機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計年產(chǎn)十萬件的套筒座的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具設(shè)計

1、課 程 設(shè) 計 課程名稱： 機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計 設(shè)計題目： 年產(chǎn)量為100000件的套筒座的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具設(shè)計 學(xué) 院： 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 年 級： 101班 學(xué)生姓名： 李雄 指導(dǎo)教師： 蘇微 日 期： 2013.7.1-2013.7.12 教 務(wù) 處 制課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程 學(xué)院 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 專業(yè) 2010 年級學(xué)生姓名： 李雄 課程設(shè)計題目：年產(chǎn)量為100000件的套筒座的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具設(shè)計 課程設(shè)計主要內(nèi)容：1、 繪制套筒座零件的零件圖和毛坯圖。2、 設(shè)計套筒座零件的機械加工工藝規(guī)程，并填寫：1） 整

2、個零件的機械加工工藝過程卡；2） 整個零件關(guān)鍵工序的機械加工工序卡。3、 以小組為單位設(shè)計某工序的夾具一套，繪出總裝圖。4、 編寫設(shè)計說明書摘要 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)是機械類專業(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、機械加工方法及設(shè)備、互換性與測量技術(shù)、機械制造工藝學(xué)及工藝裝備等，因而也是一門實踐性和綜合性很強的課程，必須通過實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)才能使學(xué)生對該課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解，也只有通過實踐才能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力和獨立工作能力。機械制造課程設(shè)計是我們在學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程、技術(shù)基礎(chǔ)課程以及大部分專業(yè)課程之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前，對所學(xué)的各門課程的一次深入的

3、綜合性的總復(fù)習。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有非常重要的地位。因此，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計應(yīng)運而生，也成為機械類專業(yè)重要實踐課程。機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計的前提課程是機械設(shè)計，機械制造基礎(chǔ)，學(xué)生在設(shè)計中要自覺培養(yǎng)自己的獨立工作能力，在綜合選修課程知識和參考參考各種設(shè)計資料的基礎(chǔ)上，勤于思考，大膽創(chuàng)新。并要主動爭取指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，虛心向老師請教，特別是加強生產(chǎn)實踐經(jīng)驗方面的請教，力爭圓滿完成設(shè)計工作。關(guān)鍵詞：套筒座，夾具，切削用量，設(shè)計，工藝.序言  學(xué)生通過設(shè)計能獲得綜合運用過去所學(xué)過的全部課程進行機械制造工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進行一次

4、綜合訓(xùn)練和準備。它要求學(xué)生全面地綜合運用本課程及有關(guān)選修課程的理論和實踐知識，并進行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計和機床夾具的設(shè)計。本次課程設(shè)計,是在學(xué)完相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程后，經(jīng)過生產(chǎn)實習取得感性知識后的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過本課程設(shè)計，獲得綜合運用過去學(xué)課程知識的基本能力，為以后做好畢業(yè)設(shè)計、走上工作崗位進行一次綜合訓(xùn)練和準備。其目的是：    （1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機械制造工程原理課程及專業(yè)課程的理論知識，結(jié)合金工實習、生產(chǎn)實習中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設(shè)計中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。  &

5、#160; （2）培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，進一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。  （3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、圖表、規(guī)范等有關(guān)技術(shù)資料的能力。  （4）進一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件的基本技能。 （5）培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和獨立工作的能力，為畢業(yè)后走向社會從事相關(guān)技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ) （6）通過機械設(shè)計訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)知識及其它有關(guān)先修課程，如機械制圖、測量與公差配合、金屬材料等相關(guān)知識的能力。（7）課程設(shè)計過程也是理論聯(lián)系實際的

6、過程，學(xué)會使用手冊、查詢相關(guān)材料，對運用設(shè)計資料（如手冊、圖冊、技術(shù)標準、規(guī)范等）以及進行經(jīng)驗估算等機械設(shè)計方面的基本技能進行一次綜合訓(xùn)練，提高技能水平。 目錄1 零件的分析.61.1分析零件的作用及技術(shù)要求.61.2零件的工藝分析.62 毛坯鑄造.7三. 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計.83.1選擇定位基準.83.2零件加工工藝路線.93.3零件的加工表.93.4刀具的選擇.103.5底座孔的加工工藝步驟.114 專用夾具設(shè)計.124.1設(shè)計要求.124.2計算切削力.124.3 夾緊力估算.124.4夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計及操作簡要說明.134.5銑床夾具對刀塊位置尺寸的確定.13五設(shè)計心得.14六主要參考文

7、獻.15一零件的分析1.1 分析零件的作用及技術(shù)要求 套筒座顧名思義就是支承套筒的作用，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，所以底面的粗糙度也有很高的要求。底面的6個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圓柱度要求。具體的要求是：套筒支承孔對底面的平行度為0.01；套筒支承孔的圓柱度是0.01；支承孔中心到底面尺寸為80±0.02，支承孔尺寸要求為50H7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是R值為1.6；底面6個螺栓孔上表面粗糙度要求

8、是R值為12.5；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。1.2 零件的工藝分析套筒座的主要加工表面是套筒支承孔和底面、支承孔兩端面。因為這是與其他零件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的影響。套筒支承孔的內(nèi)表面必須要有足夠的粗糙度才能保證零件的加工要求同時必須相對于底面又要有很高的平行度，因為支承孔的軸線與底面的定位有很大的關(guān)系。同時底面要有足夠的粗糙度才能保證與支承孔軸線的平行度。支承孔兩端面的表面粗糙度沒有前面的要求高，能達到6.3就可以了。分析零件的材質(zhì)、熱處理及機械加工工藝性：本零件的主要作用是支承作用，根據(jù)零件的復(fù)雜程度，我們選

9、擇鑄造制作毛坯。選擇HT250，其強度、耐磨性、耐熱性均較好，減振性良好，鑄造性能較優(yōu)。需要進行人工時效處理，即將鑄件重新加熱到530-620C°，經(jīng)長時間保溫（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)時效退火后可消除90%以上的內(nèi)應(yīng)力。該零件的機械加工工藝性我覺得很好，因為其結(jié)構(gòu)工藝性良好，需要精加工的內(nèi)孔相對于不加工的內(nèi)孔有臺階，便于退刀。另外還有2個加強筋。重要加工面都有技術(shù)要求，符合使用性能。零件圖如圖二 毛坯鑄造 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求，本零件是大批生產(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

10、為鑄造。鍛造難達到這樣的形狀要求，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)機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（機械工業(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HT250鋼，采用金屬型鑄造，精度可達到3.210，因此毛坯的加工余量比較小。三. 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計3.1選擇定位基準該零件的重要加工表面是支承孔50H7，其與底面A有平行度關(guān)系，所以底面自然就成了精基準面，粗基準的選擇應(yīng)是未經(jīng)加工的面，第一步工序是粗銑底面A，根據(jù)以重要加工表面為粗基準的選用原則我們選擇毛坯支承孔和底面臺階孔平面作為粗基準，考慮到第二基準面選擇的方便性，同時底面的一對螺栓孔成

11、為工藝孔，并將其精度由原來的10.5提高到10.5H7，該定位基準組合在后續(xù)底面臺階孔及支承孔上徑向孔的加工中都將作為精基準面，自然應(yīng)該在工藝開始階段安排加工將來作為精基準的底面和底面工藝孔。支承孔為重要加工表面，精度要求高，故采用左右支承孔互為基準，反復(fù)加工，可以保證零件圖技術(shù)要求所以粗基準就是毛坯支承孔和底面臺階孔平面，精基準就是底面A和底面上的一對工藝孔以及支承孔本身（互為基準）。3.2零件加工工藝路線加工表面粗糙面度尺寸精度尺寸公差形位公差加工方法底面ARa 1.6IT7無銑支承孔左右端面Ra 6.3無35無銑支承孔Ra1.6IT7平行度0.01圓柱度0.01鏜6個底座孔無無無鉆、擴螺

12、紋孔平面Ra12.5無3無銑螺紋無無M6無攻絲3.3零件加工工序表：工序10鑄造毛坯工序20粗銑底面A以兩端面為粗基準面，保證底面到中心線的尺寸為81.7mm工序30半精銑底面A以兩端面為粗基準面，保證底面到中心線的尺寸為mm工序40 精銑底面A以兩端面為粗基準面，保證底面到中心線的尺寸為mm工序50粗銑左端面，以底面為精基準，保證長度為mm工序60粗銑右端面，以底面為精基準，保證長度為mm工序70半精銑左端面，以底面為精基準，保證長度為mm工序80 半精銑右端面，以底面為精基準，保證長度為mm工序90 粗銑螺紋孔端面，保證端面到中心線的尺寸為mm工序100粗銑孔端面，保證孔端面到底面的尺寸為

13、mm工序110粗鏜孔，保證孔的尺寸為48.7mm工序120半精鏜孔，保證孔的尺寸為mm工序130 精鏜孔，保證孔的尺寸為mm工序140鏜倒角工序150用通用麻花鉆擴鉆6個底座孔保證孔的直徑為mm工序160鉆螺紋孔，用直柄麻花鉆鉆mm的孔工序170攻螺紋，用絲錐攻螺紋保證螺紋孔為M6mm工序180去毛刺，檢驗入庫3.4刃具選擇（1）銑削底面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=60mm（2）銑削底凸臺面和螺紋孔面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=40mm（3）銑削端面時，選用硬質(zhì)合金端面銑刀，直徑D=100mm（4）鏜孔時選用機夾單刃高速鋼鏜刀直徑D=40mm（5）擴鉆mm孔時，選用直柄麻花鉆，直徑

14、mm。（6）鉆孔mm時，選用直柄麻花鉆，直徑mm。（7）攻螺紋時用M6的螺紋刀。 3.5底座孔的加工工藝步驟由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為100000件/年，為大批量生產(chǎn)，故均采用專用夾具；加工孔的機床選擇為Z5125A型立式鉆床，由于毛培為鑄鐵，硬度250HBS，刀具選擇為麻花鉆，mm孔經(jīng)擴鉆孔至mm。選擇測量范圍0mm-20mm的內(nèi)徑千分尺即可，6個底座孔經(jīng)過麻花鉆的孔鉆工序（用麻花鉆擴孔的方式成為擴鉆），達到符合要求的孔徑。（1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下由于鑄造時已經(jīng)鑄出毛坯孔9.7mm，故毛坯總余量0.8mm擴鉆孔加工余量=0.4mm(見課程設(shè)計手冊表5-51)（2） 進給量確定

15、高速鋼鉆頭鉆孔的進給量，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計 表5-64， 進給量=0.28-0.34，取0.3高速鋼鉆頭鉆孔切削速度 根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計 表5-66，=0.25所以，用麻花鉆鉆擴底面孔時，依據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計 表5-67進給量f=(1.2-1.8)=1.50.3=0.45,查閱Z5125A型機床的進給量,選擇進給量為0.46（3） 切削速度，根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表5-67，V=(1/2-1/3)=0.50.25=0.125 m/s=7.5 m/min（4） 走刀次數(shù) 一次（5） 機床轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的確定 r/min,查閱機床轉(zhuǎn)速值，取272 r/min（6） 基本鉆

16、削時間計算一次走刀基本時間：=0.18min=10.8s四專用夾具設(shè)計4. 1 設(shè)計要求專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計制造的，在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中使用；在生產(chǎn)過程中它能有效地降低工作時的勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率、并獲得較高的加工精度。本次設(shè)計的專用夾具為銑頂面螺紋孔平面夾具。首先對專用夾具進行定位原理分析：本工件在加工頂面螺紋孔平面時采用一面兩孔作為定位基準，易于做到工藝過程中的基準統(tǒng)一，保證工件的相對位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點。夾具主要設(shè)計過程如下：4.2計算切削力根據(jù)現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊，表3-91可得銑削力公式為： ?。篋=80mm Z=4 mm/z mm

17、 mm 代入數(shù)據(jù)，可算得：1057.34N4.3 夾緊力估算查現(xiàn)代夾具設(shè)計手冊，表3-21可知：當夾緊力與切削力方向一致時，由于主切削力起著幫助夾緊工件的作用，通常不必計算夾緊力，僅需較小的夾緊力來防止工件再加工時產(chǎn)生的振動和轉(zhuǎn)動。4. 4 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計及操作簡要說明（1）、工件夾緊方式的確定從夾緊動力源選擇：手動夾緊確定主夾緊機構(gòu)： 鉤形壓板 （2）、結(jié)構(gòu)設(shè)計及操作說明本夾具按底面一面兩孔定位，可以限制6個自由度，屬于完全定位方式。夾具裝配圖如圖所示： 4.5銑床夾具對刀塊位置尺寸的確定 夾具在機床上安裝完畢，在進行加工之前，尚需進行夾具的對刀，使刀具相對夾具定位元件處于正確位置。對刀的方法

18、通常有三種：試切法對刀，調(diào)整法對刀，用樣件或?qū)Φ堆b置對刀。不管采用哪種對刀方法，都涉及到對刀基準和對刀尺寸。通常是以與工年定位基準重合的定位元件上的定位面作為對刀基準，以減少基準變換帶來的誤差。銑床夾具的對刀尺寸是從對刀基準到刀具切削表面之間的位置尺寸，和對刀塊位置尺寸差一個塞尺厚度。影響對刀塊位置尺寸的因素主要有對刀需要保證的工件上的加工尺寸、定位基準在加工尺寸方向的最小位移及塞尺的厚度，常見的定位方式孔定位、圓柱面定位，進行銑床夾具對刀塊位置尺寸的分析計算。五 設(shè)計心得 通過此次課程設(shè)計，我體會到了真正自己動手設(shè)計一個機械零件的復(fù)雜性，掌握了有關(guān)機械制造工藝學(xué)方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇

19、到了一些問題，但經(jīng)過自己反復(fù)查閱資料和老師的指導(dǎo)，這些問題也被迎刃而解，同時也暴露出了我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。整個設(shè)計過程中，同學(xué)們分工合作，各自完成自己的任務(wù)，我們一起討論，一起設(shè)計，有過爭執(zhí)，有過矛盾，但當我們的設(shè)計終于順利完成時，我們都非常高興，壓在心中的大石也終于消失了。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！?；仡櫰鸫苏n程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上