1機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì) KCSJ-02 套筒座 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及典型夾具（年度生產(chǎn)綱領(lǐng)為 8000 件）選題說(shuō)明：請(qǐng)?jiān)谶x題附圖中任選一種進(jìn)行設(shè)計(jì)。學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 （簽字）年 6 月 13 日機(jī)電工程系（蓋章）2機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì) KCSJ-02 套筒座 零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及典型夾具（年度生產(chǎn)綱領(lǐng)為 8000 件）內(nèi)容：1. 零件圖 1 張 4#2. 毛坯圖 1 張 4#3. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片 1 張 4#4. 夾具裝配圖 1 張 1#5. 夾具零件圖 1 張 2#6. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 份3目錄機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 .2目錄 .3序 言 .4一、設(shè)計(jì)目的 .4二、零件分析 .41.零件的作用 42.零件的工藝分析 43.畫零件圖 5三、確定毛坯 .5四、機(jī)械加工工藝路線設(shè)計(jì) .51.選擇定位基準(zhǔn) 52.制定工藝路線 63.支承孔的工序尺寸及公差計(jì)算 74.底面 A 的工序尺寸及公差計(jì)算 .95.其他加工面的加工余量的確定 10五、夾具設(shè)計(jì) .131.確定定位方案，選擇定位元件 132.確定導(dǎo)向裝置 143.確定夾緊機(jī)構(gòu) 144.確定其他裝置 145.設(shè)計(jì)夾具體 14參考文獻(xiàn): 154序 言機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械類專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容覆蓋金屬切削原理和刀具、機(jī)械加工方法及設(shè)備、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)及工藝裝備等，因而也是一門實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)的課程，必須通過實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)才能使學(xué)生對(duì)該課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解，也只有通過實(shí)踐才能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和獨(dú)立工作能力。因此，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，也成為機(jī)械類專業(yè)的一門重要實(shí)踐課程。一、設(shè)計(jì)目的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的目的是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和進(jìn)行了校內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后讓學(xué)生獲得綜合運(yùn)用過去所學(xué)過的全部課程進(jìn)行工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本能力。同時(shí)，課程設(shè)計(jì)也是為了畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練和準(zhǔn)備。本次課程設(shè)計(jì)的課題是套筒座的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備的設(shè)計(jì)，主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括套筒座的毛坯圖，零件圖，夾具裝配圖及裝配圖上的兩個(gè)零件圖，還有工藝過程卡片和工序卡各一張。首先是設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程，然后是機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)，最后是機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)。二、零件分析1.零件的作用2.零件的工藝分析套筒座是支承套筒的作用，起定位、夾緊套筒的作用。技術(shù)要求有套筒座的圓角為 R3-R5，倒角 1.5 ，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基準(zhǔn)，所以底面的粗糙度也有很高的要求。底面的 6 個(gè)螺栓孔上表面也有表面粗糙度的要求，還有套筒支承孔自身有個(gè)圓柱度要求。具體的要求是：套筒支承孔對(duì)底面的平行度為 0.01；套筒支承孔的圓柱度是 0.01；套筒支承孔內(nèi)表面粗糙度 R 值為 1.6；底面的表面粗糙度要求5是 R 值為 1.6；底面 6 個(gè)螺栓孔上表面粗糙度要求是 R 值為 1.6；還有套筒支承孔兩斷面表面粗糙度是 R 值為 6.3；頂面螺紋孔上表面粗糙度要求是 R 值為 12.5。根據(jù)零件的復(fù)雜程度，我們選擇鑄造制作毛坯。選擇 HT250，其強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)。需要進(jìn)行人工時(shí)效處理，即將鑄件重新加熱到 530-620C°，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫（2-6h） ，利用塑性變形降低應(yīng)力，然后在爐內(nèi)緩慢冷卻至 200C°以下出爐空冷。經(jīng)時(shí)效退火后可消除 90%以上的內(nèi)應(yīng)力。該零件的機(jī)械加工工藝性我覺得很好，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)工藝性良好，需要精加工的內(nèi)孔相對(duì)于不加工的內(nèi)孔有臺(tái)階，便于退刀。另外還有 2 個(gè)加強(qiáng)筋。重要加工面都有技術(shù)要求，符合使用性能。3.畫零件圖見附頁(yè)三、確定毛坯根據(jù) KCSJ-02 套筒座生產(chǎn)綱領(lǐng)為 8000 件/年的要求，本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的復(fù)雜程度及加工表面與非加工表面的技術(shù)要求，我們選擇毛坯的制造方式為鑄造。鍛造難達(dá)到這樣的形狀要求，生產(chǎn)成本也較高。鑄造可以大批量生產(chǎn)，成本較低，能夠造出這樣零件形狀復(fù)雜的鑄件。根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》 （華中科技大學(xué)出版社） 零件材料為 HT250 鋼，采用金屬型鑄造，精度可達(dá)到 3.2—10，因此毛坯的加工余量比較小。16 頁(yè)繪制鑄件毛坯零件圖：見附頁(yè)四、機(jī)械加工工藝路線設(shè)計(jì)1.選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)是未經(jīng)加工的面，第一步工序是粗銑底面 A，我們選擇670 的兩端面作為粗基準(zhǔn)，然后以加工后的底面 A 為精基準(zhǔn)加工幾個(gè)孔的上?表面及 70 的兩個(gè)端面和底面 A 的右端面。再以底面 A 和工藝孔為精基準(zhǔn)加工支承孔，考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，所以粗基準(zhǔn)就是 70 的兩端面，精基準(zhǔn)就是底面 A?和幾個(gè)工藝孔。所以我們加工都是先加工精基準(zhǔn)。2.制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn)010 粗銑底面 A m70?處外圓及端面020 粗銑底面孔平面及上面的螺紋孔面粗銑后的底面 A030 粗銑支承孔右端面及底面的右端面 處外圓及底面 A040 粗銑支承孔左邊端面粗加工的圓 處外70?圓及底面 A050第一次鉆螺紋孔 和底m70?面孔 mm粗加工的底面 A060 粗鏜支承孔 粗加工的底面 A 和工藝孔070 半精銑底面 A m70?圓及兩端面080 半精鏜支承孔 半精銑的底面 A090 精銑底面 A 至尺寸以粗加工的 及兩端面100 精銑底面螺栓孔 精銑后的底面 A73.支承孔的工序尺寸及公差計(jì)算支承孔孔徑 50H7，表面粗糙度為 1.6，加工方案為粗鏜、半精鏜、磨削，?下面求解各道工序尺寸及公差。（1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下。精鏜加工余量=0.3mm(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-40) 半精鏜加工余量=0.8mm(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-39)粗鏜加工余量=4mm(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-39)毛坯總余量=各工序余量之和=（0.3+0.8+4）mm=5.1mm（2）計(jì)算各工序尺寸的基本尺寸磨削后孔徑應(yīng)達(dá)到圖樣規(guī)定尺寸，因此磨削工序尺寸即圖樣上的尺寸 =3D?mm（設(shè)計(jì)尺寸） 。其他各道工序基本尺寸依次為.035?半精鏜 =（50-0.3）mm=49.7mm2D粗鏜 =(49.7-0.8)mm=48.9mm1毛坯 =（48.9-4）mm=44.9mm0（3）確定各道工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度確定，查閱相關(guān)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教材中各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度表或參閱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖 2-9 進(jìn)行選擇。精鏜前半精鏜取 IT10 級(jí)，查表得 =0.10mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2T3-4)110 精鏜孔 50H7 至尺寸并倒角?精加工后的底面 A120 攻螺紋 M6 及擴(kuò)孔 10.5 并倒角精加工后的底面 A130 檢驗(yàn)入庫(kù)8粗鏜取 IT12 級(jí)，查表得 =0.25mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 3-4)1T毛坯公差取自毛坯圖，這里查閱《機(jī)械零件工藝性手冊(cè)》 （GB/T 6414-1999） ，取 = 2mm。0T?（4）工序尺寸偏差按“入體原則”標(biāo)注精鏜： mm03.5??半精鏜： mm1.0749粗鏜： mm25.8?毛坯孔： mm.??4.底面 A 的工序尺寸及公差計(jì)算底面 A 經(jīng)過了粗銑、半精銑和磨削。（1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下精銑加工余量=0.5mm(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-52)半精銑加工余量=1.3mm(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-51)粗銑加工余量=2mm(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 5-49)毛坯總余量=各工序余量之和=（0.5+1.3+2）mm=3.8mm（2）計(jì)算各工序尺寸的基本尺寸。精銑平面后應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的尺寸，因此磨削工序尺寸即是圖樣上的尺寸，表面粗糙度 1.6，磨削能達(dá)到的等級(jí)取 H= mm。其他各工序063.1?基本尺寸依次為半精銑 H=（10+0.5）mm=10.5mm粗銑 H=（10.5+1.3）mm=11.8mm毛坯 H=（11.8+2）mm=13.8mm9（3）確定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度確定，查閱相關(guān)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教材中各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度表或參閱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖 2-10 進(jìn)行選擇。精銑前半精銑去 IT11 級(jí)，查表得 T =0.25mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)2計(jì)表 3-4)粗銑取 IT12，查表得 T =0.4mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 3-4)1毛坯公差取自毛坯圖，這里查閱《機(jī)械零件工藝性手冊(cè)》 （GB/T 6414-1999） ，取 = 2mm。0T?(4)工序尺寸偏差的標(biāo)注精銑： mm063.1?半精銑： mm25.0粗銑： mm63.8?毛坯： mm.15.其他加工面的加工余量的確定具體可以根據(jù)相應(yīng)的表查出結(jié)果如下粗銑底面工藝孔凸臺(tái)平面（1.0mm）及螺紋上表面（1.0mm） 。粗銑支承孔的兩個(gè)端面及底面右端面（3mm）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以畫出零件的毛坯圖，見附頁(yè)（見圖紙 1） 。工序 10 粗銑（1）確定切削用量a．確定背吃刀量粗銑時(shí)，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)10工作行程完成，所以粗銑底面 A 的加工余量為 2mm，選擇背吃刀量 。2pam?b．確定進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 5-72，選擇每齒進(jìn)給量 為zf0.2mm/z.c．選取切削速度根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 5-72，選擇切削速度。40/mincv?（2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 9.4-6，取粗銑高速鋼鑲齒圓柱銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.5mm，由表 9。4-7 查得刀具的耐用度 。180minT?（3）確頂機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 sn。104015/.8svnrd????工序 70 半精銑（1）確定切削用量a．確定背吃刀量半精銑時(shí)，背吃刀量一般為 0.5―2mm，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a=1.3mm。b．確定進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 5-72，選擇每齒進(jìn)給量 為zf0.3mm/z.c．選取切削速度根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 5-72，選擇切削速度。34.6/mincv?11（2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 9.4-6，取粗銑高速鋼鑲齒圓柱銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.5mm，由表 9。4-7 查得刀具的耐用度 。180minT?（3）確頂機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 sn。1034.618/.0svnrd????工序 90 精銑（1）確定切削用量a．確定背吃刀量精銑時(shí)，精銑時(shí)一般為 0.1~1mm 或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a=0.5mm。b．確定進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 5-72，選擇每齒進(jìn)給量 為zf0.12mm/z.c．選取切削速度根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 5-72，選擇切削速度。49/mincv?（2）確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 9.4-6，取粗銑高速鋼鑲齒圓柱銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為 0.5mm，由表 9。4-7 查得刀具的耐用度 。180minT?（3）確頂機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 sn。10415/.80svnrd????工序 50 鉆孔（1） 確定切削用量a. 確定背吃刀量12因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為 9.8mm。一次工作行程鉆完，所以選擇背吃刀量 a=9.8mm。b. 確定進(jìn)給量根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 5-64，選擇進(jìn)給量 f 為0.5mm/rc. 確定切削速度根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 5-66,選擇切削速度Vc=0.45m/s（2）確定鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表 3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度 T=100min。五、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。在加工零件曲柄時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。機(jī)床夾具（夾具）是在機(jī)械加工中使用的一種工藝裝備，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)被加工工件的定位和夾緊。通過定位，使被加工工件在夾具中占有同一個(gè)正確的加工位置；通過夾緊，克服加工中存在的各種作用力，使這一正確的位置得到保證，從而使加工過程得以順利進(jìn)行。本夾具是工序鉆孔 Φ10H9 而設(shè)計(jì)的專用夾具，加工曲柄零件小孔的夾具，根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)鉆床，需要設(shè)計(jì)加工小孔 Φ10H9 的鉆床夾具一套。1.確定定位方案，選擇定位元件 每道工序的定位方案需要根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)、加工方法和具體的加工要素等情況來(lái)確定。見《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表得：加工平面上的通13孔必須限制的自由度是 X、Y 方向的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；內(nèi)孔為工件定位基準(zhǔn)，短心軸限制 X、Y 的移動(dòng)自由度；長(zhǎng)心軸限制 Y、X 的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。結(jié)合本零件的實(shí)際情況，考慮工件的加工結(jié)構(gòu)，可以采用“一面兩銷”的定位方式。采用 mm 和 mm 的孔作為兩銷的位置，而以φ 18φ 0的端面作為主要定位面加工 H9。本工序要求保證的位置精度主要是φ 18φ小孔距離打孔的距離為 ，根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則，選擇大孔為主要的定0.35?位基準(zhǔn)，零件圖上規(guī)定的定位基準(zhǔn)是恰當(dāng)?shù)?，定位元件選擇長(zhǎng)銷，限制四個(gè)自由度，一個(gè)小斷面限制一個(gè)自由度，和一個(gè)活動(dòng) V 型塊，限制一個(gè)自由度，從而實(shí)現(xiàn) 6 個(gè)自由度的全面定位2.確定導(dǎo)向裝置本工序小頭 Φ10H9，加工要求比較高，采用一次裝夾完成鉆，粗膛，半精鏜，精鏜四個(gè)工步的加工，故此夾具選用快換鉆套作為導(dǎo)向元件，相應(yīng)的機(jī)床上采用快換夾頭。3.確定夾緊機(jī)構(gòu)針對(duì)成批生產(chǎn)的工藝特征，此夾具選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)壓夾工件，在定位銷商直接做出一段螺桿。裝夾工件時(shí)，先將工件定位孔裝入帶有螺母的定位銷上，接著向右移動(dòng) V 型塊使之于工件小頭外圍相靠實(shí)現(xiàn)定位，然后工件與螺母之間插上開口墊圈，擰緊螺母壓緊工件。4.確定其他裝置為減小工件加工時(shí)的變形，保證加工時(shí)工藝系統(tǒng)的剛度，靠近工件的加工14部位增加輔助支撐，設(shè)計(jì)活動(dòng) V 型塊的矩形導(dǎo)向和螺桿驅(qū)動(dòng)裝置。5.設(shè)計(jì)夾具體夾具體的設(shè)置應(yīng)該綜合考慮，使各個(gè)部分通過夾具體能夠有機(jī)的聯(lián)系在一起，形成一個(gè)整體 。在考慮夾具與機(jī)床的連接，因?yàn)樵诹⑹姐@床上使用。夾具安裝在工作臺(tái)上直接用鉆套找正，并用壓板固定。故只需在夾具體上留出壓板位置即可，不需要專門的夾具與機(jī)床的單位連接元件。鉆模板、矩形導(dǎo)軌和夾具體一起用四根螺栓和 2 跟銷子定位。夾具體上表面與其他的元件接觸部位均做成等高的凸臺(tái)以減少加工面積，夾具體底面設(shè)計(jì)成同時(shí)可以接觸的形式以改善接觸狀況，提高安裝的穩(wěn)定性。參考文獻(xiàn): [1] 孟少農(nóng). 機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.[2] 趙家奇 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書—2 版.---北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.[3] 皺青. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[4] 黃如林. 金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.[5] 王先菱. 機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[7] 崇凱. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007.[8] 蔡蘭. 機(jī)械零件工藝性手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.[9] 李云主 ,機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊(cè).-- 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997.8