机械制造工艺及机床夹具设计毕业论文

机械制造工艺及机床夹具

设计毕业论文

前言

机械制造工艺及机床夹具设计是大学四年来最后一次实践教学环节，此次毕业设计为了我们对所学的工艺夹具知识进一步深化，指导老师分配了《车床转盘机械制造工艺及夹具设计》的题目，为的是对所学的各课程深入的、综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。通过此次工艺夹具毕业设计，能在下述各方面得到锻炼：

（1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论，以更正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

（2）提高结构设计能力，学生通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

（3）学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。

就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后工作打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

第一章零件的分析

§1-1 零件的作用

题目所给定的零件是普通车床转盘，它位于刀架部件的上刀架与下刀架之间，它是上刀架的导向件，当需要用小刀架车锥面时，可以通过转盘相对于下刀架的转动来调整锥角。

§1-2 零件的工艺分析

从零件图上可以看出，它的加工部分可分成四部分：

1、底面P及φ70h6mm外圆面N，空刀面、凹台面及倒角；

2、燕尾面H及导轨面M，空刀面、凹台面及倒角；

3、φ35H7mm孔；

4、φ196mm圆弧面和尺寸132mm两侧面K及其端面Q；

以上各部分之间的位置要求为：

1、φ70h6mm外圆面N与P面有垂直度要求，垂直度公差为φ0.02mm；

2、燕尾面M与P面有平行度要求，平行度公差为0.04mm；

3、φ35H7mm孔与端面P有垂直度要求，垂直度公差φ0.1mm;

4、燕尾槽两55°斜面平行度为0.02mm;

由以上分析可知：对于头二组加工面来说，我们可以先选择其中一组表面进行加工，然后再以加工过的表面为基准，加工其他各组表面，并保证它们之间的位置精度。

§1-3 零件的材质.热处理及机械加工的工艺性

转盘采用HT200铸件，灰口铸铁是指具有片状石墨的铸铁，它在机械制造中占有重要地位，其产量占各类铸铁总产量80%以上。

灰口铸铁的性能有：

（1）机械性能：灰口铸铁的抗拉强度和弹性模量均比钢低得多，通常σb仅120~250MPa，而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。

（2）工艺性能：灰口铸铁属于脆性材料，不能锻造和冲压。同时，焊接时产生裂纹的倾向大；焊接区常出现白口组织，使焊后难以切削加工，故可焊性较差。但灰口铸铁的铸造性能优良，铸件产生缺陷的倾向小。此外，由于石墨的存在，切削加工时呈崩碎切屑，通常不需切削液，故切削加工性能好。

（3）减振性：敲击铸铁时声音低沉，余音比钢短甚多，这是由于石墨对机械振动起缓冲作用、阻止了振动能量传播的结果。灰口铸铁的减振能力为钢的5~10倍，是制造机床床身、机座的好材料。

（4）耐磨性：灰口铸铁磨擦面上开成了大量显微凹坑，能起储存润滑油作用，使磨擦副内容易保持油膜的连续性。同时，石墨本身也是良好的润滑剂，当其脱落在摩擦面上时，可起润滑作用。因此，灰口铸铁的耐磨性比钢好，适于制造导轨、衬套、活塞环等。

（5）缺口敏感性：由于石墨已使灰口铸铁在基体形成了大量缺口，因此外来缺口对灰口铸铁的疲劳强度影响甚微，故其缺口敏感性低，从而增加了零件工作的可靠性。与之相比，钢件若有上述外来缺口，因应力集中作用，其疲劳强度将显著降低。

灰口铸铁的机械性能除取决于石墨的数量、大小和分布等因素外，还与金属基体的类别密切相关。

第二章零件工艺规程设计而塑性和韧性近于零，属于脆性材料。（2）工艺性能：灰口铸铁属于脆性材料，不能锻造和冲压。同时，焊接时产生裂纹的倾向大；焊接区常出现白口组织，使焊后难以切削加工，故可焊性较差。但灰口铸铁的铸造性能优良，铸件产生缺陷的倾向小。此外，由于石墨的存在，切削加工时呈崩碎切屑，通常不需切削液，故切削加工性能好。

（3）减振性：敲击铸铁时声音低沉，余音比钢短甚多，这是由于石墨对机械振动起缓冲作用、阻止了振动能量传播的结果。灰口铸铁的减振能力为钢的5~10倍，是制造机床床身、机座的好材料。

（4）耐磨性：灰口铸铁磨擦面上开成了大量显微凹坑，能起储存润滑油作用，使磨擦副内容易保持油膜的连续性。同时，石墨本身也是良好的润滑剂，当其脱落在摩擦面上时，可起润滑作用。因此，灰口铸铁的耐磨性比钢好，适于制造导轨、衬套、活塞环等。

（5）缺口敏感性：由于石墨已使灰口铸铁在基体形成了大量缺口，因此外来缺口对灰口铸铁的疲劳强度影响甚微，故其缺口敏感性低，从而增加了零件工作的可靠性。与之相比，钢件若有上述外来缺口，因应力集中作用，其疲劳强度将显著降低。

灰口铸铁的机械性能除取决于石墨的数量、大小和分布等因素外，还与金属基体的类别密切相关。

第二章零件工艺规程设计

§2-1 确定零件生产类型

零件生产纲领为：N=Qn(1+α%)(1+β%)

其中：Q=200—产品的年产量(台/年）

n=1 —每台产品中，该零件的数

量(件/台）

α=1% —零件备品率

β=3% —零件废品率

∴N=200×1×（1＋1％）×（1＋3％）

=208.06件/年

根据《机械制造工艺学》表1-3，可知零为中批生产。

§2-2 确定零件毛坯的制造形式

影响毛坯选择的因素通常包括：

1、零件材料的工艺性及零件对材料组织的要求；

2、零件的结构形状和外形尺寸；

3、零件对毛坯精度、表面光洁度和表面层性能的要求；

4、零件生产纲领的大小；

5、现有生产能力和发展前途；

车床转盘材料为HT200（灰口铸铁），由于零件年产量为375件，已达到中批生产水平，故可采用金属模铸造毛坯（金属型）。

金属型铸造具有许多优越性。如可承受多次浇注，实现了“一型多铸”，便于实现机械化和自动化生产，从而大大提高了生产率；同时，铸件精度和表面质量比砂型铸造显著提高，从而节省金属和减少切削加工工作量；由于结晶组织致密，铸件的机械性能得到提高。此外，节省许多工序，造型不用砂，使铸造车间面貌改观，劳动条件改善。

毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。

§2-3 制定工艺路线

一、制定工艺路线的依据

应使零件上的各尺寸精度、位置精度、表面光洁度和各项技术要求均能得到保证。由本转盘生产纲领确定为中批生产，因此，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，这样既可以提高生产率，又可提高加工精度，且可使生产成本降低，以获得最好的经济效果。

加工顺序按以下原则确定：先粗加工，后精加工；先主要表面，后次要表面；先基准面，后其它面；先加工平面，后加工孔。

二、两种工艺路线方案

（一）工艺路线方案一：

工序1 铸造毛坯

工序2 时效处理

工序3 粗铣燕尾面M、空刀槽、H

工序4 粗铣尺寸234mm两端面Q

工序5 粗车、半精车、精车φ70h6外圆

面N、空刀面、端面P、倒角

工序6 精铣燕尾面M、H

工序7 精铣尺寸234mm两端面Q

工序8 倒角1×45°

工序9 粗铣φ196圆弧面、132mm两端