機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計59308

1、一、目 錄 摘要 1、設(shè)計目的及要求 2、零件的工藝分析 3、選擇毛坯，設(shè)計毛坯4、制定加工工藝路線 5、工序設(shè)計6、確定切削用量及基本時間7、機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡8、夾具的設(shè)計9、小結(jié)摘要本課程設(shè)計主要培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力，使學(xué)生進一步鞏固有關(guān)理論知識，掌握機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的方法，提高獨立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。這次設(shè)計的是車床夾具，分別繪制了零件圖、毛坯圖、夾具體圖、裝配圖各一張，機械加工工藝過程卡片一張。在熟悉被加工零件的基礎(chǔ)上，接下來根據(jù)零件的材料性質(zhì)和零件圖上各端面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。

2、然后我們再根據(jù)定位基準先確定粗基準，后確定精基準，最后擬定工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。通過查閱各種書籍完成本次課程設(shè)計任務(wù)。關(guān)鍵詞：工藝路線，工序設(shè)計，車床夾具一、設(shè)計目的及要求掌握編制零件機械加工工藝規(guī)程的方法，能正確解決中等復(fù)雜程度零件在加工中的工藝問題。提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。通過設(shè)計夾具的訓(xùn)練，根據(jù)被加工零件要求，設(shè)計出能保證加工技術(shù)要求、經(jīng)濟、高效的工藝裝備。學(xué)會使用與機械加工工藝和工裝設(shè)計有關(guān)的手冊及圖紙資料 二、零件的工藝分析原始資料如下：零件材料： 40Cr技術(shù)要求： （1）清理毛刺； （2）調(diào)質(zhì)處理。生產(chǎn)批量： 大批量生產(chǎn)，2班制零件圖樣分析：尺寸：如圖所示

3、 粗糙度：下凹面旁邊兩個支撐腳粗糙度要求為3.2，左端面粗糙度要求為3.2，內(nèi)孔粗糙度要求為3.2，底部凹面中間的粗糙度保持原供應(yīng)面，其余表面要求為6.3.精度要求：由該零件的功用和技術(shù)要求，確定其精度為一般級數(shù)。三、選擇毛坯，設(shè)計毛坯1、確定毛坯的種類機械產(chǎn)品及零件常用毛坯種類有鑄件、鍛件、焊接件、沖壓件以及粉末冶金件和工程塑料等。根據(jù)要求的零件材料，零件對材料組織性能的要求，零件結(jié)構(gòu)及外形尺寸，零件生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇合適的毛坯，材料為40Cr，考慮到車床在削螺紋或者其他車削工作中經(jīng)常要正反向翻轉(zhuǎn)，該零件經(jīng)常承受沖擊負荷以及向下的壓力，所以應(yīng)選擇鑄件，又考慮到該零件需大量生產(chǎn)，因此，我們選擇金屬

4、模機器造型，從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上講也是應(yīng)該的。 2、確定毛坯的形狀從減少機械加工余量和節(jié)約金屬材料出發(fā)，毛坯選擇接近零件的形狀，各加工表面總余量和毛坯種類。3、鑄件機械加工余量、毛坯尺寸和公差的相關(guān)因素4、要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定以下各項因素。(1)公差等級。由該零件的功用和技術(shù)要求，確定公差為普通級。(2)質(zhì)量mf。(3)零件表面粗糙度。除底面、左端面和孔的粗糙度為Ra3.2以外，其余各加工表面的粗糙度都為Ra6.3.主要尺寸面零件尺寸單面余量毛坯尺寸198的左端面高198421628的上端面長28232215的底座斷面長215422378的左右端面的寬78486

5、28的底座右端面高283.234.454的孔543.5615、確定毛坯尺寸公差表二 毛坯尺寸允許偏差（/um）（公差等級為IT14）鑄件尺寸偏差960.87480.74260.522081.15830.8730.40,6247+0.142-0.08四、制定加工工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，適應(yīng)當時零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到妥善的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定的成批成生產(chǎn)條件下，可以考慮通用機床并配以專用夾具，并盡量使工序集中以提高生產(chǎn)率。除此以外，還要考慮經(jīng)濟因素，以便使生產(chǎn)成本降低。1、基準的選擇因為我們要保證孔的加工余量均勻，壁厚并沒有保證，因此我們選擇孔和左端面為粗基準加工

6、，保證了加工余量均勻。如零件圖示，孔的軸線與底面高140mm，這一設(shè)計尺寸的設(shè)計基準是底面，選擇精基準時，若車孔工序以底面為定位基準，則定位基準和設(shè)計基準重合，滿足“基準重合”的原則，因此我們可以選擇孔和底面作為精基準。2、零件表面加工的選擇通過查閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)與工藝學(xué)課程設(shè)計教程表5-3，并判斷，得知以下結(jié)論：（1）端面。本零件的端面為平面，尺寸精度要求不高，表面粗糙度為Ra3.2和Ra6.3兩種要求，要求Ra3.2的端面可以選擇粗銑和半精銑。要求Ra6.3的端面可以選擇粗銑即可。（2）孔。本題要求車孔，粗糙度為Ra3.2，選擇IT13，用粗車和半精車（3）倒角。倒角曲面的粗糙度為Ra3

7、.2，因此我們選擇粗磨。3、機械加工工藝路線方案：工序一：以底面和右端面定位，粗銑上端面和左端面；工序二：以左端面和底面定位，粗銑右端面和距離底面高為24的端面；工序三：以底面和前端面定位，粗銑后端面；工序四：以底面和后端面定位，粗銑前端面；工序五：以底面和右端面定位，半精銑左端面；工序六：以孔和上端面定位，粗銑底面和距離底面高為5mm的端面；工序七：以孔和上端面定位，半精銑底面；工序八：磨倒角；工序九：以上端面和底面定位，粗車并半精車孔；工序十：鉗工去毛刺；工序十一：終檢 4、熱處理工序安排（1）鑄造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切

8、削加工性能。（2）調(diào)質(zhì)處理：由于所選用的鑄造材料是40Cr，我們的調(diào)制處理選擇在淬火之后進行回火，一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。5、工序設(shè)計選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備5.1選擇機床（1）工序一、二、三、四、五七是粗銑和半粗銑，工序步數(shù)不多，大量生產(chǎn)，尺寸不大，而且精度不高，故選用臥式銑床X62.（2）工序六和工序七可采用立式車床C518（3）工序八考慮零件成批生產(chǎn)，所以采用磨床。5.2選擇夾具本零件我們決定自己設(shè)計夾具，因此選用專用夾具。5.3選擇刀具（1）車床上加工的工序，一般都選用硬質(zhì)合金車刀，加工鑄件用YG類硬質(zhì)合金，粗加工用YG5，半精車用YG15，為提高生產(chǎn)率

9、及經(jīng)濟性，應(yīng)選用可轉(zhuǎn)為車刀。（2）銑刀選鑲齒三面刃銑刀，確定銑刀長30mm。5.3確定工序尺寸表三 零件工序加工余量和表面粗糙度（mm）加工表面工序雙邊余量表面粗糙度粗銑半精銑粗銑半精銑131Ra6.3Ra3.222-Ra6.334-Ra6.342-Ra6.351.5-Ra6.361.5-Ra6.374-Ra6.384-Ra6.394-Ra6.31021Ra6.3Ra3.211（孔）21.5Ra6.3Ra3.2六、確定切削用量及基本時間6.1工序一切削用量及基本時間的確定6.2.切削用量本工序為粗車（上端面和左端面）。已知材料為40Cr，鑄件，有外皮，機床為C620-1型臥式車床。確定車面1（

10、左端面）的切削用量。首先選擇刀桿尺寸=16mm*25mm，刀片厚度為4.5mm，再查表可知，刀具的前角等于12度，后角等于6度，主偏角等于90度，副偏角等于10度，刃傾角等于0度。確定背吃刀量ap。由表三已知我們確定端面1的加工余量為1.5mm。確定進給量f。根據(jù)每個面的粗糙度的不同，我們通過查閱劉長青的機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)表5-104，可知當粗糙度為6.3時，進給量f等于0.40mm/r0.50mm/r，當粗糙度為3.2時，進給量f等于0.25mm/r0.40mm/r，所以該面的進給量為0.30mm/r。選擇車床磨鈍標準及耐用度。根據(jù)切削用量簡明手冊中的相關(guān)內(nèi)容，我們確定車刀后刀面最大磨

11、損量為1mm，耐用度T=30min。確定切削速度v。根據(jù)切削用量簡明手冊?？芍邢魉俣鹊挠嬎愎綖椴殚唲㈤L青的機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)表5-109，=189.8，=0.15，=0.20，m=0.20，=0.9 0.8 0.65=0.468，T=30，則 按C620-1車床的轉(zhuǎn)速，選擇n=260 校驗機床功率。根據(jù)切削用量簡明手冊可知，當Ab=580MPa970MPa時，ap2mm，f0.75mm/r,求得切削功率等于1.7KW。6.3 基本時間6.4計算工序一的基本時間。6.5當粗銑左端面時，根據(jù)切削用量簡明手冊，得知基本時間的計算公式為，式中，所以。6.6當粗銑上端面時，根據(jù)切削用量簡明手冊

12、，得知基本時間的計算公式為，式中，所以。工序一共用時間為=4.77min+0.72min=5.49min.6.7計算工序二的基本時間。6.8當粗銑右端面時，根據(jù)切削用量簡明手冊，得知基本時間的計算公式為，式中，所以6.9當粗銑距離底面高為24的端面時，根據(jù)切削用量簡明手冊，得知基本時間的計算公式為，式中，。工序二共用時間為=3.91min+4.41min=8.32min.6.10計算工序三和工序四的基本時間。式中，所以工序三和工序四的總時間=3.29min。6.11計算工序五的基本時間。當半精銑左端面時，根據(jù)切削用量簡明手冊，得知基本時間的計算公式為，式中，所以工序五的總時間=6.80min6

13、.12計算工序六的基本時間。當粗銑底面和端面時，所以工序六的總時間=5.18min6.13計算工序七的基本時間。當半精銑底面和端面時，所以工序七的總時間=7.77min6.14 計算工序八的基本時間。8磨倒角用時1min。6.15 計算工序九的基本時間。當粗車孔時， 當半精車孔時，所以工序九的總時間=0.36+0.26=0.62min六、機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡1.工藝過程綜合卡片 簡要寫明各道工序，作為生產(chǎn)管理使用。2.工藝卡片 詳細說明整個工藝過程，作為指導(dǎo)工人生產(chǎn)和幫助管理人員、技術(shù)人員掌握整個零件加工過程的一種工藝文件，除寫明工序內(nèi)容外，還應(yīng)填寫工序所采用的切削用量和工裝設(shè)備

14、名稱、代號等。3.工序卡片用于指導(dǎo)工人進行生產(chǎn)的更為詳細的工藝文件，在大批量生產(chǎn)的關(guān)鍵零件的關(guān)鍵工序才使用。（1）簡圖可按比例縮小，用盡量少的投影視圖表達。簡圖也可以只畫出與加工部位有關(guān)的局部視圖，除加工面、定位面夾緊面、主要輪廓面，其余線條可省略，以必需、明了為度。（2）被加工表面用粗實線（或紅線）表示，其余均用細實線。應(yīng)標明本工序的工序尺寸，公差及粗糙度要求。（3）詳見工序卡片三峽大學(xué)機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱共 1 頁第 1 頁材 料 牌 號40Cr毛 坯 種 類鑄件毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每 臺 件 數(shù)1備 注工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段設(shè) 備

15、工 藝 裝 備 工時 /s 準終 單件1 正火2調(diào)制處理3銑粗銑上端面和左端面臥式銑床X51通用夾具5.49min4銑粗銑右端面和距離底面高為28的端面臥式銑床X51通用夾具8.32min5銑粗銑后端面臥式銑床X51通用夾具3.29 min6銑粗銑前端面臥式銑床X51通用夾具7銑半精銑左端面臥式銑床X51通用夾具6.80 min8銑粗銑底面和距離底面高為5mm的端面臥式銑床X51通用夾具5.18min9銑半精銑底面臥式銑床X51通用夾具7.77min10磨磨倒角磨床通用夾具1.00min11車粗車并半精車孔54立式車床C520 專用夾具0.62min12鉗鉗工去毛刺鉗13終檢 設(shè)計（日期）審核

16、（日期） 標準化（日期）會簽（日期） 2014.11.22標記處數(shù)更改文件號簽字 日期標記處數(shù)更改文件號簽字 日期 七、夾具的設(shè)計本夾具是用車刀車出一個40的孔的專用夾具。7.1定位方案 工件以底面為定位基準，底座平面限制了工件的三個自由度，兩個側(cè)面限制了工件的三個自由度，共限制了留個自由度，屬于完全定位。7.2夾緊設(shè)計計算 估算夾緊力時，切削力本身在加工過程中由于材質(zhì)不均勻、刀具磨損等因素是變化的，所以按靜力平衡求得夾緊力大小乘以一定的安全系數(shù)予以修正，因此，所需的夾緊力為式中，-在一定條件下由靜力平衡計算出的夾緊力的大小。 -安全系數(shù)，通常情況下，取K為1.52.5。當夾緊力與切削力、工件

17、重力同向時，K值可較小，當夾緊力與切削力、工件重力反向時，K值取2.53.0.并查表知，光滑表面所需的摩擦系數(shù)為0.10.25.車削力的計算通過查閱機械設(shè)計制造指導(dǎo)書劉長青的表7-20，可知，當車孔時的計算公式為式中， -安全系數(shù)，取值1.08. -背吃刀量，取值1.5mm. -進給量，取值0.4mm.因此7.3誤差分析 由于工件的結(jié)構(gòu)，在夾緊定位的過程中，由于底盤的高速旋轉(zhuǎn)，上面的長方塊部分會產(chǎn)生離心力，產(chǎn)生扭矩，所以設(shè)計夾具的時候要加上平衡塊，另外，在夾緊力的作用下，工件會產(chǎn)生微小的彈性變形，這是不可避免的誤差。7.4結(jié)構(gòu)設(shè)計該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但孔軸線與底面的不平行度不能避免，適用

18、于加工要求不高的場合。八、小結(jié)通過這次機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計，我了解并認識了一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識，增強了理論聯(lián)系實際的能力，對自己將來的學(xué)習和工作是一次適應(yīng)性訓(xùn)練，鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，在設(shè)計的過程中，我在設(shè)計能力上有了一定的提高：從整體上了解了一套機構(gòu)由最初構(gòu)思到最后設(shè)計加工過程的一整套設(shè)計方案。通過這次設(shè)計，我基本掌握了一個中等復(fù)雜零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具的設(shè)計的方法和步驟等。同時也讓我熟悉了制圖軟件AUTOCAD的基本使用方法，為今后的工作打下一個良好的基礎(chǔ)，并且為自己畢業(yè)后進一步的學(xué)習和工作打好基礎(chǔ)。不過這次課程設(shè)計也反映了我自己的很多缺陷，首先是對制圖軟件的不熟悉，雖然曾經(jīng)學(xué)習過，不過由于長時間沒有使用過，只是很多基本操作已經(jīng)忘記，嚴重拖慢了自己做課程設(shè)計的進度；其次是自己對工藝過程機加工方式的不熟悉，很多工序只是憑自己的理解來設(shè)計的，錯誤之處多不勝數(shù)，雖然清楚這種狀況，但是因為對專業(yè)的不熟悉，