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1、哈爾濱理工大學課程設計 機械制造技術課程設計說明書 設計題目： 制定叉形支架的加工工藝，設計 銑100+0.2槽的銑床夾具 專 業(yè)： 機電一體化技術 班 級： 11-2 學 號： 姓 名： 指導教師： 機械工程系 2013年11月15日 目錄 序言 3 第1章 零件的分析 4 1.1 零件的作

2、用 4 1.2 零件的工藝分析 4 第2章 工藝規(guī)程設計 6 2.1 確定毛坯的制造形式 6 2.2 基面選擇 6 2.3 制定工藝路線 6 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 2.5 確定切削用量及基本工時 8 第3章 專用夾具設計 14 3.1設計主旨 14 3.2夾具設計 14 3.2.1定位基準的選擇 14 3.2.2切削力和加緊力計算 14 3.2.3定位誤差分析 15 3.2.4卡具設計及操作的簡要說明 15 課程設計心得體會 16 參考文獻 18 序 言 機械制造工藝學課程設計是在我們學習了大學的技術基礎

3、課和本科部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的學習生活中占有十分重要的地位。 我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次 適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設做出一些貢獻。 由于能力有限，設計上有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 叉形支架是用來起支撐作用的構架，承受較大的力，也具有定位的作用，使零件之間保持正確的位置。 1.2 零

4、件的工藝分析 在支架高60mm處兩個R15mm寬20mm的凸出部位之間相隔97mm其中一個上有對稱通孔。則此處構造比較復雜且在支架高底部處有10mm寬的一個缺口這兩部分剛度比較低。中間有Ф10mm的孔屬于套類結構伸出部分為一平臺上有螺紋通孔在端部有傾斜60°的凸出部分起定位作用此處應力教集中強度要好。在平臺下面有增強其硬度的肋板。兩個R12mm凸出2mm寬36mm高處缺口及R10mm凸出部分為復雜結構其加工存在一定的難度要求較高防止其損壞需要對其進行必要的熱處理。 主要加工表面Ф30mm中心孔及兩端倒角上、下端面M12↓25螺紋通孔右端部傾斜60°凸出部

5、分中間孔Ф8mm左端兩個凸出部分外側面及其中間M10螺紋孔和Ф11孔。 (1) 選用灰鑄鐵HT150硬度150200HB負荷低磨損無關重要變形很小經過正火處理?；诣T鐵件的牌號和應用范圍如表1-1所示。  (2) 未標注圓角半徑為R3mm。  (3) 加工表面不應該有毛刺、裂縫、結疤、夾渣等缺陷并應清理清潔。  (4) 所有加工表面應光潔不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金屬夾雜物。  (5) 上下表面應與中心孔軸線保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm中心孔內表面表面粗糙度Ra≤1.6μm左端兩個凸出部分外表面Ra≤6.3μm

6、右端部傾斜60°凸出部分中間孔內表面Ra≤1.6μm為較高精度且Φ8015.00。  (6) 在加工之前進行人工時效熱處理對毛坯預備性熱處理為降低零件硬度在精加工階段的磨削加工前進行淬火處理淬火后工件硬度提高且易變形。 第2章 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為灰鑄鐵。選用鑄造零件為中批量生產，零件的輪廓尺寸不大，故可采用鑄造成型，這對于提高生產率、保證加工質量也是有利的。 2.2 基面選擇 定位基準就是工件上直接與機床或夾具的定位元件相接觸的點線面?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設計的重要工作之一?；鶞蔬x擇的正確、合理，可以保證加工質量，提高生產效率

7、，否則，就會使加工工藝路線問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，試生產無法進行。 1粗基準的選擇 對平板類零件而言，以底面作為粗基準完全合理。 2精基準的選擇 精基準的選擇主要應該考慮基準重合問題，當設計基準與工序基準不重合時應該進行尺寸換算。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，使工序集中來提高生產效率。除此之外還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。 工藝路線方案 工序1:鑄件 工序2: 粗銑M面 工序3: 粗銑N面。 工序4: 粗銑R面 工序5: 粗銑S面及T面 工序6；銑支架叉口 工

8、序7: 鉆2Xφ8孔，3Xφ9孔和φ6孔 工序8: 鉆突出緣φ10mm通孔 工序9: 鉆孔φ4mm 工序10: 終檢 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “叉形支架”零件材料為灰鑄鐵，毛坯重量為5kg，生產類型為中批量生產，為獲得較高的表面質量，可采用鑄造中的壓力鑄造。 毛坯加工表面高度為25mm，直接取其毛坯表面高度為105mm，表面粗糙度值為1.6。兩端表面粗糙度值為6.3，粗銑余量為1.6mm，查《工藝手冊》表2.3-2，精銑余量為0.2mm，查《工藝手冊》表2.3-3。 2.內孔 φ8、φ6以及φ10的表面粗糙都值為1.6un和6.3um，查《工藝手冊》

9、表2.3-8表2.3-12。 鉆孔：φ7mm 擴孔：φ7.9mm 2z=0.75 mm 鉸孔：φ7.98mm 2z=0.1mm 磨孔：φ8mm 鉆孔：φ13mm 擴孔：φ13.75mm 2z=0.75mm 鉸孔：φ13.98mm 2z=0.1mm 磨孔：φ14mm 3.螺紋M12《工藝手冊》表2.3—20 鉆孔：φ11.2mm 攻絲M12 P=0.8 4.螺紋M6《工藝手冊》表2.3—20 鉆孔：φ5.4mm 攻絲M12 P=0，6 5.鉆孔：φ10mm 2.5 確定切削用

10、量及基本工時 1）銑削叉形支架的叉口： ①選擇刀具：根據(jù)《工藝手冊》表3.1-27，選擇二把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，同時銑削兩側面。銑刀外徑do=225㎜，銑刀齒數(shù)Z=20。 ②確定銑削深度α sp：由于單邊加工余量z=2.1㎜，故可一次走刀內切完，α sp=2.1㎜。 ③確定每齒進給量fz：由《切削手冊》表3.3，在X63銑床上p=10kw、工藝系統(tǒng)剛性為低等，用高速鋼盤銑刀加工時，選fz=0.08㎜/z。 ④選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：由《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后面最大磨損量為0.6㎜，根據(jù)《切削手冊》表3.8，銑刀直徑do=225㎜的高速鋼鑲齒三面刃銑刀的耐用度T=240

11、min。 ⑤確定Vc：確定Vc查=27m/min，則 n查=1000Vc查/（πdo）=1000×/（π×225）= 38 r/min 由X63機床使用說明書，選主軸轉速n機=37.5r/min，則實際的切削速度為Vc機=（πn機do ）/1000=（π×37.5×225）/1000=26.5m/min 當n機=37.5r/min時，工作臺每分鐘進給量Vf=fz·Z·η機=0.08×20×37.5=60㎜/min。 由X63機床使用說明書選銑床工作臺進給量，剛好有Vf=60㎜/min，故直接選用該值。 ⑥計算基本工時：由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，利用作圖

12、法，可得銑刀行程l=l+l1+l2=129+9.92+3=142㎜ t=l/fm=142/60=2.37min 工序：鉆、擴、鉸φ10㎜孔。本工序采用計算法確定切削用量。 2）鉆φ10㎜孔： 莫式圓錐2號，d=9，L=90，根據(jù)《工藝手冊》表3.1-10β=30，2φ=118°，ψ=40，當20㎜，鉆頭后刀面磨損極限值為0.8㎜，耐用度T=60min。查《切削手冊》。表2.12 （1）背吃刀量：鉆孔時=4.5㎜ （2）進給量： f=（0.25～0.31）×0.75=0.18~0.23，f=0.2查《切削手冊》表2.7 （3）計算切削速度： V = 式中：=4.4,=

13、0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查《切削手冊》表2.31 所以 ==1×0.88×1.1×1×0.87×0.85=0.72 V = ×0.72=11.24 m/min ==325 根據(jù)z3025機床標準主軸轉速，n=315，實際轉速為 ===10.89m/min （4）基本時間： = 式中已知=42㎜，=12.13，=3㎜，f=0.2，n=315，所以孔的基本時間： ==0.9min 3）擴孔φ10㎜： 錐柄擴孔鉆，莫氏錐度2號，d=9.75，L=228查《工藝手冊》表3.1-8，T=30min查《切

14、削手冊》。表2.12 （1）背吃刀量=0.375㎜ （2）進給量：f=0.5~0.6，按機床選取f=0.5 （3）計算切削速度 V = 式中：=11.1,=0.4,=0.2,=0.5，m=0.2，=1.0， =0.88， =1.0， =1.0，=1.0查《切削手冊》表2.31 所以 ==0.88 V = ×0.88=17.01 m/min ==460.98 根據(jù)z3025機床標準主軸轉速，n=500，實際轉速為 ===18.46m/min （4）基本時間 = 式中已知=42㎜，=2.6，=4㎜，f=0.5，n=200，所以孔的基本時間： ==0.193min 4

15、）鉸孔φ10㎜ 直柄機用鉸刀，L=151mm，d=12mm，查《工藝手冊》表3.1-16，T=40min查《切削手冊》。表2.12 （1）背吃刀量=0.125㎜ （2）進給量：f=0.65～1.4，按機床選取f=1.0 （3）計算切削速度 V = 式中：=12.1,=0.3,=0.2,=0.65，m=0.4，=1.0， =0.66，=1.0，查《切削手冊》表2.31 所以 ==0.66 V = ×0.66=5.78m/min ==153.3 根據(jù)z3025機床標準主軸轉速，n=200，實際轉速為 ===7.54m/min （4）基本時間 = 式中已知=42㎜，=

16、2.6，=18㎜，f=0.63，n=200，所以孔的基本時間： ==0.313min 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填如機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片中。 第3章 專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，通常要設計專用夾具。 根據(jù)課程設計任務書，設計第6道工序銑叉形支架銑床專用夾具。 3.1設計主旨 本夾具主要用來銑叉形支架的叉口，對叉口的兩個端面進行預加工。 3.2夾具設計 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮叉形支架叉口的位置相關尺寸。 3.2.1定位基準的選擇

17、 出于定位簡單和快速的考慮，選擇一φ30的突出緣和端面為定位基準面，保證加工基準和設計基準重合，再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。 3.2.2切削力和加緊力計算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： 扭矩 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)卡緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3.2.3定位誤差分析 由于加工基準和設計基準重合，所以能很好的保證了加工精度。 3.2.4卡具設計及操作的簡要說明 卡具

18、的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產力，使用快速螺旋卡緊機構。 課程設計心得體會 時光飛逝，為期二周的課程設計已經接近尾聲?；厥走@二周的設計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課內根本就學不到的東西。受益匪淺！ 在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設計將我以前學過的機械制造技術與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。 在課程設計中，首先是對工件機械加工

19、工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關重要的。 在課程設計中還用到了CAD制圖和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD制圖不管是現(xiàn)在，對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次課程設計真正將以前所學的聯(lián)系到實際應用中來了。 在這次課程設計中，還有一個重要的就是關于專用夾具的設計，因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設計過，因此，在開始的設計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據(jù)步驟一

20、步一步的設計，畫圖，查閱各種關于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。 在這次課程設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料，而且設計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的

21、。因此，我們也要用心去體會每個設計者的心思，這樣才能像他們一樣設計出好的作品。 有些工藝路線制定的不是太好，而且余量、切削用量設計不是很精確，需在以后的實踐中積累經驗，進一步改進。 綜上所述：這次的畢業(yè)設計對我以后的工作起了很大的幫助，我認識到，無論是工作還是學習都必須做到認真、謹慎，時時處處細心。 參考文獻 [1] 《簡明機械加工工藝手冊》 機械工業(yè)出版社，陳宏鈞，2007年； [2] 《機床夾具設計手冊》 國防工業(yè)出版社，楊黎明，1996年； [3] 《夾具-非標準夾緊裝置》 機械工業(yè)出版社，Hiram E?Grant，1975年； [4] 《機械制圖》 中國地質大學出版社，王五一，2006年； [5] 《機械制造工藝》 高等教育出版社，張緒祥，2007年； [6] 《金屬切削機床夾具設計手冊》 機械工業(yè)出版社，浦林祥，1995年； [7] 《機床夾具圖冊》 機械工業(yè)出版社，上海機械?？茖W校，1998年。 - 18 -