机械装备课程设计.doc

航空制造工程学院

机械制造装备工艺规程

班 级 080314
姓 名 吴润文
学 号 40
指导老师 宋文庆

2023年12月07号

机械制造装备工艺课程设计任务书

学院： 航空制造工程 专业： 机械设计制造及其自动化
姓名: 吴润文
设计规定及内容
1.分析、绘制零件图。
2.对零件进行工艺分析并编制简朴的工艺。
3. 拟定毛坯种类、余量、形状，并绘制毛坯—零件综合图。
4.编制零件某一简朴工序的数控加工程序。
5.设计某一工序专用夹具一套。

指导教师： 宋文庆
班 级： 080314
学 生： 吴润文
2023年12月 10日
序 言

机械制造装备工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们可以综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具有了设计一个中档复杂限度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文献等基本技能的一次时间机会，为此后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。
由于能力所限，经验局限性，设计中尚有许多局限性之处，希望各位老师多加指导。

目 录
第1章零件分析 1
1.1零件的工艺性分析和零件图的审查 1
第2章 选择毛坯 1
2.1 拟定毛坯的成形方法 1
第3章 工艺规程设计 1
3.1定位基准的选择 1

3.2制订工艺路线 2

3.3选择加工设备及刀、夹、量具 5

3.4加工工序设计 7

3.5数控编程 7
第4章专用夹具的设计 8
4.1机床夹具设计规定 8

4.2机床夹具设计的内容及环节 …………………………………………………9

第一章 零件分析

1.1零件的工艺性分析和零件图的审查
  分析零件图可知，该零件除重要工作表面和基准面精度规定比较高，其余表面加工精度均规定较低，不需要高精度机床加工，通过铣削的半精加工就可以达成加工规定；而重要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较为经济的方法保证质量地加工出来。对支架的加工工艺有以下几个方面规定：
1.11铣左端面保证图形所规定的精度和尺寸；
1.12车φ62×54外圆柱面保证精度，R4和R3的圆角；
1.13 车φ60×30的外圆，车槽，加攻螺纹；
1.14 钻6×φ6×T5的均布孔；
1.15 钻右端面的小孔；
第二章 选择毛胚
2.1 拟定毛坯的成形方法
该零件材料为45＃钢，中批量生产，考虑到零件工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，采用棒料加工比较合适。
第三章 工艺规程设计

3.1定位基准的选择
本零件是有精度中档规定的孔的方状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。
先车出左右两端，再加工φ70×20的外圆柱面作为基准，再加工右端的φ62×54外圆柱面保证精度，R4和R3的圆角，以右端面为基准铣左端面的尺寸形状，钻6×φ6×T5的均布孔，右端面的小孔。
3.2制订工艺路线
一、加工面的规定
本设计任务给的零件需要加工的表面有：左右两端面，外圆柱面，外圆柱面上的均布孔，两端面上的尺寸形状：
（1）左右两端面：是定位基准面，表面粗糙度R3.2。用车进行车端面，先粗车，再进行精车。
（2）外圆柱面：表面粗糙度R3.2，进行粗车，后要精车。
（3）右端面上的尺寸形状：数控铣
（4）外圆柱面上的六个均布孔。
（5）车螺纹
（6）钻右端面上的小孔
二、工序顺序的安排
（1）机械加工工序的安排如下：
遵循“先粗后其他”原则，一方面加工精基准----左右两端面；
遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；

（2）辅助工序的安排如下；
粗加工下表面和热解决后，安排校直工序；半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检。
综上所述工序安排如下：
工序号
工序内容
01
下料

02
车两端面见光保证尺寸89
车外圆柱面φ70.5×20
精外圆柱面φ70×20
03
车右端的φ62×54外圆柱面，R4和R3的圆角
04
铣左端面上的φ6×4，以及均布R2的四个圆弧槽
05
钻φ6×6×T5的均布孔

08
车外圆φ60×30
车槽4×2
车螺纹
09
钻右端面上的小孔
在劳动量和经济的方面考虑，该方案工时少，换机床得次数少，装夹少减少装夹误差，节省材料，故选择此方案进行加工。
三、工序的合理组合
1、定加工方法以后，就按生产类型，零件的结构特点、技术规定和机床设备等具体生产条件拟定工艺过程的工序数。拟定工序数的基本原则：
（1）工序分散原则
工序内容简朴，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备、简朴的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术规定水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。
（2）工序集中原则
数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时的加工数个表面易于保证这些表面间的互相精度，使用设备少，大量生产可采用高效率的专业机床，以提高生产效率。但采用复杂的专业设备和工艺装备，使成本提高，调整维修费时，生产准备工作量大。
2、在国内目前的情况下，大批量生产中，没有规定工人要很高的技术，大多不采用专业设备，工序集中程序受到限制。所以采用工序分散原则，结构简朴的通用机床和专业工夹具组织流水线生产。
3、工序完毕以后，将工件清洗干净，清洗是在80-90℃的含0.4%-1.1%苏打及0.25%-0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净保证零件内部基本无杂质、铁屑、毛刺、砂粒等残留物。
4、工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是两个不同的原则。工序集中和工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工规定和工厂的具体情况进行综合分析决定采用哪一种原则。
四、加工阶段的划分
零件的加工质量规定不高，常把整个加工过程划分为几个阶段：
（1）粗加工阶段
粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的半精加工发明较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工是能及早发现毛胚的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。
（2）半精加工阶段
半精加工阶段是完毕一些次要面的加工并为重要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的表面精度等级一般为IT9-IT10。半精加工阶段切除的少量加工余量，重要目地是保证零件的形状位置及精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各重要表面达成图纸规定，此外精加工工序安排在最后，可防止或减少工件精加工表面损伤。
五、技术规定
加工表面
粗糙度Ra
精度规定
允许值
左右端面
3.2
无
IT13
外圆柱面
3.2
无
IT13
均布孔
3.2
无
IT13
左右端面上的形状
3.2
无
IT13
3.3选择加工设备及刀、夹、量具
3.31 选择加工设备
(1)工序2、8，用的是车床，分别进行粗车，精车。用普通的车床C6140。
（2）工序3、4是数控车和铣，使用CKA6136和CKA745.
(3)工序5、9是钻孔工序，使用普通的钻床Z525即可。
3.32 选择刀具
(1)在工序2、8车端面和外圆柱面，用端面车刀和外圆车刀加车断刀。
(2)钻孔只需要钻Φ6孔可用公注Φ6。
3.33选择量具
  本零件是单件中批量生产，故采用的是通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不拟定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。
3.33.1选择平面的量具：
由零件图上看，各平面的互相位置规定不是非常严格，其最小不拟定度为0.1mm，选用分度值为0.05mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺就行了，由于其不确度为0.1mm，显然满足规定。
3.34加工量计算表
工序

加工位置
毛坯Φ
(mm)
粗加工
(mm)
精加工(mm)
总加工余量
(mm)
左右端面
91（双面）
89.6（双面）
89（双面）
2
外圆柱面1
80(单面)
70.5(单面)
70 (单面)
10
外圆柱面2
80(单面)
62.5(单面)
60 (单面)
18
车螺纹
62
60.5
60
2
钻孔和铣面

3.4、加工工序设计
（1）拟定基准面
零件左右端面表面较大，其粗加工后精度规定较高所以选择左右端面面做为加工零件的基准平面。
（2）加工工序
1、车两端面见光保证尺寸89；
2、车外圆柱面φ70.5×20；
3、精外圆柱面φ70×20；
4、车右端的φ62×54外圆柱面，R4和R3的圆角；
5、铣左端面上的φ6×4，以及均布R2的四个圆弧槽
6、钻φ6×6×T5的均布孔；
7、车外圆φ60×30；
8、车槽4×2
9、车螺纹
10、钻右端面上的小孔
3.4、加工工序设计
工艺三的数控程序

O440
N10 G50 X200.0 Z175.0 T0101;
N20 G40 G97 S1100 M03;
N30 G00 G42 X62.0 Z2.0 M08;
N40 G01 G96 Z0 F0.5 S200;
N50 Z-54.0;
N60 G02 X25.0 Z58.0 R4.0 F0.5;
N70 G01 X37.0;
N80 G03 X40.0 Z61.0 R3.0 F0.5;
N90 G00 X100.0;
N100 G00 G40 G97 X200.0 Z175.0 S1000 T0100;
N110 M30;

第四章 专用夹具的设计
4.1、机床夹具设计规定
4.1.1．保证工件加工的各项技术规定
规定对的拟定定位方案、夹紧方案，对的拟定刀具的导向方式，合理制定夹具的技术规定，必要时要进行误差分析与计算。
4.1.2．具有较高的生产效率和较低的制导致本
为提高生产效率，应尽量采用多件夹紧、联动夹紧等高效夹具，但结构应尽量简朴，造价要低廉。
4.1.3．尽量选用标准化零部件
尽量选用标准夹具元件和标准件，这样可以缩短夹具的设计制造周期，提高夹具设计质量和减少夹具制导致本。
4.1.4．夹具操作方便安全、省力
为便于操作，操作手柄一般应放在右边或前面；为便于夹紧工件，操纵夹紧件的手柄或扳手在操作范围内应有足够的活动空间；为减轻工人劳动强度，在条件允许的情况下，应尽量采用气动、液压等机械化夹紧装置。
4.1.5．夹具应具有良好的结构工艺性
所设计的夹具应便于制造、检查、装配、调整和维修。
4.2、机床夹具设计的内容及环节
4.2.1．明确设计规定，收集和研究有关资料
在接到夹具设计任务书后，一方面要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术规定；另一方面，要认真研究加工件的工艺规程，充足了解本工序的加工内容和加工规定，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。
4.2.2．拟定夹具的结构方案
1）拟定定位方案，选择定位元件，计算定位误差。
2）拟定对刀或导向方式，选择对刀块或导向元件。
3）拟定夹紧方案，选择夹紧机构。
4）拟定夹具其他组成部分的结构形式，例如分度装置、夹具和机床的连接方式等。
5）拟定夹具体的形式和夹具的总体结构。
在拟定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案进行比较分析，选取其中最为合理的结构方案。
4.2.3．绘制夹具的装配草图和装配图
夹具总图绘制比例除特殊情况外，一般均应按1：1绘制，以使所设计夹具有良好的直观性。总图上的主视图，应尽量选取与操作者正对的位置。
绘制夹具装配图可按如下顺序进行：用双点划线画出工件的外形轮廓和定位面、加工面；画出定位元件和导向元件；按夹紧状态画出夹紧装置；画出其他元件或机构；最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成一体，形成完整的夹具。在夹具装配图中，被加工件视为透明体。
4.2.4．拟定并标注有关尺寸、配合及技术规定
1）夹具总装配图上应标注的尺寸
① 工件与定位元件间的联系尺寸，例如，工件基准孔与夹具定位销的配合尺寸。
② 夹具与刀具的联系尺寸，例如，对刀块与定位元件之间的位置尺寸及公差，钻套。锤套与定位元件之间的位置尺寸及公差。
③ 夹具与机床联接部分的尺寸，对于铣床夹具是指定位键与铣床工作台T型槽的配合尺寸及公差，对于车、磨床夹具指的是夹具联接到机床主轴端的联接尺寸及公差。
④ 夹具内部的联系尺寸及关键件配合尺寸，例如，定位元件间的位置尺寸，定位元件与夹具体的配合尺寸等。
⑤ 夹具外形轮廓尺寸。
2）拟定夹具技术条件在装配图上需要标出与工序尺寸精度直接有关的下列各有关夹具元件之间的互相位置精度规定。
① 定位元件之间的互相位置规定。
② 定位元件与联接元件（夹具以联接元件与机床相联）或找正基面间的互相位置精度规定。
③ 对刀元件与联接元件（或找正基面）间的互相位置精度规定。
④ 定位元件与导向元件的位置精度规定。
4.2.5．绘制夹具零件图
绘制装配图中非标准零件的零件图，其视图应尽也许与装配图上的位置一致。

参考文献：
[1]冯之敬. 机械制造工程原理,清华大学出版社,1999.
[2]廖念钊.互换性与测量技,中国计量出版社,2023.
[3]戴枝荣.工程材料,高等教育出版社,2023.
[4]崔正昀.机械设计基础,天津大学出版社,2023.
[5]吴圣庄.金属切削机床,机械工业出版社,1990.
[6]王先逵.机械制造工艺学,清华大学出版社，1991.
[7冯开远,左宗义.画法几何及机械制图,华南理工大学出版社,2023.
[8]哈尔滨工业大学.机械夹具设计,上海科学技术出版社,1984.
[9]徐圣群.简明机械加工工艺手册.上海科学技术出版社,1991.
[10]王启平.机床夹具设计.哈尔滨;哈尔滨科学技术出版社,1988.
[11]肖继德,陈宁平.机床夹具设计.北京:机械工业出版社,1999.
[12]薛源顺.机床夹具设计.北京:机械工业出版社.2023.
[13]陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社.2023.