1、序 言机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。从而为今后的毕业设计及未来的工作打下良好的基础。由于能力的所限，经验的不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。一：零件的工艺
2、分析及生产类型的确定1.题目所给的零件是包装机上用于锁紧轴转动的锁紧块，它在整个机器中，主要通过螺栓来使具有一定间隙的两块分开的圆弧在力的作用下产生一定的弯曲，从而使得夹紧孔的直径减少，进而达到夹紧的目的。从整个零件所处的工作情况来看，该零件所需要的加工精度并不是太高，因此该零件不需要采用磨削来加工，而对于需要作为定位的表面，则通过半精加工就可以达到所要的要求。从整个结构来看，该零件属于箱体累零件，并且它的大部分加工面都是平面，因此基本上我们的加工可以采用铣床，但由于其产量比较大，而且由于尺寸各异，最重要的一点就是他们的结构都一样，因此在这里我们所选用的机床都是具有参数可调的数控加工中心，以便
3、于我们产品的更换，同时也大大的减少了我们许多的辅助时间。2.零件产量的分析该零件由于其具有通用性，只是尺寸的差异，在安排生产工艺时，我们通常把它当做大批量生产，这样更合符实际生产的需求，二：选择毛坯，确定尺寸，设计毛坯图1.毛坯的选择该零件材料为球墨铸铁，根据零件的机构和产量，以及经济性，并且该零件对弹性还是有一定的要求，因此这里我们选择的方法是锻造。这样可以使其内部组织细化，提高了其工作强度。从零件的尺寸来看，该零件的尺寸比较小，所以我们应当采用模锻，这样不但能有一个高的生产效率，同时也能大大减少我们的机加工的时间。2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差对于钢质模锻件的公差机加工余量按 GB/
4、123622003 确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。1. 锻件的公差等级 由该零件的功能和技术要求，确定其公差等级为普通级。2. 锻件的质量 m f 根据零件的成平质量 0.745Kg3. 锻件的形状复杂系数 SS= m f/ m N带入相应的数值得S=0.88计算得到的值介于 0.63 和 1 之间，故该零件的形状复杂系数 S 属于简单级。4.锻件的材质系数 M 由于该零件的材料为铸铁，是碳的质量分数小于 0.65，故该锻件的材质系数属 M 1 级。5.零件表面粗糙度 由零件图知，该零件的表面粗糙度要求不是太高，在一般的粗加工和半精加工就可以保证。3.确定机加
5、工余量根据锻件的质量、零件的表面粗糙度、形状复杂系数查表的，由此可查的单边余量在厚度方向为 1.52.0,水平方向为 1.52.0，即所得锻件在长度方向和宽度方向以及厚度方向的单边余量可为 1.52.0mm。4.确定毛坯尺寸根据各个表面的要求，和在加工过程中所起的作用，通过查表，不同加工方法所能得到的精度。在确定余量时应考虑到我通过模锻所能得到的精度，同时也要考虑我的表面所要得到的精度和各种加工方法所能加工的最大余量来确定。综上所述，毛坯的尺寸如下：5.确定毛坯的公差毛坯尺寸公差根据锻件的质量、材质系数、形状复杂系数从手册表中查的，所有尺寸的允许偏差如下表零件尺寸 单面加工余量 锻件尺寸134
6、 1.5 13723 1.5 2038 1.5 3548 1.5 5117 1.5 20锻件尺寸 偏差 锻件尺寸 偏差+1.2 +0.8137-0.623-0.4+1 +138-0.451-0.4+0.820-0.46.设计毛坯图三:选择加工方法,制定工艺路线1.定位基准的选择本零件从加工方法上来看,其采用的方法和加工箱体类零件一样。在加工过程中遵循先面后孔的原则，在夹具的定位方法上基本上采用的面定位方法，并且还采用了互为基准的方法进行定位，这样可以保证各个面之间的位置要求。由于整个工序基本上在加工中心上完成，尤其在孔的定位上，定位精度是很高，这样就可以保证我孔的位置要求，在加工孔和锯槽时，应
7、注意它们之间的顺序，不然会给后面槽中的毛刺不易去掉，从而给加工带来麻烦。2.零件表面加工方法的选择本零件所要加工的面主要是几个面、孔、锯槽以及攻丝，其材料为铸铁。根据其零件图纸的公差要求，参考相关资料，其加工方法选择如下：1. 20 尺寸的上面，其尺寸为未注公差，但由于在后续的加工过程中需要用其表面进行定位，所以对来两侧面进行粗加工和半精加工。2. 134 尺寸的两侧面，其尺寸为未注公差，但由于在后续的加工过程中需要用其表面进行定位，所以对来两侧面进行粗加工和半精加工。3. 35 尺寸的两短侧面，其尺寸为未注公差，但由于在后续的加工过程中需要用其表面进行定位，所以对来两侧面进行粗加工和半精加工
8、。4. 17，48 的两尺寸，其尺寸为未注公差，这两尺寸在加工过程中没有高的精度要求，所以在加工过程中只需一次粗加工即可合符要求。5. 8，20.5 两孔的加工精度要求不是太高，但在最后定位时，用到一面两销的定位方式，所以这里要对两孔进行铰孔。6.槽 在加工槽时，采用的是锯片刀，由于其对整机的工作中只是起一个间隙的作用，以便于来调节，所以这里只需要粗铣一下即可。7. 5 的小孔在加工过程中起一个让刀的作用，其实际就是一个工艺孔，所以这里也只需要钻一下即可。3.制定工艺路线对于该类零件，通常先加工其各个面，然后用所加工的面来定位，加工上面的孔。按照加工的基本原则和方法，该零件可按照下面的加工工艺
9、流程进行加工。工序：以 35 长侧面，和 134 的一个短侧面以及一个大平面进行定位，来粗加工加工尺寸 20 和 134 及半精加工 20。 （但在设计夹具是应使一个定位装置能方便进行拆装。 ）工序：用同样的定位方法来半精加工 20 尺寸的另一个面和 134的两侧面。工序：对尺寸 35 进行粗铣和半精铣，在加工此尺寸时采用的定位夹具与前面结构基本相同。只是此时的可调定位装置应换一个方向。工序：以 134 和 35 两个侧面以及一个大地面进行定位，来加工尺寸进行加工，保证尺寸 48 和 17。工序：加工面上的几个孔时，所采用的定位方法和前面一样，都是一个大面和两个方向，由于孔在后续的加工中需要用
10、来定位，所以孔需要进行粗加工和精铰。工序：该工序加工的是尺寸为 3mm 的槽，该槽只需要进行粗加工即可满足要求。工序：该工序用来加工由于锯片铣有部分没铣到，主要是一个补充铣。工序 该工序需要加工工件侧面的孔以及攻丝，在这里采用的是一面两销的定位方式，这种定位方法在生产中是最常用的方法，同时这种方法也能很好的保证该孔和其他孔之间的尺寸要求。工序设计：1. 选择加工设备与工艺装备1.除了锯槽采用一般的普通的卧式铣床外，其余的加工都要求采用数控加工中心，因为该零件的参量比较大，同时它的结构也具有很大的适应性，同时还要求有很高的工序集中的需要，这样不但减少了辅助的时间，还可以大大减少工人的数量，因此在
11、这里选用数控机床，其型号为 VMCL540。2. 对于工序，由于其精度、位置以及形状要求都不是太高，所以在这里采用一般的机床，在这里我们选用 X60。2.选择夹具本零件由于其结构的要求，并且其批量比较大，所以在这里加工的每一道工序都需要专用夹具进行定位加工，这样可以大大提高生产的效率。3选用刀具1.在加工大的平面时，一般选用的是端面铣刀，其采用的是刀片可换式，刀片的材料为硬质合金钢。其主要参数为（D=80，Z=10）2.在加工侧面时，我们选用的是整体式硬质合金立铣刀，其主要参数为（d=10 ）3.在加工孔时，对孔进行定位，我们选用的中心钻型号是A2.5/6.3。4.在加工孔时，我们采用的是直柄
12、麻花钻进行钻孔5.在加工 20.5 孔时，采用锥柄机用铰刀对工件进行铰削4选用量具本零件属于大批量生产，一般情况下采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考参考文献1有关资料，选择如下。工序加工面尺寸 尺寸公差 量具134.5 0.63120.5 0.1320 0.062134 0.253 35 0.1617 0.52448 0.62读数值0.02、测量范围0150游标卡尺8 0.035520.5 0.03读数值0.01、测量范围50100内径百分表，读数值0.02、测量范围0150游标卡尺，碳棒6 3 0.62 不需要12 0.05 读数值0.01、测量范围50100内径百分
13、表7M10 0.046 M10-7H螺纹通止规2.确定工序尺寸工序单边余量 加工尺寸及公差 表面粗糙度/m加工表面 粗 半精 精 粗 半精 精 粗 半 精精1341.250.25 134.5（0.63）134（0.25）6.3 3.2 35 1 0.5 36（0.5）35（0.16） 6.3 3.2 17 1.5 17（0.62） 6.3 3 3 3 6.3 8 3.9 0.1 7.8（0.05）8（0.035）6.3 3.2 20.5 10 0.2520(0.06)20.5（0.03）6.3 1.6五：确定切削用量和基本时间切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度。确定顺序是先确定背吃刀量、进
14、给量，再确定切削。 1. 工序切削用量及基本时间的确定（1） 切削用量 本工序为用端铣刀和立铣刀加工一个大平面和长度方向的两个侧面，已知到零件的材料为 QT235，模锻件，采用专用夹具进行装夹。（2） 在加工 134 长度方向的尺寸时，我们选用的是整体式硬质合金立铣刀，刀具的主要参数 d 1=10,d 2=10,l 1=72,l 2=22六：夹具设计本夹具是工序是用麻花钻和机用丝锥来进行孔和螺纹的加工的孔加工夹具，该夹具是用螺栓固定在加工中心 VMCL540 上的 T 型工作台上的。其夹具的装配图会在附件图纸中。（1） 定位方案 该零件是采用一面两销的定位方式，是以 8和 25 孔，以及一个平
15、面进行定位， 其中 8 位置采用的是菱形销，限制了一个转动自由度，而 25 孔限制了两个自由度，他们总共限制了三个自由度。最后还有大的平面限制了三个自由度。（2） 夹紧机构 根据生产率的要求，运用的气缸推动压板，进行自动化压紧，其中压板采用可滑动式，这样可以给装夹带来很大的方便性，其二就是压板支撑架采用螺纹连接，这样可以根据要求工件的尺寸来进行调节。（3） 夹具与机床连接元件 该夹具体定位到机床时，不需要准确的位置，只需通过螺栓固定到机床的工作台上，以确保在加工时，只要一开始对刀，后面就可以进行快速装夹。U 型槽的大小还必须与机床工作台的 T 型槽大小相适应。（4） 夹具体 工件的定位元件和夹
16、紧元件都安装在安装架上，而安装架又通过销和安装板定位，然后通过螺钉将他们固定。这就使该工件实现定位，夹紧的功能。（5） 使用说明 安装工件时，先通过点动按钮，将气缸收回，接着将压板退回，把工件装夹到夹具体上，装夹时应根据工件的已加工好的孔的大小，进行正确安装，接着根据工件的厚度来调节压板支撑架的高度，以适应压板的压紧。然后按下点动按钮，就可以将工件夹紧，最后进行加工。（6） 结构特点 该夹具结构简单，操作方便，并且还实现了半自动化，从而大大的提高生产的效率，同时也减轻了工人的劳动强度。设计小结为期一月的机械制造技术课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组两名同学在老师的指导下，顺利完成了这次课
17、程设计，课程设计作为机械制造技术基础课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。我觉得老师给我们作类似的课程设计是十分必要的，这不仅可以提起我们对这门课的学习兴趣，同时还可以在专业上用实践锻炼一下我们，使我们不但不再对所学专业感到陌生，而且还可以培养大家的积极性。 本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是夹具的设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；工艺设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文
18、件的编制、设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。本次的课程设计，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和理论联系实际，应用生产实际知识解决工程实际问题的能力；在设计的过程中还培养出了我们的独立设计精神，同学们共同协作，解决了许多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题和动手的能力，对我们以后的前途很有作用。通过本次课题设计，我在刘老师的精心指导和严格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，机械设计制造领域这对我今后进一步学习工艺设计、机械制造方面的知识有极大的帮助。在此，忠心感谢赵老师的精心讲解和认真答疑，以及同学们的耐心指导和支持。
