机械制造技术课设.docx

机械制造技术（下）
课程设计指导书

中原工学院 机电学院

机械设计制造及其自动化专业

学校：
班级：
学号：
姓名：
日期：

目 录
序言..............................................1
一、零件工艺性分析 1
1.1、零件的结构 1
1.2、零件的工艺分析 1
二、机械加工工艺规程设计 2
2.1、确定毛坯的制造形成 3
2.2、基准的选择 3
2.2.1粗基准的选择 3
2.2.2精基准的选择 4
2.3、制定工艺路线 5
三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 5
3.1、毛坯余量及尺寸的确定 5
3.2、机械加工工艺文件.................................6
四、夹具的设计 10
4.1、提出问题 11
4.2、设计思想 11
4.3、夹具设计 11
4.3.1定位误差分析 11
4.3.2确定各工序切削用量及时间定额 11
4.3.3 绘制夹具装配图.................................12
4.3.4 绘制夹具零件图................................
五.体会 15
六．参考文献 16
序言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 
由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师
能多加指教。
一、零件工艺性分析
1.1. 零件的结构
零件图如下

1.2零件的工艺分析
项目
公差等级
偏差（mm）
粗糙度
定位基准
Ø50的外圆
IT12
0
6.3

Ø40的外圆
IT12
0
6.3

Ø30的内孔
IT8
+0.021
0
0.8

Ø20的内孔
IT8
+0.021
0
0.8

Ø10的内孔
IT6

0.8

二、机械加工工艺规程设计
2.1、确定毛坯的制造形成
由于零件的材料45#钢，零件形状较为规则，因此应选用锻造成形制造毛坯。由于零件年产量为10000件，属于大批量生产，零件的轮廓尺寸不大，而且工件上有许多表面不需要切屑加工，所以选用自由锻的锻造成形方法。
2.2、基准的选择
2.2.1粗基准的选择
选择粗基准时。主要考虑两个问题：一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则：
1．对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准。
2．对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下两点： 
（1）应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准。
（2）对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其表面加工余量均匀，则应选择重要表面作为粗基准。
3．粗基准应避免重复使用。
4．选作粗基准的平面应平整，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。 
2.2.2精基准的选择 
  精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准一般应考虑如下原则：  
 1 “基准重合”原则 
  为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差，其产生的原因及计算方法在下节讨论。 
  2 “基准统一”原则 
  当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。例如轴类零件大多数工序都以中心孔为定位基准；齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮内孔及端面为定位基准。 
  采用“基准统一”原则可减少工装设计制造的费用，提高生产率，并可避免因基准转换所造成的误差。   
3 “自为基准”原则 
  当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”原则。例如磨削床身导轨面时，就以床身导轨面作为定位基准。根据粗、精基准的选择，确定各加工面的基准如下：
①以C面为粗基准，粗铣B表面。
②以B面为粗基准，粗铣C表面，再半精铣C表面。
③以C面为精基准，半精铣B表面，再精铣B表面。
④精铣C表面，以B面为精基准。B,C表面互为基准
⑤以B面为精基准，钻，的孔。
⑥试用一面两销定位，钻的底孔，以B面为精基准。
2.3、制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
先基面，后其它
® 先粗后精
® 先主要后次
® 先面后孔
三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
3.1、毛坯余量及尺寸的确定
根据上述原始资料及加工工艺,查《机械制造工艺设计简明手册》(以下简称《工艺手册》),分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下:

工序
工序内容
单边余量 工序尺寸 表面粗糙度
Ⅰ
粗铣B表面
1.0mm 46mm 16μm
Ⅱ
粗铣C表面
1.0mm 45mm 16μm
Ⅲ
再半精铣C表面
1.0mm 44mm 12.5μm
IV
半精铣B表面
1.0mm 43mm 12.5μm
V
再精铣B表面
1.0mm 42mm 6.3μm
VI
精铣C表面
1.0mm 41mm 6.3μm
VII
钻，的底孔
28mm 18mm 6.3um
VIII
对，进行扩孔
1.6mm 29.6mm 19.6mm 3.2um
IX
再进行粗铰
0.2mm 29.8mm 19.8mm 1.6μm
X
进行精铰
0.2mm 30mm 20mm 0.8μm
XI
钻的底孔
9.8mm 6.3um
XII
再进行拉孔
0.1mm 10mm 0.8um
3.2、机械加工工艺文件

描图

描校

底图号

装订号

中原工学院
机械加工工艺过程卡片
产品型号

零件图号

产品名称

零件名称
调整臂外壳
共1页
第1页
材料牌号
HT200
毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸

每毛坯可制件数
1
每台件数
1
备注

工序号
工 名 序 称
工 序 内 容
工序基准
设 备
工艺装备
工 时
准终
单件
1
粗铣B表面
粗铣端面至45mm Ra16um
以C面为粗基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

35.88s
2
粗铣C表面。
粗铣端面至44mm Ra16um
以B面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

58.93s
2
半精铣C表面
半精铣端面至43mm Ra12.5um
以B面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

58.93s
3
半精铣B表面。
半精铣端面至42mm Ra12.5um
以C面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

62.1s
5
精铣B表面。
精铣至41mm Ra6.3um
以C面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

94.81s
6
精铣C表面。
精铣至40mm Ra6.3um
以B面为精基准。
X51立式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具

16.56s
7
钻，的底孔。
钻底孔至Φ28mm Φ18mm Ra12.5um
以B面为精基准
台式小钻床
麻花钻

31.87s
8
对，进行扩孔。
扩孔至Φ29.5mmΦ19.5mm Ra6.3um
以B面为精基准
X525立式钻床
复合麻花钻

33.12s
9
对
再进行粗铰。
粗铰至29.8 19.8mm Ra1.6um
以B面为精基准
X525立式钻床
复合麻花钻

23.01s
10
对
进行精铰。
精铰至mm Ra0.8um
以B面为精基准
X525立式钻
复合麻花钻

77.56s
11
钻的底孔。
钻底孔至Φ9.6mm Ra6.3um
一面两销
X525立式钻床
复合麻花钻

77.95s
12
再进行拉孔。
拉孔至Φ10mm Ra0.8um
一面两销
YB900-7
拉刀

78.34
13
去毛刺

钳工台

14
清洗

清洗机

15
终检

设计
（日期）
审核
（日期）
标准化（日期）
会签
（日期）

标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期

机械加工工序卡片
描图

描校

底图号

装订号

中原工学院
机械加工工序卡片
产品型号

零部件图号

产品名称

零部件名称

共1页
第1页

车间
工序号
工序名
材料牌号

Ⅶ
钻的孔

毛坯种类
毛坯外 形尺寸
每毛坯可制件数
每台件数
铸件

设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
立式钻床
Z3050

1
夹具编号
夹具名称
切削液

专用夹具

工位器具编号
工位器具名称
工序工时
准终
单件

工步号
工步内容
工艺装备
主轴速度 r/min
切削速度m/min
进给量mm/r
背吃刀量mm
进给次数
工步工时
机动
辅助
1
钻的底孔
游标卡尺
320
40
0.8
1.5
1
30s
60s
2
在拉床上拉孔
游标卡尺
480
60
0.5
0.5
1
30s
60s

设 计
(日期）
审核
(日期)
标准化
（日期）
会签
（日期）

标记
处数
更 改 文
件号
签字
日期
标记
处数
更 改 文
件号
签字
日期

四、夹具的设计
夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。
4.1、提出问题
（1）怎样限制零件的自由度；V形块加小平面限制5个自由度，定位销限制1个自由度。
（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧配合V形块夹紧工件。
（3）怎样使夹具使用合理，便于装卸。
4.2、设计思想
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，以下将设计第四道工序——钻孔的专用夹具。
孔为通孔。本工序的加工要求：表面粗糙度为0.8 ，槽的中心线对圆柱对称度分别为0.3mm。
4.3、夹具设计
4.3.1定位误差分析
夹具体的各个面之间位置要求：中心轴对圆柱的对称度为0.3mm,以及中心轴到B面的位置为，这样足以保证的位置精度。销2距销1的距离为，即满足要求。
4.3.2确定各工序切削用量及时间定额
1 切削用量的计算
钻孔工步切削用量的计算    
 1）、背吃刀量的确定，取pa=15mm。 2）、进给量的确定，由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。 3）、切削速度的计算，由表5-22，按工件材料为铸铁、硬度为187HBS的条件选择，切削速度v可取为22m/min。由公式（5-1）n=1000/ dp可求得该工序钻头转速n=466.8 r/min，参照表4-9所列台式小钻床的主轴转速，取转速n=545 r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度
V=nd/1000=680X3.14X15/1000=25.68m/min。
粗绞孔工步工步切削用量的计算 
1）、背吃刀量的确定，取pa=0.95mm。 
2）、进给量的确定，由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r。 
3）、切削速度的计算，由表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式（5-1）n=1000/ d 可求得该工序钻头转速n=9.8 r/min，参照台式小钻床的主轴转速，取转速n=97 r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度V=nd/1000==97X3.14X15.95/1000=4.86 m/min。
精绞孔工步工步切削用量的计算 
1）、背吃刀量的确定，取pa=0.05mm。 
2）、进给量的确定，由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r。
3）、切削速度的计算，由表5-31，切削速度v可取为6m/min。由公式（5-1）n=1000/ d 可求得该工序钻头转速n==119.3 r/min，参照表4-9所列台式小钻床的主轴转速，取转速n=140r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度V=nd/1000=97X3.14X16/1000=7.03 m/min。
4.3.3 绘制夹具装配图

4.3.4 绘制夹具零件图
心轴

夹具体

五.体会
两周的机械制造程设计结束了，通过这周的的学习，我完成了设计任务，在设计过程中遇到了许多困难，自己问老师查资料把问题解决了，也让我明白了自己不懂的还很多，还有许多要学习、总结。最终我通过各方面的努力，很好的完成了图纸的绘制，也对书本上的知识有了更深的理解。 
这次课程设计的学习，初步了解了机械加工工艺过程，还和实际有很大的差距，在以后还需多看一些机械加工工艺方面的书籍，多练习软件绘图，学习其中的设计理念。这次设计巩固了我们所学的知识，也对以后做毕业设计做了铺垫。
虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中”春眠不知晓”的感悟． 通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．也让我体会到了合作与双赢的快乐。
我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了！
六．参考文献
1、孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册.北京：国防工业出版社，1999
2、机床夹具设计手册.北京：中国科学技术出版社
3、赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京.机械工业出版社，2000
4、田春霞主编.数控加工工艺.北京：机械工业出版社，2006
5、陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005.
6、司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，1991
7、张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.11