1、哈尔滨理工大学课程设计说明书序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学习了大学的技术基础课和本科部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的学习生活中占有十分重要的地位。我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次 适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设做出一些贡献。由于能力有限，设计上有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。I哈尔滨理工大学课程设计说明书目录序言 I课程设计说明书正文：第 1 章 零件的分析 11.1 零件的作用 .11.2 零件的工艺分析 .1第 2
2、 章 工艺规程设计 22.1 确定毛坯的制造形式 .22.2 基面选择 .22.3 制定工艺路线 .22.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .32.5 确定切削用量及基本工时 .4第 3 章 专用夹具设计 103.1 设计主旨 .103.2 夹具设计 .103.2.1 定位基准的选择 .103.2.2 切削力和加紧力计算 .103.2.3 定位误差分析 .113.2.4 卡具设计及操作的简要说明 .11课程设计心得体会 12参考文献 14全套图纸，加 153893706哈尔滨理工大学课程设计说明书1-第 1 章 零件的分析1.1 零件的作用叉形支架是用来起支撑作用的构架，承受较大的力
3、，也具有定位的作用，使零件之间保持正确的位置。1.2 零件的工艺分析在支架高 60mm 处两个 R15mm 宽 20mm 的凸出部位之间相隔97mm 其中一个上有对称通孔。 则此处构造比较复杂 且在支架高底部处有 10mm 宽的一个缺口 这两部分刚度比较低。中间有 10mm 的孔 属于套类结构 伸出部分为一平台 上有螺纹通孔 在端部有倾斜60的凸出部分 起定位作用 此处应力教集中 强度要好。在平台下面有增强其硬度的肋板。两个 R12mm 凸出 2mm 宽 36mm 高处缺口及R10mm 凸出部分为复杂结构 其加工存在一定的难度 要求较高 防止其损坏 需要对其进行必要的热处理。主要加工表面 30
4、mm 中心孔及两端倒角 上、下端面M1225螺纹通孔 右端部倾斜 60凸出部分中间孔 8mm 左端两个凸出部分外侧面及其中间 M10 螺纹孔和 11 孔。 (1) 选用灰铸铁 HT150 硬度 150200HB 负荷低 磨损无关重要 变形很小 经过正火处理。灰铸铁件的牌号和应用范围如表 1-1 所示。 (2) 未标注圆角半径为 R3mm。 (3) 加工表面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷 并应清理清洁。 (4) 所有加工表面应光洁 不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹杂物。 (5) 上下表面应与中心孔轴线保持一定的垂直度 0.06mm 和平面度 0.05mm 中心孔内表面表面粗糙
5、度 Ra1.6m 左端两个凸出部分外表面 Ra6.3m 右端部倾斜 60凸出部分中间孔内表面 Ra1.6m 为较高精度 且8015.00 。 (6) 在加工之前进行人工时效热处理 对毛坯预备性热处理 为降低零件硬度 在精加工阶段的磨削加工前进行淬火处理 淬火后工件硬度提高且易变形。 哈尔滨理工大学课程设计说明书2-第 2 章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为灰铸铁。选用铸造零件为中批量生产，零件的轮廓尺寸不大，故可采用铸造成型，这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。2.2 基面选择定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线面。基准的选择是工艺规程设计的重要工作
6、之一。基准选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。1 粗基准的选择对平板类零件而言，以底面作为粗基准完全合理。2 精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，使工序集中来提高生产效率。除此之外还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案工序 1:铸件工序 2: 粗铣 M 面工序 3: 粗铣 N 面。哈尔滨理工大学课程设计说明书3-工序 4:
7、粗铣 R 面工序 5: 粗铣 S 面及 T 面工序 6；铣支架叉口工序 7: 钻 2X8 孔，3X9 孔和 6 孔工序 8: 钻突出缘 10mm 通孔工序 9: 钻孔 4mm工序 10: 终检2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“叉形支架”零件材料为灰铸铁，毛坯重量为 5kg，生产类型为中批量生产，为获得较高的表面质量，可采用铸造中的压力铸造。毛坯加工表面高度为 25mm，直接取其毛坯表面高度为 105mm，表面粗糙度值为 1.6 。两端表面粗糙度值为 6.3 ，粗铣余量为umum1.6mm，查工艺手册 表 2.3-2，精铣余量为 0.2mm，查工艺手册表 2.3-3。2.内孔8、6
8、 以及 10 的表面粗糙都值为 1.6un 和 6.3um，查工艺手册表 2.3-8 表 2.3-12。钻孔：7mm 扩孔：7.9mm 2z=0.75 mm 铰孔：7.98mm 2z=0.1mm磨孔：8mm 钻孔：13mm扩孔：13.75mm 2z=0.75mm哈尔滨理工大学课程设计说明书4-铰孔：13.98mm 2z=0.1mm磨孔：14mm 3.螺纹 M12工艺手册表 2.320钻孔：11.2mm攻丝 M12 P=0.84.螺纹 M6工艺手册表 2.320钻孔：5.4mm攻丝 M12 P=0，65.钻孔：10mm2.5 确定切削用量及基本工时1）铣削叉形支架的叉口：选择刀具：根据工艺手册表
9、 3.1-27，选择二把高速钢镶齿三面刃铣刀，同时铣削两侧面。铣刀外径 do=225，铣刀齿数 Z=20。确定铣削深度 sp：由于单边加工余量 z=2.1，故可一次走刀内切完， sp=2.1。确定每齿进给量 fz：由切削手册表 3.3，在 X63 铣床上p=10kw、工艺系统刚性为低等，用高速钢盘铣刀加工时，选 fz=0.08/z。选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：由切削手册表 3.7，铣刀刀齿后面最大磨损量为 0.6，根据切削手册表 3.8，铣刀直径do=225的高速钢镶齿三面刃铣刀的耐用度 T=240min。确定 Vc：确定 Vc 查 =27m/min，则n 查 =1000Vc 查 /（do）
10、=1000/（225）= 38 r/min由 X63 机床使用说明书，选主轴转速 n 机 =37.5r/min，则实际的切哈尔滨理工大学课程设计说明书5-削速度为 Vc 机 =（n 机 do ）/1000=（37.5225）/1000=26.5m/min当 n 机 =37.5r/min 时，工作台每分钟进给量 Vf=fzZ 机=0.082037.5=60/min。由 X63 机床使用说明书选铣床工作台进给量，刚好有 Vf=60/min，故直接选用该值。计算基本工时：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得铣刀行程 l=l+l1+l2=129+9.92+3=142t=l/fm
11、=142/60=2.37min工序：钻、扩、铰 10孔。本工序采用计算法确定切削用量。2）钻 10孔：莫式圆锥 2 号，d=9，L=90，根据工艺手册表 3.1-10=30 ，2 =118， =40，当 20，钻头后刀面磨损极限值d0为 0.8，耐用度 T=60min。查 切削手册 。表 2.12（1）背吃刀量：钻孔时 =4.52-9ap（2）进给量： f=（0.250.31）0.75=0.180.23，f=0.2 查r切削手册表 2.7（3）计算切削速度：V =cyvxmfapTCdz0k式中： =4.4, =0.4, =0, =0.7，m=0.2， =1.0，CvzVV Tv=0.88，
12、=1.1， =1.0， =0.87， =0.87 查切kmv svtvxvlv哈尔滨理工大学课程设计说明书6-削手册表 2.31所以= =10.881.110.870.85=0.72kvTvmvstvkxlvV = 0.72=11.24 m/minc 7.02.04.5961= =32501dvscn2minrir根据 z3025 机床标准主轴转速，n=315 ，实际转速为i= = =10.89m/minsn10 315（4）基本时间：=tmnflw1式中已知 =42， =12.13， =3，lw3cos2krdlf 1f=0.2 ，n=315 ，所以孔的基本时间：rinr= =0.9mint
13、m3152.0.43）扩孔 10：锥柄扩孔钻，莫氏锥度 2 号，d=9.75，L=228 查工艺手册表3.1-8， T=30min 查切削手册 。表 2.12（1）背吃刀量 =0.37529-75.ap（2）进给量：f=0.50.6，按机床选取 f=0.5 r（3）计算切削速度哈尔滨理工大学课程设计说明书7-V =cyvxmfapTCdz0k式中：=11.1, =0.4, =0.2, =0.5，m=0.2， =1.0， CvzVVVTvkmv=0.88， =1.0， =1.0， =1.0 查切削手册表 2.31kapr wvktv所以= =0.88kTvaprmvtwvV = 0.88=17.
14、01 m/minc 5.02.2.04371= =460.9801dvscn.1inrminr根据 z3025 机床标准主轴转速，n=500 ，实际转速为i= = =18.46m/minsn10 05.7（4）基本时间=tmnfl21式中已知 =42， =2.6， =4，lcos211kdlrDl2f=0.5 ，n=200 ，所以孔的基本时间：rinr= =0.193mintm50.464）铰孔 10直柄机用铰刀，L=151mm，d=12mm ，查工艺手册 表 3.1-哈尔滨理工大学课程设计说明书8-16，T=40min 查切削手册 。表 2.12（1）背吃刀量 =0.125275.190ap
15、（2）进给量：f=0.651.4，按机床选取 f=1.0 r（3）计算切削速度V =cyvxmfapTCdz0k式中：=12.1, =0.3, =0.2, =0.65，m=0.4， =1.0， CvzVVVTvkmv=0.66， =1.0，查切削手册表 2.31 ktv所以= =0.66kvTvmvtV = 0.66=5.78m/minc 65.02.2.0414= =153.301dvscn78inrminr根据 z3025 机床标准主轴转速，n=200 ，实际转速为= = =7.54m/minsn10 057.（4）基本时间=tmnfl21式中已知 =42， =2.6， =18，f=0.6
16、3lcos211kdlrDl2哈尔滨理工大学课程设计说明书9-，n=200 ，所以孔的基本时间：rminr= =0.313mint20186.4最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。哈尔滨理工大学课程设计说明书10-第 3 章 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。根据课程设计任务书，设计第 6 道工序铣叉形支架铣床专用夹具。3.1 设计主旨本夹具主要用来铣叉形支架的叉口，对叉口的两个端面进行预加工。3.2 夹具设计在给定的零件中，对本序加工的主要考虑叉形支架叉口的位置相关尺
17、寸。3.2.1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择一 30 的突出缘和端面为定位基准面，保证加工基准和设计基准重合，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。3.2.2 切削力和加紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削轴向力 ： NdfkCFzfyi 19802.01670 扭矩 MfTtyzt 68.00 .35.卡紧力为 NFf1.2哈尔滨理工大学课程设计说明书11-取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=24.1N使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。3.2.3 定位误
18、差分析由于加工基准和设计基准重合，所以能很好的保证了加工精度。3.2.4 卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。哈尔滨理工大学课程设计说明书12-课程设计心得体会时光飞逝，为期三周的课程设计已经接近尾声。回首这三周的设计过程，感慨万千。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。受益匪浅！在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了。使我真正感受到了知识的重要性。这次设计将我以前学过的机械制造技术与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线
19、的作用，巩固了所学知识的作用。在课程设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。在课程设计中还用到了 CAD 制图和一些计算机软件，因为学的时间长了，因此在开始画图的时候有很多问题，而且不熟练，需参阅课本。但不久就能熟练的画了。CAD 制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮助的。因此，这次课程设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了。在这次课程设计中，还有一个重要的就是关于专用夹具的设计，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的，并没有亲自设计过，因此，在开始的设
20、计过程中，存在这样那样的问题，在老师的细心指导下，我根据步骤一步一步的设计，画图，查阅各种关于专用夹具的设计资料，终于将它设计了出来，我感到很高兴，因为在这之中我学到了以前没有学到的知识，也懂得了很多东西，真正做到了理论联系实际。在这次课程设计中，我学到了很多知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出来，再加工的，因此，作为一哈尔滨理工大学课程设计说明书13-个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不是凭空捏造的。而且，各种标准都要严格按照国家标准和国际标准，查阅大量资料，而且设计一个零
21、件，需要花好长时间。亲自上阵后我才知道，做每件是都不是简简单单就能完成的，是要付出大量代价的。因此，我们也要用心去体会每个设计者的心思，这样才能像他们一样设计出好的作品。有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积累经验，进一步改进。综上所述：这次的毕业设计对我以后的工作起了很大的帮助，我认识到，无论是工作还是学习都必须做到认真、谨慎，时时处处细心。哈尔滨理工大学课程设计说明书14-参考文献1 简明机械加工工艺手册 机械工业出版社，陈宏钧，2007 年；2 机床夹具设计手册 国防工业出版社，杨黎明，1996 年；3 夹具-非标准夹紧装置 机械工业出版社，Hiram EGrant，1975年；4 机械制图 中国地质大学出版社，王五一，2006 年；5 机械制造工艺 高等教育出版社，张绪祥，2007 年；6 金属切削机床夹具设计手册 机械工业出版社，浦林祥，1995年；7 机床夹具图册 机械工业出版社，上海机械专科学校，1998 年。
