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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書 不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印 16 目 錄 第一章 序言 1 第二章 零件的分析 2 2.1零件的作用 2 2.2零件的工藝分析 2 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 3 3.1確定毛坯形式 3 3.2基面的選擇 3 3.3制定工藝路線 4 3.4機械加工余量.，工序尺寸及尺寸的確定 5 第四章 專用夾具設(shè)計 11 4.1夾具設(shè)計 11 4.2定位基準的選擇 11 總結(jié) 15 參考文獻 16 1、 序 言 大學(xué)臨近尾聲，我們很多的基礎(chǔ)課，比如《機械原理》《機械設(shè)計》《機械制造基礎(chǔ)》都已經(jīng)結(jié)束了。機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計就是我們學(xué)完了這些基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此。它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。 對我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)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(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。 由于知識范圍的限制和能力的欠缺，在整個設(shè)計過程中我存在很多的不足，但是在老師的知道下我真的學(xué)到了很多以前沒有接觸到的知識和能力。 二、 零件的分析 2.1零件的作用 據(jù)資料所示，可知該零件應(yīng)該是一些機械類中的配合件中的小零件，是用來與其他零件相配合使用的，所以只有部位粗糙度和其他標準要求較高，其他部位要求較低。而且零件對剛性和韌性有一定要求，所以使用45鋼。 2.2零件的工藝分析 圖2.1 加工零件圖 該零件為45鋼；零件圖如上圖2.1，中批量生產(chǎn)；該工序在臥式銑床上用三面刃銑刀加工。由零件圖可知，所設(shè)計的夾具應(yīng)滿足以下工序加工要求： 1.槽寬。 2.槽寬至工件底面的位置尺寸。 3.槽兩側(cè)面對孔軸線的對稱度0.2mm。 4.槽底面對工件B面的垂直度0.10mm。 三. 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 確定毛坯的制造形式 根據(jù)材料45鋼，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)及零件形狀要求，可選擇鑄造件。主要表面雖然加工精度較高，但可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保證質(zhì)量地加工出來。 3.2基面的選擇 1、粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1）粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。先選取Φ60孔及其端面作為定位基準。 2、 精基準的選擇 精基準的選擇應(yīng)滿足以下原則： （1）“基準重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計與制造。 （3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。 （4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復(fù)加工。 （5）所選的精基準 應(yīng)能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。以基準面A及另外兩側(cè)面作為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復(fù)。 3.3制定工藝路線 工序Ⅰ 備料 工序Ⅱ 銑前后兩端面 工序Ⅲ 銑底面，頂面 工序Ⅳ 銑兩側(cè)面 工序Ⅴ 銑兩臺肩面 工序Ⅵ 鉆鉸孔 工序Ⅶ 銑槽 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定及切削用量及基本工時 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(cè)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(nèi)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=240min。 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(zhuǎn)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φ14㎜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,=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(zhuǎn)速，n=315，實際轉(zhuǎn)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φ14㎜： 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(zhuǎn)速，n=500，實際轉(zhuǎn)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）鉸孔φ14㎜ 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(zhuǎn)速，n=200，實際轉(zhuǎn)速為 ===7.54m/min （4）基本時間 = 式中已知=42㎜，=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(jié)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。 四、夾具設(shè)計 4.1定位基準的選擇 圖2.2 工件坐標系 根據(jù)工件的加工要求，該工序必須限制工件的五個自由度。建立坐標系如圖2.2所示。為保證槽底面至工件B面的垂直度，應(yīng)選B面為定位基面，限制；為保證工序尺寸，須限制、，所以選取A面為定位基面；為保證槽兩側(cè)面對孔軸線的對稱度要求，還必須在加工時限制自由度。另外，為了方便控制刀具的走刀位置，還需要限制。 綜上所述，工件的六個自由度均被限制，為使定位基準與設(shè)計基準重合，選取的定位基準是B面、孔和A面。 4.2切削力及夾緊力的計算 圖2.9作用于工件上的切削力 工件在加工時的受力情況如圖2.9所示。加工時，工件受到切削合力F的作用，F(xiàn)可分解為水平和垂直方向的切削分力和，由經(jīng)驗公式，和可通過切向銑削力分別乘以一個系數(shù)來得到。在對稱銑削情況下，=(1~1.2),=(0.2~0.3)。 參照《機床夾具設(shè)計手冊》【3】表1-2-9得銑削力的計算公式： 參數(shù)的選取： 切向銑削力 （N） 銑刀系數(shù) =669 銑削深度 =3mm 每齒進給量 =0.15mm 銑刀直徑 d=100mm 銑削寬度 B=12mm 銑刀齒數(shù) z=12 修正系數(shù) （工件屈服應(yīng)力） 綜上，計算得： 銑削力 。 故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。 工件的主定位面是B面，故選擇夾緊力的作用方向為水平方向作用于B面。當夾緊力水平作用于工件上時，所需要的理論夾緊力=+=1279+=3606N 由公式 = 可計算出實際所需夾緊力。 現(xiàn)在計算安全系數(shù)K的值。 安全系數(shù)K的計算公式為： 由《機床夾具設(shè)計手冊》表1-2-0得各安全系數(shù)K的取值如下： 基本安全系數(shù) 加工性質(zhì) 刀具鈍化程度 切削特點 穩(wěn)定性 手柄位置 工件與支撐面接觸情況 將各安全系數(shù)值代入上面公式計算得,K=1.95<2.5（注：若安全系數(shù)的計算值小于2.5，則取=2.5），則取K的值為2.5。 所以實際所需夾緊力為： = =9015N。 實際所需的夾緊力計算是一個很復(fù)雜的問題，一般只能作粗略的估算。為簡化計算，在設(shè)計夾緊裝置時，可只考慮切削力對夾緊的影響，并假定工藝系統(tǒng)是剛性的切削過程穩(wěn)定不變?！?】 總 結(jié) 設(shè)計是我們每個大學(xué)生在通過大學(xué)學(xué)習(xí)后都會進行的一個必修課，在我們大學(xué)生的學(xué)習(xí)中，畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)生學(xué)習(xí)生活中的一個重要的、總結(jié)性的、理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運用所學(xué)知識和技能的具體實踐過程。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得畢業(yè)設(shè)計和實踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。 在設(shè)計過程中，通過把自己幾年來所學(xué)到的專業(yè)知識和實踐相結(jié)合，并運用到設(shè)計中，我順利的完成了這次的畢業(yè)設(shè)計的各個項目的任務(wù)。但在設(shè)計過程中，我對一些理論問題掌握的不夠充分，經(jīng)過多次向指導(dǎo)老師請教才得以解決。在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會更多的吸取相關(guān)方面的知識，不斷提高自己的專業(yè)水品平的能力。 通過本次課程設(shè)計，我了解和掌握了機械、液壓等方面的諸多知識，鍛煉了自己的分析問題和解決問題的能力，并積累了一定的實踐經(jīng)驗，為今后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。但由于時間緊、任務(wù)重，再加上本人的知識水平和能力有限，以及經(jīng)驗不足，實際中難免存在一些缺點和錯誤，歡迎各位老師給予批評指正。 參考文獻 [1] 《機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 趙家齊主編 北京：機械工業(yè)出版社 [2] 《機床夾具設(shè)計手冊》 東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院編 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979 [3] 《切削用量手冊》 艾興，肖詩綱主編 北京：機械工業(yè)出版社 [4] 《金屬切削手冊》 上海：上?？茖W(xué)文化技術(shù)出版社 [5]《切削用量簡明手冊》艾興、肖詩綱主編．[M].北京：機械工業(yè)出版社. 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