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第一章 緒論
我們在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們大學(xué)生活中占有重要的地位。通過本次課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉：
1. 能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。
2. 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
3. 學(xué)會使用手冊及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。
就我個(gè)人而言，通過這次設(shè)計(jì)，基本上掌握了零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)等。并學(xué)會了使用和查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊、和國家標(biāo)準(zhǔn)等。最重要的是綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，解決現(xiàn)代實(shí)際工藝設(shè)計(jì)問題，鞏固和加深了所學(xué)到的東西。并在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)到了很多課堂上沒有學(xué)到的東西。在這個(gè)過程中，使我對所學(xué)的知識有了進(jìn)一步的了解，也了解了一些設(shè)計(jì)工具書的用途，同時(shí)，也鍛煉了相互之間的協(xié)同工作能力。在此，十分感謝同學(xué)們的互相幫助。在以后的學(xué)習(xí)生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不斷提高自己。
我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
在此次課程設(shè)計(jì)過程中，查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點(diǎn)，尤其是何亞銀老師，在此表示感謝！由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。
第二章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定
第一節(jié) 零件的分析
2.1零件的作用
據(jù)資料所示，可知該零件是ZQSN6-6-3導(dǎo)向套，是機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的零件，具有確保加工工件位置準(zhǔn)確度的作用。
2.2零件的工藝分析
由零件圖可知，其材料為ZQSN6-6-3，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。
由零件圖可知，導(dǎo)向套有兩組加工面有位置準(zhǔn)確度要求。該零件的主要加工面可分為兩組：
1.以外園為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括，外圓自身和端面，內(nèi)圓。
2.一個(gè)是以內(nèi)圓為基準(zhǔn)的加工面，這個(gè)主要是外圓的加工和各個(gè)孔槽的鉆削。
第二節(jié) 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料為ZQSN6-6-3，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件在工作過程中所受的載荷情況，選用機(jī)器砂型鑄造。毛坯圖如圖：
2.2 基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；娴倪x擇正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出。
粗基準(zhǔn)的選擇:對導(dǎo)向套這樣的回轉(zhuǎn)體零件來說，選擇好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對回轉(zhuǎn)體零件我們通常以外園作為粗基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇：精基準(zhǔn)的選擇要考慮基準(zhǔn)重合的原則，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要和工藝基準(zhǔn)重合。因此我們采用孔作為精基準(zhǔn)。由參考文獻(xiàn)可知，查得該鑄件的尺寸公差等級IT為8～10級，加工余量等級MA為G級，故IT=10級，MA為G級。
表3.1用查表法確定各加工表面的總余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等級
加工余量數(shù)值
說明
Φ105的端面
75
H
4.0
頂面降一級，單側(cè)加工
Φ105的外圓柱端面
10
G
2.5
整體加工（取下行值）
Φ10的孔
Φ10
H
3.0
孔降一級，雙側(cè)加工
Φ70的端面
Φ70
G
2.5
雙側(cè)加工（取下行值）
槽
R1.5
G
0
加工（取下行值
Φ60的孔
Φ60
H
3.0
孔降一級，雙側(cè)加工
表3.2由參考文獻(xiàn)可知，鑄件主要尺寸的公差如下表：
主要加工表面
零件尺寸
總余量
毛坯尺寸
公差CT
圓柱的兩端面
長75
4
79
12.5
內(nèi)孔面
Φ60
3
57
12.5
小圓柱面
Φ70
5
Φ75
12.5
孔內(nèi)表面
Φ10
4
Φ6
12.5
大外圓柱面
Φ105
5
Φ110
12.5
面的加工（所有面）
根據(jù)加工長度的為75mm，毛坯的余量為4mm，粗加工的量為2mm。根據(jù)《機(jī)械工藝手冊》表2.3-21加工的長度的為75、加工的寬度為105，經(jīng)粗加工后的加工余量為1.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。
2.2.2孔的加工
1. φ60mm.
毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～I(xiàn)T8之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ59mm. 2z=0.75mm
擴(kuò)孔：φ59.75mm 2z=0.18mm
粗鉸：φ59.93mm 2z=0.07mm
精鉸：φ60H9
2. φ10mm.
毛坯為實(shí)心，沖孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～I(xiàn)T8之間。查《機(jī)械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ9mm. 2z=0.85mm
擴(kuò)孔：φ9.85mm 2z=0.1mm
粗鉸：φ9.95mm 2z=0.05mm
精鉸：φ10
5.鉆φ6mm孔
毛坯為實(shí)心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～I(xiàn)T9之間。查《機(jī)械工藝
手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。
鉆孔：φ5.8mm 2z=0.02mm
精鉸：φ6H7
第三節(jié) 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能合理的保證。通過仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求后，制定以下工藝方案：
方案一：
工序01：工藝準(zhǔn)備機(jī)器砂型鑄造
工序05：人工時(shí)效處理
工序10：車兩端面
工序15：車外圓Φ105、Φ70及臺階面
工序20：車內(nèi)孔Φ60
工序25：車倒角
工序30：鉆Φ6孔
工序35：鉆4xΦ10孔
工序40：拉削槽R1.5
工序45：清洗去毛刺
工序50：檢驗(yàn)
工序55：入庫
方案二：
工序01：工藝準(zhǔn)備機(jī)器砂型鑄造
工序05：人工時(shí)效處理
工序10：車外圓Φ105、Φ70
工序15：車兩端面
工序20：車內(nèi)孔Φ60
工序25：車倒角
工序30：鉆4xΦ10孔
工序35：拉削槽R1.5
工序40：清洗去毛刺
工序45：檢驗(yàn)
工序50：入庫
比較2種方案，可見區(qū)別在于是先加工外圓還是車端面的問題，由于有臺階，一般先車端面，以保證必要的定位尺寸，故選擇方案一。（當(dāng)然選擇方案二也沒大的問題，只是相對而言進(jìn)行比較）
3.1機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
導(dǎo)向套零件材料為ZQSN6-6-3,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)鑄造毛坯。
1、 導(dǎo)向套的外圓和端面
因軸套的外圓和端面的精度要求都不是很高，其加工余量為1.5mm.
2、 導(dǎo)向套的軸孔
毛坯為空心，鑄造出孔?？椎木纫蠼橛贗T7-IT8之間，參照參數(shù)文獻(xiàn)，確定工藝尺寸余量為2.5
表面粗糙度均為圓柱外表面1.6大孔內(nèi)表面為3.2
1、 孔端面
采用4次走刀完加工表面，表面粗糙度為3.5，根據(jù)參考文獻(xiàn)，其余量Z=1.0mm
3.2、加工工藝過程及確定切削用量和工時(shí)
3.2.1：工藝準(zhǔn)備機(jī)械鑄造鑄造
3.2.2：時(shí)效處理
3.2.3：車端面A、B
選硬質(zhì)合金車刀
1） 車削深度，因?yàn)楸竟ば驗(yàn)檐嚘?05mm孔的端面。已知工件材料為ZQSN6-6-3，因?yàn)槌邎A弧面車時(shí)精度要求不高，所以選擇a=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。
2） 機(jī)床功率為7.5kw。查，《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度按《切削手冊》，查的Vc=98mm/s,n=439r/min,Vl=490mm/s.據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)
選擇nc=475r/min，Vfc=475mm/s，則實(shí)際切削速度Vc3.14*80*475/1000=119.3mm/min，實(shí)際進(jìn)給量為fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
5）機(jī)床校驗(yàn)功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw，而機(jī)床所能提供功率Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格
最終確定ap=1.0mm，nc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z.
6)計(jì)算工時(shí)
Tm=L/Vf=（5+75）/475=0.168min。
3.2.4車外圓1、2
選硬質(zhì)合金刀
1）車削深度，因?yàn)槌邎A弧面車時(shí)精度要求不高，所以選擇a=1.0mm，一次走刀即可完成所需長度。
3） 機(jī)床功率為7.5kw。查，《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度按《切削手冊》，查的Vc=98mm/s,n=439r/min,Vl=490mm/s.據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)
選擇nc=475r/min，Vfc=475mm/s，則實(shí)際切削速度Vc3.14*80*475/1000=119.3m/min，實(shí)際進(jìn)給量為fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
4） 機(jī)床校驗(yàn)功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw，而機(jī)床所能提供功率Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格
5） 最終確定ap=1.0mm，nc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z.
6)計(jì)算工時(shí)
Tm=L/Vf=（5+75）/475=0.168min。
3.2.5工序20切削用量及基本時(shí)間的確定
1.切削用量
本工序、車孔φ10、車孔φ60、孔口倒角，加工條件為：工件材料為ZQSN6-6-3,選用CA6140車床。刀具選擇，后角αo＝120°，45度車刀。
1.車孔切削用量
查《切削手冊》 所以，按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇，最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
2.車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命：
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.5～0.8mm，壽命。
切削速度，查《切削手冊》：
修正系數(shù)
故
查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
3.校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
3.校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
計(jì)算工時(shí)：tm=L+l/nf=85/316=0.2689min
3.2.6 車倒角1.5x45’
3.2.7鉆孔
機(jī)床：Z526式立式鉆床
刀具：根據(jù)《機(jī)械加工手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆
1.切削用量
本工序?yàn)殂@、半精鉸，精鉸φ6mm的孔。鉸刀選用φ5.95的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀，r0=0,a0=8°,kr=5°鉸孔擴(kuò)削用量：
1. 確定進(jìn)給量f
根據(jù)參考文獻(xiàn)三表10.4-7查出f表=0.65～1.4.按該表注釋取較小進(jìn)給量，按Z525機(jī)床說明書，取f=0.72。
2. 確定切削速度v和轉(zhuǎn)速n
根據(jù)表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系數(shù)可按表10.4-10查出，kmv=1。
Apr/ap=5.81-5/1x0-0.104=3.89
故K=0.87
故V’=14.2×0.87×1=12.35m/min
N’=
根據(jù)Z525機(jī)床說明書選擇n=275r/min.這時(shí)實(shí)際的鉸孔速度V為：
V=
根據(jù)以上計(jì)算確定切削用量如下：
鉆孔：d0=5mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min
半精鉸：d0=5.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min
精鉸：d0=5.95mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min
2.時(shí)間計(jì)算：
1.鉆孔基本工時(shí)：
T =
式中，n=400,f=0.3,l=10mm,
T= 0.32s
3. 半精鉸基本工時(shí)：
l=1.75-2.75
n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm,
T= 0.126
4.精鉸基本工時(shí)：
l=2.77-3.77
取l1=3.5mm, l2=3mm.
T= 0.185s Vc =
Vc==56.52m/min
f==0.16mm/z
5.鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命：
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.5～0.8mm，壽命。
切削速度，查《切削手冊》：
修正系數(shù)
故
查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
3.校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
6 計(jì)算工時(shí)：
1.確定進(jìn)給量f
由于孔徑和深度都很小，宜采用自動進(jìn)給，fz=0.20mm/r。
2.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。
3.確定切削速度V
由表5-132，σ=670MPa的HT200的加工性為5類，根據(jù)表5-127，進(jìn)給量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根據(jù)Z536立式鉆床說明書選擇主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速.
3.2.4精車車外圓1、2內(nèi)孔
選硬質(zhì)合金刀
1）車削深度，因?yàn)槌邎A弧面車時(shí)精度要求不高，所以選擇a=0.14mm，兩次次走刀即可完成所需長度。
6） 機(jī)床功率為7.5kw。查，《切削手冊》f=0.14~0.24mm/z。選較小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨損為1.0~1.5mm。查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
查《切削手冊》表3.8，壽命T=180min
4）計(jì)算切削速度按《切削手冊》，查的Vc=98mm/s,n=439r/min,Vl=490mm/s.據(jù)CA6140臥式車床 車床參數(shù)
選擇nc=475r/min，Vfc=475mm/s，則實(shí)際切削速度Vc3.14*80*475/1000=119.3m/min，實(shí)際進(jìn)給量為fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。
7） 機(jī)床校驗(yàn)功率 查《切削手冊》Pcc=1.1kw，而機(jī)床所能提供功率Pcm>Pcc。故校驗(yàn)合格
8） 最終確定ap=1.0mm，nc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z.
6)計(jì)算工時(shí)
Tm=L/Vf=（5+75）/475=0.168min。
3.2.5工序60切削用量及基本時(shí)間的確定
1.切削用量
本工序、車孔φ10、車孔φ60、孔口倒角，加工條件為：工件材料為ZQSN6-6-3,選用CA6140車床。刀具選擇，后角αo＝120°，45度車刀。
1.車孔切削用量
查《切削手冊》 所以，按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇，最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
2.車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命：
后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為0.5～0.8mm，壽命。
切削速度，查《切削手冊》：
修正系數(shù)
故
查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
3.校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
3.校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
3.2.6 計(jì)算工時(shí)：tm=L+l/nf=88. 5/316=0.280min
3.2.7拉槽
3.2.8表面清洗去毛刺
3.2.9檢驗(yàn)3.2.10入庫
1 3．夾具設(shè)計(jì)：
為了提高勞動生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。下面即為鉆Φ6孔的專用夾具，本夾具將用于Z525搖臂鉆床。
1.1 3.1設(shè)計(jì)要求
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，面精度不是主要考慮的問題。
1.2 3.2夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
定位誤差分析：
1.定位元件尺寸及公差的確定：夾具的主要定位元件為一平面一短銷，該定位短銷的尺寸與公差規(guī)定和本零件在工作時(shí)的尺寸與公差配合，即60H9
2.由于存在兩平面配合，由于零件的表面粗糙度為，因此需要與配合平面有一粗糙度的要求為
3.鉆削力的計(jì)算：
刀具選用高速鋼材料查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》表1-2-8
D=6、、
4.夾緊力計(jì)算：
查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》由表1-2-23
可以知道采用點(diǎn)接觸螺旋副的當(dāng)量摩擦半徑為0，查表1-2-21： ，2°29′。
選用梯形螺紋有利于自鎖8°50′
由于工件為垂直安裝在夾具之間，所以夾緊力，即夾具設(shè)計(jì)符合要求。
1.3 3.3夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明
由于是大批大量生產(chǎn)，主要考慮提高勞動生產(chǎn)率。因此設(shè)計(jì)時(shí)，需要更換零件加工時(shí)速度要求快。本夾具設(shè)計(jì)，用移動夾緊軸的大平面定位三個(gè)自由度，短心軸定位兩個(gè)自由度，用定位塊定位最后一個(gè)轉(zhuǎn)動自由度。此時(shí)雖然有過定位，但側(cè)面是經(jīng)精磨的面，過定位是允許的。
操作過程是用手柄通過加緊移動，將零件放于其上，然后往上移動并夾緊。由于利用手柄錐面夾緊，因此夾緊可靠。
2 4.小結(jié)
通過此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。
總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。
加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計(jì)，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時(shí)，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。因此手動夾緊滿足夾緊要求。
完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過做這次的設(shè)計(jì)，使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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