机械制造技术课程设计

机械制造技术课件机 械 制 造 技 术 课 程 设 计 2 3 （ 1） 根 据 被 加 工 零 件 的 技 术 要 求 ， 运 用 机 械 制 造技 术 及 相 关 课 程 的 知 识 ， 设 计 一 个 中 等 复 杂 程 度零 件 的 工 艺 规 程 。 提 高 分 析 和 解 决 实 际 工 艺 问 题的 能 力 和 设 计 编 制 工 艺 文 件 的 能 力 。（ 2） 根 据 被 加 工 零 件 的 技 术 要 求 ， 运 用 夹 具 设 计的 基 本 原 理 和 方 法 ， 完 成 某 一 道 工 序 的 夹 具 设 计 ，提 高 结 构 设 计 能 力 。1、 课 程 设 计 目 的 4 （ 3） 提 高 运 用 手 册 、 规 范 、 图 表 等 技 术 资 料 的 能力 。（ 4） 提 高 识 图 、 制 图 、 运 算 和 编 写 技 术 文 件 等 基本 技 能 。1、 课 程 设 计 目 的 5 （ 1） 拟 定 某 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 ；（ 2） 设 计 该 零 件 某 一 工 序 的 专 用 机 床 夹 具 。2、 课 程 设 计 任 务 6（ 1） 绘 制 毛 坯 图 （ 毛 坯 -零 件 合 图 ）（ 2） 填 写 机 械 加 工 工 艺 规 程 卡 片（ 3） 绘 制 夹 具 装 配 总 图（ 4） 绘 制 夹 具 零 件 图（ 5） 编 写 课 程 设 计 说 明 书 1.设 计 要 求 编 制 一 个 中 等 复 杂 程 度 零 件 的 机 械 加 工工 艺 规 程 ， 设 计 其 中 一 道 工 序 的 专 用 夹 具 。2.内 容 7 （ 1） 分 析 零 件 图 ， 进 行 工 艺 审 查（ 2） 选 择 毛 坯 制 造 方 式 ， 画 毛 坯 图 （ 零 件 -毛 坯 合 图 ）（ 3） 拟 定 工 艺 路 线（ 4） 机 械 加 工 工 序 设 计（ 5） 填 写 工 艺 文 件1.机 械 加 工 工 艺 规 程 设 计 8 （ 1） 拟 定 设 计 方 案 ， 绘 制 结 构 草 图（ 2） 绘 制 夹 具 装 配 总 图（ 3） 绘 制 夹 具 零 件 图2.夹 具 设 计 9 （ 1） 任 务 书 （ 课 程 设 计 任 务 书 ）（ 2） 目 录 （ 课 程 设 计 说 明 书 目 录 ）（ 3） 前 言（ 4） 零 件 分 析（ 5） 工 艺 规 程 设 计（ 6） 夹 具 设 计（ 7） 设 计 心 得 体 会（ 8） 参 考 文 献设 计 说 明 书 内 容 ：3.撰 写 设 计 说 明 书 10 （ 1） 说 明 书 应 概 括 性 地 介 绍 本 次 设 计 ， 对 各 部分 内 容 做 重 点 说 明 、 分 析 论 证 及 必 要 的 计 算 。（ 2） 文 内 公 式 、 图 表 、 数 据 等 出 处 ， 应 以 注 明 参 考 文 献 的 序 号 。（ 3） 系 统 性 好 ， 条 理 清 楚 ， 图 文 并 茂 ， 避 免 抄书 。（ 4） 字 迹 工 整 ， 语 言 简 练 ， 文 字 通 顺 ， 图 例 清晰 。撰 写 设 计 说 明 书 要 求 ： 11 题 目 ： 设 计 犁 刀 变 速 齿 轮 箱 体 零 件 的 机 械 加 工 工艺 规 程 及 钻 N 面 6孔 工 序 的 专 用 夹 具内 容 ： （ 1） 零 件 一 毛 坯 合 图 1张 （ 2） 机 械 加 工 工 艺 规 程 卡 片 1套 （ 3） 夹 具 装 配 总 图 1张 （ 4） 夹 具 零 件 图 1张 （ 5） 课 程 设 计 说 明 书 1份原 始 资 料 ： 该 零 件 图 样 一 张 ； 生 产 纲 领 为 6000件 年 ； 每 日 1班 。课 程 设 计 任 务 书 12 一 、 零 件 分 析二 、 确 定 毛 坯 、 画 毛 坯 零 件 合 图三 、 拟 订 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 13 犁 刀 变 速 齿 轮 箱 体 是 旋 耕 机 的 一 个 主 要 零件 。 旋 耕 机 通 过 该 零 件 的 安 装 平 面 （ 零 件 图上 的 N面 与 手 扶 拖 拉 机 变 速 箱 的 后 部 相 连 ， 用两 圆 柱 销 定 位 ， 四 个 螺 栓 固 定 ， 实 现 旋 耕 机的 正 确 联 接 N面 上 的 4-13mm孔 即 为 螺 栓 联接 孔 ， 2-10F9孔 为 定 位 销 孔 。 一 、 零 件 分 析1.零 件 的 作 用 14 犁 刀 变 速 齿 轮 箱 体 2内 有 一 个 空 套 在 犁 刀 传动 轴 上 的 犁 刀 传 动 齿 轮 5， 它 与 变 速 箱 的 一 倒档 齿 轮 常 啮 合 （ 图 中 未 画 出 ） 。 犁 刀 传 动 轴 8的 左 端 花 键 上 套 有 啮 合 套 4， 通 过 拨 叉 可 以 轴向 移 动 。 啮 合 套 4和 犁 刀 传 动 齿 轮 5相 对 的 一 面都 有 牙 嵌 ， 牙 嵌 结 合 时 ， 动 力 传 给 犁 刀 传 动 轴8。 其 操 作 过 程 通 过 安 装 在 S30H9孔 中 的 操 纵杆 3操 纵 拨 叉 而 得 以 实 现 。1.零 件 的 作 用 151一 左 臂 壳 体 2一 犁 刀 变 速 齿 轮 箱 体 3一 操 纵 杆 4一 啮 合 套 5一 犁 刀 传 动 齿 轮 6一 轴 承 7一 右 臂 壳 体 8一 犁 刀 传 动 轴 9一 链 轮 犁 刀 变 速 齿 轮 箱 传 动 示 意 图 16 材 料 HT200， 主 要 加 工 面 有 ： N面 、 R面 、 Q面 、 2-80H7孔 。 N面 的 平 面 度 0.05mm。 2-80H7孔 的 尺 寸 精 度 、 同 轴 度 0.04mm，与 N面 的 平 行 度 0.07mm， 与 R及 Q面 的 垂 直 度0.1mm， 以 及 R相 对 Q面 的 平 行 度 0.055mm。 2-10F9孔 的 尺 寸 精 度 、 两 孔 距 尺 寸 精 度140 0.05mm以 及 140 0.05mm对 R面 的 平 行 度0.06mm。2.零 件 的 工 艺 分 析 17 （ 1） 选 择 毛 坯 种 类 材 料 为 HT200， 所 以 选 铸 件 。 人 工 时 效（ 2） 确 定 毛 坯 制 造 方 法 年 产 量 为 6000件 ， 生 产 类 型 大 批 生 产 ，砂 型 机 器 造 型 。（ 3） 铸 件 的 公 差 等 级 CT810级 ， 加 工 余 量MA等 级 为 G。（ 4） 确 定 各 加 工 表 面 的 总 余 量 （ 表 1） 和 毛 坯的 主 要 尺 寸 （ 表 2）二 、 确 定 毛 坯 、 画 毛 坯 零 件 合 图 18 1） 用 双 点 划 线 画 出 经 简 化 了 次 要 细 节 的 零 件 图的 主 要 视 图 ， 将 加 工 余 量 （ 网 格 线 ） 叠 加 在 各相 应 被 加 工 表 面 上 ， 即 得 毛 坯 轮 廓 （ 粗 实 线 ） 。2） 为 表 达 内 部 或 局 部 结 构 等 ， 可 画 出 剖 视 、 剖面 和 局 部 视 图 。 对 不 需 要 铸 出 的 槽 和 孔 ， 可 不必 表 示 。（ 5） 绘 制 毛 坯 图 （ 零 件 -毛 坯 合 图 ） 的 方 法 19 3） 标 出 毛 坯 主 要 尺 寸 及 公 差 ， 标 出 加 工 余 量 的名 义 尺 寸 。4)铸 件 应 标 注 分 型 面 和 浇 铸 位 置 ， 锻 件 应 标 注分 模 面 。5） 标 明 毛 坯 的 技 术 要 求 。 如 毛 坯 精 度 、 热 处 理及 硬 度 、 铸 造 圆 角 、 拔 模 斜 度 、 表 面 质 量 要 求（ 不 允 许 有 气 孔 、 缩 孔 、 夹 砂 ） 等 。 20 毛坯零件合图 21 模 锻 齿 轮 毛 坯 零 件 合 图 22 1.选 择 定 位 基 准2.拟 订 零 件 加 工 工 艺 路 线3.选 择 各 工 序 加 工 设 备 及 工 艺 装 备 4.加 工 工 序 设 计5.填 写 工 艺 文 件三 、 拟 订 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 规 程 23 1.选 择 定 位 基 准 N面 和 2-10F9孔 既 是 装 配 基 准 ， 又 是 设计 基 准 ， 选 为 精 基 准 ， 基 准 重 合 原 则 。 其 余 各 面 和 孔 定 位 都 可 用 “ 一 面 两 孔 ” 定位 基 准 统 一 原 则 。 N面 面 积 大 ， 定 位 稳 定 ， 夹 紧 方 案 简 单 、可 靠 ， 操 作 方 便 便 于 装 夹 原 则 。（ 1） 精 基 准 的 选 择 24 选 择 箱 体 上 的 重 要 孔 （ 2-80H7） 的 毛 坯孔 和 箱 体 内 壁 作 为 粗 基 准 。 在 保 证 各 加 工 面 均 有 加 工 余 量 的 前 提 下 ，使 重 要 孔 的 余 量 均 匀 。 装 入 箱 体 内 的 旋 转 零 件 与 箱 体 内 壁 有 足够 的 间 隙 。 保 证 定 位 准 确 、 夹 紧 可 靠 。（ 2） 粗 基 准 的 选 择 25 2.拟 订 零 件 加 工 工 艺 路 线（ 1） 确 定 各 加 工 表 面 的 加 工 方 法 根 据 各 表 面 加 工 要 求 和 各 种 加 工 方 法 能 达到 的 经 济 精 度 ， 确 定 各 表 面 的 加 工 方 法 如 下 ： N面 ： 粗 车 一 精 铣 ； R面 和 Q面 ： 粗 铣 一 精 铣 ； 凸 台 面 ： 粗 铣 ； 2-80mm孔 ： 粗 镗 一 精 镗 ； 7级 9级 精 度 的 未 铸 出 孔 ： 钻 一 扩 一 铰 ； 螺 纹 孔 ： 钻 孔 一 攻 螺 纹 。 26 （ 2） 确 定 加 工 顺 序 根 据 先 面 后 孔 、 先 主 后 次 和 先 粗 后 精 的 原则 ， 将 N面 、 R面 、 Q面 及 2-80mm孔 的 粗 加工 放 在 前 面 一 精 加 工 放 在 后 面 ， 每 一 阶 段 中 又首 先 加 工 N面 ， 后 再 镗 2-80mm孔 。 R面 及 Q面 上 的 8N8孔 及 4一 M12螺 纹 孔 等 次 要 表 面 放在 最 后 加 工 。2.拟 订 零 件 加 工 工 艺 路 线 27 （ 3） 确 定 工 序 集 中 和 分 散 的 程 度 N、 R面 与 Q面 有 较 高 的 平 行 度 要 求 ，2-80mm孔 有 较 高 的 同 轴 度 要 求 ， 故 它 们的 加 工 宜 采 用 工 序 集 中 的 原 则 ， 即 分 别 在一 次 装 夹 下 将 两 面 或 两 孔 同 时 加 工 出 来 ，以 保 证 其 位 置 精 度 。2.拟 订 零 件 加 工 工 艺 路 线 28 （ 4） 确 定 加 工 工 艺 方 案 初 拟 加 工 工 艺 路 线 ， 表 3 修 改 后 的 工 艺 路 线 ， 表 42.拟 订 零 件 加 工 工 艺 路 线 29 由 于 生 产 类 型 为 大 批 生 产 ， 故 加 工 设 备 宜以 通 用 机 床 为 主 ， 辅 以 少 量 专 用 机 床 。 其 生 产方 式 为 以 通 用 机 床 加 专 用 夹 具 为 主 ， 辅 以 少 量专 用 机 床 的 流 水 生 产 线 。 工 件 在 各 机 床 上 的 装卸 及 各 机 床 间 的 传 送 均 由 人 工 完 成 。 3.选 择 各 工 序 加 工 设 备 及 工 艺 装 备 30 粗 铣 N面 ：采 用 立 铣 ， 选 择 X52K立 式 铣 床 。选 择 直 径 为 200mm的 可 转 位 面 铣 刀 ；选 择 专 用 夹 具 ；选 择 游 标 卡 尺 。3.选 择 各 工 序 加 工 设 备 及 工 艺 装 备 31 精 铣 N面 ：由 于 定 位 基 准 的 转 换 ， 宜 采 用 卧 铣 ， 选 择X62W卧 式 铣 床 。选 择 与 粗 铣 相 同 型 号 的 刀 具 （ 到 齿 数 可 多些 ） 。 采 用 精 铣 专 用 夹 具采 用 游 标 卡 尺 、 刀 口 形 直 尺 。3.选 择 各 工 序 加 工 设 备 及 工 艺 装 备 32 （ 1） 确 定 各 工 序 加 工 余 量 及 工 序 尺 寸 及 公 差（ 2） 确 定 各 工 序 切 削 用 量（ 3） 计 算 各 工 序 的 工 时 定 额4.加 工 工 序 设 计 33 （ 1） 填 写 工 艺 过 程 卡 片 （ 或 工 艺 卡 片 ） ，如 附 表 1所 示 。（ 2） 填 写 工 序 卡 片 ， 如 附 表 2所 示 。 5.填 写 工 艺 文 件 34 35 36 1.工 序 图 应 当 按 照 适 当 的 比 例 放 大 或 缩 小 ； 不牵 涉 的 部 位 可 以 省 略 ， 用 最 少 的 视 图 表 达 清 楚 ；2.加 工 部 位 用 粗 实 线 绘 制 ， 非 加 工 部 位 一 律 用细 实 线 绘 制 ；3.用 专 用 符 号 表 示 定 位 基 准 面 与 夹 紧 位 置 ；4.标 注 本 工 序 完 成 以 后 要 保 证 的 加 工 精 度 ；5.标 注 本 工 序 完 成 以 后 要 保 证 的 表 面 粗 糙 度 。工 序 图 的 绘 制 方 法 ： 37 工 序 图 38 1、 对 专 用 夹 具 的 基 本 要 求2、 专 用 夹 具 设 计 步 骤3、 夹 具 总 图 尺 寸 、 公 差 和 技 术 要 求 的 标 注4、 夹 具 体 的 设 计5、 夹 具 设 计 实 例 39 1、 对 专 用 夹 具 的 基 本 要 求（ 1） 稳 定 地 保 证 工 件 的 加 工 精 度（ 2） 提 高 生 产 效 率（ 3） 工 艺 性 好（ 4） 使 用 性 好（ 5） 经 济 性 好 40 1） 应 分 析 零 件 的 结 构 特 点 ， 材 料 、 生 产 规 模和 本 工 序 加 工 的 技 术 要 求 及 与 前 后 工 序 的 联系 。 2） 了 解 加 工 所 用 设 备 、 辅 助 工 具 中 与 设 计 夹具 有 关 的 技 术 性 能 和 规 格 。 3） 了 解 工 具 车 间 的 技 术 水 平 。 4） 了 解 同 类 工 件 的 加 工 方 法 和 所 用 夹 具 的 情况 ， 作 为 设 计 时 的 参 考 。2、 专 用 夹 具 设 计 步 骤（ 1） 明 确 设 计 任 务 与 收 集 设 计 原 始 资 料 41 1） 确 定 工 件 定 位 方 案 ， 设 计 定 位 装 置 。 2） 确 定 工 件 夹 紧 方 案 ， 设 计 夹 紧 装 置 。 3） 确 定 其 它 装 置 及 元 件 的 结 构 形 式 如 ： 定 向 、导 向 、 分 度 、 对 刀 装 置 等 。 4） 确 定 夹 具 体 的 结 构 形 式 和 夹 具 在 机 床 上 的 安装 方 式 。 5） 绘 制 夹 具 草 图 ， 最 好 考 虑 几 种 方 案 经 过 分 析比 较 ， 从 中 选 出 合 理 的 方 案 。（ 2） 拟 定 夹 具 结 构 方 案 ， 绘 制 夹 具 草 图 42 工 件 精 度 要 求 高 时 ， 应 进 行 加 工 精 度 分析 。 夹 紧 力 设 计 中 可 考 虑 几 种 方 案 。 分 析 比较 合 理 的 方 案 。（ 3） 进 行 必 要 的 分 析 计 算 征 求 意 见 ， 经 审 查 ， 可 对 夹 具 作 进 一 步的 改 进 。（ 4） 审 查 方 案 与 改 进 设 计 43 按 国 家 制 图 标 准 绘 制 ， 尽 可 能 采 用 比例 1： 1， 主 视 图 按 夹 具 面 对 操 作 者 的 方 向绘 制 。 被 加 工 零 件 用 双 点 画 线 表 示 。 夹 紧 机 构 应 处 于 “ 夹 紧 ” 位 置 上 ， 总图 应 把 夹 具 的 工 作 原 理 ， 各 种 装 置 的 结 构极 其 相 互 关 系 表 达 清 楚 。 （ 5） 绘 制 夹 具 装 配 图绘 制 夹 具 装 配 图 的 要 求 ： 44 （ 1） 用 双 点 画 线 将 工 件 的 外 轮 廓 、 定 位 基 面 、夹 紧 表 面 及 加 工 表 面 绘 制 在 各 个 视 图 合 适 的位 置 上 ， 并 显 示 出 加 工 余 量 ， 在 总 图 上 工 件可 看 作 透 明 体 。（ 2） 依 次 按 工 件 的 位 置 绘 制 出 定 位 、 夹 紧 及其 它 装 置 或 元 件 的 具 体 结 构 ， 然 后 画 出 夹 具体 ， 形 成 一 个 夹 具 整 体 。（ 3） 标 注 必 要 的 尺 寸 ， 公 差 和 技 术 要 求 。（ 4） 绘 制 夹 具 明 细 表 及 标 题 栏 。绘 制 装 配 图 的 顺 序 ： 45 夹 具 总 图 应 标 注 的 尺 寸1-钻 套2-衬 套3-钻 模 板4-开 口 垫 圈5-螺 母6-定 位 心 轴7-夹 具 体 3、 夹 具 总 图 尺 寸 、 公 差 和 技 术 要 求 的 标 注图 J1 46 1） 最 大 轮 廓 尺 寸 A 若 有 活 动 部 分 ， 则 应 标 出 最 大 活 动 范 围 或标 出 铣 床 夹 具 铣 刀 及 杆 用 点 画 线 画 出 。2） 影 响 定 位 精 度 的 大 小 的 尺 寸 B和 公 差 指 工 件 与 定 位 元 件 及 定 位 元 件 之 间 的 尺 寸 、公 差 。3） 影 响 对 刀 和 导 向 精 度 的 尺 寸 C和 公 差 指 刀 具 与 对 刀 或 导 向 件 之 间 的 尺 寸 公 差 。（ 1） 夹 具 总 图 上 应 标 注 的 尺 寸 和 公 差 47 4） 影 响 夹 具 在 机 床 上 安 装 精 度 的 尺 寸 E和 公 差 指 夹 具 安 装 基 面 与 机 床 相 应 配 合 表 面 之 间的 尺 寸 公 差 。 铣 床 、 刨 床 夹 具 上 的 定 向 键 与 工 作 台 T型 槽间 的 配 合 尺 寸 。5） 其 它 重 要 尺 寸 和 公 差 一 般 机 械 设 计 中 应 标 注 的 尺 寸 ， 公 差 。（ 1） 夹 具 总 图 上 应 标 注 的 尺 寸 和 公 差 48 （ 2） 夹 具 总 图 上 公 差 值 的 确 定 j （ 1/21/5） k 。 k相 应 的 工 件 尺 寸 公 差 或 位 置 公 差 。 生 产 批 量 大 ， 加 工 精 度 低 时 ， j取 小 值 。 通 常 取j=1/3k。 对 直 接 影 响 工 件 加 工 精 度 的 配 合 尺 寸 ， 在 确定 了 配 合 性 质 后 ， 应 尽 量 采 用 优 先 配 合 。 工 件 的 加 工 尺 寸 未 注 公 差 时 ， k按 IT1214； j 按 IT9IT11。 工 件 上 位 置 公 差 未 注 时 ， k（ 911） ， j（79） 。 角 度 未 注 时 k（ 30 10 ） ； j（ 10 3 ） 。1） 直 接 影 响 工 件 加 工 精 度 的 夹 具 公 差 j 49 这 类 尺 寸 的 公 差 与 配 合 的 标 注 对 加 工 精 度 无直 接 影 响 ， 在 确 定 配 合 性 质 时 ， 应 考 虑 减 小 其影 响 ， 其 公 差 等 级 可 参 照 “ 夹 具 手 册 ” 等 标 注。 夹 具 总 图 上 无 法 用 符 号 标 注 而 又 必 须 说 明 的总 是 可 作 为 技 术 要 求 用 文 字 写 在 总 图 的 空 白 处 。 如 ： 几 个 支 承 钉 采 用 装 配 后 一 次 磨 削 达 到 等高 ； 夹 具 的 平 衡 ； 涂 漆 注 意 事 项 ； 夹 具 使 用 时 的操 作 顺 序 等 到 ， 装 配 应 修 磨 的 部 位 及 尺 寸 等 。 3） 夹 具 总 图 上 应 标 注 的 技 术 要 求2） 夹 具 上 其 它 重 要 尺 寸 的 公 差 与 配 合 50 4、 夹 具 体 的 设 计 夹 具 体 上 的 重 要 表 面 应 有 适 当 的 尺 寸 、 形状 和 位 置 精 度 。 为 使 夹 具 尺 寸 稳 定 ， 铸 造 夹 具体 应 时 效 处 理 ， 焊 接 和 锻 造 的 要 退 火 处 理 。（ 1） 对 夹 具 体 的 要 求1） 有 适 当 的 精 度 和 尺 寸 稳 定 性 51 夹 具 体 要 承 受 较 大 的 切 削 力 和 夹 紧 力 ， 不产 生 不 允 许 的 变 形 和 振 动 ， 壁 厚 要 合 适 ， 必 要时 设 置 加 强 肋 。 铸 造 夹 具 体 的 壁 厚 一 般 取 l530 mm； 焊 接夹 具 体 的 壁 厚 为 815 mm； 肋 的 厚 度 取 壁 厚 的0.70.9倍 。 对 于 批 量 制 造 的 大 型 夹 具 体 ， 则 应 作 危 险断 面 强 度 校 核 和 动 刚 度 测 试 。 2） 有 足 够 的 强 度 和 刚度 52 应 便 于 制 造 、 装 配 、 使 用 和 检 验 ， 铸 造 夹 具体 安 装 各 种 元 件 的 表 面 应 铸 出 35 mm高 的 凸 台 ，夹 具 体 结 构 应 便 于 工 件 的 装 卸 。 应 合 理 地 设 置 耳 座 ， 以 便 与 工 作 台 连 接 。 (耳 座 图 J2) 应 具 有 足 够 的 排 屑 空 间 。 对 于 切 削 时 产 生 切屑 不 多 的 夹 具 ， 可 加 大 定 位 元 件 工 作 表 面 与 夹 具体 之 间 的 距 离 或 增 设 容 屑 沟 槽 （ 容 屑 槽 图 J3 ）， 以 增 加 容 屑 空 间 ； 3） 结 构 工 艺 性 好 53 对 于 加 工 时 产 生 大 量 切 屑 的 夹 具 ， 可 设 置排 屑 缺 口 或 斜 面 。 并 注 意 切 屑 的 流 向 ， 使 清 理切 屑 方 便 。 （ 排 屑 方 法 图 J4） 夹 具 体 上 各 种 装 置 的 布 置 应 紧 凑 ， 加 工 面尽 可 能 靠 近 工 作 台 面 ， 以 降 低 夹 具 的 重 心 ， 一般 夹 具 的 高 宽 之 比 应 限 制 在 H B 1 1.25范 围内 。 对 于 重 型 铣 床 夹 具 ， 在 夹 具 体 上 应 设 置 吊装 孔 或 吊 环 ， 以 便 于 搬 运 。 54 夹 具 体 的 安 装 基 面 与 机 床 上 相 应 表 面 的 接 触和 配 合 来 实 现 安 装 。 夹 具 的 重 心 应 尽 量 低 。 夹 具 体 与 机 床 工 作 台 面 相 接 触 的 底 同 中 部 应挖 空 （ 如 图 J5所 示 ） ， 以 减 少 加 工 面 积 ， 使 各 接触 面 联 接 可 靠 ， 夹 具 在 机 床 上 安 装 稳 定 。 或 底 部设 置 四 个 支 脚 。 当 夹 具 体 长 度 大 于 工 作 台 支 承 面 长 度 时 ， 外延 伸 部 分 的 长 度 应 适 当 。 有 与 机 床 联 接 的 螺 栓 孔 或 耳 座 ， 必 要 时 还 应设 计 找 正 面 。4） 在 机 床 上 安 装 应 稳 定 可 靠 55 （ 2） 夹 具 体 毛 坯 的 类 型夹 具 体 毛 坯 的 类 型 1） 铸 造 夹 具 体2） 锻 造 夹 具 体3） 焊 接 夹 具 体4） 装 配 夹 具 体 56 优 点 ： 工 艺 性 好 ， 可 铸 造 出 各 种 复 杂 的 内 、 外轮 廓 形 状 ， 有 较 好 的 抗 压 强 度 ， 刚 度 和 抗 振 性 。缺 点 ： 生 产 周 期 长 ， 单 件 制 造 成 本 高 ， 需 时 效处 理 。材 料 ： 灰 铸 铁 HTl50或 HT200。 高 精 度 夹 具 可 用合 金 铸 铁 或 磷 铸 铁 ， 用 铸 钢 件 有 利 于 减 轻 重 量 ，轻 型 夹 具 可 用 铸 铝 （ ZC104） 件 。 铸 件 均 需 时 效 处 理 ， 精 密 夹 具 体 在 粗 加 工后 需 作 第 二 次 时 效 处 理 。1） 铸 造 夹 具 体 57 优 点 ： 有 较 高 的 强 度 和 刚 度 。缺 点 ： 只 适 用 于 尺 寸 较 大 且 形 状 简 单 的 夹具 体 。材 料 ： 优 质 碳 素 结 构 钢 40钢 ， 合 金 结 构 钢40Cr， 38CrMoAl等 锻 造 后 酌 情 采 用 调 质 、 正 火 或 回 火 制成 。2） 锻 造 夹 具 体 58 优 点 ： 容 易 制 造 、 生 产 周 期 短 、 成 本 低 、 使 用也 较 灵 活 。 当 发 现 夹 具 体 刚 度 不 足 时 ， 可 补 焊肋 和 隔 板 。缺 点 ： 焊 接 变 形 较 大 ， 抗 振 性 不 好 。材 料 ： 焊 接 件 材 料 的 可 焊 性 要 好 ， 适 用 材 料 有碳 素 结 构 钢 Q195， Q215， Q235， 优 质 碳 素 结构 钢 20钢 、 15 Mn等 。 焊 接 后 需 经 退 火 处 理 ， 局 部 热 处 理 后 进 行低 温 回 火 。3） 焊 接 夹 具 体 59 装 配 结 构 是 近 年 来 发 展 的 一 种 新 型结 构 ， 这 种 结 构 选 用 标 准 零 部 件 装 配 成夹 具 体 ， 可 以 缩 短 生 产 准 备 周 期 ， 降 低生 产 成 本 。4） 装 配 夹 具 体 60 5、 夹 具 设 计 实 例 铣 槽 专 用 夹 具 设 计（ 一 ） 明 确 设 计 任 务 ， 收 集 原 始 资 料（ 二 ） 确 定 夹 具 结 构 方 案（ 三 ） 绘 制 夹 具 总 图（ 四 ） 标 注 总 图 上 的 尺 寸 、 公 差 配 合 与 技 术 条 件（ 五 ） 夹 具 工 作 精 度 的 分 析 计 算 61零 件 图图 J6 （ 一 ） 明 确 设 计 任 务 ， 收 集 原 始 资 料 62 该 零 件 中 批 生 产 ， 材 料 为 45钢 。 该 铣 槽 工 序 在 X6130卧 铣 上 用 三 面 刃 铣 刀 加 工 。 本 工 序 加 工 要 求 为（ 1） 槽 宽 mm。（ 2） 槽 底 至 工 件 底 面 的 位 置 尺 寸 。（ 3） 槽 两 侧 面 对 孔 轴 线 的 对 称 度 0.2mm。（ 4） 槽 底 面 对 工 件 B面 的 垂 直 度 0.10mm。1.熟 悉 工 件 零 件 图 以 及 本 工 序 的 加 工 要 求. mm62 0 01 63 （ 1） 铣 前 后 两 端 面 X6130卧 铣（ 2） 铣 底 面 、 顶 面 X6130卧 铣（ 3） 铣 两 侧 面 X6130卧 铣（ 4） 铣 两 台 肩 面 X6130卧 铣（ 5） 钻 、 铰 孔 Z5135立 钻（ 6） 铣 槽 X6130卧 铣2.收 集 原 始 资 料 、 明 确 零 件 的 加 工 工 艺 过 程 64 根 据 工 件 的 加 工 要 求 ， 该 工 序 必 须 限 制工 件 五 个 自 由 度 。 现 在 来 分 析 其 必 须 限 制的 自 由 度 数 目 及 基 准 选 择 的 合 理 性 。（ 二 ） 确 定 夹 具 结 构 方 案 1.确 定 定 位 方 案（ 1） 验 证 基 准 选 择 的 合 理 性 65 自 由 度 分 析 建 立 坐 标 系图 J7 66 为 保 证 槽 底 面 至 工 件 B面 的 垂 直 度 ， 应 选 B面 作 定位 基 准 ， 限 制 工 件 、 。 为 保 证 工 序 尺 寸 62土 0.10mm， 应 以 A面 定 位 ， 限制 工 件 、 。 为 保 证 槽 两 侧 面 对 mm孔 轴 线 的 对 称 度 ，应 选 孔 轴 线 定 位 ， 限 制 工 件 。 为 了 方 便 地 控 制 刀 具 的 走 刀 位 置 ， 还 应 限 制 工件 。 因 而 工 件 的 六 个 自 由 度 都 被 限 制 。 由 分 析 可 知 ， 要 使 定 位 基 准 与 设 计 基 准 相 重 合 ，所 选 定 位 基 准 是 B面 、 mm孔 和 A面 。自 由 度 分 析 67 本 道 工 序 工 件 的 定 位 面 是 后 平 面 B、 底 平面 A和 mm孔 。 夹 具 上 相 应 的 定 位 元 件选 为 支 承 扳 、 支 承 钉 和 菱 形 定 位 销 ， 如 图 J8所示 。 （ 2） 选 择 定 位 元 件 68 定 位 平 面 B所 用 的 支 承 板 参 考 JBT8029.11999中 的 定 位 支 承 板 进 行 设 计 。 定 位 平 面 A的 定 位 支 承 钉 以 及 菱 形 定 位 销 按实 际 需 要 在 JB T8029.21999中 选 取 。 确 定 支 承 钉 定 位 表 面 到 菱 形 定 位 销 中 心 的 名义 尺 寸 及 其 极 限 偏 差 。（ 3） 确 定 定 位 元 件 尺 寸 、 极 限 偏 差 和 定 位 元件 间 位 置 尺 寸 及 其 极 限 偏 差 69 其 中 l取 工 件 相 应 尺 寸 的 平 均 尺 寸 ， 公 差 取 相 应尺 寸 公 差 的 1 4， 则 有 mm。 最 后 确 定 菱形 定 位 销 圆 柱 部 分 的 直 径 及 其 极 限 偏 差 ， 又 则 菱 形 定 位 销 和 定 位 孔 配 合 的 最 小 间 隙 Xmin为 （ 其 中 ， 查 阅 手 册 b=3） 70 菱 形 定 位 销 圆 柱 部 分 的 直 径 为 mm 公 差 按 IT7选 取 ， 则 mm 71 槽 宽 mm的 定 位 误 差 该 尺 寸 由 铣 刀 直 接 保 证 ， 不 存 在 定 位 误 差 。 槽 底 至 工 件 底 面 位 置 尺 寸 62土 0.10mm的 定 位误 差 平 面 定 位 时 ， 基 准 位 移 误 差 忽 略 不 计 ， Y=0 定 位 基 准 与 设 计 基 准 重 合 ， B=0 故 D= B+ Y=0（ 4） 分 析 计 算 定 位 误 差 72 槽 两 侧 面 对 孔 轴 线 的 对 称 度 0.2mm的定 位 误 差 工 件 以 14孔 轴 线 定 位 ， 定 位 基 准 和 设 计 基 准重 合 ， B=0。 菱 形 定 位 销 圆 柱 部 分 直 径 和 定 位 孔 配 合 时 产 生 的 最 大 间 隙 将 直 接 影 响 对 称 度 要 求 。 Y约 为 对 称 度 允 差 的 1 2， 应 采 取 措 施 减 小该 项 误 差 。 104.0)061.0(043.0 min XY 73 槽 底 面 对 工 件 B面 的 垂 直 度 的 定 位 误 差 定 位 基 准 与 设 计 基 准 重 合 ， B=0。 平 面 定 位 ， 基 准 位 移 误 差 忽 略 不 计 ， Y=0。 故 D= B+ Y=0 74 提 高 菱 形 定 位 销 圆 柱 部 分 的 制 造 精 度 ， 将 菱形 定 位 销 圆 柱 部 分 精 度 提 高 到 IT6级 ， =0.011mm 0.097仍 接 近 加 工 允 差 的 1 2。d（ 5） 减 少 对 称 度 定 位 误 差 的 措 施097.0)054.0(043.0min XY 75 在 提 高 菱 形 定 位 销 圆 柱 部 分 精 度 的 基 础 上 ， 将 14孔 的 精 度 提 高 到 IT8级 。 这 时 孔 的 尺 寸 为 ， 公 差 为 0.027mm， 有 约 0.12mm的 加 工 精 度 预 留 量 ， 可 以 保 证 对称 度 加 工 要 求 。 通 过 钻 、 铰 加 工 仍 能 保 证 孔 的 加工 要 求 。 081.0)054.0(027.0min XY 76 如 图 J9所 示 ， 加 工 时 ， 工 件 受 到 切 削 合力 ， 可 分 解 为 水 平 和 垂 直 方 向 的 切 削 分力 、 ， 切 向 铣 削 力 。 在 对 称 铣 削 情 况 下 =（ 1-1.2） =（ 0.2-0.3） 2.确 定 夹 紧 方 式 ， 设 计 夹 紧 机 构（ 1） 计 算 切 削 力 及 所 需 夹 紧 力FHF VF ZFVFZF 77 切 向 铣 削 力 Fz为式 中 铣 削 力 ， N； 影 响 系 数 ， 大 小 与 实 验 条 件 有 关 ； 铣 削 宽 度 ， mm； 每 齿 进 给 量 ， ram 齿 ； 铣 刀 直 径 ， mm； 铣 削 深 度 ， ram； 铣 刀 齿 数 ； 修 正 系 数 。 78 已 知 ， =3, =12, =0.15, =100, =12, =68.3,则 （ 为 材 料 强 度 ） 故 水 平 分 力 和 垂 直 分 力0.3bFZ 0.65K ( ) ( )0.3 0.9650.736 0.736 0.86 0.72 -0.86ZF 9.81 68.3 3 0.15 100 12 12 0.9651159N H ZF 1.1F 1275N V ZF 0.3F 348N b 79 由 于 工 件 主 定 位 面 是 B面 ， 故 选 择 夹 紧 力 的作 用 方 向 为 水 平 方 向 作 用 于 B面 上 。 当 夹 紧 力 水平 作 用 于 工 件 上 时 ， 所 需 要 的 计 算 夹 紧 力 为 实 际 所 需 夹 紧 力 与 计 算 夹 紧 力 之 间 的 关 系 为 （ K为 安 全 系 数 ， 取 K=2.5）jF 理VJ H fF 348F F 1275 3595Na 0.15 理J JF KF 2.5 3595 8988N 需 理 80 满 足 夹 紧 力 水 平 作 用 要 求 的 夹 紧 装 置 结 构 方 案 ，可 以 有 图 S10所 示 的 a） 和 b） 两 种 。 图 J10a） 所 示 为 螺 旋 杠 杆 压 板 夹 紧 机 构 ， 夹 紧时 从 夹 具 体 背 面 拧 紧 夹 紧 螺 母 。 图 J10b） 所 示 为 铰 链 压 板 机 构 ， 当 铰 链 压 板 转开 时 ， 装 卸 工 件 及 清 理 切 屑 都 很 方 便 ， 这 种 结 构较 好 。（ 2） 设 计 夹 紧 机 构 并 验 算 机 构 产 生 的 夹 紧 力 81 b） 所 示 的 夹 紧 机 构 所 能 产 生 的 夹 紧 力 ， 由 图 所 示的 压 板 受 力 分 析 计 算 得 式 中 夹 紧 机 构 效 率 ， 取 0.9； 螺 栓 的 许 用 夹 紧 力 ， N。 选 定 ， 当 螺 杆 螺 纹 公 称 直 径 为 M12时 ，查 表 可 得 。所 以 因 ， 故 夹 紧 方 案 可 行 。Q 1 2J 1F (l l )F l QF1 2l lQF 5620NJ QF 2F 2 5620 0.9 10116N JF jF 理 82 根 据 工 件 加 工 表 面 形 状 ， 对 刀 元 件 可 选 用机 床 夹 具 零 件 及 部 件 中 的 标 准 的 直 角 对 刀 块 。它 的 直 角 对 刀 面 应 和 工 件 被 加 工 槽 形 相 对 应（ 间 距 等 于 3mm塞 尺 厚 度 ） ， 并 把 它 安 装 在 夹具 体 的 竖 直 板 上 。 根 据 所 选 X6130型 铣 床 T形 槽 的 宽 度 ， 选 用宽 度 B=14mm， 公 差 带 为 h6的 A型 两 个 定 位 键 来确 定 夹 具 在 机 床 上 的 位 置 。（ 3） 设 计 对 刀 元 件 、 连 接 元件 83 夹 具 选 用 灰 铸 铁 的 铸 造 夹 具 体 。 基 本 厚 度选 为 22mm， 并 要 在 夹 具 体 底 部 两 端 设 计 出 U形 槽耳 座 ， 用 于 T形 槽 用 螺 栓 紧 固 夹 具 。 布 置 好 夹 具 上 各 种 元 件 、 机 构 、 装 置 之 间的 相 对 位 置 。（ 4） 设 计 夹 具 体 84 夹 具 总 图 及 其 绘 制 步 骤 如 下 ：（ 1） 根 据 工 件 在 几 个 视 图 上 的 投 影 关 系 ， 分 别画 出 其 轮 廓 线 ， 如 J11工 件 三 视 图 所 示 。（ 2） 安 排 定 位 元 件 ， 如 J12定 位 元 件 布 置 图 所示 。（ 3） 布 置 夹 紧 装 置 ， 如 J10夹 紧 装 置 布 置 图 所示 。（ 4） 布 置 对 刀 元 件 、 连 接 元 件 ； 设 计 夹 具 体 并完 成 夹 具 总 图 ， 如 J13夹 具 总 装 图 所 示 。（ 三 ） 绘 制 夹 具 总 图 85 菱 形 定 位 销 轴 线 的 位 置 尺 寸 （ 23 0.02） mm，菱 形 定 位 销 定 位 圆 柱 部 分 直 径 尺 寸 mm。 （ 四 ） 标 注 总 图 上 的 尺 寸 、 公 差 配 合 与 技 术 条 件1.标 注 尺 寸 、 公 差 与 配 合（ 1） 夹 具 外 形 轮 廓 尺 寸 夹 具 在 长 、 宽 、 高 三 个 方 向 的 外 形 轮 廓 尺 寸分 别 为 212mm、 158mm和 115mm（ 夹 具 总 装 图 J13 ）（ 2） 工 件 与 定 位 元 件 间 的 联 系 尺 寸 86 该 夹 具 的 夹 具 与 刀 具 之 间 的 联 系 尺 寸 就 是调 刀 尺 寸 ， 该 调 刀 尺 寸 又 分 为 水 平 与 垂 直 两 个方 向 的 尺 寸 。 （ 3） 夹 具 与 刀 具 的 联 系 尺 寸 87 水 平 方 向 的 调 刀 尺 寸 为 菱 形 定 位 销 中 心 至对 刀 元 件 尺 面 之 间 的 距 离 。 由 手 册 查 得 所 选 用 铣 刀 的 宽 度 尺 寸 及 其 极限 偏 差 为 mm， 其 平 均 尺 寸 为 12.09mm。菱 形 定 位 销 中 心 至 工 件 上 槽 左 侧 面 的 距 离 为12.09/2=6.045mm 再 加 上 3mm的 塞 尺 厚 度 ， 故 水 平 方 向 调 刀 尺寸 的 基 本 尺 寸 为 6.045+3=9.045mm 水 平 方 向 的 调 刀 尺 寸 88 由 于 调 刀 误 差 T对 工 件 尺 寸 公 差 有直 接 影 响 ， 故 取 工 件 相 应 要 求 公 差 （ 槽 两侧 面 对 14mm孔 轴 线 的 对 称 度 0.2mm） 的 1 5， 就 得 到 水 平 方 向 调 刀 尺 寸 的 基 本 尺 寸及 其 极 限 偏 差 为 （ 9.045 0.02） mm。 水 平 方 向 的 调 刀 尺 寸 89 垂 直 方 向 的 调 刀 尺 寸 为 定 位 元 件 工 作 面 P面至 对 刀 元 件 S面 之 间 的 位 置 尺 寸 。 工 件 上 相 应 的 尺 寸 为 工 件 槽 底 至 工 件 底 面之 间 的 位 置 尺 寸 （ 62 0.10） mm， 减 去 3mm的塞 尺 厚 度 ， 就 得 到 垂 直 方 向 调 刀 尺 寸 的 基 本 尺寸 为 （ 62-3） mm=59 mm。 根 据 与 调 刀 尺 寸 （ 9.045 0.02） mm相 同 的公 差 ， 取 垂 直 方 向 调 刀 尺 寸 的 基 本 尺 寸 及 其 极限 偏 差 为 （ 59士 0.02） mm。 垂 直 方 向 的 调 刀 尺 寸 90 定 向 键 与 工 作 台 T型 槽 的 配 合 尺 寸 14H7 h6。（ 4） 夹 具 与 机 床 连 接 部 分 的 联 系 尺 寸 12H7 n6， 10F8 h7， 10M8 h7， 10H7 n6， 6F8 H 7， 6M8 h7， 5H7 n6等 。（ 5） 夹 具 内 部 的 配 合 尺 寸 91 （ 1） 由 于 工 件 上 有 槽 底 至 工 件 B面 的 垂 直 度 要求 0.10mm， 夹 具 上 应 标 注 定 位 表 面 Q对 夹 具 体底 面 的 垂 直 度 允 差 100： 0.02（ mm） 。（ 2） 由 于 工 件 上 槽 两 侧 面 对 14孔 轴 线 对 称 度的 要 求 ， 夹 具 上 应 标 注 定 位 表 面 Q对 定 位 键 侧面 的 垂 直 度 允 差 100： 0.02（ mm） 。（ 3） 两 定 位 支 承 钉 的 等 高 允 差 不 大 于 0.02mm。2.制 订 技 术 条 件 92 在 完 成 夹 具 结 构 设 计 的 全 部 工 作 之 后 ， 还需 对 夹 具 工 作 精 度 进 行 分 析 计 算 ， 即 分 析 计 算各 项 加 工 要 求 的 夹 具 部 分 误 差 J， 并 将 它 与 加工 允 差 进 行 比 较 ， 从 而 判 断 该 夹 具 能 否 可 靠 地保 证 各 项 加 工 要 求 ， 以 证 明 所 设 计 夹 具 方 案 的合 理 性 。（ 五 ） 夹 具 工 作 精 度 的 分 析 计 算 93 1.槽 宽 尺 寸 由 铣 刀 直 接 保 证 ， 不 必 进 行 分 析 计 算 。2.槽 底 至 工 件 底 面 的 位 置 尺 寸 （ 62 0.10） mm的 分析 计 算 。 其 定 位 基 准 和 设 计 基 准 重 合 ， B=0， 平 面定 位 时 Y=0， 故 D1=0； 但 工 件 夹 紧 力 的 作 用 面 是 B面 ， 其 对 底 面 的 垂直 度 允 差 造 成 的 影 响 为 D2=0.03/6550=0.023mm （ 其 中 65为 工 件 高 度 ， 50为 工 件 宽 度 ） ； 由 调 刀 尺 寸 （ 59 0.02） mm的 公 差 所 引 起 的 调刀 误 差 T=0.04。 夹 具 部 分 误 差 为 该 误 差 远 小 于 工 件 的 加 工 允 差 ， 是 可 行 的 。J D1 D2 T 0 0.023 0.04 0.063mm 94 第 一 组 ： 16名 P53 图 3-2气 门 摇 杆 轴 支 座第 二 组 ： 712名 P56 图 3-5输 出 轴第 三 组 ： 1318名 P57 图 3-6连 接 座第 四 组 ： 1924名 P59 图 3-2推 动 架第 五 组 ： 2530名 P63 图 3-12填 料 箱 盖第 六 组 ： 3136名 P65 图 3-14左 支 座 课 程 设 计 题 目 分 配 95 The End 96零 件 图 年 产 量 为 6000件犁 刀 变 速 齿 轮 箱 体 零 件 图 年 产 量 为 6000件图 G1 97 表 1 各 加 工 表 面 的 总 余 量 98 表 2 毛 坯 的 主 要 尺 寸 99 表 3 初 拟 加 工 工 艺 路 线 100 表 4 修 改 后 的 加 工 工 艺 路 线 101 目 录前 言 1 一 、 零 件 分 析 .1 （ 一 ） 零 件 的 作 用 .1（ 二 ） 零 件 的 工 艺 分 析 二 、 确 定 毛 坯 、 画 毛 坯 -零 件 合 图 .（ 一 ） 选 择 毛 坯 种 类 . （ 二 ） 确 定 毛 坯 制 造 方 法 （ 三 ） 确 定 毛 坯 公 差 等 级 （ 四 ） 确 定 各 加 工 表 面 的 总 余 量 和 毛 坯 的 主 要 尺 寸 三 、 拟 定 零 件 的 加 工 工 艺 规 程 （ 一 ） 选 择 定 位 基 准 （ 二 ） 拟 订 零 件 加 工 工 艺 路 线 （ 三 ） 选 择 各 工 序 加 工 设 备 及 工 艺 装 备 .（ 四 ） 加 工 工 序 设 计 （ 五 ） 填 写 工 艺 文 件 四 、 夹 具 设 计 （ 一 ） 确 定 夹 具 设 计 方 案 （ 二 ） 定 位 装 置 设 计 （ 三 ） 夹 紧 装 置 设 计 （ 四 ） 夹 具 技 术 要 求 （ 五 ） 夹 具 零 件 图 设 计 课 程 设 计 说 明 书 目 录 102 夹 具 体 和 耳 座 图 J2 103容 屑 空 间图 J3 104各 种 排 屑 方 法（ a） 、 （ b） 排 屑 斜 面 （ c） 排 屑 孔图 J4 105图 J5 106 定 位 元 件 布 置 图图 J8 107图 J9 作 用 于 工 件 上 的 切 削 力 108 工 件 三 视 图 图 S2 图 J11 109 定 位 元 件 布 置 图 图 J12 110 夹 紧 装 置 布 置 图 图 J10 111 夹 紧 装 置 布 置 图 图 J10 112 夹 具 体 和 耳 座 图 J13夹具总装图