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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 课程设计举例一、零件的分析（一）零件的作用 题目所给定的零件是汽车 PD6 摇摆臂；车架通过 摇摆臂 与前轮相连,车架与 摇摆臂 之间有半板簧相连,高 半板簧不起 作用 ；零件的两端分别有一个 6 速拖行时起减振 作用 ； 平常工作状态,车架与 摇摆臂 之间锁止,和 8mm 的孔,中间部分有一个 8mm 的孔,用以与车架和其他零件的连接；（二）零件的工艺分析 万向节滑动叉共有两组加工表面,它们之间有肯定的位置要求；现分析如下：1以 8 孔为中心的加工表面8 的孔有平行度要求的两个孔机器倒角,分别为6mm这一组加工表面包括：一个8 的孔及其倒角,
2、与和 8mm；2以 50花键孔为中心的加工表面 55阶梯孔,以及 65外圆表面和M60 1 的外这一组加工表面包括： 50 0 十六齿方齿花键孔,螺纹表面；这两组加工表面之间有着肯定的位置要求,主要是：（1） 500 花键孔与390. 027二孔中心联线的垂直度公差为100:0.2；2.；.0010（2） 39二孔外端面对 39孔垂直度公差为0.1 ；（3） 500 花键槽宽中心线与 39中心线偏转角度公差为由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用加具加工另一组表 面,并且保证它们之间的位置精度要求；名师归纳总结 二、工艺规程设计第 1 页,共 19 页-
3、 - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为 45 铸钢；考虑到汽车在运行中要常常加速及正、反向行驶,零件在工作过程中就常常承担交变 载荷及冲击性载荷,因此应当选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作牢靠；由于零件年产量为4000 件,已达大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采纳模锻成型；这从提高生产率、保证加工精度 上考虑,也是应当的；（二）基面的挑选 基面挑选是工艺规程设计中的重要工作之一；基面挑选的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率 得以提高；否就,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,仍会造成零件大
4、批报废,使生产无法正常进行；（1）粗基准的挑选；对于一般的轴类零件而言,以外圆作为基准是完全合理的；但对本零件来说,假如以 .65 外圆（或 .62 外圆）表面作基准（四点定位）,就可能造成这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形不对 称；根据有关粗基准的挑选原就（即当零件有不同加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准；如零件有如干个 不加工表面时,就应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准）,现选取叉部两个 . 39 .0 010. 027 0孔的不加工外轮廓表面作为基准,利用一组共两个短 V 形块支承这两个 . 39 0 0 . . 027 010外圆轮廓作主要定位面,以排除X X
5、 Y Y 四个自由度,再用一对自动定心的窄口卡爪,夹持在 .65 外圆柱面上,用以排除 Z 两个自由度,达到完全 定位；（2）精基准的挑选；主要应当考虑基准重合的问题；当设计基准与工序基准不重合时,应当进行尺寸换 算,这在以后仍要特地运算,此处不再重复；（三）制订工艺路线 制订工艺路线的动身点,应当是使零件的几何外形、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证；在 生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采纳万能性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产 率；除此以外,仍应当考虑经济成效,以便使生产成本尽量下降；1.工艺路线方案一 工序车外圆 .62 , .60 ,车螺纹 M60 1
6、 ；工序两次钻孔并扩钻花键底孔 .43 ,锪沉头孔 .55 ；工序倒角 5 30.；工序钻 Rc1/8 底孔；工序拉花键孔；名师归纳总结 工序粗铣 .39 二孔端面；第 2 页,共 19 页- - - - - - -工序精铣 .39 二孔端面；精选学习资料 2 45 ；- - - - - - - - - 工序钻、扩、粗铰、精铰两个.39 孔至图样尺寸并锪倒角工序钻 M8 底孔 .6.7 ,倒角 120 ；工序攻螺纹 M8 , Rc1/8；工序冲箭头；工序检查；2.工艺路线方案二 工序粗铣 .39 二孔端面；工序精铣 .39 二孔端面；工序钻 .39 二孔；（不到尺寸）工序镗 .39 二孔；（不
7、到尺寸）工序精铣 .39 二孔,倒角 2 45 ；工序车外圆 .62 , .60 ,车螺纹 M60 1 ；工序钻、镗孔 .43 ,并锪沉头孔 .55 ；工序倒角 5 30 ；工序钻 Rc1/8 底孔；工序拉花键孔；工序钻 M8 底孔 .6.7 ,倒角 120 ；工序螺纹 M8 , Rc1/8；工序冲箭头；工序检查；3.工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工以花键孔为中心的一组表面,然后以此为基面加工 .39 二孔；而方案二就与此相反,先是加工 .39 孔,然后再以此二孔为基准加工花键孔及其外表面；两相比较可以看出,先加工花键孔后再以花键孔定位加工 .39 二孔,这时的
8、位置精度较易保证,并且定位及装夹都比较便利；但方 案一中的工序虽然代替了方案二中的工序、,削减了装夹次数,但在一道工序中要完成这么多工作,除了选用特地设计的组合机床（但在成批生产时,在能保证加工精度的情形下,应尽量不选用专用组合机床）名师归纳总结 外,只能选用转塔车床,利用转塔头进行加工；而转塔车床目前大多项、用于粗加工,用来在此处加工.39 二孔是不合适的,因此打算将方案二中的工序、移入方案一,改为两道工序加工；详细工艺过程如下：第 3 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 工序车外圆 .62 , .60 ,车螺纹 M60 1 ；粗基准的挑选如前所述；工序两次钻孔并扩钻花键
9、底孔 .43 ,锪沉头孔 .55 ,以 .62 外圆为定位基准；工序倒角 5 30.；工序钻 Rc1/8 锥螺纹底孔；工序拉花键孔；工序粗铣 .39 二孔端面,以花键孔及其端面为基准；工序精铣 .39 二孔端面；工序钻孔两次并扩孔 .39 ；孔至图样尺寸并锪倒角 2 45 ；工序精镗并细镗 .39 二孔,倒角 2 45 ；工序、的定位基准均与工序相同；工序钻 M8 底孔 .6.7 ,倒角 120 ；工序攻螺纹 M8 , Rc1/8；工序冲箭头；工序检查；以上加工方案大致看来仍是合理的；但通过认真考虑零件的技术要求. 以及可能实行的加工手段之后,就会发觉仍有问题,主要表现在 .39 两个孔其端面
10、加工要求上；图样规定：.39 二孔中心线应与 .55 花键孔垂直,垂直度公差为 100:0.2；.39 二孔与其外端面应垂直,垂直度公差为 0.1 ；由此可以看出：由于 .39 二孔的中心线要求与 .55 花键孔中心线相垂直,因此,加工及测量 .39 孔时应以花键孔为基准；这样做,能保证设计基准与工艺基准相重合；在上述工艺路线制订中也是这样做了的；同理,.39 二孔与其外端面的垂直度（0.1 ）的技术要求在加工与测量时也应遵循上述原就；但在已制订的工艺路线中没有这样做：.39 孔加工时,以 .55 花键孔定位（这是正确的）；而 .39 孔的外端面加工时,也是以 .55 定位的；这样做,从装夹上
11、看好像比较便利,但却违反了基准重合的原就,造成了不必要的基准不重合误差；详细来说,当 .39 二孔的外端面以花键孔为基准加工时,假如两个端面与花键孔中心线已保证肯定平行的话（这是很难的）；那么由于种种缘由.39 二孔中心线与花键孔仍有100:0.2 的垂直度公差,就.39 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；为明白决这个问题,原有的加工路线可仍大致保持不变,只是在.39 二孔加工完了以后,再增加一道工序：以.39 孔为基准,磨.39 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,同时也照料了原有的加工路线中装夹较便利的特点；因此
12、,最终的加工路线确定如下：名师归纳总结 工序车端面及外圆.62 , .60 并车螺纹M60 1 ；以两个叉耳外轮廓及.62 外圆为粗基准,选用第 4 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 C620-1 我式车床并加专用夹具；- - - - - - - - - 工序钻、扩花键孔 .43 ,并锪沉头孔 .55 ；以 .62 外圆为基准,选用 C365L 转塔车床；工序内花键孔 5 30.倒角；选用 C620-1 车床加专用夹具；工序钻锥螺纹 Rc1/8 底孔；选用 Z525 立式钻床及专用钻模；这里支配钻 Rc1/8 底孔主要是为了下道工序拉花键孔时为排除回转自由度而设置的一个定
13、位基准；本工序以花键内底孔定位,并利用叉部外轮廓排除回转自由度；工序拉花键孔；利用花键内底孔、.55 端面及 Rc1/8 锥螺纹底孔定位,选用 L6120 卧式拉床加工；工序粗铣 .39 二孔端面,以花键孔定位,选用 X63 卧式铣床加工；工序钻、扩 .39 二孔及倒角；以花键孔及端面定位,选用Z535 立式钻床加工；工序精、细镗.39 二孔；选用T740 型卧式金刚镗床及专用夹具加工以花键内孔及其端面定位；工序磨 .39 二孔端面,保证尺寸1180,以 .39 孔及花键孔定.39 定0. 07位,选用 M7130 平面磨床及专用夹具加工；工序钻叉部四个M8 螺纹底孔并倒角；选用Z525 立式
14、钻床及专用夹具加工,以花键孔及孔位；工序攻螺纹 4-M8 及 Rc1/8；工序冲箭头；工序检查；以上工艺过程详见附表 1“ 机械加工工艺过程卡片” ；三、夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具；经过与指导老师协商,打算设计第道工序粗铣. 39mm 二孔端面的铣床夹具；本夹具将用于X63 式铣床；刀具为两把高速钢镶齿三面刃铣床,对工作的两个端面同时进行加工；（一）问题的提出本夹具主要用来粗铣.39mm 二孔的两个端面,这两个端面对39 孔及花键都有肯定的技术要求；但加工本道工序时, .39 孔尚未加工,而且这两个端面在工序仍要进行磨加工；因此,在本道工序加工时,
15、主要应名师归纳总结 考虑如何提高劳动生产试验率,降低劳动强度,而精度就不是主要问题；第 5 页,共 19 页- - - - - - -（二）夹具设计精选学习资料 - - - - - - - - - 1.定位基准的挑选 由零件图可知, . 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,应当挑选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；为了提高加工效率,现打算用两把镶齿三面刃铣刀对两个时间,预备采纳气动夹
16、紧；2.切削力及夹紧力运算刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀,.225 , Z=20 x y uC f p Ff z F e FzFd qo FN F（见切削手册表 3.28）.39 孔端面同时进行加工；同时,为了缩短帮助其中：C =650,P=3.1 ,x =1.0,f =0.08 ,y =0.72,e=40 ,（在加工面上测量的近似值）u =0.86,d =225 ,q =0.86,F=0 , z=20 =1456N F= 名师归纳总结 当用两把刀铣削时,=2F=2912N i=3.42；第 6 页,共 19 页水平分力：=1.1=32.3N 垂直分力：=0.3=873N在运算切削力时,必需把安全
17、系数考虑在内；安全系数K=；其中：为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.1；为断续切削系数1.1； =K=1.5 1.1 1.1 1.1 3203=6395（N）选用气缸一斜一斜楔夹紧机构,楔角a=10.,其结构形式选用型,就扩力比为克服水平切削力,实际加紧力N 应力- - - - - - - N（ + ）=K 精选学习资料 - - - - - - - - - N=其中 及 为夹具定位面及加紧面上的摩擦系数, = =0.25；就390N；由于已知斜楔机构的扩力比iN=12790（N）气缸选用 .100 ；当压缩空气单位压力P=0.5Mpa 时,气缸推力为=3.42,故由
18、气缸产生的实际夹紧力为 =3900i=3900 3.42=13338N 此时 N 气已大于所需的 12790 的夹紧力,故本夹具可安全工作；3.定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定；夹具的主要定位元件为一花键轴,该定位花键轴的尺寸与公差现规定为本零件在工作时与其相配花键的尺寸相同,即16 43H11 50H8 5H10 ；（2）零件图样规定.50花键孔键槽宽中心线与.39.0027两孔中心线转角公差为2.；由于.39 孔中心0.010线应与其外端面垂直,故要求.39 二孔端面之垂线应与.50 花键槽宽中心线角公差为2o；此项技术要求主要应由花键槽宽协作中的侧向间隙保证；已知花键孔键槽宽为
19、.5 0.0048,夹具中定位花键轴键宽为5.0 ,因此当零件安装在夹具中时,键槽处的最大侧 0向间隙为b =0.048-0.065=0.113 由此而引起的零件最大转角a 为 tga=bmax=0.00452 R所以a=0.258.即最大侧隙能满意零件的精度要求. （3）运算 .39 二孔外端面铣加工后与花键孔中心线的最大平行度误差；零件花键孔与定位心轴外径的最大间隙为：名师归纳总结 max =0.048-（-0.083）=0.131（）第 7 页,共 19 页- - - - - - -当定位花键轴的长度取精选学习资料 100 时,就由上述间隙引起的最大倾角为0.131/100；此即为由于定
20、位问题而引起的.39 孔端面对花键孔中心线的最大平行度误差；由于 误差值可以答应；.39 孔外端面以后仍要进行磨削加工,故上述下平行度4.夹具设计及操作的简洁说明 如前所述,在设计夹具时,应当留意提高劳动生产率；为此,应第一着眼于机动夹紧而不采纳手动夹紧；因 为这是提高劳动生产率的重要途径；本道工序的铣床夹具就挑选了气动夹紧方式；本工序由于是粗加工；因此,应第一设法降低切削力；目前实行的措施有三：一是提高毛坯的制造精度,使最大切削深度降低,以降低切削 力；二是挑选一种比较抱负的斜楔夹紧机构,尽量增加该夹紧机构的扩力比；三是在可能的情形下,适当提高压 缩空气的工作压力（由 0.4Mpa 增至 0
21、.5Mpa）,以增加气缸推力；结果,原来具总的感觉仍比较紧凑；夹具上装有对刀块,可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺协作使用）；同时,夹详细底面上 的一对定位键可使整个机床工作台上有一正确的安装位置,以利于铣削加工；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 45其余螺纹量规旋入不大于 3扣 45箭头应清楚明显所指键槽中心线对放大 孔中心线转角公差 2技术要求锻造拔模斜度不大于 72. 硬度207241未注圆角半径31：18301钢4. 表面喷砂处理比例万向节滑动叉1件数制图重量材料指导审核名师归纳总结 - - -
22、 - - - -第 9 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 附表 1 机械加工工艺过程综合卡片零件号万 向 节 滑夹材料量45 钢制编主切（ 日东北林业高校毛坯重量6 指期）零 件 名导机械加工工艺过程称动叉综合卡片生 产 类大批生产毛坯种类模锻件核审工 时 定 额型刀走走进工安工切序装步工序说工序简图机具刀刀削给轴削min 床具具工明或次长深量转速基辅 工位辅数度度 速度本助 作时时 地助 r/min m/min 工 /r 间间 服具务时间名师归纳总结 1 1 粗车端面11卧专YT15外卡2 17.5 3 0.5 600 122 0.096 至2 圆车刀板1 9
23、4 1.5 0.5 600 122 0.31 .30mm,保证尺寸3 1850.46 04 1 24 1 0.5 770 145 0.06 粗车式用.62mm5 车夹W18Cr4V 螺4 18 0.17 1 96 18 0.75 外圆床具纹车螺纹车刀L620-量第 10 页,共 19 页.60mm1 规- - - - - - -外圆M60精选学习资料 2 18 0.08 1 184 34 0.18 - - - - - - - - - 车 1 螺 纹 粗 车螺纹 精 车螺纹1 钻、扩花转专麻花钻卡1 164 12.5 0.41 136 10.68 3 键底孔. 25 .43mm及锪沉头. 41
24、1 159 8 0.76 58 7.47 3.55 孔塔用2 .55mm 车夹扩孔钻尺1 154.5 1 1.24 58 7.7 2.14 1 3 钻孔床具. 43 .25mm 4C361 10 6 0.21 44 8.29 1.08 钻孔锪钻5L .41mm . 55 扩花键底孔 .43mm 锪圆柱式 沉 头 孔 .55mm 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 19 页 1 1 .43mmC129-精选学习资料 1 8 0.08 120 16.2 0.83 - - - - - - - - - YT15外内孔倒角样圆车刀5 30专板1 用夹具W18Cr4V 螺纹车刀学东
25、北 林 业 大零件号材料45 钢编制（ 日期）名师归纳总结 机械加工工艺过零 件万向节滑毛坯量6 切指导主切工 时 定 额第 12 页,共 19 页名称动叉重量程综合卡片生 产 类大批生产毛坯模锻件审核工安工型种类刀走走进夹序装步工工序简图机具具具刀刀削给轴削min 床工序说基辅 工或次长深量转速位明辅数度度 速度本助 作时时 地助 r/min m/min /r 间间 服 工具务时间- - - - - - -1 1 钻锥8.8立专精选学习资料 1 18 4.4 0.11 680 18.8 0.24 - - - - - - - - - 麻螺纹用花Rc1/8底孔夹钻. 8.8具头 . 8.8式钻床
26、1 1 拉花放大Z525 专花花 1 0.06 37.5 3.6 0.42 卧/键孔用键键齿16夹拉量43H11具刀规式50H8拉床5H10L6120 1 1 粗铣 .卧专高速卡 1 105 3.1 6026.5 1.75 39用钢 镶板/min 夹齿 三两孔端具面 刃面,铣刀保证. 225式尺寸铣118.4 0 0.22床X6名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 19 页东北林业高校零件号3 精选学习资料 45 钢制编（ 日- - - - - - - - - 材料期）机械加工工艺零件名称万 向 节 滑毛坯重量6 导指动叉过程综合卡片生产类型毛坯种类模锻件审大批生产核工安工
27、工工序简图机夹刀量走走切进主切工 时 定 额序装步具具具刀刀削给轴削min 序说床工或次长深量转速基辅 工位明辅数度度 速度本助 作时时 地助 r/min m/min /r 间间 服工具务时间名师归纳总结 1 1 钻、 45立专麻花钻1 62 12.5 0.25 195 15.3 1.27 第 14 页,共 19 页扩 . 25 1 56 6 0.57 68 7.9 1.44 39. 37 二2 用1 50 0.85 0.72 68 8.26 1.02 孔及3 夹扩孔钻倒角- - - - - - -2 4 钻孔式精选学习资料 具 . 38.7 1 68 . 25钻90 锪钻1 68 1床90
28、锪钻扩钻Z535 . 37扩孔.38.7倒角2 45倒角2 1 45金专 YT30 塞 1 52 0.1 0.1 816 100 0.64 精镗、用镗刀规1 52 0.05 0.1 816 100 0.64 细镗夹2. 39具二刚1 孔镗精镗床孔 .T740 38.9细镗名师归纳总结 孔 .第 15 页,共 19 页- - - - - - -1 1 39平专精选学习资料 卡 73 27.5m/s 3.64 - - - - - - - - - 磨 .砂轮73 27.5m/s 3.64 39用WA46KV6P 板二夹350 40 2 孔127 1 具磨上端面面磨另磨一端床面M7130 东北林业高校
29、零件号材料45 钢制编（ 日期）名师归纳总结 综合卡片零件万 向 节毛坯6 导切指进主切工 时 定 额第 16 页,共 19 页机械加工工艺过程名称滑动叉重量生 产 类大 批 生毛坯模锻件核审型产种类工 安 工工工序简图机夹刀量 走 走min - - - - - - -序 装步 序 说床具精选学习资料 具刀刀削给轴削基辅 工- - - - - - - - - 具工明或次长深量转速本助 作位辅数度度 速度时时 地助 r/min m/min 间间 服/r 工务具时间1 1 钻 螺立专麻 花1 23 3.35 0.1 960 20.2 0.48 纹 低孔4用钻1 23 3.35 0.1 960 20
30、.2 0.48 夹.6.7.具1 960 6.7锪钻 并2 1 式1 960 倒角120钻锪钻3 2 钻 孔床120Z535 12 .6.7钻 孔2 . 6.7倒角倒角名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 19 页1 1 攻 螺旋转放大精选学习资料 M8- - - - - - - - - 1 25 1.25 195 4.9 0.51 纹4丝锥 1 25 1.25 195 4.9 0.51 M81 25 0.94 195 4.9 0.26 M8丝锥及2 1 Rc1/8 Rc1/8 丝锥攻 螺纹23 1 M8 攻 螺纹2M8 攻 Rc1/8 向冲 箭 头名师归纳总结 查检第 18 页,共 19 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 向技术要求 气缸工作压力： 0.5 2. 对刀块工作面对定位键工作平面平行 度0.05/100 3. 对刀块工作平面夹具底面垂直度 0.05/1004. 定位轴中心线对夹具底面垂直度 0.05/100附图 2 铣床夹具的装配图名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 19 页