秀，良好，中等，一般，較差〔2〕答復(fù)下列問題：優(yōu)秀，良好，中等，一般，較差〔3〕設(shè)計(jì)質(zhì)量：優(yōu)秀，良好，中等，一般，較差成績：評(píng)閱人：年月日課程設(shè)計(jì)總成績：辯論小組成員簽字：年月日目錄一、零件的工藝分析二.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)1、確定生產(chǎn)類型2、確定毛坯2.1、確定毛坯種類：2.2、確定鍛件加工余量及形狀：三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1選擇定位基準(zhǔn)：3.2制定工藝路線:3.3外表加工方法確實(shí)定3.4加工階段的劃分3.5工序順序的安排3.6確定工藝路線四.機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差確實(shí)定4.1鉆鉸φ8絲孔的工序尺寸4.1.1.鉆Φ5絲孔，以φ25軸線為基準(zhǔn)。4.2.2鉆孔工步4.3時(shí)間定額的計(jì)算：4.4其它時(shí)間計(jì)算五、夾具設(shè)計(jì)5.1夾具選擇問題的提出夾具設(shè)計(jì)5.2、定位誤差分析5.3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明六.設(shè)計(jì)小結(jié)七．參考文獻(xiàn)叉軸機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì):序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部根底課、技術(shù)根底課以及大局部專業(yè)課之后進(jìn)展的.這是我們在進(jìn)展畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過程，穩(wěn)固和加深已學(xué)過的技術(shù)根底課和專業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)展一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的根底，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)大好根底。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多缺乏之處，懇請各位教師給予指導(dǎo)。一、零件的工藝分析零件的材料為45號(hào)鋼，需要模鍛，模鍛性能優(yōu)良，工藝較復(fù)雜，但尺寸準(zhǔn)確，加工余量少，為此以下是叉軸需要加工的外表以及加工外表之間的位置要求：兩處Φ30、Φ35階梯軸。上下兩個(gè)端面。六個(gè)Φ5均布通孔，M6×10螺紋孔。由上面分析可知，可以先上四爪卡盤粗車，然后上彎板采用專用夾具壓緊、找正進(jìn)展加工，并且保證形位公差精度要求。并且此零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。二.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)1、確定生產(chǎn)類型此十字軸零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是3.1Kg/個(gè)，查"機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊"第2頁表1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。2、確定毛坯2.1、確定毛坯種類：零件構(gòu)造又比擬簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，應(yīng)選擇鍛模鍛造毛坯。查"機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊"第41頁表2.2-5,選用鑄鍛件尺寸公差等級(jí)為CT-10。2.2、確定鍛件加工余量及形狀：查"機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊"第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級(jí)，并查表2.2-4確定各個(gè)加工面的鍛件機(jī)械加工余量，如下表所示：簡圖根本尺寸加工余量說明302.2雙側(cè)加工352.2雙側(cè)加工402.0雙側(cè)加工M6/雙側(cè)加工三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1選擇定位基準(zhǔn)：1粗基準(zhǔn)的選擇：作為粗基準(zhǔn)的外表應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他外表缺欠。該工件選擇φ40外圓面和左端面作為粗基準(zhǔn)。采用左端面作粗基準(zhǔn)加工右端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)2精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)"基準(zhǔn)重合〞原則和"基準(zhǔn)統(tǒng)一〞原則，以粗加工后φ30的軸線為主要的定位精基準(zhǔn)，采用小彎板為輔助的定位精基準(zhǔn)。3.2制定工藝路線:生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的準(zhǔn)備、運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)的準(zhǔn)備，毛坯的制造，毛坯經(jīng)過加工、熱處理而成為零件，零件、部件經(jīng)裝配成為產(chǎn)品，機(jī)械的質(zhì)量檢查及其運(yùn)行試驗(yàn)、調(diào)試，機(jī)械的油漆與包裝等。工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，通過改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、相互位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程。機(jī)械產(chǎn)品的工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機(jī)械加工、熱處理、裝配、涂裝等工藝過程。其中與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程，稱為直接生產(chǎn)過程，是生產(chǎn)過程的主要局部。而與原材料變?yōu)楫a(chǎn)品間接有關(guān)的過程，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、運(yùn)輸、保管、機(jī)床與工藝裝備的維修等，稱為輔助生產(chǎn)。由于零件加工外表的多樣性、生產(chǎn)設(shè)備和加工手段的加工范圍的局限性、零件精度要求及產(chǎn)量的不同，通常零件的加工過程是由假設(shè)干個(gè)順次排列的工序組成的。工序是加工過程的根本組成單元。每一個(gè)工序又可分為一個(gè)或假設(shè)干個(gè)安裝、工位、工步或走刀。毛坯依次通過這些工序而變成零件。工序是一個(gè)或一組工人，在一樣的工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件連續(xù)完成的那一局部工藝過程。工序是組成工藝過程的根本單元，也是生產(chǎn)方案、本錢核算的根本單元。一個(gè)零件的加工過程需要包括哪些工序，由被加工零件的復(fù)雜程度、加工精度要求及其產(chǎn)量等因素決定3.3外表加工方法確實(shí)定根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能到達(dá)的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量下降。查"機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書"10頁表1-6、1-7、1-8，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：叉軸零件加工方案加工工程尺寸公差等級(jí)粗糙度加工方案Φ30外圓IT8Ra1.6粗車-半精車-粗磨Φ35外圓IT8Ra1.6粗車-半精車-粗磨上下兩端面IT8Ra3.2粗銑-半精銑Φ62孔IT8Ra1.6粗鏜-半精鏜-精鏜Φ5孔IT12Ra12.5鉆內(nèi)螺紋M6IT8Ra3.2攻螺紋3.4加工階段的劃分在粗加工階段。首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工外表的精度要求；首先φ40圓面作為粗基準(zhǔn)粗車右端面及φ30，然后以此圓軸線及端面為精基準(zhǔn)加工其他面和孔。在采用小彎板加工另一局部，以保證其形位公差之要求。選用工序集中原則安排十字軸的加工工序。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于與一次裝夾中加工了許多外表，有利于保證各種加工外表之間的相對(duì)位置精度要求。3.5工序順序的安排機(jī)械加工工序〔1〕遵循"先基準(zhǔn)后其他〞原則，首先加工基準(zhǔn)——φ30外圓軸線及端面?！?〕遵循"先粗后精〞原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。〔3〕遵循"先主后次〞原則，先加工主要外表〔4〕遵循"先面后孔〞原則，先加工外圓面、端面，再加工孔，確定工藝路3.6確定工藝路線工序號(hào)工序名稱機(jī)床裝備刀具量具1下料鍛床游標(biāo)卡尺2粗車階梯軸及端面車床車刀游標(biāo)卡尺3粗銑上下端面銑床面銑刀游標(biāo)卡尺4半精車階梯軸及端面車床車刀游標(biāo)卡尺5半精銑上下端面銑床面銑刀游標(biāo)卡尺6鉆孔鉆床鉆頭游標(biāo)卡尺7粗鏜孔、精鏜孔鏜床鏜刀游標(biāo)卡尺8攻螺紋絲錐游標(biāo)卡尺10磨磨床12終檢、清洗、入庫塞規(guī)、百分表、卡尺等加工設(shè)備和工藝設(shè)備 1機(jī)床的選擇：采用CA6140普通車床、鉆床。磨床2選擇夾具：該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3選擇量具：采用塞規(guī).雙用游標(biāo)卡尺。四.機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差確實(shí)定4.1鉆鉸φ8絲孔的工序尺寸由表2-28課查得，精鉸余量Z=0.2mm，加工等級(jí)為IT8，公差為0.015鉆孔余量為Z鉆=4.8mm，加工等級(jí)為IT12，公差為0.15。鉆攻M6螺紋孔加工工序的加工余量工程內(nèi)容精度等級(jí)工序尺寸粗糙度工序余量公差M8螺紋孔鉆IT12Φ512.550.15攻IT8M63.210.015主軸轉(zhuǎn)速確實(shí)定.鉆Φ5絲孔，以φ62軸線為基準(zhǔn)。刀具：鉆頭直徑為5mm的高速鋼鉆頭，絲錐直徑為6mm。機(jī)床：CA6140鉆孔工步⑴背刀吃量аp的選擇粗加工時(shí)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度確定аp=5mm。⑵進(jìn)給量確實(shí)定由表5-22，選取該工步得進(jìn)量f=0.1mm/r。⑶切削速度的計(jì)算由表5-31，按工件材料為鑄鐵的條件選取，切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=1326r/min,參照表4-9所列CA6140得主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=1360r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=20.5m/min。4.3時(shí)間定額的計(jì)算：工序6：鉆Φ5光孔鉆孔工步根據(jù)表5-51，鉆孔的根本時(shí)間可由公式求得。,;f=0.1mm/r;n=1360r/min。則該工步的根本時(shí)間t=(22+2.4+2)/0.1mm/r*1360r/min=10.8s攻螺紋工步根據(jù)表5-41，鉸孔根本時(shí)間可由公式t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn,LP=(D-d)/2*tankr,kr=15°，l1=1mm，f=1mm/r，n=195r/min則該工步的根本時(shí)間t=20s。輔助時(shí)間的計(jì)算tf輔助時(shí)間tf根本時(shí)間t之間的關(guān)系為tf=〔0.15-0.2〕t鉆孔輔助時(shí)間tf=0.2×10.8=2.2s鉸孔輔助時(shí)間tf=0.2×20=4s4.4其它時(shí)間計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于該設(shè)計(jì)的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)。布置工作地時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%-7%，休息與生理時(shí)間t*是作業(yè)時(shí)間的2%-4%，本設(shè)計(jì)均取3%，則工序的其他時(shí)間〔tb+t*〕可按關(guān)系式〔3%+3%〕×〔tf+t〕計(jì)算。工序6的其他時(shí)間：tb+t*=6%×〔10.8s+20s+4s〕=2s單件計(jì)算時(shí)間td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s。五、夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序7——鉆φ5通孔的夾具。本夾具將用于Z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆。5.1夾具選擇夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和結(jié)實(shí)夾緊的工藝裝備，它廣泛地運(yùn)用于機(jī)械加工，檢測和裝配等整個(gè)工藝過程中。在現(xiàn)代化的機(jī)械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造本錢，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標(biāo)。正確地設(shè)計(jì)并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)本錢的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時(shí)也擴(kuò)大各種機(jī)床使用范圍必不可少重要手段。問題的提出本夾具主要用來鉆φ5孔，該孔為通孔，沒有技術(shù)要求，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題。5.1.2夾具設(shè)計(jì)1、定位基準(zhǔn)選擇由零件圖可知，6×φ6孔，沒有技術(shù)要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇軸線為定位基準(zhǔn)保證該角度。為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動(dòng)夾緊工件快換裝置，2、切削力及夾緊力計(jì)算刀具：硬質(zhì)合金麻花鉆，d=5mm。由實(shí)際加工的經(jīng)歷可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺(tái),查"切削手冊"表2.3，切削力計(jì)算公式為：其中：，，，，d=5mm。，，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則：5.2、定位誤差分析〔1〕定位元件尺寸及公差確實(shí)定。夾具的主要定位元件為兩組定位塊，這兩組定位孔的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相匹配軸的尺寸與公差一樣，。此外，這六定位銷共同保證加工孔，5.3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此，設(shè)計(jì)采用了快換裝置。拆卸時(shí)，松開夾緊螺母1~2扣，取下打孔模版，實(shí)現(xiàn)工件的快換。攻螺紋時(shí)，松開壓緊螺母即可替換可換鉆套，進(jìn)展攻螺紋加工。夾具圖工作原理圖:六．設(shè)計(jì)小結(jié)在這次的產(chǎn)品典型實(shí)訓(xùn)中我受益匪淺，首先我們的指導(dǎo)教師陳錦江知識(shí)淵博，同學(xué)們也都熱情幫助，讓我在知識(shí)面上得到了極大的豐富，其次，我原來的性格不是很嚴(yán)謹(jǐn)，可是我們的指導(dǎo)教師卻是在設(shè)計(jì)上一絲不茍，在潛移默化中，我也變得嚴(yán)謹(jǐn)了，想問題更加全面了。設(shè)計(jì)的工作是辛苦與快樂共存的，每天早上到晚上繁忙的工作磨練了我們的意志，培養(yǎng)了我們的耐心，在我們的團(tuán)結(jié)協(xié)作下，設(shè)計(jì)工作完成了。這時(shí)候的我們是喜悅的，努力沒有白費(fèi)，成果極大增強(qiáng)了我們的信心，使我們更加的相信自己。此次產(chǎn)品典型實(shí)訓(xùn)是一次重要的實(shí)踐過程，我們大學(xué)所學(xué)的知識(shí)可以在訓(xùn)練中有效的利用，我們可以用到材料力學(xué)、理論力學(xué)、機(jī)械原理、畫法幾何、機(jī)械制圖、互換性原理等等很多的知識(shí)。這是我們大學(xué)很重要的一個(gè)總結(jié)階段，使我們認(rèn)識(shí)到了大學(xué)知識(shí)的重要性，也讓我們對(duì)機(jī)械產(chǎn)生了很濃厚的興趣。過程是辛苦的，但這次經(jīng)歷是我們珍貴的財(cái)富，為我們以后的機(jī)械設(shè)計(jì)加工工作翻開了一扇門。機(jī)械也是一門藝術(shù)，我們應(yīng)該認(rèn)真的思考，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)待。這次實(shí)訓(xùn)讓我受益匪淺，教師對(duì)我的教導(dǎo)是正確以及懇切的我應(yīng)該對(duì)以后的學(xué)習(xí)更加的認(rèn)真，學(xué)好專業(yè)知識(shí)，為機(jī)械的工作做好準(zhǔn)備。我相信此次的訓(xùn)練必將會(huì)給我今后的學(xué)習(xí)工作帶來很大的幫助。-.z.燕山大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱零件名稱共頁第頁材料牌號(hào)毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)每臺(tái)件數(shù)備注序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)(秒)夾具刀具量具準(zhǔn)終單件1下料2車車端面,粗車兩端階梯軸，階梯軸對(duì)應(yīng)直徑分別為，機(jī)加CA6140三爪卡盤，16×25，游標(biāo)卡尺34.83銑粗銑兩端端面，端面間厚度為41mm機(jī)加*5225專用夾具，面銑刀D=100，d=32，Z=5；游標(biāo)卡尺42.04車半精車兩端階梯軸，對(duì)應(yīng)直徑到，，長度分別為19mm，17.5mm，對(duì)倒角。砂光軸機(jī)加CA6140三爪卡盤，16×25，游標(biāo)卡尺27.65銑半精銑兩端面，端面間的厚度為40mm，保證圓跳動(dòng)，對(duì)稱度機(jī)加*5225專用夾具，面銑刀D=100，d=32，Z=10；游標(biāo)卡尺