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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 制定叉形支架的加工工藝，設(shè)計(jì) 銑100+0.2槽的銑床夾具 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí)： 11-2 學(xué) 號(hào)： 1130320235 姓 名： 張耀 指導(dǎo)教師： 張學(xué)偉 機(jī)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 零件的作用 4 1.2 零件的工藝分析 4 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 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(jī)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(shí) 8 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 14 3.1設(shè)計(jì)主旨 14 3.2夾具設(shè)計(jì) 14 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 14 3.2.2切削力和加緊力計(jì)算 14 3.2.3定位誤差分析 15 3.2.4卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 15 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 16 參考文獻(xiàn) 18 序 言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)了大學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)課和本科部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。 我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)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)做出一些貢獻(xiàn)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。 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(gòu)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 零件的工藝分析 在支架高60mm處兩個(gè)R15mm寬20mm的凸出部位之間相隔97mm其中一個(gè)上有對(duì)稱通孔。則此處構(gòu)造比較復(fù)雜且在支架高底部處有10mm寬的一個(gè)缺口這兩部分剛度比較低。中間有Ф10mm的孔屬于套類結(jié)構(gòu)伸出部分為一平臺(tái)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(yīng)力教集中強(qiáng)度要好。在平臺(tái)下面有增強(qiáng)其硬度的肋板。兩個(gè)R12mm凸出2mm寬36mm高處缺口及R10mm凸出部分為復(fù)雜結(jié)構(gòu)其加工存在一定的難度要求較高防止其損壞需要對(duì)其進(jìn)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°凸出部分中間孔Ф8mm左端兩個(gè)凸出部分外側(cè)面及其中間M10螺紋孔和Ф11孔。 (1) 選用灰鑄鐵HT150硬度150200HB負(fù)荷低磨損無關(guān)重要變形很小經(jīng)過正火處理?；诣T鐵件的牌號(hào)和應(yīng)用范圍如表1-1所示。  (2) 未標(biāo)注圓角半徑為R3mm。  (3) 加工表面不應(yīng)該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷并應(yīng)清理清潔。  (4) 所有加工表面應(yīng)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(yīng)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(nèi)表面表面粗糙度Ra≤1.6μm左端兩個(gè)凸出部分外表面Ra≤6.3μm右端部傾斜60°凸出部分中間孔內(nèi)表面Ra≤1.6μm為較高精度且Φ8015.00。  (6) 在加工之前進(jìn)行人工時(shí)效熱處理對(duì)毛坯預(yù)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(jìn)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(shè)計(jì) 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(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，故可采用鑄造成型，這對(duì)于提高生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量也是有利的。 2.2 基面選擇 定位基準(zhǔn)就是工件上直接與機(jī)床或夾具的定位元件相接觸的點(diǎn)線面。基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一。基準(zhǔn)選擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會(huì)使加工工藝路線問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，試生產(chǎn)無法進(jìn)行。 1粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)平板類零件而言，以底面作為粗基準(zhǔn)完全合理。 2精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)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(jī)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(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，為獲得較高的表面質(zhì)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(cè)》表2.3-2，精銑余量為0.2mm，查《工藝手冊(cè)》表2.3-3。 2.內(nèi)孔 φ8、φ6以及φ10的表面粗糙都值為1.6un和6.3um，查《工藝手冊(cè)》表2.3-8表2.3-12。 鉆孔：φ7mm 擴(kuò)孔：φ7.9mm 2z=0.75 mm 鉸孔：φ7.98mm 2z=0.1mm 磨孔：φ8mm 鉆孔：φ13mm 擴(kuò)孔：φ13.75mm 2z=0.75mm 鉸孔：φ13.98mm 2z=0.1mm 磨孔：φ14mm 3.螺紋M12《工藝手冊(cè)》表2.3—20 鉆孔：φ11.2mm 攻絲M12 P=0.8 4.螺紋M6《工藝手冊(cè)》表2.3—20 鉆孔：φ5.4mm 攻絲M12 P=0，6 5.鉆孔：φ10mm 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 1）銑削叉形支架的叉口： ①選擇刀具：根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-27，選擇二把高速鋼鑲齒三面刃銑刀，同時(shí)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(jìn)給量fz：由《切削手冊(cè)》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(shí)，選fz=0.08㎜/z。 ④選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：由《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后面最大磨損量為0.6㎜，根據(jù)《切削手冊(cè)》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(jī)床使用說明書，選主軸轉(zhuǎn)速n機(jī)=37.5r/min，則實(shí)際的切削速度為Vc機(jī)=（πn機(jī)do ）/1000=（π×37.5×225）/1000=26.5m/min 當(dāng)n機(jī)=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量Vf=fz·Z·η機(jī)=0.08×20×37.5=60㎜/min。 由X63機(jī)床使用說明書選銑床工作臺(tái)進(jìn)給量，剛好有Vf=60㎜/min，故直接選用該值。 ⑥計(jì)算基本工時(shí)：由于是粗銑，故整個(gè)銑刀刀盤不必銑過整個(gè)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(kuò)、鉸φ10㎜孔。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。 2）鉆φ10㎜孔： 莫式圓錐2號(hào)，d=9，L=90，根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-10β=30，2φ=118°，ψ=40，當(dāng)20㎜，鉆頭后刀面磨損極限值為0.8㎜，耐用度T=60min。查《切削手冊(cè)》。表2.12 （1）背吃刀量：鉆孔時(shí)=4.5㎜ （2）進(jìn)給量： f=（0.25～0.31）×0.75=0.18~0.23，f=0.2查《切削手冊(cè)》表2.7 （3）計(jì)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(cè)》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(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=315，實(shí)際轉(zhuǎn)速為 ===10.89m/min （4）基本時(shí)間： = 式中已知=42㎜，=12.13，=3㎜，f=0.2，n=315，所以孔的基本時(shí)間： ==0.9min 3）擴(kuò)孔φ10㎜： 錐柄擴(kuò)孔鉆，莫氏錐度2號(hào)，d=9.75，L=228查《工藝手冊(cè)》表3.1-8，T=30min查《切削手冊(cè)》。表2.12 （1）背吃刀量=0.375㎜ （2）進(jìn)給量：f=0.5~0.6，按機(jī)床選取f=0.5 （3）計(jì)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(cè)》表2.31 所以 ==0.88 V = ×0.88=17.01 m/min ==460.98 根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=500，實(shí)際轉(zhuǎn)速為 ===18.46m/min （4）基本時(shí)間 = 式中已知=42㎜，=2.6，=4㎜，f=0.5，n=200，所以孔的基本時(shí)間： ==0.193min 4）鉸孔φ10㎜ 直柄機(jī)用鉸刀，L=151mm，d=12mm，查《工藝手冊(cè)》表3.1-16，T=40min查《切削手冊(cè)》。表2.12 （1）背吃刀量=0.125㎜ （2）進(jìn)給量：f=0.65～1.4，按機(jī)床選取f=1.0 （3）計(jì)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(cè)》表2.31 所以 ==0.66 V = ×0.66=5.78m/min ==153.3 根據(jù)z3025機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)主軸轉(zhuǎn)速，n=200，實(shí)際轉(zhuǎn)速為 ===7.54m/min （4）基本時(shí)間 = 式中已知=42㎜，=2.6，=18㎜，f=0.63，n=200，所以孔的基本時(shí)間： ==0.313min 最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填如機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片中。 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通常要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，設(shè)計(jì)第6道工序銑叉形支架銑床專用夾具。 3.1設(shè)計(jì)主旨 本夾具主要用來銑叉形支架的叉口，對(duì)叉口的兩個(gè)端面進(jìn)行預(yù)加工。 3.2夾具設(shè)計(jì) 在給定的零件中，對(duì)本序加工的主要考慮叉形支架叉口的位置相關(guān)尺寸。 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 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(zhǔn)面，保證加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 3.2.2切削力和加緊力計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)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(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)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(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，所以能很好的保證了加工精度。 3.2.4卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 時(shí)光飛逝，為期二周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲?；厥走@二周的設(shè)計(jì)過程，感慨萬千。使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)根本就學(xué)不到的東西。受益匪淺！ 在這次設(shè)計(jì)過程中，使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，以前上課沒有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。 這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過的機(jī)械制造技術(shù)與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識(shí)的作用。 在課程設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在課程設(shè)計(jì)中還用到了CAD制圖和一些計(jì)算機(jī)軟件，因?yàn)閷W(xué)的時(shí)間長了，因此在開始畫圖的時(shí)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(duì)以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次課程設(shè)計(jì)真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實(shí)際應(yīng)用中來了。 在這次課程設(shè)計(jì)中，還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)，因?yàn)闄C(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過程中只是作為理論知識(shí)講的，并沒有親自設(shè)計(jì)過，因此，在開始的設(shè)計(jì)過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計(jì)，畫圖，查閱各種關(guān)于專用夾具的設(shè)計(jì)資料，終于將它設(shè)計(jì)了出來，我感到很高興，因?yàn)樵谶@之中我學(xué)到了以前沒有學(xué)到的知識(shí)，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。 在這次課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多知識(shí)，有一點(diǎn)更是重要，就是我能作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)一個(gè)零件，也因此，我了解了設(shè)計(jì)人員的思想，每一個(gè)零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計(jì)出來，再加工的，因此，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)的過程中一點(diǎn)不能馬虎，每個(gè)步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計(jì)一個(gè)零件，需要花好長時(shí)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(jià)的。因此，我們也要用心去體會(huì)每個(gè)設(shè)計(jì)者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)不是很精確，需在以后的實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)。 綜上所述：這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我以后的工作起了很大的幫助，我認(rèn)識(shí)到，無論是工作還是學(xué)習(xí)都必須做到認(rèn)真、謹(jǐn)慎，時(shí)時(shí)處處細(xì)心。 參考文獻(xiàn) [1] 《簡明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社，陳宏鈞，2007年； [2] 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 國防工業(yè)出版社，楊黎明，1996年； [3] 《夾具-非標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置》 機(jī)械工業(yè)出版社，Hiram E?Grant，1975年； [4] 《機(jī)械制圖》 中國地質(zhì)大學(xué)出版社，王五一，2006年； [5] 《機(jī)械制造工藝》 高等教育出版社，張緒祥，2007年； [6] 《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社，浦林祥，1995年； [7] 《機(jī)床夾具圖冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社，上海機(jī)械專科學(xué)校，1998年。 - 18 -