机械制造工艺学课程设计举例diuv.docx

课程设计计举例一、零件件的分析析（一）零零件的作用题目所给给定的零零件是汽汽车PD6摆动臂臂。车架架通过摆摆动臂与与前轮相相连，车架与与摆动臂臂之间有有半板簧簧相连，高速拖拖行时起起减振作作用；平常工工作状态态，车架与与摆动臂臂之间锁锁止，半板簧簧不起作作用。零件的的两端分别有有一个6和8mm的孔，中中间部分分有一个个8mm的孔，用用以与车车架和其其他零件件的连接接。（二）零零件的工工艺分析析万向节滑滑动叉共共有两组组加工表表面，它它们之间间有一定定的位置置要求。现现分析如如下：1以8孔为为中心的的加工表表面这一组加加工表面面包括：一个8的孔孔及其倒倒角，与与8的孔孔有平行行度要求求的两个个孔机器器倒角，分分别为6mm和8mm。2以50花花键孔为为中心的的加工表表面这一组加加工表面面包括：50十十六齿方方齿花键键孔，55阶阶梯孔，以以及65外外圆表面面和M660×1的外外螺纹表表面。这两组加加工表面面之间有有着一定定的位置置要求，主主要是：（1）50花花键孔与与二孔孔中心联联线的垂垂直度公公差为1100:0.22；（2）39二二孔外端端面对39孔孔垂直度度公差为为0.11；（3）50花花键槽宽宽中心线线与39中中心线偏偏转角度度公差为为2。由以上分分析可知知，对于于这两组组加工表表面而言言，可以以先加工工其中一一组表面面，然后后借助于于专用加加具加工工另一组组表面，并并且保证证它们之之间的位位置精度度要求。二、工艺艺规程设设计（一）确确定毛坯坯的制造造形式零件材料料为455铸钢。考考虑到汽汽车在运运行中要要经常加加速及正正、反向向行驶，零零件在工工作过程程中则经经常承受受交变载载荷及冲冲击性载载荷，因因此应该该选用锻锻件，以以使金属属纤维尽尽量不被被切断，保保证零件件工作可可靠。由由于零件件年产量量为40000件件，已达达大批生生产的水水平，而而且零件件的轮廓廓尺寸不不大，故故可采用用模锻成成型。这这从提高高生产率率、保证证加工精精度上考考虑，也也是应该该的。（二）基基面的选选择基面选择择是工艺艺规程设设计中的的重要工工作之一一。基面面选择的的正确与与合理，可可以使加加工质量量得到保保证，生生产率得以提高高。否则则，加工工工艺过过程中会会问题百百出，更更有甚者者，还会会造成零零件大批批报废，使使生产无无法正常常进行。（1）粗粗基准的的选择。对对于一般般的轴类类零件而而言，以以外圆作作为基准准是完全全合理的的。但对对本零件件来说，如如果以ØØ65外圆（或或Ø622外圆）表表面作基基准（四四点定位位），则则可能造造成这一一组内外外圆柱表表面与零零件的叉叉部外形形不对称称。按照照有关粗粗基准的的选择原原则（即即当零件件有不同同加工表表面时，应应以这些些不加工工表面作作粗基准准；若零零件有若若干个不不加工表表面时，则则应以与与加工表表面要求求相对位位置精度度较高的的不加工工表面作作为粗基基准），现现选取叉叉部两个个Ø孔的的不加工工外轮廓廓表面作作为基准，利用用一组共共两个短短V形块支支承这两两个Ø外圆圆轮廓作作主要定定位面，以以消除四四个自由由度，再再用一对对自动定定心的窄窄口卡爪爪，夹持持在Ø665外外圆柱面面上，用用以消除除两个自自由度，达达到完全全定位。（2）精精基准的的选择。主主要应该该考虑基基准重合合的问题题。当设设计基准准与工序序基准不不重合时时，应该该进行尺尺寸换算算，这在在以后还还要专门门计算，此此处不再再重复。（三）制制订工艺艺路线制订工艺艺路线的的出发点点，应当当是使零零件的几几何形状状、尺寸寸精度及及位置精精度等技技术要求求能得到到合理的的保证。在在生产纲纲领已确确定为大大批生产产的条件件下，可可以考虑虑采用万万能性机机床配以以专用工工夹具，并并尽量使使工序集集中来提高生生产率。除除此以外外，还应应当考虑虑经济效效果，以以便使生生产成本本尽量下下降。1.工艺艺路线方方案一工序车车外圆ØØ62，Ø660，车车螺纹MM60××1。工序两两次钻孔孔并扩钻钻花键底底孔Ø443，锪锪沉头孔孔Ø555。工序倒倒角5×30。工序钻钻Rc11/8底底孔。工序拉拉花键孔孔。工序粗粗铣 ØØ39二孔端端面。工序精精铣 ØØ39二孔孔端面。工序钻钻、扩、粗粗铰、精精铰两个个Ø399孔至至图样尺尺寸并锪锪倒角2×45°。工序钻钻M8底底孔Ø66.7，倒角角120°。工序攻攻螺纹MM8，Rcc1/88。工序冲冲箭头。工序检检查。2.工艺艺路线方方案二工序粗粗铣 ØØ39二孔端端面。工序精精铣 ØØ39二孔端端面。工序钻钻Ø399二孔孔。（不不到尺寸寸）工序镗镗Ø399二孔孔。（不不到尺寸寸）工序精精铣 ØØ39二孔，倒倒角 22×45°。工序车车外圆ØØ62，Ø60，车车螺纹MM60××1。工序钻钻、镗孔孔Ø433，并并锪沉头头孔Ø555。工序倒倒角 55×30°。工序钻钻Rc1/88底孔。工序拉拉花键孔孔。工序钻钻M8底底孔Ø66.7，倒角角1200°。工序螺螺纹M88，Rcc1/88。工序冲箭头头。工序检查。3.工艺艺方案的的比较与与分析上述两个个工艺方方案的特特点在于于：方案案一是先先加工以以花键孔孔为中心心的一组组表面，然然后以此此为基面面加工ØØ39二孔；而方案案二则与与此相反反，先是是加工ØØ39孔，然然后再以以此二孔孔为基准准加工花花键孔及及其外表表面。两两相比较较可以看看出，先先加工花花键孔后后再以花花键孔定定位加工工Ø399二孔孔，这时时的位置置精度较较易保证证，并且且定位及及装夹都都比较方方便。但但方案一中中的工序序虽然代代替了方方案二中中的工序序、，减少少了装夹夹次数，但但在一道道工序中中要完成成这么多多工作，除除了选用用专门设设计的组组合机床床（但在在成批生生产时，在在能保证证加工精精度的情情况下，应应尽量不不选用专专用组合合机床）外外，只能能选用转转塔车床床，利用用转塔头头进行加加工。而而转塔车车床目前前大多选选、用于于粗加工工，用来来在此处处加工ØØ39二孔是是不合适适的，因因此决定定将方案案二中的的工序、移入方方案一，改改为两道道工序加加工。具具体工艺艺过程如如下：工序车车外圆ØØ62，Ø660，车车螺纹MM60×1。粗粗基准的的选择如如前所述述。工序两两次钻孔孔并扩钻钻花键底底孔Ø433，锪锪沉头孔孔Ø555，以以Ø622外圆圆为定位位基准。工序倒倒角5×30。工序钻钻Rc11/8锥锥螺纹底底孔。工序拉拉花键孔孔。工序粗粗铣 ØØ39二孔端端面，以以花键孔孔及其端端面为基基准。工序精精铣 ØØ39二孔端端面。工序钻钻孔两次次并扩孔孔Ø399。孔孔至图样样尺寸并并锪倒角角 2×45°。工序精精镗并细细镗 ØØ39二孔，倒倒角 22×45°。工序、的定位基准均均与工序序相同。工序钻钻M8底底孔Ø66.7，倒角角1200°。工序攻攻螺纹MM8，Rcc1/88。工序冲冲箭头。工序检查。以上加工工方案大大致看来来还是合合理的。但但通过仔仔细考虑虑零件的的技术要要求Ø以及可可能采取取的加工工手段之之后，就就会发现现仍有问问题，主主要表现现在Ø339两两个孔其其端面加加工要求求上。图图样规定定：Ø339二二孔中心心线应与与Ø555花键键孔垂直直，垂直直度公差差为1000:0.22；Ø399二孔孔与其外外端面应应垂直，垂垂直度公公差为00.1。由此此可以看看出：因因为Ø339二二孔的中中心线要要求与ØØ55花键孔孔中心线线相垂直直，因此此，加工工及测量量Ø399孔时时应以花花键孔为为基准。这这样做，能能保证设设计基准准与工艺艺基准相相重合。在在上述工工艺路线线制订中中也是这这样做了了的。同同理，ØØ39二孔与与其外端端面的垂垂直度（0.1）的技术要求在加工与测量时也应遵循上述原则。但在已制订的工艺路线中没有这样做：Ø39孔加工时，以Ø55花键孔定位（这是正确的）；而Ø39孔的外端面加工时，也是以Ø55定位的。这样做，从装夹上看似乎比较方便，但却违反了基准重合的原则，造成了不必要的基准不重合误差。具体来说，当Ø39二孔的外端面以花键孔为基准加工时，如果两个端面与花键孔中心线已保证绝对平行的话（这是很难的）。那么由于种种原因Ø39二孔中心线与花键孔仍有100:0.2的垂直度公差，则Ø39孔与其外端面的垂直度误差就会很大，甚至会造成超差而报废。这就是由于基准不重合而造成的恶果。为了解决这个问题，原有的加工路线可仍大致保持不变，只是在Ø39二孔加工完了以后，再增加一道工序：以Ø39孔为基准，磨Ø39二孔外端面。这样做，可以修正由于基准不重合造成的加工误差，同时也照顾了原有的加工路线中装夹较方便的特点。因此，最后的加工路线确定如下：工序车车端面及及外圆ØØ62，Ø660并并车螺纹纹M600×1。以以两个叉叉耳外轮轮廓及ØØ62外圆为为粗基准准，选用C6220-11我式车车床并加加专用夹夹具。工序钻钻、扩花花键孔ØØ43，并锪锪沉头孔孔Ø555。以以Ø622外圆圆为基准准，选用用C3665L转塔塔车床。工序内内花键孔孔5×30倒角。选选用C6620-1车床床加专用用夹具。工序钻钻锥螺纹纹Rc11/8底底孔。选选用Z5525立立式钻床床及专用用钻模。这这里安排排钻Rcc1/88底孔主主要是为为了下道道工序拉拉花键孔孔时为消消除回转转自由度度而设置置的一个个定位基基准。本本工序以以花键内内底孔定定位，并并利用叉叉部外轮轮廓消除除回转自自由度。工序拉拉花键孔孔。利用用花键内内底孔、Ø55端面及Rc1/8锥螺纹底孔定位，选用L6120卧式拉床加工。工序粗粗铣 ØØ39二孔端端面，以以花键孔孔定位，选选用X663卧式式铣床加加工。工序钻钻、扩 Ø399二孔孔及倒角角。以花花键孔及及端面定定位，选选用Z5535立立式钻床床加工。工序精精、细镗镗Ø399二孔孔。选用用T7440型卧卧式金刚刚镗床及及专用夹夹具加工以花键键内孔及及其端面面定位。工序磨磨Ø399二孔孔端面，保保证尺寸寸，以以Ø399孔及及花键孔孔定位，选用用M71130平平面磨床床及专用用夹具加加工。工序钻钻叉部四四个M88螺纹纹底孔并并倒角。选选用Z5525立立式钻床床及专用用夹具加加工，以以花键孔孔及孔Ø399定位位。工序攻攻螺纹44-M88及Rcc1/88。工序冲冲箭头。工序检查。以上工艺艺过程详详见附表表1“机械加加工工艺艺过程卡卡片”。三、夹具具设计为了提高高劳动生生产率，保保证加工工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指指导老师师协商，决决定设计计第道工序粗铣Ø 39mmm二孔孔端面的的铣床夹夹具。本本夹具将将用于XX63式式铣床。刀刀具为两两把高速速钢镶齿齿三面刃刃铣床，对对工作的的两个端端面同时时进行加加工。（一）问问题的提提出本夹具主主要用来来粗铣ØØ39mmm二孔孔的两个个端面，这这两个端端面对39孔孔及花键键都有一定的技技术要求。但但加工本本道工序序时，ØØ39孔尚未未加工，而而且这两两个端面面在工序序还要进进行磨加加工。因因此，在在本道工工序加工工时，主主要应考考虑如何何提高劳劳动生产产试验率率，降低低劳动强强度，而而精度则则不是主主要问题题。（二）夹夹具设计计1.定位位基准的的选择由零件图图可知，Ø 39m二孔端而应对花键孔中心线有平行度及对称度要求，其设计基准为花键孔中心线。为了使位误差为零，应该选择以花键定位的自动定心夹具。但这种自动定心夹具在结构上将过于复杂，因此这里只选用以花键孔定位的自动定心夹具。但这种自动定心夹具在结构上将过于复杂，因此这里选用以花键孔为主要定位基面。为了提高高加工效效率，现现决定用用两把镶镶齿三面面刃铣刀刀对两个个Ø399孔端端面同时时进行加加工。同同时，为为了缩短短辅助时时间，准准备采用用气动夹夹紧。2.切削削力及夹夹紧力计计算刀具：高高速钢镶镶齿三面面刃铣刀刀，Ø2225，Z=20（见切切削手册册表33.288）其中：=6500， =3.11，=11.0，=0.08，=0.772，=400，（在在加工面面上测量量的近似似值）=0.886，=2225，=00.866，=0 , z=220 F= =114566(N)当用两把把刀铣削削时，=2F=29112(NN)水平分力力：=11.1=32.3(NN)垂直分力力：=00.3=8733(N)在计算切切削力时时，必须须把安全全系数考考虑在内内。安全全系数KK=。其中：为为基本安安全系数数1.55；为加工性性质系数数1.11；为刀具钝钝化系数数1.11；为断续切切削系数数1.11。=K=1.55×1.11×1.11×1.11×32003=663955（N）选用气缸缸一斜一一斜楔夹夹紧机构构，楔角角a=110，其结结构形式式选用型，则则扩力比i=33.422。为克服水水平切削削力，实实际加紧紧力N应力 N（+）=K N=其中及为为夹具定定位面及及加紧面面上的摩摩擦系数数， = =0.225。则则N=1127990（N）气缸选用用Ø1000。当当压缩空空气单位位压力PP=0.5Mppa时，气气缸推力力为3990N。由由于已知知斜楔机机构的扩扩力比ii=3.442，故故由气缸缸产生的的实际夹夹紧力为为 =39900ii=39900××3.442=1133338(NN)此时N气气已大于于所需的的127790的夹紧紧力，故故本夹具具可安全全工作。3.定位位误差分分析（1）定定位元件件尺寸及及公差的的确定。夹夹具的主主要定位位元件为为一花键键轴，该该定位花花键轴的的尺寸与与公差现现规定为为本零件件在工作作时与其其相配花花键的尺尺寸相同同，即116×43HH11××50HH8×5H100。（2）零零件图样样规定ØØ50花键孔孔键槽宽宽中心线线与Ø两孔孔中心线线转角公公差为22。由于于Ø399孔中中心线应应与其外外端面垂垂直，故故要求ØØ39二孔端端面之垂垂线应与与Ø500花键键槽宽中中心线角角公差为为2º。此此项技术术要求主主要应由由花键槽槽宽配合合中的侧侧向间隙隙保证。已知花键键孔键槽槽宽为，夹具具中定位位花键轴轴键宽为为5，因因此当零零件安装装在夹具具中时，键键槽处的的最大侧侧向间隙隙为=0.0488-(-0.0065)=0.1133()由此而引引起的零零件最大大转角aa为 ttga=0.004452所以 a=00.2558即最大侧侧隙能满满足零件件的精度度要求.（3）计计算Ø339二二孔外端端面铣加加工后与与花键孔孔中心线线的最大大平行度度误差。零件花键键孔与定定位心轴轴外径的的最大间间隙为： =0.0488-（-0.0833）=0.1311（）当定位花花键轴的的长度取取1000时，则则由上述述间隙引引起的最最大倾角角为0.1311/1000。此此即为由由于定位位问题而而引起的的Ø399孔端端面对花花键孔中中心线的的最大平平行度误误差。由由于Ø339孔孔外端面面以后还还要进行行磨削加加工，故故上述下下平行度度误差值值可以允允许。4.夹具具设计及及操作的的简单说说明如前所述述，在设设计夹具具时，应应该注意意提高劳劳动生产产率。为为此，应应首先着着眼于机机动夹紧紧而不采采用手动动夹紧。因因为这是是提高劳劳动生产产率的重重要途径径。本道道工序的的铣床夹夹具就选选择了气气动夹紧紧方式。本本工序由由于是粗粗加工。因因此，应应首先设设法降低低切削力力。目前前采取的的措施有有三：一一是提高高毛坯的的制造精精度，使使最大切切削深度降低低，以降降低切削削力；二二是选择择一种比比较理想想的斜楔楔夹紧机机构，尽尽量增加加该夹紧紧机构的的扩力比比；三是是在可能能的情况况下，适适当提高高压缩空空气的工工作压力力（由00.4MMpa增增至0.5Mppa），以以增加气气缸推力力。结果果，本来来具总的的感觉还还比较紧紧凑。夹具上装装有对刀刀块，可可使夹具具在一批批零件的的加工之之前很好好地对刀刀（与塞塞尺配合合使用）；同时，夹夹具体底底面上的的一对定定位键可可使整个个机床工工作台上上有一正正确的安安装位置置，以利利于铣削削加工。附表1 机械械加工工工艺过程程综合卡卡片  东东北林业业大学零件号材料45钢编制 （日期）机械加工工工艺过过程综合合卡片零件名称称万向节滑滑动叉毛坯重量量6指导  生产类型型大批生产产毛坯种类类模锻件审核  工序安装工位工步工序说明明工序简图图机床夹具或辅辅助工具具刀 具量  具走刀次数走刀长度()切削深度()进给量(/rr)主轴转速(r/mmin)切削速度(m/mmin)工时定额额(miin)基本时间辅助时间工作地服服务时间间112345粗车端面面至Ø30mmm，保保证尺寸寸1855粗车Ø662mmm外圆车Ø600mm外外圆车M600×1螺纹纹粗车螺纹纹精车螺纹纹卧式车床L6220-11专用夹具 YT155外圆车刀     W18CCr4VV螺纹车刀刀   卡 板  螺纹量规 2  1 1 4  2 17.55  94 24 18  18 3  1.5 1 0.177  0.088 0.5  0.5 0.5 1  1 600  600 770 96  184 122  122 145 18  34 0.0996  0.311 0.066 0.755  0.18811234钻、扩花花键底孔孔Ø43mmm及锪锪沉头孔孔Ø55mmm钻孔Ø225mmm钻孔Ø441mmm扩花键底底孔Ø43mmm锪圆柱式式沉头孔孔Ø55mmm转塔车床C3655L专用夹具  麻花钻钻Ø25Ø 411扩孔钻Ø 433   锪钻钻Ø 555     卡  尺 1  1  1  1 164  159  154.5  10 12.55  8  1  6 0.411  0.766  1.244  0.211 136  58  58  44 10.668  7.477  7.7  8.299 3  3.555  2.144  1.08811Ø43mmm内孔孔倒角55×30°C1299-1专用夹具 YT155外圆车刀     W18CCr4VV螺纹车刀刀  样  板 1 8  0.088 120 16.22 0.833东北林业业大学零件号材料45钢编制 （日期）机械加工工工艺过过程综合合卡片零件名称称万向节滑滑动叉毛坯重量量6指导  生产类型型大批生产产毛坯种类类模锻件审核  工序安装工位工步工序说明明工序简图图机床夹具或辅辅助工具具刀 具量  具走刀次数走刀长度()切削深度()进给量(/rr)主轴转速(r/mmin)切削速度(m/mmin)工时定额额(miin)基本时间辅助时间工作地服服务时间间11钻锥螺纹纹Rc11/8底底孔(Ø 88.8)立式钻床Z5255专用夹具具  麻花钻头Ø 8.8   1 18 4.4 0.111 680 18.88 0.244  11拉花键孔孔16×43HH11××50HH8×5H10卧式拉床L61120专用夹具花键拉刀 花键量规 1     0.006/齿  3.66 0.442  11粗铣Ø 39两孔端端面，保保证尺寸寸卧式铣床X63专用夹具 高速钢钢镶齿三三面刃铣铣刀Ø 2225 卡板 1 1055 3.11 60/miin 37.526.55 1.775    东东北林业业大学零件号材料45钢编制 （日期）机械加工工工艺过过程综合合卡片零件名称称万向节滑滑动叉毛坯重量量6指导  生产类型型大批生产产毛坯种类类模锻件审核  工序安装工位工步工序说明明工序简图图机床夹具或辅辅助工具具刀 具量  具走刀次数走刀长度()切削深度()进给量(/rr)主轴转速(r/mmin)切削速度(m/mmin)工时定额额(miin)基本时间辅助时间工作地服服务时间间1212341钻、扩ØØ 399二孔孔及倒角角钻孔Ø 25扩钻Ø 37扩孔Ø 38.7倒角2×455°倒角2×455°立式钻床Z5355专用夹具麻花钻Ø 255Ø 377扩孔钻Ø 388.790°锪锪钻90°锪锪钻  11111 625650 12.5560.855 0.2550.5770.722 19568686868 15.337.98.266 1.2771.4441.022  112精镗、细细镗Ø 399二孔孔精镗孔ØØ 388.9细镗孔ØØ 399金刚镗床T7440专用夹具 YT330镗刀塞规 11 5252 0.110.055 0.110.1 8166816 10001000.6440.644  1211磨Ø 339二孔磨上端面面磨另一端端面平面磨床M71330专用夹具具 砂轮WA466KV66P350××40×1277 卡板  7373    27.5m/s27.55m/ss 3.6643.644  东北林业业大学零件号材料45钢编制 （日期）机械加工工工艺过过程综合合卡片零件名称称万向节滑滑动叉毛坯重量量6指导  生产类型型大批生产产毛坯种类类模锻件审核  工序安装工位工步工序说明明工序简图图机床夹具或辅辅助工具具刀 具量  具走刀次数走刀长度()切削深度()进给量(/rr)主轴转速(r/mmin)切削速度(m/mmin)工时定额额(miin)基本时间辅助时间工作地服服务时间间1231121钻螺纹低低孔4Ø 6.7并并倒角钻孔2Ø 6.7钻孔2Ø6.77倒角倒角立式钻床Z5355专用夹具麻花钻Ø 6.7锪钻120°°锪钻120°°   1111 2323 3.3553.355 0.10.1 960960960960 20.2220.22 0.4880.488  123111攻螺纹44M8及Rc11/8攻螺纹22M8攻螺纹22M8攻Rc11/8 M8丝丝锥M8丝锥锥Rc1/8丝锥  1 11  2525251.2551.2550.9441951951954.94.94.9 0.5510.5110.266  冲箭头           检查附图2 铣床夹具的装配图