機械工程類畢業(yè)論文.doc

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1、 機械產品工藝設計課程設計說明書題 目 粗銑支架平面專用夾具設計 機械工程 學院 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 0992 班學生姓名 曾理杰 學號 200902010516（34） 指導教師 楊 毅 倪 小 丹 完成日期 2012年1月5日 機械工程學院 二一一年十二月目 錄 任務書2 序言3 設計目的41 零件的工藝分析5 1.1確定生產類型5 1.2 技術條件分析 52 毛坯的選擇6 2.1 確定毛坯的成形方法6 2.2 鑄件結構工藝性分析6 2.3 鑄造工藝參數(shù)的確定63 機械加工工藝過程7 3.1 定位基準的選擇7 3.2 零件各表面的加工方案7 3.2.1平面加工7 3.2.2 孔加

2、工7 3.2.3 槽加工8 3.3零件加工工藝路線 8 3.4零件加工工藝過程卡 94機械加工工序設計9 4.1選擇加工設備、刀具、夾具和量具9 4.2零件加工工序卡105 指定工序的專用夾具的設計 10 5.1 定位基準的選擇10 5.2 夾緊方案的確定10 5.3 對刀及導向裝置11零件圖、毛坯圖、裝配圖、夾具體、機械加工工藝過程卡、工序卡12-17心得體會 18參考文獻 20機械產品制造工藝設計任務書設計題目： 設計支架的加工工藝規(guī)程及專用夾具設計內容及要求：1.繪制氣門搖臂軸支座零件毛坯合圖一張（A4）2.設計支座零件的加工工藝規(guī)程 編制零件加工的工藝規(guī)程過程卡一張（A4） 指定工序的

3、工序卡一張（A4）3.設計指定工序的夾具 夾具裝配圖一張（A3） 夾具體零件圖一張（A3）4.設計說明書一份序 言 機械制造裝備設計課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，他在我們的大學四年生活中占有重要的地位。其設計其目的在于：1鞏固我們在大學里所學的知識，也是對以前所學知識的綜合性的檢驗；2加強我們查閱資料的能力，熟悉有關資料；3樹立正確的設計思想，掌握設計方法，培養(yǎng)我們的實際工作能力；4通過對氣門搖臂軸支座的機械制造工藝設計，使我們在機械制造工藝規(guī)程設計，工藝

4、方案論證，機械加工余量計算，工藝尺寸的確定，編寫技術文件及查閱技術文獻等各個方面受到一次綜合性的訓練。初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。5.能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計出高效，省力，經濟合理并能保證加工質量的專用夾具的能力 就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎。 由于個人能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。夾具課程設計說明書設計目的 現(xiàn)代機械制造工藝

5、設計是機械類專業(yè)學生在學完了機械制造技術基礎等技術基礎和專業(yè)課理論之后進行的一個實踐教學環(huán)節(jié)。其目的是鞏固和加深理論教學內容，培養(yǎng)學生綜合運用所學理論，解決現(xiàn)代實際工藝設計問題的能力。通過工藝規(guī)程及工藝裝備設計，學生應達到：1、掌握零件機械加工工藝規(guī)程設計的能力；2、掌握加工方法及其機床、刀具及切削用量等的選擇應用能力；3、掌握機床專用夾具等工藝裝備的設計能力；4、學會使用、查閱各種設計資料、手冊和國家標準等，以及學會繪制工序圖、夾具總裝圖，標注必要的技術條件等。 本次課程設計內容包括 1對零件的分析。 2整個零件的機械加工工藝過程卡。 一張 3所設計夾具對應工序的機械加工工序卡。 一張 4繪

6、制零件的毛坯圖。 一張 5設計某工序的夾具一套，繪出總裝圖。 一張 6夾具體零件圖。 一張 7編寫設計說明書。 一份時間安排：第14項 1周；第5 項 1.5周；第67項 0.5周；總共三周。 1 零件的工藝分析 1.1確定生產類型 生產類型為中批生產。 1.2 技術條件分析由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。同時，灰鑄鐵的生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： 1. 45

7、mm94mm的支架底面（A面），根據零件的總體加工特性，其為整個機械加工過程中主要的基準面，粗糙度為Ra1.6，需要經過精加工才能達到精度要求，因此在制定加工方案的時候應當首先將此面加工出來； 2.40外圓的右端面（B面）以及另一40外圓的上端面，粗糙度均為Ra3.2； 3.32以及18H7的內孔，此為零件重要加工孔，粗糙度要求分別為Ra6.3和Ra1.6.然后是油槽的加工； 4.27H7的光孔及M101.5的螺紋孔的加工；光孔內壁的粗糙度要求為Ra1.6； 5.管螺紋密封孔，M6普通螺紋孔的加工； 6.10H8孔的加工，粗糙度要求為Ra1.6，之后加工4-9沉鉆15深8的沉頭孔，至于銷孔裝配

8、時再加工。 通過上面零件的分析可知，45mm94mm底面和40右以及C面端面的表面粗糙度要求都比較高，因此都需要精加工或半精加工來達到要求，而且這兩個面也是整個加工工程中主要的定位基準面，因此可以先加工出這三個面而達到精度要求，再以此作為基準采用專用夾具來對其他表面進行加工，并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求?？偟目磥?，該零件并沒有復雜的加工曲面，屬于較為簡單的零件，所以根據各加工表面的技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 2 毛坯的選擇 2.1 確定毛坯的成形方法 支架零件材料為HT200，根據選擇毛坯應考慮的因素，該零件體積較小，形狀較復雜，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由

9、于零件生產類型為成批，中批生產，而砂型鑄造生產成本低，設備簡單，故本零件毛坯采用砂型鑄造。由于零件上孔都較小，且都有嚴格的表面精度要求，故都不鑄出，留待后續(xù)機械加工反而經濟實用。2.2 鑄件結構工藝性分析該零件底平面因散熱面積大，壁厚較薄，冷卻快，故有可能產生白口鐵組織，但因為此件對防止白口的要求不嚴，又采用砂型鑄造，保溫性能好，冷卻速度較慢，故能滿足支架使用要求。2.3 鑄造工藝參數(shù)的確定2.31加工余量的確定按手工砂型鑄造，灰鑄鐵查金屬工藝學課程設計表1-11，查得加工余量等級為，轉查表1-12，零件尺寸小于100mm，尺寸公差為13級，加工余量等級為H，得A面加工余量為2.5mm，B面和

10、C面的加工余量都為3mm。詳見附圖（毛坯圖） 3 機械加工工藝過程 3.1 定位基準的選擇 粗基準選擇：對一般的支架類零件來說，以平面作為基準是合理的，按照有關零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準，從零件的分析得知，該支架以平面作為粗基準。 精基準選擇：精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為

11、使基準統(tǒng)一，選擇45mm94mm的下底面作為精基準。3.2 支架架各表面的加工方案 3.2.1平面加工 1）支架底面的加工 表面粗糙度為Ra1.6，用來作為精基準，可采用粗銑、半精銑、精銑的加工方法。 2）40外圓右端面（B）加工 表面粗糙度為Ra3.2，可采用粗銑后半精銑即可達到要求。 3）40外圓上端面（C）加工 表面粗糙度為Ra6.3，粗銑再半精銑即可。 3.2.2 孔加工 由于支架孔的尺寸都小于35mm，因此鑄造時都不予鑄出。 1）橫向孔的加工與縱向孔的加工精度為IT7，要求最高，可采用鉆、擴、鉸的加工方法。其中有階梯孔需要用锪鉆，保證臺階面的粗糙度要求。 2）32孔及18H7的加工

12、需先鉆的小孔，后鉆32的孔，由于精度要求為IT8，采用鉆、擴、鉸的加工方法。 3）25H7孔及M201.5的螺紋孔的加工 需先鉆17的小孔，后鉆25的孔，由于精度要求為IT8，采用鉆、擴、鉸的加工方法。 4）G1/4 n 管螺紋的加工 采用鉆、鉸、攻絲的加工方法即可。 4）M6螺紋孔的加工 采用鉆、鉸、攻絲的加工方法即可。 5）油孔的加工 采用鉆、導角的加工方法即可。 7）4-9沉鉆15深8沉頭孔的加工 采用鉆、锪的加工方法。 3.2.3 槽加工 1）油槽的加工 可以采用特制的拉刀拉削油槽。3.3零件工藝路線的制定 以上各加工表面的加工方案確定后，按照“先面后孔”“先粗后精”和“基面導前”的加

13、工原則，并考慮到零件是中批量生產，將零件的機械加工工藝路線安排如下：工序1 鑄造工序2 時效處理工序3 粗銑A面工序4 半精銑A面工序5精銑A面工序6 粗銑B面工序7 半精銑B面工序8 粗銑C面工序9 半精銑C面工序10 鉆擴18H7孔 锪32孔 鉸18H7孔工序11 插削油槽R1.51.2深工序12 鉆M201.5的螺紋底孔 擴25H7的孔，鉸25H7孔工序13倒斜角120 攻M201.5的螺紋工序14 鉆G1/4 n 管螺紋底孔 攻螺紋工序15 鉆M6螺紋底孔 攻螺紋工序16 鉆4孔 擴鉸至10H7孔工序17 鉆4-9孔 锪13.5沉孔，深8工序18 去毛刺工序19 檢驗各部尺寸、精度工序

14、20 入庫3.4 零件機械加工工藝過程卡詳見后附表（一）。 4粗銑C端面（平行于底面A面）加工工序設計4.1選擇加工設備、刀具、夾具和量具 銑C面時，選擇X52K立式銑床。銑刀依據資料,刀具選用錐柄錐柄立式銑刀，直徑d=100mm,Z=4。由零件圖上看，各平面的相互位置要求不是非常嚴格，其最小不確定度為0.2mm，選用分度值為0.02mm，測量范圍為0-150mm的游標卡尺就行了，因為其不確度為0.02mm，顯然滿足要求。由于零件外形不規(guī)則，使用銑床專用夾具。用粗糙度樣板檢驗底面粗糙度。粗銑C面時的切削用量 (1)背吃刀量=2mm (2)每齒進給量=0.140.24mm/z 取=0.18mm/

15、z （3）確定刀具壽命 z=4 銑刀壽命為180min （4）選擇切削速度和每分進給量 =98m/min n=322r/min =490r/min =1.0修正后 =98=98/min =490=490mm/min轉速 n= =312r/min按X53k立式銑床技術參數(shù)，取n=322r/min =475r/min實際切削速度和進給量 v=94.2m/min =0.39mm/z 4.2零件加工工序卡 詳見后附表（二） 5指定工序專用夾具設計 粗銑40端面C端面（平行于底面A面）5.1.定位裝置 出于定位簡單和快速的考慮，工件以底面A面定位就足夠滿足加工要求。不過由于粗銑圓柱端面C面時，圓柱懸空，

16、受力不均勻，穩(wěn)定性差，為了防止加工時零件變形或者損壞，因此在圓柱下設計一個輔助支承，用來提高支架裝夾剛度和穩(wěn)定性。 1） 下支撐板尺寸長寬高=164mm150mm15mm2） 輔助支承的位置 距離大底板兩邊緣分別是62.5mm和42mm，具體請參閱夾具體零件圖的尺寸標注。5.2.夾緊裝置 因為是中批生產，翻轉V形蓋板，單邊快速夾緊。夾緊力方向原則：（1）夾緊力的作用方向不應破壞工件的既定位置；（2）夾緊力的作用方向應使所需夾緊力盡可能??；（3）夾緊力的作用方向應使工件的夾緊變形最小。夾緊作用點原則：（1） 夾緊里的作用點應正對夾具定位支撐元件或位于支撐元件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內，以免工件產生位

17、移和偏轉；（2）夾緊力的作用點應正對工件剛性較好的部位上，以使夾緊變形盡可能少，有時可采用增大工件受力面積或合理分布夾緊點位置等措施來實現(xiàn)；（3）夾緊力的作用點應盡可能靠近工件的加工表面，以保證夾緊力的穩(wěn)定性和可靠性，減少工件的夾緊力，防止加工過程中可能產生振動。根據以上要求，考慮加工零件的特點及定位方式，確定夾緊方式。本設計方案選用V形蓋板夾緊，一邊旋轉，單邊夾緊。本方案的優(yōu)點：（1） 夾具簡單，容易加工；（2） 采用蓋板夾緊，夾緊操作安全方便；（3） 使用一邊旋轉，單邊夾緊，使得夾緊速度快，夾緊行程短，可以極大的提高生產效率。5.3對刀及導向裝置對刀及導向裝置的作用是迅速確定刀具跟工件間的

18、相對位置，防止加工過程中刀具的偏斜。本設計方案中的對刀塊與塞尺就是為了引導銑刀而設置的導向裝置。（專用夾具及夾具體零件圖見附帶圖） 心得體會不知不覺中，為期三周的機械產品工藝工裝課程設計已經接近尾聲，在這三周中，我們遇到很多問題，我們煩惱過，困惑過，迷茫過，甚至想過放棄，但在老師的指導下，我們最終堅持了下來。由于我們這個課程設計安排在了最后三周，我們都想著放假回家過年，心里也常有急躁不安，最開始想在三兩天內完成任務后趕緊回家，不過在真正接觸它以后才知道夾具設計并不是我們想象的那么簡單，要想設計出一個合格甚至優(yōu)秀的專用夾具是需要付出很多努力才行的。老師把任務分配下來以后，完美開始分組執(zhí)行，我們組

19、是設計一個支架的加工工藝。因此我們開始討論，并查詢很多相關資料，上網、跑圖書館等。終于把加工工藝過程卡和毛坯圖做出來了并得到了老師的認可。接下來每人分了一道工序，開始設計專用夾具。我是負責設計粗銑C面的專用夾具。于是我開始一次一次的嘗試自己的想法，但是因為以前沒有真正自己設計過專用夾具，對很多東西都不太懂，所以碰壁很多。當在好不容易想出了一個夾具并畫出來，老師卻說不行的時候，心里真不是滋味兒，但我沒有氣餒，而是認真聽取老師的意見，盡可能的把自己設計的夾具改得完美。經過了老師一遍又一遍的指導和我自己一遍又一遍的修改，我終于設計出一個合格的銑床專用夾具，并且此夾具具有很多優(yōu)點，操作很簡單，夾緊迅速

20、，效率極高，如果用于生產加工，可以極大提高生產效率。雖然這個夾具可能不是最完美的，但是在我心里它是最好的，因為它包含了我的智慧和努力。在這次課程設計過程中，我覺得最值得我高興的并不是我按時或者提前完成了任務，因為我發(fā)現(xiàn)任務只是一個結果，然而最寶貴的卻是經過，過程會讓我學到和懂得很多東西。在這過程中我查過很多資料，不斷嘗試，正是這些經歷，讓我學到了很多書本上面沒有學到的知識，并且增強了我查閱資料的能力和電腦繪圖的能力。而且我也發(fā)現(xiàn)了團隊的重要性，大家互相幫助，很多困難都能迎刃而解。你不會的東西總有人會，只要多問，收獲一定不小。我覺得我作為未來機械方面的一名卓越工程師，我應該不斷提升自我，不斷學習

21、，不斷創(chuàng)新，用自己的智慧為社會做出更大的貢獻。另外，三周的課程設計，指導老師每天堅持來給我們指導，在這寒冷的冬天，老師早早來到辦公室等著我們去詢問。別人我不清楚，我只知道光我一個人就去求助了老師好多次。幾十個人下來，老師一天到晚就忙著幫我們解決問題，甚至連熱水都沒時間喝。在這里我衷心的謝謝我們的指導老師楊老師和倪老師！老師，你們辛苦了，謝謝你們！ 參考文獻1 陳宏均機械加工工藝設計員手冊北京：機械工業(yè)出版社2009.12 倪小丹、楊繼榮等機械制造技術基礎北京：清華大學出版社2007.33 胡鳳蘭互換性與技術測量基礎北京：高等教育出版社2005.24 上海柴油機廠工藝設備研究所金屬切削機床夾具設計手冊北京：機械工業(yè)出版社1984.125 陳家芳實用金屬切削加工工藝手冊上海：上?？茖W技術出版社2005.16 李益民 機械制造工藝設計簡明手冊北京：機械工業(yè)出版社2003.17 艾 興等切削用量簡明手冊（第三版）北京：機械工業(yè)出版社2003.18 薛源利主編：機床夾具設計：機械工業(yè)出版社：2000年9 孫巳德主編：機床夾具圖冊：機械工業(yè)出版社：1983年10 韓榮第、周明、孫玉潔主編：金屬切削原理與刀具：哈爾濱工業(yè)大學出版社：2003年