左臂殼體設(shè)計說明書

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1、 序言 本次課程設(shè)計設(shè)計的零件是左臂殼體，并且根據(jù)零件設(shè)計適當(dāng)?shù)膴A具。主要目的學(xué)會設(shè)計給定零件的工藝規(guī)程，并根據(jù)要求完成機械加工工藝過程卡片相應(yīng)的內(nèi)容，最終掌握中等復(fù)雜零件的機械加工工藝過程的設(shè)計能力；學(xué)會專用機床夾具的設(shè)計方法，并完成裝配圖的繪制。 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工藝學(xué)、進行了生廠實習(xí)之后的下一個教學(xué)環(huán)節(jié)。旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力，進一步強化學(xué)生對所學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識的理解，鍛煉學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于工程實際的能力，從而使學(xué)生系統(tǒng)地掌握本專業(yè)知識，達到能獨立進行工藝路線、工藝裝備等設(shè)計的目的。學(xué)生通過機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計，應(yīng)在下述

2、個方面得到鍛煉： （1）學(xué)習(xí)正確的調(diào)查研究方法，收集國內(nèi)外有關(guān)資料，掌握正確的編制工藝規(guī)程和夾具設(shè)計的思想、方法及手段，學(xué)會正確使用有關(guān)手冊及其技術(shù)資料。 （2）能運用所學(xué)基本理論知識，獨立的分析和擬訂一個零件的合理工藝路線和確定工件在加工中的定位、夾緊等方案，編制工藝規(guī)程。根據(jù)工裝設(shè)計任務(wù)書正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的夾具結(jié)構(gòu)方案，進行必要的計算，設(shè)計出符合優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的夾具。 （3）進一步培養(yǎng)學(xué)生，分析研究結(jié)構(gòu)工藝性問題，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力和編寫技術(shù)文件等的基本技能。 （4）進一步了解有關(guān)機床、刀具和量具等工裝知識。 （5）提高使用專業(yè)軟件進行設(shè)

3、計的能力，為今后進行畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。 零件的圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)、每日班次和生產(chǎn)條件是本次設(shè)計的主要原始資料，由指導(dǎo)老師提供給學(xué)生。零件的復(fù)雜程度以中等為宜，生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批量生產(chǎn)。 本次設(shè)計要求編制一個中等復(fù)雜程度的零件的機械加工工藝規(guī)程，按照教師的指定，設(shè)計其中一道或兩道的專用夾具，并撰寫說明書。學(xué)生應(yīng)像在工廠接受實際設(shè)計任務(wù)一樣，認真對待本次設(shè)計任務(wù)。在老師的指導(dǎo)下，根據(jù)設(shè)計任務(wù)，合理的安排時間和進度，認真的有計劃地按時完成設(shè)計任務(wù)，培養(yǎng)良好的工作作風(fēng)。必須以負責(zé)的態(tài)度對待自己所做出的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計算結(jié)果。主義理論和實際的結(jié)合，以期使整個設(shè)計在技術(shù)上是先進的，在經(jīng)濟上是

4、合理的、在生產(chǎn)上是可行的。 1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1零件的作用 題目所給的零件是左臂殼體，是壓縮機等有關(guān)機械的一個重要零件，對中間部分加工要求低，對兩端的加工精度要求比較高，尤其是左右端面有端面跳動要求，mm及mm的外圓面加工精度要求高，徑向跳動有要求，右端mm和mm有同軸度要求，左右端面有端面圓跳動要求，同時還有粗糙度要求，加工有困難。對左側(cè)的臺階面，以及右端左側(cè)的環(huán)面具有一定的粗糙度要求。 1.2零件工藝分析 通過對該零件的重新繪制，知道原圖樣的視圖基本正確，完整尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。但左右兩端的加工精度較高。要進行精加工才能達到要求。 該零件屬于

5、軸類回轉(zhuǎn)體零件，它的中間部分是直接鑄造出來的，無需加工。精加工可以保證跳動及粗糙度要求，在鏜床上一次裝夾同時鏜mm外圓面、左端面以及孔端面可以保證尺寸精度及圓跳動的要求，鏜mm內(nèi)孔和可以保證同軸度要求，左右兩組的孔在鉆床上用鉆套加工保證位置度，和Φ8N8的孔，精度要求高，需要鉆加工后鉸，位置可以采用專用鉆套來保證。 1.3零件的生產(chǎn)類型 依設(shè)計題目知：Q=4000臺/年，n=1件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率α和廢品率β分別取10%和1%。代入公式N=Qn(1+α)(1+β)得該零件生產(chǎn)綱領(lǐng) N=40001（1+10%）（1+1%）=4444件/年 生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。 2

6、.選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖 2.1選擇毛坯及毛坯熱處理 由于零件的材料為HT200，并且零件結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜，因此采用鑄造。從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的。 毛坯的熱處理：灰鑄鐵（HT200）中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對基體的割裂作用大，引起應(yīng)力集中也大；因此，使石墨片得到細化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎萌?yīng)力退火，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。 圖2-1：左臂殼體零件圖 2.2確定機械加工余量、毛坯尺寸 由《鑄件尺寸公差與機械加工余量（摘自GB/T 6

7、414-1999）》確定： 1．求最大輪廓尺寸 由零件圖計算輪廓尺寸，長243mm，寬115mm，高155mm，故最大輪廓尺寸為243mm。 2．選取公差等級IT 查表得，鑄造方法按金屬型鑄造、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差I(lǐng)T范圍8-10級，取為9級。 3．求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸及鑄件公差等級IT，查表得，公差相對基本尺寸對稱分布。 4．求機械加工余量等級 查表得，鑄造方法按機械造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得機械加工余量等級范圍D-F級，取為E級。 5．求RAM 對所有加工表面取同一數(shù)值，查表得，最大輪廓尺寸為243mm，機械加工等級為E級，得RAM為1.4mm。

8、6．求毛坯尺寸 外圓及外圓臺階較小宜不鑄出。 兩組，孔，孔鉸小，鑄成實心。 的孔屬內(nèi)腔加工，得 R=F-2RAM-CT/2=52-2.8-2.8/2=47.8mm 為了鑄造簡單，與的孔鑄成一樣大小，故取直徑為mm. 長度方向為了鑄造方便，不再鑄造臺階，故長度方向取為243mm. 7確定毛坯尺寸 綜上所述，確定毛坯尺寸見表2-2 表2-2：:左臂殼體毛坯（鑄件）尺寸 零件尺寸 單面加工余量 鑄件尺寸 （最?。? （最小） 2.3設(shè)計毛坯圖 圖2-3：左臂殼體毛坯零件合圖 3．選擇加工方法，制

9、定工藝路線 3.1定位基準的選擇 本零件是帶孔的柱狀零件，孔是其設(shè)計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。具體而言，即先選中間外圓面為粗基準，再選mm孔和右端面為精基準。 3.2零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓，內(nèi)孔，端面，鉆孔等，材料為HT200。以公差等級和表面粗糙度要求，參考有關(guān)資料，其加工方法選擇如下： （1）mm外圓面，公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra6.3um，徑向跳動公差為0.04mm,需要粗鏜，半精鏜，精鏜。 （2）mm的內(nèi)孔，公差等級為IT7，表面粗糙度為Ra3.2um，需要粗鏜

10、，半精鏜，精鏜。 （3）右端面的表面粗糙度為Ra6.3um，端面跳動公差為0.05mm，需要粗鏜，半精鏜，精鏜。 （4）mm外圓面，公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra6.3um，徑向跳動公差為0.04mm，需要粗車，半精車，精車。 （5）左端面的表面粗糙度為Ra6.3um，端面跳動公差為0.05mm，需要粗車，半精車，精車。 （6）左右1mm的臺階，未注尺寸公差，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra25um，粗車即可。 （7）兩組的孔，未注尺寸公差，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra25um，鉆即可。 （8）的孔公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra3.2um，的孔公差等級為IT9，

11、表面粗糙度為Ra3.2um，需要鉆，鉸。 3.3制訂工藝路線 工序1：粗鏜右端面，mm外圓面，粗鏜mm的內(nèi)孔。 工序2：半精鏜mm外圓面，左端面，mm的內(nèi)孔。 工序3：精鏜mm外圓面，左端面，mm的內(nèi)孔。 工序4：粗鏜mm的內(nèi)孔，半精鏜mm的內(nèi)孔。 工序5：粗車右端左側(cè)面。 工序6：粗車左端臺階面。 工序7：粗車左端面，Φ72mm外圓面。 工序8：半精車左端面，Φ72mm外圓面。 工序9：精車左端面，Φ72mm外圓面。 工序10：鉆右端4Φ13的孔，Φ8F9的孔，鉸Φ8F9的孔。 工序11：鉆左端4Φ13的孔，Φ8N8的孔鉸Φ8N8的孔。 工序12：去毛刺。 工序1

12、3：終檢 4．工序設(shè)計 4.1選擇加工設(shè)備與工藝裝備 1）選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床 （1）工序1，2，3，4是粗鏜，半精鏜和精鏜，選用臥式鏜床能滿足要求。選用TX68即可。 （2）工序5, 6, 7, 8, 9中的粗車，半精車和精車，由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體，故宜在車床加工，選用臥式車床CA6140。 （3）工序10，11加工孔，可采用專用的鉆套和夾具在搖臂鉆床上加工，故選Z3025搖臂鉆床。 2）選擇夾具 本零件鏜及鉆等工序需要專用夾具。 3）選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。 （1）在鏜床上加工的工序，一般都選用硬

13、質(zhì)合金鏜刀和高速鋼鏜刀。加工鑄鐵零件采用硬質(zhì)合金鏜刀。 （2）在車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鑄鐵零件采用YG類硬質(zhì)合金，粗加工用YG8，半精加工用YG3，精加工用YG3X。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀。 （3）的孔選用莫氏錐柄麻花鉆（GB/T1438.1—1996），一次鉆出，，的孔先用莫氏錐柄麻花鉆（GB/T1438.1—1996）鉆出，再用的錐柄機用鉸刀鉸孔。（GB/T1133—1984） 4）選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀的特點，參考本書有關(guān)資料，選擇如下。 外圓采用測量讀數(shù)值為0.

14、01mm的千分尺、槽和凸塊的測量采用讀書值為0.02的游標卡尺進行測量。孔徑采用50～100mm的內(nèi)徑千分尺即可。 4.2確定工序尺寸 1．參照參考文獻[1]《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表2.3-59 右端面： 粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 mm外圓： 粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 mm內(nèi)孔： 粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸

15、偏差是 精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 mm內(nèi)孔端面： 粗鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 半精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 精鏜的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半精 精 右端面 5.0 0.8 0.2 Ra12.5 Ra3.2 Ra1.6 外圓 0.4 0.4 0.2 Ra12.5 Ra3.2 Ra1.6 內(nèi)孔 5 1.7 0.3 Ra12.5 Ra3.

16、2 Ra1.6 Φ52孔端面 0.6 0.4 Ra12.5 Ra3.2 的孔: 加工表面 工序雙邊余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 鉆 鉸 鉆 鉸 鉆 鉸 的孔 8 0.2 Ra12.5 Ra3.2 5、確定切削用量及基本時間 5.1切削用量的確定 工序4的切削用量的確定 切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是先確定、，再確定。 （1） 粗鏜右端面 選用刀具為YG3X硬質(zhì)合金，直徑為110mm的圓形鏜刀。 A、切

17、削用量 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻（1）表5-139可查出，取。 b、確定切削速度 根據(jù)參考文獻(1)表5-139，得，取 查①表5-56，選擇，則實際切削速度為 （2） 半精鏜右端面 選用刀具為YG3X硬質(zhì)合金，直徑為110mm的圓形鏜刀。 A、切削用量 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻（1）表5-139可查出，取。 b、確定切削速度 根據(jù)參考文獻(1)表5-139，得，取 查①表5-56，選擇，則實際切削速度為 （3） 精鏜右端面 選用刀具為YG3X硬質(zhì)合金，直徑為110mm的圓形鏜刀。 A、切削用量

18、 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻（1）表5-139可查出，取。 b、確定切削速度 根據(jù)參考文獻(1)表5-139，得，取 查①表5-56，選擇，則實際切削速度為 5.2切削用量的確定 工序5的切削用量的確定 切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是先確定、，再確定。 （1） 粗鏜Φ80mm外圓面 選用刀具為YG3X硬質(zhì)合金，直徑為80mm的圓形鏜刀。 A、切削用量 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻（1）表5-139可查出，取。 b、確定切削速度 根據(jù)參考文獻(1)表5-139，得，取 查①表5-56，

19、選擇，則實際切削速度為 （2） 半精鏜Φ80mm外圓面 選用刀具為YG3X硬質(zhì)合金，直徑為80mm的圓形鏜刀。 A、切削用量 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻（1）表5-139可查出，取。 b、確定切削速度 根據(jù)參考文獻(1)表5-139，得，取 查①表5-56，選擇，則實際切削速度為 （3）精鏜Φ80mm外圓面 選用刀具為YG3X硬質(zhì)合金，直徑為80mm的圓形鏜刀。 A、切削用量 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻（1）表5-139可查出，取。 b、確定切削速度 根據(jù)參考文獻(1)表5-139，得，取 查①表5-5

20、6，選擇，則實際切削速度為 5.3切削用量的確定 工序6的切削用量的確定 切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是先確定、，再確定。 （4） 粗鏜52mm的孔 選用刀具為YT5硬質(zhì)合金，直徑為20mm的圓形鏜刀。 A、切削用量 a、確定確定進給量 根據(jù)參考文獻④表15-25可查出，取。 b、確定背吃刀量 因其單邊余量：Z=2.65mm 所以銑削深度： mm c、確定切削速度 根據(jù)參考文獻④表15-25，得，取 查①表5-56，選擇，則實際切削速度為 （2）半精鏜Φ52mm的孔 所選刀具為YT15硬質(zhì)合金，直

21、徑為20 mm的圓形鏜刀。 A、切削用量 ⒈確定進給量 根據(jù)參考文獻④表15-25可查出，取。 ⒉因其單邊余量：Z=0.65mm 所以銑削深度： mm ⒊確定切削速度 根據(jù)參考文獻④表15-25，得，取 差①表5-56，選擇，則實際切削速度為 （3）精鏜Φ52mm的孔 ⑴切削用量 ⒈確定進給量 根據(jù)參考文獻④表15-25可查出，取。 ⒉因其單邊余量：Z=0.05mm 所以銑削深度：mm ⒊確定切削速度 根據(jù)參考文獻④表15-25，得，取 差①表5-56，選擇，則實際切削速度為 6．夾具設(shè)計 本夾具是工序4在TX68車床上加工右

22、端面，鏜右端面，，外圓是用的專用夾具，有關(guān)說明如下： 1.定位方案 工件以右端左側(cè)面及的外圓定位，兩個V型塊與短銷定位，其中兩個V型塊限制4個自由度，短銷限制1個自由度，共限制5個自由度，軸線回轉(zhuǎn)方向自由度不需限制。 2.夾緊機構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足要求。兩個V型塊固定在夾具體上，上面用兩個壓蓋通過擰緊螺栓使壓蓋與V型塊連接，實現(xiàn)夾緊，有效提高了工作效率。V型塊夾緊力主要作用是定位以及防止工件在車削力作用下產(chǎn)生的傾覆和振動，手動夾緊是可靠的，可免去夾緊力的計算。 3.夾具與機床連接元件 在夾具體上開有沉孔，可以安裝在TX68的工作臺。 4.使用說明 安裝工件時

23、，松開螺栓，拿出墊片，可以吧兩個壓蓋直接取出，然后安裝工件，墊上墊片后，擰緊螺栓便可進行加工。 5.結(jié)構(gòu)特點 該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但夾具沿軸向方向比較長，需要質(zhì)量分布均勻，不然容易產(chǎn)生振動。兩個V型塊的夾緊面需要有一定的錐度，加工制作有一定困難。 圖6-1：左臂殼體夾具三維裝配 7、總結(jié) 通過本次的畢業(yè)設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進一步的了解與學(xué)習(xí)，對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，同時也提高了自己的計算機制圖能力，更加熟悉理解Solidworks和Autocad的運用。通過本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鏜床夾具的設(shè)計與分析，對我

24、們在大學(xué)期間所學(xué)的機械設(shè)計制造及其自動化的所有知識進行了實際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。 8、參考文獻 [1] 夏祖印，張能武.機械加工實用手冊.合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2008.9. [2] 張世昌，李旦，高航.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2007.5. [3] 機床夾具設(shè)計手冊.王光斗.王春富.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 [4] 機械制造技術(shù)基礎(chǔ).黃健求.機械工業(yè)出版社 [5] 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).王伯平. 機械工業(yè)出版社 [6] 機械圖形學(xué).李鳳平.張士慶.蘇猛.屈振生.東北大學(xué)出版社 [7] 趙家奇,機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書(2版),機械工業(yè)出版社,2006. [8] 曾志新,呂明主編,機械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001. [9] 李益明主編,機械制造工藝設(shè)計簡明手冊,機械工業(yè)出版社,1993. [10] 肖詩綱主編,切削用量手冊,機械工業(yè)出版社,1993. １５