機械制造工藝學(xué) 課程設(shè)計指導(dǎo)書 工藝設(shè)計

“機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書1.設(shè)計目的機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是綜合運用“機械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程內(nèi)容，分析和解決實際工程問題的一個重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力，以及設(shè)計機床夾具的能力。在設(shè)計過程中，學(xué)生應(yīng)熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計資料，學(xué)會使用有關(guān)手冊和數(shù)據(jù)庫。機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是作為未來從事機械制造技術(shù)工作的一次根本訓(xùn)練。2.設(shè)計的題目和內(nèi)容機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計的題目一般定為：制定某一零件成批或大批生產(chǎn)加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計，也可針對一組零件進行成組工藝和成組夾具設(shè)計。2.1設(shè)計應(yīng)完成的內(nèi)容：1制定指定零件或零件組的機械加工工藝規(guī)程，編制機械加工工藝卡片，選擇所用機床、夾具、刀具、量具、輔具；2對所制定的工藝進行必要的分析論證和計算；3確定毛坯制造方法及主要外表的總余量；4確定主要工序的工序尺寸、公差和技術(shù)要求；5對主要工序進行工序設(shè)計，編制機械加工工序卡片，畫出的工序簡圖，選擇切削用量；6設(shè)計某一工序的夾具，繪制夾具裝配圖和主要零件圖；7編寫設(shè)計說明書。2.2課程設(shè)計實例實例一實例二3.制定工藝規(guī)程步驟和方法1分析設(shè)計對象閱讀零件圖，了解其結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求及其在所裝配部件中的作用如有裝配圖，可參閱。分析時著重抓住主要加工面的尺寸、形狀精度、外表粗糙度以及主要外表的相互位置精度要求，做到心中有數(shù)。2確定毛坯制造方法及總余量，畫毛坯圖確定毛坯種類和制造方法時應(yīng)考慮與規(guī)定的生產(chǎn)類型批量相適應(yīng)。對應(yīng)鍛件，應(yīng)合理確定其分模面的位置，對應(yīng)鑄件應(yīng)合理確定其分型面及澆冒口的位置，以便在粗基準(zhǔn)選擇及確定定位和夾緊點時有所依據(jù)。查手冊或訪問數(shù)據(jù)庫，確定主要外表的總余量、毛坯的尺寸和公差。如假設(shè)對查表值或數(shù)據(jù)庫所給數(shù)據(jù)進行修正，需說明修正的理由。繪制毛坯圖。毛坯輪廓用粗實線繪制，零件實體用雙點畫線繪制，比例盡量取1：1。毛坯圖上應(yīng)標(biāo)出毛坯尺寸、公差、技術(shù)要求，以及毛坯制造的分模面、圓角半徑和拔模斜度等。3制定零件工藝規(guī)程零件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點和生產(chǎn)批量將直接影響到所制定的工藝規(guī)程的具體內(nèi)容和詳細程度，這在制定工藝路線的各項內(nèi)容時必須隨時考慮到。1外表加工方法的選擇針對主要外表的精度和粗糙度要求，由精到粗地確定各外表的加工方法?？刹殚喒に囀謨灾械湫屯獗淼牡湫图庸し桨负透鞣N加工方法所能到達的經(jīng)濟加工精度，選擇與生產(chǎn)批量相適應(yīng)的加工方案和加工方法，對其它加工外表也作類似處理。2定位基準(zhǔn)的選擇根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原那么，并綜合考慮零件的特征及加工方法，選擇零件外表最終加工所用精基準(zhǔn)和中間工序所用的精基準(zhǔn)以及最初工序的粗基準(zhǔn)。3擬定零件加工工藝路線根據(jù)零件加工順序安排的一般原那么及零件的特征，擬定零件加工工藝路線。在各種工藝資料中介紹的各種典型零件在不同產(chǎn)量下的工藝路線其中已經(jīng)包括了工藝順序、工序集中與分散和加工階段的劃分等內(nèi)容，以及在生產(chǎn)實習(xí)和工廠參觀時所了解到的現(xiàn)場工藝方案，皆可供設(shè)計時參考。對熱處理工序、中間檢驗、清洗、終檢等輔助工序，以及一些次要工序或工步如去毛刺、倒角等，應(yīng)注意在工藝方案中安排適當(dāng)?shù)奈恢?，防止遺漏。4選擇各工序所用機床、夾具、刀具、量具和輔具機床及刀、夾、量、輔具類型的選擇應(yīng)與設(shè)計零件的生產(chǎn)類型、零件的材料、零件的外形尺寸和加工外表尺寸、零件的結(jié)構(gòu)特點、該工序的加工質(zhì)量要求以及生產(chǎn)率和經(jīng)濟性等相適應(yīng)，并應(yīng)充分考慮工廠的現(xiàn)有生產(chǎn)條件，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和工具。機床及工藝裝備的選擇可參閱有關(guān)的工藝、機床和刀、夾、量、輔具手冊，也可訪問數(shù)據(jù)庫。5工藝方案和內(nèi)容的論證根據(jù)設(shè)計零件的不同的特點，可有選擇地進行以下幾方面的工藝論證：1比照擬復(fù)雜的零件，可考慮兩個甚至更多的工藝方案進行分析比擬，擇優(yōu)而定，并在說明書中論證其合理性。2當(dāng)設(shè)計零件的主要技術(shù)要求是通過兩個甚至更多的工序綜合加以保證時，應(yīng)用工藝尺寸鏈方法加以分析計算，從而有根據(jù)地確定有關(guān)工序的工序尺寸公差和工序技術(shù)要求。3對于影響零件主要技術(shù)要求且誤差因素較復(fù)雜的重要工序，需要分析論證如何保證該工序技術(shù)要求，從而明確提出對定位精度、夾具設(shè)計精度、工藝調(diào)整精度、機床和加工方法精度甚至刀具精度假設(shè)有影響等方面的要求。4其它的在設(shè)計中需要應(yīng)加以論證分析的內(nèi)容。6填寫工藝過程卡片工藝過程卡片的格式可參考圖S0-1。該工藝過程卡片的格式較工廠所用的工藝過程卡片實際上各行各業(yè)甚至各工廠其卡片格式也不盡相同有所簡化，更適于學(xué)習(xí)階段使用。機械加工以前的工序如鑄造、人工時效等在工藝工程卡片中要有所記載，但不編工序號，工藝過程卡片在課程設(shè)計中只填寫本次課程設(shè)計所涉及到的內(nèi)容。 7機械加工工序設(shè)計對于重要的加工工序，要求進行工序設(shè)計，其主要內(nèi)容包括：1劃分工步 根據(jù)工序內(nèi)容及加工順序安排的一般原那么，合理劃分工步。2確定加工余量 用查表法確定各主要加工面的工序工步余量。因毛坯總余量已由毛坯圖在設(shè)計階段定出，故粗加工工序工步余量應(yīng)由總余量減去精加工、半精加工余量之和而得出。假設(shè)某一外表僅需一次粗加工即成活，那么該外表的粗加工余量就等于已確定出的毛坯總余量。3確定工序尺寸及公差 對簡單加工的情況，工序尺寸可由后續(xù)加工的工序尺寸加上名義工序余量簡單求得，工序公差可用查表法按加工經(jīng)濟精度確定。對加工時有基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的較復(fù)雜的情況，需用工藝尺寸鏈來求算工序尺寸及公差。4選擇切削用量 切削用量可用查表法或訪問數(shù)據(jù)庫方法初步確定，再參照所用機床的實際轉(zhuǎn)速、走刀量檔數(shù)最后確定。8填寫主要工序的工序卡并畫出工序簡圖課程設(shè)計用簡化的工序卡片格式見圖S0-2。在工序卡上要求繪制出工序簡圖。 工序簡圖按照縮小的比例畫出，不一定很嚴(yán)格。如零件復(fù)雜不能在工序卡片中表示時，可用另頁單獨繪出。工序簡圖盡量選用一個視圖，圖中工件是處在加工位置、夾緊狀態(tài)，用細實線畫出工件的主要特征輪廓。本工序的加工面用粗實線畫出。為使工序簡圖能用最少視圖表達，對定位夾緊外表以規(guī)定的符號來表示，見表S0-3。最后還要詳細標(biāo)明本工序的加工質(zhì)量要求，包括工序尺寸和公差、外表粗糙度以及工序技術(shù)要求等。 對多刀、多工位加工，還應(yīng)附有刀具調(diào)整示意圖。4.夾具設(shè)計夾具設(shè)計可按下述三個步驟進行：1. 經(jīng)濟性分析對某一工序而言，是否使用夾具？使用何種類型的夾具通用夾具、專用夾具、成組夾具、組合夾具等？以及在確定使用專用夾具的情況下設(shè)計什么檔次的夾具？這些問題在設(shè)計夾具前，必須從經(jīng)濟的觀點加以考慮，即要進行經(jīng)濟性分析和論證。迄今為止，夾具經(jīng)濟性的分析研究還不夠完善，設(shè)計者常常需要根據(jù)自己的經(jīng)驗來進行決策。下面介紹的方法可供設(shè)計者在決策時參考。使用夾具加工時，工序本錢可按下式計算：E0F=(CLF+CM)×tsF+式中E0F - 使用夾具加工時的工序本錢元； CF×(1+n×i) (S-1) QaCLF - 使用夾具加工時的每小時勞動力費用元/小時；CM - 包括管理費用在內(nèi)的機床機時費用元/小時；tsF - 使用夾具加工時的單件工時小時；n - 夾具使用年限年；i - 投資利息或潤利率數(shù)值1/年；Qa - 使用夾具加工的零件總數(shù)；CF -夾具本錢，包括夾具設(shè)計費用、材料費用、加工費用、調(diào)整與裝配費用、維護與保管費用等元。不使用夾具加工時，工序本錢可按下式計算：E0=(CL+CM)×ts S-2式中E0 - 不使用夾具加工時的工序本錢元；CL - 不使用夾具加工時的每小時勞動力費用元/小時；ts- 不使用夾具加工時的單件工時小時。假設(shè)E0F E0 ，那么應(yīng)使用夾具。同理，也可以確定夾具的復(fù)雜程度和自動化水平。2. 夾具總體方案的構(gòu)思和設(shè)計，繪制方案圖結(jié)構(gòu)略圖1根據(jù)零件加工工藝所給的定位基準(zhǔn)和六點定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應(yīng)的定位元件，定位方案和定位元件的選擇要能夠保證工件的位置精度。2確定刀具引導(dǎo)方式，并設(shè)計引導(dǎo)裝置或?qū)Φ堆b置。3確定工件的夾緊方法，并設(shè)計夾緊機構(gòu)，注意夾緊力作用點、方向和夾緊力動力源的選擇及多點夾緊機構(gòu)的聯(lián)動性等。4確定其它元件或裝置的結(jié)構(gòu)形式。5考慮各種元件和裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)，并繪制方案圖結(jié)構(gòu)略圖。在考慮總體結(jié)構(gòu)方案時，應(yīng)多看些夾具圖冊并可去工廠調(diào)研。為使方案選擇合理，應(yīng)提出兩個或兩個以上方案進行分析比擬。3. 將確定的方案繪制成結(jié)構(gòu)草圖夾具草圖要求能夠清晰表達夾具工作原理、根本結(jié)構(gòu)以及各種元件和裝置的相互位置關(guān)系。對夾具的主要局部，如定位元件的結(jié)構(gòu)形式、夾緊裝置的類型和結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向元件等最好詳細畫出，便于檢查其實現(xiàn)的可能性。對一些標(biāo)準(zhǔn)件如定位銷、螺栓、螺母等那么可不必詳細畫出而只用位置中心線表示。對某些結(jié)構(gòu)要素如圓角、倒角等在草圖階段不必畫出。確定夾具和機床的聯(lián)接方式，為此需要查閱機床手冊、工藝設(shè)計手冊或訪問數(shù)據(jù)庫。在繪制夾具草圖階段，應(yīng)同時對夾具的精度、夾緊力進行必要的分析計算。4. 繪制夾具總裝配圖在草圖的根底上，進行加工和細化，即可生成正式夾具裝配圖。繪制夾具總圖時應(yīng)注意以下幾點：1嚴(yán)格按照1:1的比例畫。2被加工零件視為透明體不遮擋夾具，用雙點劃線畫出其輪廓，并應(yīng)畫出定位面、夾緊面和加工面，加工面用粗實線畫出。3夾緊元件及夾緊機構(gòu)應(yīng)按夾緊狀態(tài)畫出，必要時可用雙點劃線畫出夾緊元件的松開位置。油缸、氣缸均應(yīng)標(biāo)出工作行程，用雙點劃線表示出放松的位置。4注意視圖的配置與安排，主視圖應(yīng)面對工人操作的位置。5夾具設(shè)計的結(jié)構(gòu)工藝性，主要是夾具零件的結(jié)構(gòu)工藝性, 與一般機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性相同，首先要盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，以降低設(shè)計和制造費用；其次要考慮加工的工藝性及經(jīng)濟性。夾具結(jié)構(gòu)工藝性還應(yīng)考慮夾具的裝配方法與檢驗法方法。夾具一般屬于單件生產(chǎn)，多采用調(diào)整法和修配法進行裝配，設(shè)計時應(yīng)充分注意。6夾緊總圖應(yīng)注明的尺寸包括：夾具外形輪廓尺寸；移動件的極限位置尺寸；與夾具定位元件、導(dǎo)向元件及夾具安裝基準(zhǔn)面有關(guān)的配合尺寸、位置尺寸及公差；夾具定位元件與工件的配合尺寸；夾具導(dǎo)向元件與刀具的配合尺寸；夾具與機床的聯(lián)接尺寸及配合；關(guān)鍵部位的配合尺寸公差及裝配技術(shù)要求；其它重要配合尺寸。7夾具上有關(guān)尺寸公差和形位公差取工件上相應(yīng)公差的1/51/2, 通常取1/3。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時，考慮夾具的磨損，應(yīng)取較小值；當(dāng)工件本身精度較高，為使夾具制造不十分困難，可取較大值。當(dāng)工件上相應(yīng)的公差為自由公差時，夾具上有關(guān)尺寸公差常取±0.1mm或±0.05mm，角度公差包括位置公差常取±10或±5。確定夾具公差帶時，應(yīng)保證夾具上有關(guān)尺寸的公差帶剛好落在工件上相應(yīng)尺寸公差帶的中間。8夾具總圖上標(biāo)注的技術(shù)要求通常有以下幾方面：定位元件與定位元件定位外表之間的相互位置精度要求；定位元件的定位外表與夾具安裝面之間的相互位置精度要求；定位元件的定位外表與引導(dǎo)元件工作外表之間的相互位置精度要求；引導(dǎo)元件與引導(dǎo)元件工作外表之間的相互位置精度要求；定位元件的定位外表或引導(dǎo)元件的工作外表對夾具找正基準(zhǔn)面的位置精度要求；與保證夾具裝配精度有關(guān)的或與檢驗方法有關(guān)的特殊的技術(shù)要求。表S0-4列出了幾種常見的夾具技術(shù)要求，可供參考 9在裝配圖上應(yīng)有：標(biāo)題欄、件號、技術(shù)要求、剖視圖。自制件要編號，自制件的件數(shù)、材料均須在明細表中列出。標(biāo)準(zhǔn)件可不編號，其規(guī)格、件數(shù)可在夾具圖上直接標(biāo)出。 5.編寫說明書設(shè)計說明書的主要內(nèi)容應(yīng)包括：1. 工藝規(guī)程設(shè)計包括零件圖的分析、毛坯制造方法的選擇、基準(zhǔn)的選擇、加工方法的選擇、加工順序確實定、工藝路線的制訂、余量與工序尺寸確實定、切削用量的選擇等。其中制定工藝路線局部要詳細編寫，包括工藝論證內(nèi)容。2. 夾具設(shè)計夾具設(shè)計說明包括夾具的用途、工作原理、結(jié)構(gòu)方案的選擇和分析、定位誤差和夾緊力的計算、精度分析、夾具的使用說明、本夾具的優(yōu)缺點等。寫說明書要求重點突出，文字簡練，字跡端正，說理清楚。盡量用示意圖或計算數(shù)據(jù)來說明問題，不追求過多的文字表達。說明書的編寫工作，應(yīng)從設(shè)計的開始之日起，逐日將設(shè)計的主要內(nèi)容及分析計算等記入筆記本中。每到一階段，即可按要求逐段整理成文，設(shè)計結(jié)束前再進行整理補充。說明書統(tǒng)一用A4紙書寫，四周留出邊框用于裝訂。本指導(dǎo)書所附說明書封皮及任務(wù)書用于首頁，接下去編排目錄應(yīng)有頁號，說明書正文是主體，并將工藝過程卡及工序卡按恰當(dāng)位置附入，后記局部可寫收獲、體會以及意見或建議，最后列出自己設(shè)計中所用到的主要參考資料名稱?！皺C械制造工藝學(xué)課程設(shè)計實例一設(shè)計題目設(shè)計"中間軸齒輪"零件圖S0-1機械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的夾具。年產(chǎn)5000件。 課程設(shè)計說明書實例一1. 零件圖分析1.1 零件的功用本零件為拖拉機變速箱中倒速中間軸齒輪，其功用是傳遞動力和改變輸出軸運動方向。1.2 零件工藝分析本零件為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是62H7孔和齒面，且兩者有較高的同軸度要求，是加工工藝需要重點考慮的問題。其次兩輪轂端面由于裝配要求，對62H7孔有端面跳動要求。最后，兩齒圈端面在滾齒時要作為定位基準(zhǔn)使用，故對62H7孔也有端面跳動要求。這些在安排加工工藝時也需給予注意。2. 確定毛坯2.1 確定毛坯制造方法本零件的主要功用是傳遞動力，其工作時需承受較大的沖擊載荷，要求有較高的強度和韌性，故毛坯應(yīng)選擇鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷。又由于年產(chǎn)量為5000件，到達了批量生產(chǎn)的水平，且零件形狀較簡單，尺寸也不大，故應(yīng)采用模鍛。2.2 確定總余量由表S-1確定直徑上總余量為6mm，高度軸向方向上總余量為5mm。 2.3 繪制毛坯圖圖S0-2 3.制定零件工藝規(guī)程3.1 選擇外表加工方法162H7孔 參考表S2，并考慮： 生產(chǎn)批量較大，應(yīng)采用高效加工方法； 零件熱處理會引起較大變形，為保證62H7孔的精度及齒面對62H7孔的同軸度，熱處理后需對該孔再進行加工。故確定熱前采用擴孔拉孔的加工方法，熱后采用磨孔方法。 2 齒面 根據(jù)精度8-7-7的要求，并考慮生產(chǎn)批量較大，故采用滾齒剃齒的加工方法表S-3。 3 大小端面 采用粗車半精車精車加工方法參考表S4。 4 環(huán)槽 采用車削方法。3.2 選擇定位基準(zhǔn)1 精基準(zhǔn)選擇 齒輪的設(shè)計基準(zhǔn)是62H7孔，根據(jù)基準(zhǔn)重合原那么，并同時考慮統(tǒng)一精基準(zhǔn)原那么，選62H7孔作為主要定位精基準(zhǔn)?？紤]定位穩(wěn)定可靠，選一大端面作為第二定位精基準(zhǔn)。在磨孔工序中，為保證齒面與孔的同軸度，選齒面作為定位基準(zhǔn)。在加工 環(huán)槽工序中，為裝夾方便，選外圓外表作為定位基準(zhǔn)。2 粗基準(zhǔn)選擇 重要考慮裝夾方便、可靠，選一大端面和外圓作為定位粗基準(zhǔn)。3.3 擬定零件加工工藝路線方案1：1擴孔立式鉆床，氣動三爪卡盤；2粗車外圓，粗車一端大、小端面，一端6精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角普通車床，氣動可脹心軸；7車槽普通車床，氣動三爪卡盤；8中間檢驗；9滾齒滾齒機，滾齒夾具；10一端齒圈倒角倒角機，倒角夾具；11另一端齒圈倒角倒角機，倒角夾具；12剃齒剃齒機，剃齒心軸；13檢驗；14熱處理；15磨孔內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤；16最終檢驗。方案2：1粗車一端大、小端面，粗車、半精車內(nèi)孔，一端內(nèi)孔倒角普通車床，三爪卡盤；2粗車、半精車外圓，粗車另一端大、小端面，另一端外圓、內(nèi)孔倒角普通車床，三爪卡盤；3精車內(nèi)孔，車槽，精車另一端大、小端面，另一端外圓倒角普通車床，三爪卡盤；4精車外圓，精車一端大、小端面普通車床，可脹心軸；5中間檢驗；6滾齒滾齒機，滾齒夾具；7一端齒圈倒角倒角機，倒角夾具；8另一端齒圈倒角倒角機，倒角夾具；9剃齒剃齒機，剃齒心軸；10檢驗；11熱處理；12磨孔內(nèi)圓磨床，節(jié)圓卡盤；13最終檢驗。方案比擬：方案2工序相對集中，便于管理，且由于采用普通機床，較少使用專用夾具，易于實現(xiàn)。方案1那么采用工序分散原那么，各工序工作相對簡單?？紤]到該零件生產(chǎn)批量較大，工序分散可簡化調(diào)整工作，易于保證加工質(zhì)量，且采用氣動夾具，可提高加工效率，故采用方案1較好。3.4 選擇各工序所用機床、夾具、刀具、量具和輔具表S5，表S6 3.5 填寫工藝過程卡片表S0-5 3.6 機械加工工序設(shè)計工序021刀具安裝 由于采用多刀半自動車床，可在縱向刀架上安裝一把左偏刀用于車削外圓和一把45°彎頭刀用于車倒角；可在橫刀架上安裝兩把45°彎頭刀用于車削大、小端面。加工時兩刀架同時運動，以減少加工時間圖S0-3。 圖S0-3 工序02排刀圖2走刀長度與走刀次數(shù) 以外圓車削為例，假設(shè)采用75°偏刀，那么由表151可確定走刀長度為251228mm；一次走刀可以完成切削考慮到模角及飛邊的影響，最大切深為34mm。3 切削用量選擇 首先確定背吃刀量：考慮到毛坯為模鍛件，尺寸一致性較好，且留出半精車和精車余量后直徑留3 mm，加工余量不是很大，一次切削可以完成。?。篴P =136133/2 + 12.5×tan7° 3mm；考慮毛坯誤差，?。篴P = 4 mm； 確定進給量：參考表S-7，有：f 0.6 mm/ r； 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.5m/s，n = 212r/min。 4 工時計算 計算根本時間：tm = 28 /212×0.6= 0.22min參考式S3； 考慮多刀半自動車床加工特點多刀加工，根本時間較短，每次更換刀具后均需進行調(diào)整，即調(diào)整時間所占比重較大等，不能簡單用根本時間乘系數(shù)的方法確定工時?？筛鶕?jù)實際情況加以確定：TS = 2.5min。該工序的工序卡片見表表S0-6。 工序061刀具安裝 由于在普通車床上加工，盡量減少刀具更換次數(shù)，可采用一把45°彎頭刀用于車削大、小端面和一把75°左偏刀用于倒角，見圖S0-4。 圖S0-4 工序06刀具安裝示意圖2走刀長度與走刀次數(shù) 考慮大端面，采用45°彎頭刀，由表S9可確定走刀長度為27.51130mm；因為是精車，加工余量只有0.5 mm，一次走刀可以完成切削。小端面和倒角也一次走刀完成。 3切削用量選擇 首先確定背吃刀量：精車余量0.5mm，一次切削可以完成。取：aP = 0.5mm； 確定進給量：參考表S-10，有：f 0.2 mm/ r； 最后確定切削速度：參考表S-8，有：v = 1.8m/s，n = 264r/min。 4工時計算 計算根本時間：tm =30 +8 + 3/264×0.2 0.8 min參考式S3； 考慮到該工序根本時間較短，在采用根本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應(yīng)取較大值或輔助時間單獨計算?？傻玫剑篢S = 2×tm = 1.6 min。該工序的工序卡片見表表S0-7。 工序091工件安裝 由于滾齒加工時切入和切出行程較大，為減少切入、切出行程時間，采用2件一起加工的方法見圖S0-5。 圖S0-5 工序09工件安裝示意圖2走刀長度與走刀次數(shù) 滾刀直徑為120mm，那么由圖S0-5可確定走刀長度為：L=2´L1+62=2´602-(60-12.5)2+62=136mm走刀次數(shù)：13切削用量選擇 確定進給量：參考表S-11，有：f 1.2 mm/工件每轉(zhuǎn)； 確定切削速度：參考表S-12，有：v = 0.6m/s，計算求出n = 96r/min； 確定工件轉(zhuǎn)速：滾刀頭數(shù)為1，工件齒數(shù)為25，工件轉(zhuǎn)速為：nw = 96/254 r/min。4工時計算 計算根本時間：tm =136 / 4×1.2×2 14 min參考式S3； 考慮到該工序根本時間較長，在采用根本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應(yīng)取較小值或輔助時間單獨計算。可得到：TS = 1.4×tm 20 min。該工序的工序卡片見表表S0-8。 工序131走刀長度與走刀次數(shù) 走刀長度取：L=l=40mm；走刀次數(shù)：0.2/0.0120雙行程。2切削用量選擇參考表S-13 確定砂輪速度：取砂輪直徑d 50 mm，砂輪轉(zhuǎn)速n = 10000r/min，可求出砂輪線速度：v = 26m/s； 確定工件速度：取vw = 0.12 m/s；可計算出工件轉(zhuǎn)數(shù)nw = 36 r/min； 確定縱向進給量：取fl = 3m/min； 確定橫向進給量：取fr= 0.01mm/雙行程； 確定光磨次數(shù)：4次/雙行程。3工時計算 計算根本時間：tm =40×2/3×1000×204×KK是加工精度系數(shù)，取K2，得到：tm = 1.28 min； 考慮到該工序根本時間較短，在采用根本時間乘系數(shù)的方法確定工時，系數(shù)應(yīng)取較大值或輔助時間單獨計算。可得到：TS = 2.4×tm = 3 min。該工序的工序卡片見表表S0-9。 4 夾具設(shè)計以06工序夾具為例進行說明4.1 功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計本工序要求以61.6H8孔4點和已加工好的大端面1點定位，精車另一大、小端面及外圓倒角5×15°，并要求保證尺寸20±0.2和10±0.2以及大、小端面對61.6H8孔的跳動不大于0.05mm。其中端面跳動是加工的重點和難點，也是夾具設(shè)計需要著重考慮的問題。夾具方案設(shè)計工件以孔為主要定位基準(zhǔn)，多采用心軸。而要實現(xiàn)孔4點定位和端面1點定位，應(yīng)采用徑向夾緊?？捎幸韵聨追N不同的方案：1 采用脹塊式自動定心心軸；2 采用過盈配合心軸；3 采用小錐度心軸；4 采用彈簧套可脹式心軸；5 采用液塑心軸。根據(jù)經(jīng)驗，方案1定位精度不高，難以滿足工序要求。方案2和3雖可滿足工序要求，但工件裝夾不方便，影響加工效率。方案4可行，即可滿足工序要求，裝夾又很方便。方案5可滿足工序要求，但夾具制造較困難。故決定采用方案4。夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計1 根據(jù)車間條件有壓縮空氣管路，為減小裝夾時間和減輕裝夾勞動強度，宜采用氣動夾緊。2 夾具體與機床主軸采用過渡法蘭連接，以便于夾具制造與夾具安裝。3 為便于制造，彈簧套采用別離形式。4.2 夾具設(shè)計計算切削力計算參考切削用量手冊 主切削力：進給抗力軸向切削力： 最大扭矩：夾緊力計算參考夾具設(shè)計手冊éæ2´Mö2ù2êçú÷+310êèDøúFj=K´ê+Fdú´tan(a+f1)+tanf2 tanf2êúêúëû式中1 - 彈簧套與夾具體錐面間的摩擦角，取：tan10.15；2 - 彈簧套與工件間的摩擦角，?。簍an20.2；- 彈簧套半錐角，6°；D - 工件孔徑；Fd - 彈性變形力，按下式計算：éæ2´22100ö2ù2êçú÷+310êè130øúFj=1.5´ê+713ú´0.26+0.2=2080N 0.2êúêúëû選擇氣缸形式，確定氣缸規(guī)格參考夾具設(shè)計手冊選擇單活塞回轉(zhuǎn)式氣缸，缸徑100mm即可。4.3 夾具制造與操作說明夾具制造的關(guān)鍵是夾具體與彈簧套。夾具體要求與彈簧套配合的錐面與安裝面有嚴(yán)格的位置關(guān)系，彈簧套那么要求與夾具體配合的錐面與其外圓外表嚴(yán)格同軸。此外，彈簧套錐面與夾具體錐面應(yīng)配做，保證接觸面大而均勻。夾具使用時必須先安裝工件，再進行夾緊，嚴(yán)格禁止在不安裝工件的情況下操作氣缸，以防止彈簧套的損壞。夾具裝配圖見圖S0-6。 "機械制造工藝學(xué)"課程設(shè)計實例二設(shè)計題目設(shè)計“諧波減速器殼體零件圖S0-7成組機械加工工藝規(guī)程及某一重要工序的成組夾具。各種殼體年產(chǎn)50500件不等，按訂單生產(chǎn)。 1. 零件圖分析1.1 零件的功用本零件為諧波減速器殼體，用于安裝諧波減速器各零件，使其獲得正確的裝配關(guān)系。其中內(nèi)孔D1用于安裝剛輪，內(nèi)孔D6用于安裝支承低速軸輸出軸的軸承。同時殼體外圓外表D7也是諧波減速器的安裝基準(zhǔn)面。1.2 零件工藝分析本零件主體形狀為回轉(zhuǎn)體零件，其最主要加工面是內(nèi)孔D1、D6，外圓D7，以及與內(nèi)孔D1、D6垂直度要求較高的幾個端面，如何保證這些外表本身的加工精度和相互位置精度是加工工藝需要重點考慮的問題。本零件的另一特點是螺孔較多，其中螺孔S1位置度要求較高，螺孔S3、S4、和S5也有一定的位置度要求，在工藝上應(yīng)給予保證。本零件結(jié)構(gòu)對于4種不同型號的諧波減速器完全一樣，僅尺寸有所區(qū)別，但也在一定的尺寸范圍內(nèi)。故可以采用成組工藝和成組夾具。2. 確定毛坯2.1 確定毛坯制造方法本零件的材料是ZL102，故宜采用鑄件。2.2 確定總余量由表S-14確定外圓、內(nèi)孔直徑上總余量為5mm，端面總余量為2.5mm。 2.3 繪制毛坯圖略3. 制定零件工藝規(guī)程3.1 選擇外表加工方法1 由于工件材料為鋁合金，故各回轉(zhuǎn)外表及端面均采用車削方法加工：對于重要回轉(zhuǎn)外表及端面采用粗車半精車精車加工方法，對于次要回轉(zhuǎn)外表及端面采用粗車或粗車半精車加工方法。2 螺孔采用鉆孔攻絲加工方法。為保證螺孔的位置精度，均應(yīng)使用鉆夾具進行加工。3.2 選擇定位基準(zhǔn)1精基準(zhǔn)選擇 零件的設(shè)計基準(zhǔn)是D6孔和大端面C，根據(jù)基準(zhǔn)重合原那么，并同時考慮統(tǒng)一精基準(zhǔn)原那么，選D6孔和大端面C作為主要定位精基準(zhǔn)。在鉆螺紋底孔的工序中，考慮工件定位和裝夾的方便，選大端面C和D1孔作為定位精基準(zhǔn)。為保證D7外圓和D6孔的同軸度，加工D6孔時采用D7外圓外表作為定位基準(zhǔn)；而在精加工D7外圓外表時，采用D6孔作為定位基準(zhǔn)。這表達了互為基準(zhǔn)的原那么。2粗基準(zhǔn)選擇 為保證加工面與不加工面的位置關(guān)系，選不加工的四方面作為定位粗基準(zhǔn)。3.3 擬定零件加工工藝路線生產(chǎn)車間有普通車床和數(shù)控車床可供選擇?？紤]到該零件孔的加工難度較大，為了穩(wěn)定地保證加工精度也為了提高加工效率，精加工采用數(shù)控車床。主要加工工序如下：1半精車小端面、D7外圓、臺階面及D4孔普通車床，四爪卡盤；2半精車內(nèi)空刀槽D3×L2L3普通車床，三爪卡盤；3時效處理；4精車大端面，精車D1孔，半精車D2孔，精車D6孔，倒角0.5×45°數(shù)控車床，三爪卡盤；5精車D7外圓，精車臺階面，倒角1×45°，精車D4孔，精車L9槽直徑D5數(shù)控車床，可脹心軸；6中間檢驗：精車各部尺寸；7鉆4S3螺紋底孔臺式鉆床，鉆夾具；8鉆6S4螺紋底孔臺式鉆床，鉆夾具；9鉆4S5螺紋底孔臺式鉆床，鉆夾具；10鉆S1和S2螺紋底孔，锪沉頭孔臺式鉆床，鉆夾具；11中間檢驗：螺紋底孔尺寸及位置；12攻絲：4S3臺式鉆床，鉆夾具；13攻絲：6S4臺式鉆床，鉆夾具；14攻絲：4S5臺式鉆床，鉆夾具；15攻絲：S1和S2臺式鉆床，鉆夾具；16最終檢驗。3.4 選擇各工序所用機床、夾具、刀具、量具和輔具參考表S5，表S6 3.5 填寫工藝過程卡片表S0-15 3.6 機械加工工序設(shè)計工序01工序卡片見表S0-16。 工序04工序卡片見表S0-17。 工序10工序卡片見表S0-18。 4 成組夾具設(shè)計以10工序夾具為例進行說明4.1 功能分析與夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計本工序要求以殼體大端面3點和D1孔2點定位，鉆S1、S2螺紋底孔，锪D13孔，要求保證位置尺寸L5和L7，其中位置尺寸L5要求較嚴(yán)格，是夾具設(shè)計需要著重考慮的問題。夾具方案設(shè)計工件分別以大端面、短圓柱孔和四方面為第一、第二和第三定位基準(zhǔn)，可采用大端面短圓柱面的定位方式，以滿足3點定位和2點定位的要求，1點定位那么可采用可調(diào)支承來實現(xiàn)。夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計1 考慮生產(chǎn)批量不大，故采用手動夾緊。2 S1螺紋底孔有3個，且圓周上均勻分布，故宜做成回轉(zhuǎn)式鉆模，采用分度盤和插銷進行分度。3 為適應(yīng)不同尺寸零件加工需要定位元件應(yīng)做成可換方式。4 為減小由于鉆削軸向力引起工件變形和位移，應(yīng)在鉆頭對應(yīng)位置上加輔助支承。5 為便于安裝工件，鉆模板采用鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。6 尺寸L5要求較嚴(yán)格，故鉆S1螺紋底孔的鉆模板位置固定，調(diào)整鉆S2螺紋底孔的鉆模板位置，以適應(yīng)不同孔距要求。4.2 夾具設(shè)計計算略4.3 夾具制造與操作說明本夾具分度與定位裝置是夾具設(shè)計制造的關(guān)鍵。定位裝置既要滿足不同型號殼體零件的定位尺寸要求，又要保證定位端面至S1螺紋底孔鉆套的距離，為此必須嚴(yán)格按夾具零件圖紙要求進行加工。同時夾具在轉(zhuǎn)換加工零件時，必須進行仔細的調(diào)整和檢測。裝夾工件時，用力要適當(dāng)，以免產(chǎn)生夾緊變形。锪D13孔時，須將相應(yīng)的鉆模板掀起，利用锪鉆自身導(dǎo)向。夾具裝配圖如下： 其中件號19為可換件，應(yīng)根據(jù)不同型號零件進行更換。件號1145為非標(biāo)準(zhǔn)夾具元件或自制標(biāo)準(zhǔn)夾具元件，件號5181為外購標(biāo)準(zhǔn)件