支撐塊說(shuō)明書(shū)

1、鄭州科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)班 級(jí) ： 機(jī)制本13班姓 名 陳宇森指導(dǎo)老師 ： 韓彥勇學(xué) 號(hào)： 201233403 鄭州科技學(xué)院二零一五年十月 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程名稱： 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題 目： 支撐塊機(jī)械加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)： 十三班學(xué) 號(hào)： 201233403 姓 名： 陳宇森 起訖日期：指導(dǎo)教師： 韓彥勇目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)11.1設(shè)計(jì)題目11.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容12.零件分析12.1 零件的作用12.2 零件的尺寸及技術(shù)要求23.確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形狀33.1選擇毛坯的制造方式33.2毛坯尺寸確定33.3繪制毛坯

2、圖44.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)54.1定位基準(zhǔn)的選擇54.2工件表面加工方法的選擇54.3制定加工工藝路線64.4確定加工余量、工序尺寸及公差74.5選擇機(jī)床及對(duì)應(yīng)夾具、量具、刃具104.6確定切削用量、基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）115.夾具設(shè)計(jì)145.1設(shè)計(jì)要求145.2夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算145.3夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明15主要參考資料181.設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為5000件的支撐塊的機(jī)械加工工藝規(guī)程及典型夾具。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1） 零件圖 1張（2） 毛坯圖 1張（3） 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 1份（4） 機(jī)械加工工序卡 1份（5） 夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1張（6） 夾具體零件圖 1張（7） 課

3、程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份2.零件分析2.1 零件的作用對(duì)工作零件起支撐、定位作用。圖2-1零件圖 如圖2-1 支承塊階梯孔、60mm表面、50mm表面是重要加工表面。根據(jù)零件的尺寸、形位要求，60mm表面有平行度要求，50mm表面對(duì)階梯孔37的中心線有垂直度要求。零件材料：支承塊的工作性能要求選擇45號(hào)鋼，45號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，硬度不高，易切削加工，但要進(jìn)行熱處理。調(diào)制處理后45號(hào)鋼零件具有良好的機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是一些在交變荷載下工作的連桿、螺栓、齒輪、及軸類等。但表面硬度低，不耐磨。可用調(diào)制+表面淬火提高零件表面硬度。2.2 零件的尺寸及技術(shù)要求如表2-2 粗糙面度

4、尺寸精度尺寸公差形位公差階梯孔1.6IT7與上表面有垂直度要求0.02階梯孔階梯端面3.2左右表面AB1.6IT8AB表面有對(duì)稱度要求0.02上下表面CD3.2外圓3.2螺紋底孔3-M5深126.3螺紋底孔M16X1.56.33.確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形狀3.1選擇毛坯的制造方式根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求，本零件是中批、大批大量生產(chǎn)，還有零件的材料要求（45號(hào)鋼）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鍛造。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（機(jī)械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編） 零件材料為45鋼，采用模鍛，精度可達(dá)到IT11-15，因此毛坯的加工余量一般。3.2毛坯尺

5、寸確定（1） 鍛件質(zhì)量 （2） 鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) 所以為。 （3） 分模線形狀：平直對(duì)稱（4） 鍛件的材質(zhì)系數(shù)：45號(hào)鋼含碳量0.420.5%，所以材質(zhì)系數(shù)為級(jí)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)參照模鍛件機(jī)械加工余量與公差標(biāo)準(zhǔn)（JB3834-1985）執(zhí)行。鍛件的公差范圍為普通級(jí)。查表的尺寸及公差如下：階梯孔 ，左右表面AB ，外圓 43 ，上下表面CD 53，GH面98，EF面偏離零件設(shè)計(jì)面1.5mm。3.3繪制毛坯圖 4.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4.1定位基準(zhǔn)的選擇（1）精基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)該零件的技術(shù)要求，選擇37的孔為精基準(zhǔn)。零件上的很多表面都可以用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”。為了保證50mm表面

6、與其中心線垂直和保證60mm表面和零件的對(duì)稱面平行，須先將37的孔加工出來(lái)，再用它定位滿足其他尺寸要求。（2）粗基準(zhǔn)的選擇:作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺陷。對(duì)于本零件而言，選擇50mm表面作為粗基準(zhǔn)。該表面毛坯質(zhì)量好，余量均勻。4.2工件表面加工方法的選擇（1） 階梯孔加工方法：粗鏜、半精鏜、精鏜（2） 50mm面CD：粗銑、精銑（3） 60mm面AB：粗銑、半精銑、精銑（4） 直徑40mm外圓表面：粗車、精車（5） 95mm面GH：粗銑（6） EF面：粗銑（7） 螺紋孔M16X1.5：鉆孔、攻螺紋（8） 螺紋孔3-M5：鉆孔、攻螺紋（9） 半圓孔4-R3：插齒4.3制定

7、加工工藝路線 加工工藝方案分析：遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，應(yīng)先加工37的孔。按照“先粗后精”的原則，先安排粗加工工藝，后安排精加工工藝。遵循“先主后次”的原則，先加工主要表面直徑37的孔級(jí)臺(tái)階孔端面，50mm表面，60mm表面，40mm外圓；后加工次要表面M16X1.5螺紋孔和3個(gè)M5深12的螺紋孔。遵循“先面后孔”原則，先加工支承塊四個(gè)表面、外圓表面，在加工3個(gè)孔。由于生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，故采用通用機(jī)床配專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)降低成本。因此確定加工路線如下：工序10： 粗銑上下面CD工序20： 粗鏜、半精鏜、精鏜37階梯孔。粗鏜至尺寸31和、半精鏜至尺寸、 精

8、鏜至尺寸工序30： 精銑上下面CD工序40：粗車、精車40外圓并倒角工序50： 精車37階梯孔的階梯端面工序60： 粗銑、半精銑、精銑左右面AB；工序70：粗銑G、H面工序80：粗銑E、F面工序90： 鉆螺紋孔、攻螺紋；工序100：鉆螺紋孔、攻螺紋；工序110： 插齒工序120：清洗、檢驗(yàn)入庫(kù)4.4確定加工余量、工序尺寸及公差階梯孔孔徑，表面粗糙度為1.6，加工方案為粗鏜、半精鏜、精鏜， 階梯孔端面表面粗糙度為3.2而且有尺寸要求，加工方案為精車，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（見(jiàn)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表）精鏜加工余量=0.5mm 半精鏜加工余量=2mm

9、粗鏜加工余量=4.5mm毛坯總余量=各工序余量之和=（0.5+2+4.5）mm=7mm 精車加工余量=0.2mm（2）計(jì)算各工序尺寸的基本尺寸精鏜后孔徑應(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=mm（設(shè)計(jì)尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次為半精鏜=（37-0.5）mm=36.5mm粗鏜=(36.5-2)mm=34.5mm毛坯=（）mm=30mm（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=0.10m

10、m(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-4)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)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=0.7mm。（4）工序尺寸偏差按“入體原則”標(biāo)注精鏜：mm半精鏜：mm粗鏜：mm毛坯孔：mm為了清楚起見(jiàn)，把上述結(jié)果匯于表5-1中。表5-1 孔的工序尺寸及公差的計(jì)算 mm工序名稱工序間雙邊余量工序達(dá)到的公差工序尺寸及公差精鏜0.5IT7（H7）半精鏜2IT10粗鏜3.5IT12毛坯孔- mm 鏜孔深度40-0.2=39.8mm 上下面C、D經(jīng)過(guò)了粗銑和精銑，用查表法確定各道工序的加工余量計(jì)算各工序尺

11、寸的基本尺寸。 粗銑（單邊）余量 =1.0mm 表面粗糙度6.3 精銑（單邊）余量=0.5mm 表面粗糙度3.2外圓表面經(jīng)過(guò)了粗車、精車兩道工步用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下粗車加工余量=2.8mm(見(jiàn)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表)精車加工余量=0.2mm(見(jiàn)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表)毛坯總余量=各工序余量之和=（2.8+0.2）mm=3mm用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量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。 精銑前半精銑取IT11級(jí)，查表得=0.22mm(機(jī)械制造技術(shù)

12、基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表) 粗鏜取IT12級(jí)，查表得=0.35mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表)為了清楚起見(jiàn)，把上述結(jié)果匯于表中。 AB表面的工序尺寸及公差的計(jì)算 mm工序名稱工序間雙邊余量工序達(dá)到的公差工序尺寸及公差精銑0.5IT8半銑鏜1IT11粗銑1.5IT12毛坯孔- mm由于G、H、E、F表面只要粗銑就可以達(dá)到加工要求所以它們工序的加工余量均為1.5。五、選擇機(jī)床及對(duì)應(yīng)夾具、量具、刃具4.5選擇機(jī)床及對(duì)應(yīng)夾具、量具、刃具 （1）工序10、30、60、70、80是銑削加工，各工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率，根據(jù)工件尺寸選用X5020A立式銑床。（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-5）（

13、2）工序90、100是鉆孔、攻螺紋。根據(jù)工件尺寸可以選用Z5125A型立式鉆床。（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-6）（3）工序20是粗鏜、半精鏜、精鏜孔，根據(jù)工件尺寸可以選用T618型臥式鏜床。（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-9） （4）工序40、50是車削加工。根據(jù)工件尺寸可以選用CA6140型臥式車床。 （5）工序110是插孔。根據(jù)工件尺寸選用Y54B型插齒機(jī)。 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?？梢栽O(shè)計(jì)專用夾具。 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)，參考本書(shū)有關(guān)資料，選擇如下。（1）選擇加工孔用量具。mm孔經(jīng)粗鏜、半精鏜、精

14、鏜三次加工。粗鏜至mm，半精鏜mm。 a. 粗鏜孔mm，公差等級(jí)為ITl2，選擇測(cè)量范圍0mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。 b. 半精鏜孔mm，公差等級(jí)為IT10，選擇測(cè)量范圍0mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。c. 精鏜孔mm，由于精度要求高，加工時(shí)每個(gè)工件都需進(jìn)行測(cè)量，故宜選用極限量規(guī)。根據(jù)孔徑可選三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)（GB/T 6322-1986)。（2）15螺紋孔、4螺紋孔，選擇測(cè)量范圍0mm-20mm的內(nèi)徑千分尺即可。（3）其他尺寸如：AB面、CD面、GH面的尺寸可以選用0mm-100mm游標(biāo)卡尺。（1）銑削AB、CD、EF、GH面時(shí)，選用鑲齒套式硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=80mm（2）

15、鏜孔時(shí)選用機(jī)夾單刃硬質(zhì)合金鏜刀直徑D=20mm（3）車階梯孔階梯端面時(shí)選用端面車刀。（4）鉆孔mm時(shí)，選用直柄麻花鉆，直徑mm。（5）鉆孔mm時(shí)，選用直柄麻花鉆，直徑mm。（6）攻螺紋時(shí)用M16、M5的螺紋刀。（7）插齒時(shí)選用的插刀。4.6確定切削用量、基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） (A)確定切削用量 a.確定背吃用量粗鏜時(shí)，為提高效率，一般選擇鏜削背吃刀量等于加工余量，一個(gè)工作行程鏜完，所以粗鏜大孔時(shí)加工余量為4.5mm，選擇背吃刀量b.確定進(jìn)給量和切削速度1）根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-83，選擇進(jìn)給量為0.8mm/r 切削速度為0.45m/s.2）確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)

16、基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-7取粗鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。3）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=60000vd=60000×0.453.14×34.5=249.23r/min(B)確定時(shí)間定額基本時(shí)間Tb=l+l1+l2fn=0.23min查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-10得：l=40mm，l1=3mm，l2=3mm。（A）確定切削用量a 確定背吃用量半精鏜時(shí)，半精鏜時(shí)一般為1.53mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即ap=2mm。0b確定進(jìn)給量和切削速度1)根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-83，選擇進(jìn)給量為0.6mm/r 切削速度為0.45m/s.2）確定

17、鏜刀的磨鈍標(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取半精鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。103）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=60000vd=60000×0.453.14×36.5=235.58r/min（B）確定時(shí)間定額基本時(shí)間Tb=l+l1+l2fn=0.33min查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-10得：l=40mm，l1=3mm，l2=3mm。精鏜（A）確定切削用量a. 確定背吃用量取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即ap=0.5mm。b. 確定進(jìn)給量和切削速度1）根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-83，選擇進(jìn)給量為0.3mm/r 切削速度為0.45m/s.

18、2）確定鏜刀的磨鈍標(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取半精鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。3）確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=60000vd=60000×0.453.14×37=232.40r/minTb=l+l1+l2fn=0.66min技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-10得：l=40mm，l1=3mm，l2=3mm。5.夾具設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)要求 根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)一個(gè)車40外圓的專用夾具。加工要求為：加工外圓，保證同軸度。因此，必須限制的自由度為X、Z方向的旋轉(zhuǎn)自由度。夾具的主要結(jié)構(gòu)為：莫氏5號(hào)錐度軸、過(guò)渡盤(pán)、2個(gè)定位元件、夾緊裝置、平衡塊、螺母等。具體見(jiàn)附圖。5

19、.2夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 必要的加工精度分析、計(jì)算：定位形式為兩垂直平面定位，定位誤差計(jì)算公式為機(jī)床Z方向上誤差 =2（50-45）=10機(jī)床Y方向上誤差=2x（63-51.5）=13為兩定位元件垂直度誤差。 必要的夾緊力的分析、計(jì)算：工件以兩個(gè)垂直平面定位，側(cè)向夾緊。所需的夾緊力為5.3夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明車床專用夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 在車床上加工回轉(zhuǎn)面時(shí)，要求工件被加工面的軸線與車床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置，必須保證這一點(diǎn)。選擇50mm表面中的一個(gè)表面和60mm表面中的一個(gè)，共兩個(gè)相互垂直的表面作定位面，如圖所示。 在車削過(guò)程中，由于工件和夾具隨主軸旋轉(zhuǎn)，除工件受切削扭矩的作用外，整個(gè)夾具還受到離心力的作用。此外，工