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1、目录序言1设计总说明1设计任务和设计要求1一、对零件进行工艺分析3（一）零件的用途及结构分析3（二）分析零件的技术、工艺要求3二、毛坯的制造方式、简图4（一）确定毛坯的制造方式4（二）绘制毛坯简图4三、制定零件的机械加工工艺路线5（一）加工基准的选择5（三）表面加工方法的确定6（三）加工阶段的划分6（四）工序的集中与分散7（五）确定工艺路线7四、机械加工工序余量的确定,工序尺寸及工时的确定7（一）机械加工工序余量的确定7（二）工序尺寸及工时的确定9五、切削用量以及机床的确定24六、主要加工工序的确定及工序卡设计24七、夹具设计24（一）、设计要求24（二）、指定工序夹具设计的有关计算24（三）
2、定位误差分析25（四）夹具的调整及使用说明25八、课程设计总结26参考文献28序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。摇杆的加工工艺规程和铳两内侧中310端面的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计
3、、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本设计选用摇杆来进行工艺编制与夹具设计，以说明书、绘图为主，设计手册与国家标准为附来进行详细说明。设计总说明我的设计课题是摇杆加工工艺规程及其铳床夹具设计，依据任务书知需要设计一套夹具及相关工艺设计，在这里我选择了两内侧中310端面的
4、铳床夹具，所采用的设备为卧式铳床X63T。摇杆零件外形结构一般，生产批量为大批量，材料为ZG270500,由机械制造工艺设计简明手册（以后简称工艺简明手册）表L3T知，采用金属模机械砂型铸造。再结合典型零件工艺分析与加工编写工艺规程并计算各加工表面工时。设计任务和设计要求（一）设计任务1 .熟悉零件图，分析技术条件。2 .选择毛坯。3 .确定各加工表面的加工方法。4 .合理选择各工序的定位基准、计算定位误差。5 .拟定零件的机械加工工艺过程。6 .确定各工序的定位夹紧方案。7 .确定各加工表面的加工余量。8 .选定各工序所使用的加工设备。9 .确定各工序切削用量。10 .填写工艺卡、工序卡。1
5、1 .设计指定工序的专用夹具判断切削力与作用位置并计算切削力。计算所需夹紧力。尽可能按1：1比例绘制夹具装配图。12 .编写设计说明书论述设计方案确立的理由和依据（包括工艺方案和夹具设计方案）整理各有关计算主要过程。总结设计结果的优缺点。（二）设计要求1 .理论联系实际，根据图纸的技术要求做相关的技术分析，提出设计的总体方案。2 .设计过程中要综合运用已学过的相关知识（如机械制图、力学、机械零件设计、金属材料及热处理、公差配合与技术测量、机械制造技术等课程），分析解决工艺设计及专用夹具设计问题，提高综合应用能力。3 .培养工艺设计及夹具机构设计的能力。一、对零件进行工艺分析（一）零件的用途及结
6、构分析题目所给的零件是摇杆，摇杆在较链四杆机构中，仅能在某一角度（小于180度）范围内摇摆的连架杆。（二）分析零件的技术、工艺要求8” 45侦术要求iBtfittXXf.J ltti*K-lU.Wc图IT摇杆零件图L摇杆中450前端面,2.摇杆中450后端面,3.摇杆中310前端面,4.摇杆中310后端面,粗糙度Ra3. 2 JLim 粗糙度Ra6.34% 粗糙度Ra6. 3 JLim 粗糙度Ra6.5 .摇杆230H7孔，粗糙度Ra3.2j6 .摇杆160H7孔,粗糙度Ra3.2n7 .摇杆两内侧中310端面，粗糙度Ra3.2?8 .摇杆宽28键槽，粗糙度Ra3.2m摇杆230H7孔为基准A
7、,450前端面与基准A圆跳动公差0.03；160H7孔与基准A的平行度公差0.05O二、毛坯的制造方式、简图（一）确定毛坯的制造方式摇杆零件材料为ZG270-500,由机械制造工艺设计简明手册表1.3-1知，摇杆的毛坯制造方式为铸造。（二）绘制毛坯简图图2-1摇杆毛坯图零件图三、制定零件的机械加工工艺路线(一)加工基准的选择1 .粗基准的选择如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。如需保证各加工表面都
8、有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及摇杆零件图知，选摇杆前端面、230H7毛坯孔及中1600H7毛坯孔为粗基准。2 .精基准的选择用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其
9、他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及摇杆零件图知，以前端面、230H7孔和160H7孔作为定位精基准。(三)表面加工方法的确定查机械制造工艺设计简明手册表查机械制造工艺设计简明手册表查机械制造工艺设计简明手册表查机械制造工艺设计简明手册表查机械制造工艺设计简明手册表L摇杆中450前端面，采用铳削加工，粗糙度Ra3.24,1.4-8知，两步铳削即粗铳一一半精铳方可满足其精度要求。2.摇杆中450后端面，采用铳削加工，粗
10、糙度Ra6.39z,1.4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。3.摇杆中310前端面，采用铳削加工，粗糙度Ra6.3472,1.4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。4.摇杆310后端面，采用铳削加工，粗糙度Ra6.34%,1.4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。5.摇杆230H7孔，采用镇削加工，粗糙度Ra3.2472,1.4- 8知，三步舞削即粗像一一半精镶一一精镀方可满足其精度要求。6 .摇杆中160H7孔，采用链削加工，粗糙度Ra3.2,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，三步链削即粗链一一半精镶一一精镀方可满足其精度要求。7 .摇杆两内侧中310端面，采用铳削加工，粗糙度Ra
11、3.2三,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，两步铳削即粗铳一一半精铳方可满足其精度要求。8 .摇杆宽28键槽，采用插削加工，粗糙度Ra3.2”7z,查机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步插削即可满足其精度要求。(三)加工阶段的划分按加工的精度高低，加工阶段一般可分为三个阶段：1 .粗加工阶段主要加工方法有：粗车、粗铳、粗刨、粗键。2 .半精加工阶段主要加工方法有：半精车精车、半精铳精铳、半精刨精刨、半精链精链和扩孔钱孔。3 .精加工阶段主要加工方法是各种类型的磨削，也有宽刃精刨、浮动链和刮削在不同的加工阶段不仅所选择的机床、切削用量不同，而且所使用的夹具、刀具、检具的精度也是不
12、同的。从粗加工到精加工，机床、夹具、刀具、检具的精度由低到高，切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高进行变化。因此，在不同的加工阶段应选择合适的加工设备。（四）工序的集中与分散L工序集中按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将许多工序组成一个集中工序。最大限度的工序集中，就是在一道工序内完成工件所有表面的加工。2.工序分散按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些。最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步。（五）确定工艺路线工序01：金属模机械砂型铸造工序02：退火工序03：粗铳310后端面；粗铳450后端面；达图纸要
13、求，Ra6.3m,Ra3.2m工序04：粗铳中310前端面；粗铳450前端面；半精铳450前端面；达图纸要求，Ra6.3m，Ra3.2va工序05：粗镶中222孔至中227；半精镶中227孔至6229；精镣229孔至e230H7,倒角C5；达图纸要求，Ra3.2m工序06：粗锋中152孔至中157；半精镀中157孔至159；精镇中159孔至160H7,倒角C3；达图纸要求，Ra3.2m工序07：插宽28槽；达图纸要求，Ra6.3m工序08：粗铳两内侧中310端面；半精铳两内侧中310端面；达图纸要求，Ra3.2m工序09：去毛刺工序10：清洗工序11：终检四、机械加工工序余量的确定,工序尺寸及
14、工时的确定（一）机械加工工序余量的确定摇杆材料为ZG270500,由机械制造工艺设计简明手册表1.3-1知，铸造毛坯精度等级CT9,加工余量等级MA-G,再查机械制造工艺设计简明手册表224可确定各加工表面单边余量，现分述如下：1 .摇杆中450前端面的加工余量摇杆中450前端面单边加工余量6.0mm,粗糙度Ra3.2,由机械制造工艺设计简明手册表1.4- 8知，两步铳削即粗铳一一半精铳方可满足其精度要求。单边余量Z=2.5mm半精铳单边余量Z= 1.0mm2 .摇杆中450后端面的加工余量摇杆中450后端面单边加工余量6.0mm,粗糙度Ra6.3,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一
15、步铳削即可满足其精度要求。单边余量Z=3.0mm3 .摇杆6310前端面的加工余量摇杆310前端面单边加工余量6.0mm,粗糙度Ra6.3,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步铳削即可满足其精度要求。单边余量Z=3.0mm4 .摇杆310后端面的加工余量摇杆中310后端面单边加工余量6.0mm,粗糙度Ra6.3,由机械制造工艺设计简明手册表1.48知，一步铳削即可满足其精度要求。单边余量Z=3.0mm5 .摇杆230H7孔的加工余量摇杆230H7孔单边加工余量4.0mm,粗糙度Ra3.2,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，三步链削即粗链一一半精像一一精链方可满足其精度要求。单
16、边余量Z=2.5mm半精链单边余量Z=LOmm单边余量Z=0.5mm6 .摇杆160H7孔的加工余量摇杆中160H7孔单边加工余量4.0mm,粗糙度Ra3.2,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-7知，三步镇削即粗镇一一半精镇一一精镀方可满足其精度要求。单边余量Z=2.5mm半精镶单边余量Z= 1.0mm单边余量Z=0.5mm7 .摇杆宽28槽的加工余量摇杆宽28槽，切削深度不大，故采用实心毛坯，粗糙度Ra3.2,由机械制造工艺设计简明手册表1.4-8知，一步插削即可满足其精度要求。8 .摇杆两内侧310端面的加工余量摇杆两内侧310端面单边加工余量6.0mm,粗糙度Ra3.2,由机械制造工艺
17、设计简明手册表1.47知，两步铳削即粗铳一一半精铳方可满足其精度要求。粗铳单边余量Z=2.5mm半精铳单边余量Z=1.0mm（二）工序尺寸及工时的确定工序03：粗铳中310后端面；粗铳450后端面；达图纸要求，Ra6.3zm,Ra3.2m工步一：粗铳310后端面L选择刀具刀具选取硬质合金面铳刀，刀片采用YG8,J0=125mm,v=150mmin,z=102 .决定铳削用量决定铳削深度加工余量6.Omm,表面粗糙度Ra6.3,一步铳削即可达到精度要求，两步走刀完成，故ap=3.0mm决定每次进给量及切削速度根据X53T型立式铳床说明书，其功率为为IOkw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.25
18、/齿，则IOOOv 1000150d万 X125r/min 382rmin按机床标准选取外=355r/minv = 1000%xl25x3551000m/min 139m/ minfMz=fw=0.2510355mm/nin=887.5mm/in按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,立式铳床X53T标准选取&z=900mWmin3 .计算工时T_J_吗ED0一一工作台直径rrL.Dli.3.14310-Ti=i=-1=2mn2.163min,fMfM900工步二：粗铳450后端面1 .选择刀具刀具选取硬质合金面铳刀，刀片采用YG8,J0=125mm,v=150mmin,z=102 .决定铳
19、削用量决定铳削深度加工余量6.Omm,表面粗糙度Ra6.3,一步铳削即可达到精度要求，两步走刀完成，故ap=3.0mm决定每次进给量及切削速度根据X53T型立式铳床说明书，其功率为为IOkw,中等系统刚度。根据表查出力=0.25加/齿，则IOOOvdIoooXl5025r/min 382rmin按机床标准选取乙,=355r/min*二1000% X125 X 355IOOOm/min 139m/ min&Z=f2nv=2510355mm/nin=887.5mm/min按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,立式铳床X53T标准选取九二二90OnnVmin3.计算工时T=-Lj二也jj/mZw
20、D0工作台直径T.=Z=z=314x4502min3.142minJ九九900工序04：粗铳310前端面；粗铳450前端面；半精铳450前端面；达图纸要求,Ra6.3m,Ra3.2va工步一：粗铳310前端面L选择刀具刀具选取硬质合金面铳刀，刀片采用YG8,J0=125mm,v=150mmin,z=102 .决定铳削用量决定铳削深度加工余量6.Omm,表面粗糙度Ra6.3,一步铳削即可达到精度要求，两步走刀完成，故ap=3.0mm决定每次进给量及切削速度根据X53T型立式铳床说明书，其功率为为IOkw,中等系统刚度。根据表查出fz=0.25/齿，则IOOOv 1000150ml25r/min
21、382rmin按机床标准选取几=355rminv = 1000TTX 125x3551000m/min 139m / minfM7-fznw-0.2510355mm/nin=887.5mm/min按机械制造工艺设计简明手册表4.2-37,立式铳床X53T标准选取几z=QOOmWmin3 .计算工时TL兀D。.Ti=I=-1jfMfMD0工作台直径T L .0 .Ti =I = -1/ Zw3.143109(X)X 2rnin 2.163 min工步二：粗铳450前端面L选择刀具刀具选取硬质合金面铳刀，刀片采用YG8,J0=125nm,v=150mmin,Z=IO4 .决定铳削用量决定铳削深度加
22、工余量6.Omm,表面粗糙度Ra3.2,两步铳削即粗铳一一半精铳方可达到精度要求，粗铳单边余量Z=2.5mm,半精铳单边余量Z=LOmm,此工步为粗铳，故询=2.5mm决定每次进给量及切削速度根据X53T型立式铳床说明书，其功率为为IOkw,中等系统刚度。根据表查出s100Ov100O60z.ln.由上式可得=rmn119rmn出o3.14160再由工艺简明手册表4.2-20知，与119rmin相近的转速为125rmin,故主轴转速为=125rmin11 工时计算由工艺简明手册表6.2-5知粗镀机动时间的计算公式:T/+*T.=-I加式中：链削深度/=10OmmZ1=Ctgkr+(12)mmk
23、r=90时，1=ctgkr+(12)mm=+(12)mmI1=a。+(12)mm=2.5mm+(1-2)mm=(3.5-4.5)mm通孔时4=(14)nnTj =/ + 1 + 2 ./h100+4.0 + 30.52x1252min 3.292 min工步二：半精镇157孔至1591 .机床选择摇杆材料ZG270500,160H7孔粗糙度Ra3.2,由工艺简明手册表1.4-7和表2.3-8知,加工方案粗镣一一半精镜一一精镇，加工设备选择卧式铳镜床，型号T611H。2 .刀具选择由机械加工工艺简明速查手册表830,选择硬质合金链刀头。3 .切削深度外摇杆230H7孔的单边加工余量均为4.0mm
24、,粗糙度Ra3.2,粗镇单边余量2.5mm,半精链单边余量1.0mm,精镀单边余量0.5mmm,此工步为半精镇，故Qp=LOmm4 .切削速度匕和进给量/由摇杆零件图知，镇削深度100mm,由机械加工工艺简明速查手册表8.30卧式铳镇床的粗链镇削用量，切削速度匕=60IoOmmin,进给量/=0.2mm/r0.8mm/r。由工艺简明手册表4.2-21卧式铳镇床T611H进给量参数，在/=0.2mmr0.8mmr之间的进给量有0.27mm/r、0.37mmr0.52mmr和0.74mmr,在此进给量选择/=0.37mmr,取切削速度匕=80mmin05 .主轴转速由机械切削工人实用手册表11-4
25、2知切削速度计算公式如下：v=100O小LT-TRI(X)OvI(XX)X80,.cn,.由上式可得=rmn159rmn加03.14160再由工艺简明手册表4220知，与159rmin相近的转速为1607min,故主轴转速为=160rmin6 .工时计算由工艺简明手册表6.2-5知半精镇机动时间的计算公式:T.=-+2i加式中：镣削深度/=10Omm1=-yctgkr+(12)mmkr-90时，Z1=-yctgkr+(12)mm=p+(1-2)mm=+(12)mm=1.0rm+(12)mm=(2.03.0)mm通孔时l2=C-4)m11r/+2.1002.5+30.2T；=!-1=2mn3.5
26、64minJft0.37160工步三：精镣159孔至160H71 .机床选择摇杆材料ZG270500,中160H7孔粗糙度Ra3.2,由工艺简明手册表1.4-7和表2.3-8知,加工方案粗镇一一半精镶一一精镂，加工设备选择卧式铳像床，型号T611H。2 .刀具选择由机械加工工艺简明速查手册表8-30,选择硬质合金像刀头。3 .切削深度与摇杆中230H7孔的单边加工余量均为4.0mm,粗糙度Ra3.2,粗镇单边余量2.5mm,半精镇单边余量1.0mm,精镇单边余量0.5mmm,此工步为精镖，故4p=0.5mm4 .切削速度匕和进给量/由摇杆零件图知，链削深度100mm,由机械加工工艺简明速查手册
27、表8.30卧式铳镶床的粗链键削用量，切削速度匕=5080mmin,进给量/=0.15mmr0.5mmr0由工艺简明手册表4221卧式铳镶床T61IH进给量参数，在/=0.15mmr0.5mmr之间的进给量有0.19、mm/r、0.27mmr和0.37mmr,在此进给量选择/=0.27mmr,取切削速度vc=80mmi11o5 .主轴转速由机械切削工人实用手册表11-42知切削速度计算公式如下：7idfinTooo.,-rxs100Ov1000x80/.由上式可得=r/rrun159rmn血。3.14160再由工艺简明手册表4.220知，与159rmin相近的转速为160rmin,故主轴转速为=
28、160rmin6 .工时计算由工艺简明手册表6.25知精像机动时间的计算公式：.J+L+%i式中：镇削深度=10Ommk=gctgkr+(12)mmkr=90时，1=-yctgkr+(12)mm=。P+(12)mmZ1=+(12)mm=().5mm+(1-2)rnrn=(1.52.5)mm通孔时2=(1-4)rrm =/+4+4 =j /100 + 2.0 + 30.27x1602min 4.861 min工步四：倒角C3工序07：插宽28槽；达图纸要求，Ra6.3m1 .选择刀具刀具选取插刀ap=6.4mn,v=20m/min2.决定铳削用量决定铳削深度ap=6.4mm计算工时根据B5010
29、0型插床说明书，其功率为为30kw,中等系统刚度。则机动工时为二-,nd=100v,L=+4+5,jLndL（1+&）根据机械制造工艺简明手册表6.2-4知，4+5=35I（XX） VK）OOX20 rnn27rin插床=0.650.93,取&=0.85“-L（1+一）-400x（1+0.85）插床B50100工作台进给量L=O.08L24,取fl=0.12H=h=6.4Tj =fd 0.12x276.4rrrin 1.975 min工序08：粗铳两内侧中310端面；半精铳两内侧中310端面；达图纸要求，Ra3.2m工步一：粗铳两内侧中310端面1、切削用量本工序为两内侧310端面，铳刀直径d
30、=800三,铳削深度%,=5.0mm。机床选用X63T型卧式铳床。确定每齿进给了根据表3.3,X63T型卧式铳床的功率为IoKW（表4.2-35）,工艺系统刚性为中等，高速钢三面刃铳刀加工钢料，查得每齿进给量/=0.060.lmmz,现取/=0.08mmz02、选择铳刀磨钝标准及耐用度根据表3.7”,用高速钢端面铳刀粗加工钢料，铳刀刀齿后刀面最大磨损量为0.6mm；铳刀直径d=800mm,耐用度T=120min（表3.8”）。3、确定切削速度U和工作台每分钟进给量A1Z根据表3.27.中公式计算：V=kr%z式中Cv=480,qv=0.25,XV=0.1,yv=0.2,Uv=0.3,v=0.1
31、,m=0.2,T=120min,QP=2.5mm,/=0.07mmz,ae=28mm,Z=20,d=125,kv=l.O0V=-(80x12：,x1.0mmin279mmin12022.50,0.07o228320,1000x279,./.n=rmn89rmn%XloOO根据X63T型卧式铳床主轴转速表（表4.2-39）,选择11=90rmin实际切削速度u=279m/min=4.65m/s工作台每分钟进给理为fM：=0.082060n/nin=96nn/min根据X63T型铳床工作台进给量表（表4.2-40）,选择九Z=IIoE/min则实际每齿进给量为fz=mmz0.092mmz4、校验机床功率根据表3.28*的计算公式，铳削时的功率（单位KW）为FvP=-s-
