1、哈尔滨理工大学课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书全套图纸，加 153893706设计题目：制定方刀架零件的加工工艺，设计洗 38槽的铣床夹具 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 09-3 学 号： 姓 名： 指导教师： 哈尔滨理工大学课程设计说明书机械工程系2012年 12月 14日序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大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、综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一
2、次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。哈尔滨理工大学课程设计说明书目 录一 零件的分析 1二 工艺规程设计 2（一）确定毛坯的制造形式 2（二）定位基准的择 2（三）制定工艺路线 3（四）确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5(五) 确定切削用量及基本工时 6三 专用夹具设计17（一） 夹具概念 17（二） 夹具设计 18（三） 夹具图绘制 19四 课程设计心得体会21五参考文献 22哈尔滨理工大学课程设计说明书哈尔滨理工大学课程设计说明书1一、零件分析 (一)零件的作用题
3、目所给定的零件是车床上的方刀架，其主要作用就是通过装在刀架上的其它零件夹紧刀具，换刀时，在手柄转动下，带动方刀架回转，以达到换刀的目的。(二)零件的工艺分析方刀架以下表面为基准加工加工其周围一系列的孔，孔之间有一定的位置要求，现将加工部位分述如下：1、以下表面和中心通孔为基准的表面 这组表面先加工下表面，此表面精度要求高，其表面粗糙度要求达到 0.8，要求平面度0.05，相对于零件图中 A面的跳动为 0.05。以此表面为基准加工48H7、48.2 孔。2、工件表面的孔 钻攻 8M16 孔，钻孔 16H7，钻通孔10.2，钻 210.226，攻 M1220,攻 M1230，扩孔19.2，此系列孔
4、加工时通过钻模板来保证位置精度，其中 48H7孔必须在 16H7 和 19.2 孔中心连线上。16H7 孔垂直度要求相对于 B面 100：0.1，孔内壁表面粗糙度要求达到 1.6。哈尔滨理工大学课程设计说明书2二.工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为 45钢，方刀架用于夹持刀具,工作时受到的力与振动较大,因此应该选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,提高零件力学性能和强度,保证零件工作安全可靠。由于零件年产量为中批生产,而且零件属于轻型机械,故可采用模锻成型。这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可与零件形状尽量接近，各孔不锻出。(二)定位基准的
5、选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。1 、粗基准的选择粗基准的选择应满足以下的要求：保证加工其他面时有足够的加工余量。保证精加工时定位面有一定的精度。为满足上述要求，应选下表面作为粗基准。2、 精基准的选择为了保证阶精度，采用底面为精基准，符合基准重合原则和基准统一原则。哈尔滨理工大学课程设计说明书3(三)制定加工工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的加工精度和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下,可以考
6、虑采用效率较高的通用机床配以专用夹具,并尽量使用工序集中来提高生产率。除此之外,还要考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一:工序 1：备料工序 2：锻造毛坯工序 3：热处理（正火）工序 4：车端面粗镗孔至 47.7 精镗孔至 48H7精镗孔 48.2 倒角 345工序 5：掉头车另一端面，精镗孔 60车倒角 1.545工序 6：铣四侧面 工序 7：铣通槽 工序 8：钻通孔 15，扩孔至 15.85，铰孔至 16H7钻 8-14 底孔，攻螺纹 8-M16钻通孔 10.2，钻 210.226攻螺纹 2M1220，攻螺纹 M1230扩底孔 19.2 工序 9：钻扩槽内斜孔至 9.8，铰
7、斜孔至 10H7工序 10：铣槽 R9哈尔滨理工大学课程设计说明书4工序 11：铣槽 R4工序 12：铣端面四周的倒棱 工序 13：精铣通槽基面工序 14：磨下表面工序 15：磨四周面工序 16：终检：上表面的跳动允差 0.05槽的基面平面度允差 0.1底面的平面度允差 0.05跳动允差 0.05工序 17：倒锐角去毛刺工序 18：清洗工序 19：发兰工艺路线方案二:工序 1：备料工序 2：锻造毛坯工序 3：粗铣底面工序 4：精铣上面（从底面为基准压紧）工序 5：粗铣四侧面工序 6：铣通槽工序 7：半精磨上面（留量）工序 8：半精磨另五面工序 9：镗孔扩孔 48H7 镗孔 48.2 倒角 3*
8、45工序 10：扩孔 60 倒角 1.545工序 11：铣槽 R9工序 12：铣油沟 R4工序 13：钻攻 2M1220 M1230哈尔滨理工大学课程设计说明书5钻攻 8M16工序 14：钻铰 10 斜孔工序 15：钻通孔 15，扩孔至 15.85，铰孔至 16H7扩孔 19.2工序 16：去毛刺工序 17：磨六面工序 18：清洗工序 19：检验工序 20：发兰方案一基准易于选择，加工性比较好。综合对可得，工艺一优于工艺二。最终选择工艺路线一为本次设计的加工工序。(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据机械制造工艺手册 ， 分别确定机械加工余量，以及尺寸及其公差，如加工工序图表所示：结
9、合毛坯图和零件图可知各轴径的总余量分布如下 1. 孔 48H7 此孔精度 IT6, =1.6，参照手册确定工序尺寸及余量为：aR粗镗：47.7mm精镗： 2Z0.3mm0.25482.孔 16H7 =1.6a钻孔：15mm扩孔：15.85mm 2Z=0.15mm铰孔：16H7 2Z=0.15mm3.孔 19.2 =3.2aR哈尔滨理工大学课程设计说明书6钻孔：10.2mm扩孔：19.2mm 2Z=9mm4.铣通槽 =3.2 aR粗铣通槽 2Z3mm精铣通槽 2Z=2mm5.磨表面 =0.8 2Z1mma1.1 6.填写工艺卡片和机械加工工序卡片(五) 确定切削用量及基本工时车端面 粗镗孔至 4
10、7.7 精镗孔至 48H7 精镗孔 48.2 倒角 3*45本工序采用计算法1.加工条件工件材料:45 钢正火,b=0.35Gpa,模锻加工要求:车方刀架底面,粗镗 48H7 孔至 47.7,精镗孔至 48H7, Ra1.6,精镗孔 48.2,倒角 3X45机床 CA6140车床刀具:端面车刀:刀片材料 YT15,刀杆尺寸 16X25mm2, Kr=90,r0=15,a0=12,re=0.05mm硬质合金浮动镗刀2.计算切削用量1).车端面 mt吃刀深度 ap=5mm走刀量 f=0.6mm/r (表 3-13)计算切削速度(表 3-18),耐用度 t=45min哈尔滨理工大学课程设计说明书7v
11、V=kvmxypctaf（1.1）= 0.18.50.2981.5446=168m/min (2.8m/s)确定机床主轴转速snwvd（1.2）= 102.83.46=5r/s (300r/min)按机床选取 nw=5.3r/s (320r/min) (表 4-3)所以实际切削速度 v=5.3*3.14*186/1000=3.1m/s (186m/min)切削工时L=186/2 123l l=0mm935t.6=30s (0.5min)2).粗镗孔至 47.7取刀杆直径 D=25mm,刀杆伸出量 125mm加工余量 z=(47.7-38.8)/2=4.85选 90硬质合金 YT15镗刀F=0.
12、21mm/r (表 3-15)V= 1.6/20%)ms（1.3）1.28m/s (表 319 及手册第 102页“镗孔切削用量”)）s1nwvd哈尔滨理工大学课程设计说明书8= /10.28478.55r/s (513r/min)按机床选取 nw=8.3r/s (500r/min)所以实际切削速度 V=*47.7*8.3/1000=1.24m/s (74m/min)切削工时：（表 71）L=35 23m1lmT=L+l /(nw*f)93205l64 l=t.6l587.906mwtnf 1l2m（1.4）= 32=21.2s (0.35min)精镗孔至 48H7选用同一刀杆，f=0.2mm
13、/r (表 315)V= 1.28m/s 1.6/20%)mssnwvd=1.848.49r/s (510r/min)按机床选取 nw=8.3r/s (500r/min)所以实际切削速度 V=*48*8.3/1000=1.25m/s (75m/min)切削工时：（表 71）L=35 l2m1wtnf= 358.02=22.2s (0.37min)哈尔滨理工大学课程设计说明书9精镗孔至 48.2f=0.2mm/r (表 3-15)V=1.28m/s s10nwvd= .2848.45r/s (507r/min)按机床选取 nw=8.3r/s (500r/min)所以实际切削速度 V=*48.2*
14、8.3/1000=1.26m/s (75m/min)切削工时：（表 71）L=8 =2mml1mwtnf= 82.30=6.02s (0.1min) 倒角 3*45f=0.08mm/r (参照表 3-17)V=0.41m/s (参照表 321)s10nwvd= .4822.7r/s (162r/min)按机床选取 nw=2.66r/s (160r/min) （表 43）切削工时：（表 71）L=3mm =2mml哈尔滨理工大学课程设计说明书101lmwtnf= 32.608=23.5s (0.39min)掉头车另一端面，精镗孔 60，车倒角 1.5*45此端面与上一工序底面相同，即f=0.6m
15、m/rnw=320r/mintm=30s (0.5min) 精镗孔 60取刀杆直径 D=25mm,刀杆伸出量 125mm加工余量 z=(47.7-38.8)/2=4.85选 90硬质合金 YT15镗刀F=0.21mm/r (表 3-15)V= 1.6/20%)ms1.28m/s (表 319 及手册第 102页“镗孔切削用量”) s1nwvd= 0.28478.55r/s (513r/min)按机床选取 nw=8.3r/s (500r/min)所以实际切削速度 V=*47.7*8.3/1000=1.24m/s (74m/min)切削工时：（表 71）L=35 =2mml1mwtnf哈尔滨理工大
16、学课程设计说明书113528.01=21.2s (0.35min)倒角 1.5*45f=0.08mm/r (参照表 3-17)V=0.41m/s (参照表 321)s10nwvd= .46=2.17r/s (130r/min)按机床选取 nw=2.08r/s (125r/min) （表 43）切削工时：（表 71）L=1.5mm =2mml1mwtnf= .5208=21s (0.35min)铣四侧面af=0.1mm/z (表 328)V=0.38m/s (22.8m/min)(表 330)采用高速钢锥柄立铣刀，d w=50mm,齿数 z=8s10nvd.38452.42r/s (145r/m
17、in)按机床选取 nw=2.5r/s (150r/min) (表 417)所以实际切削速度 V=*dw*nw/1000=3.14*50*2.5/1000=0.39m/s 切削工时：哈尔滨理工大学课程设计说明书12L=133mm m 12l6 l=4mwtnf32.508=76.5s (1.28min)铣通槽af=0.2mm/z (表 328)V=0.5m/s (30m/min) (表 330)采用高速钢铲齿锥柄立铣刀，d w=32mm,齿数 z=5ns=1000V/（*dw）=1000*0.38/(*50)4.97r/s (298r/min)按机床选取 nw=5r/s (300r/min) (
18、表 417)所以实际切削速度 V=*dw*nw/1000=3.14*32*5/1000=0.5m/s 切削工时：L=132mm 12l6 l=4m13wtnf650.=29.9s (0.5min)攻螺纹 8M16 钻通孔 10.2 扩底孔 19.2 钻孔 15 扩孔 15.85铰孔 16H7此工序采用组合钻床，所以取其一计算钻 15 孔f=0.28mm/r* 0.28*0.90.25mm/r (表 3-15)tkV=0.25m/s s10nwvd哈尔滨理工大学课程设计说明书13=10.25345.3r/s (318r/min)所以实际切削速度 V=*15*5.3/1000=0.24m/s切削工
19、时：（表 71）切入 =10mm =2mm l=85mm1l2l13mwtnf850.=66s (1.09min) 钻扩槽内斜孔 16H7钻 9.8 孔f=0.21mm/r* 0.21*0.50.105mm/r (表 3-15)tkV=0.25m/s s10nwvd= .2534988.1r/s (487r/min)按机床选取 nw=8.8r/s (530r/min) (表 417)所以实际切削速度 V=*9.8*8.8/1000=0.27m/s切削工时：（表 71）切入 =5mm =2mm l=25mm1l2l12mwltnf58.0=34.6s (0.57min) 铰孔 10H7 孔哈尔滨
20、理工大学课程设计说明书14f=0.5 (表 3-46)V=0.238m/s (表 3-49)s10nwvd.23847.57r/s (454r/min)按机床选取 nw=7r/s (420r/min) 所以实际切削速度 V=*10*7/1000=0.21m/s切削工时：切入 =5mm =2mm l=25mm1l2l1mwtnf570.=9s (0.15min) 铣槽 R9 af=0.15mm/z (表 328)V=0.45m/s (27m/min) (表 330)采用高速钢圆柱铣刀，d w=18mm,齿数 z=6s10nvd= .45387.9r/s (477r/min)按机床选取 nw=7.
21、9r/s (457r/min) (表 417)所以实际切削速度 V=*dw*nw/1000=3.14*18*6/1000=0.44m/s 切削工时：L=45mm l1=18mm l2=5mm哈尔滨理工大学课程设计说明书1512lmwtnf4587.906=9.5s (0.16min)铣油沟 R4af=0.12mm/z (表 328)V=0.35m/s (21m/min) (表 330)采用工具钢立铣刀，d w=8mm,齿数 z=3s10nvd= .534813.9r/s (835r/min)按机床选取 nw=15r/s (900r/min) 所以实际切削速度 V=*dw*nw/1000=3.1
22、4*8*15/1000=0.38m/s 切削工时：L=85mm 20mm =5mm1l2lmwtnf850.3=20.3s (0.34min)铣端面四周的倒棱af=0.12mm/z (表 328)V=0.30m/s (18m/min) (表 330)采用高速钢端面铣刀，d w=4mms10nvd= .34哈尔滨理工大学课程设计说明书1623r/s (1433r/min)按机床选取 nw=26.6r/s (1600r/min) 所以实际切削速度 V=*dw*nw/1000=3.14*4*26.6/1000=0.33m/s 切削工时：L=4*132528mm 3mm =0mm1l2l)2mwltn
23、f58036.=55.5s (0.92min)精铣通槽基面af=0.1mm/z (表 328)V=0.3m/s (21m/min) (表 330)采用圆柱立铣刀 s10nwvd.3422.98r/s (179r/min)按机床选取 nw=3.16r/s (190r/min) 所以实际切削速度 V=*dw*nw/1000=3.14*32*3.16/1000=0.31m/s 切削工时：L=132mm 13.6mm =4mm1l2lmwtnf3.64.05=95s (1.5min)哈尔滨理工大学课程设计说明书17三夹具设计（一）夹具概念在机床制造厂的生产过程中用来安装工件使之固定在正确位置上,完成切
24、削加工、检验、装配、焊接等工作,所使用的工艺装备称为夹具。.1 工件的安装在机床上加工工件时,为了保证工件被加工表面的尺寸,几何形状及相互位置精度方面的要求,事先必须将工件正确地安装到机床加工位置上去工件的安装一般包括定位和夹紧两个过程：即首先应使工件相对于机床及刀具占有一个正确的位置，这就是工件的定位，然后将工件紧固在这一既定位置上，使之不因受切削力、重力、离心力和惯性力作用发生位置改变，这就是工件的夹紧。工件的安装一般有两种方式：直接在机床工作台或通用夹具上安装；采用专用夹具安装。本次安装为第二种。.2 机床夹具的功用（1）保证产品加工精度，稳定产品质量；（2）提高生产率，降低加工成本；（
25、3）改善工人劳动条件；（4）扩大机床的工艺范围。.3 机床夹具的组成机床夹具因被加工工件的加工表面不同或使用机床种类的不同而有各种不同的结构形式，但就机床夹具具体结构而言，大致可分哈尔滨理工大学课程设计说明书18为以下几个部分：定位元件、夹紧装置、导向对刀元件、连接元件、其它装置和元件、夹具体。.4 夹具设计的基本要求（1）稳定地保证工件的加工技术要求；（2）提高机械加工的劳动生产率，降低工件的成本；（3）结构简单，便于制造和维修；（4）操作安全、方便。（二）夹具设计本次是对 CA6140机床的方刀架进行加工，根据任务说明书，采用组合铣床加工，夹具是安装在回转工作台上的。1 夹具结构方案的设计
26、机床夹具的确定是一次十分重要的设计程序，方案的设计优劣往往直接决定夹具设计的可行性。所以，方案的确定需经充分的研究和讨论来确定最佳方案。定位方式主要由面接触来完成，由长销小平面加一定位板进行定位，由液压系统进行压紧，以保证工件的加工精度。1.加工精度的分析使用夹具夹工件进行机械加工时，在工艺系统中影响工件加工精度的因素很多，一般分为两类：一类是夹具有关的影响因素即定位误差，对刀误差。夹具在机床上的装配误差和夹具的制造误差。另一类还有工艺系统中其他影响加工精度的因素，称为加工方法误差。（1） 定位误差由于一批工件逐个在夹具体上定位时，各个工件所占的位置不哈尔滨理工大学课程设计说明书19完全一致，
27、形成误差，这称为定位误差。由于加工中基准重合，而基准不重合误差不重要，重要在圆跳动 0.015mm，则定位误差为0.015mm。（3） 加工方法的误差由于机床精度，刀具的精度，刀具与机床的位置精度，工艺系统的受力变形和热变形等因素造成的加工误差统称为加工方法误差，取 G= =0.0093K= =0.0260.027223()DTXA故该夹具加工方法可取。3.确定定位方案，设计定位元件方刀架中心孔 48mm 孔是通孔，定位时可利用此孔，加上底面，在工件侧面配以定位板即可达刀对工件的完全定位。即可保证工件不能旋转，不会上下窜动。4.确定夹紧方式和设计夹紧机构因为工件属于大批量生产，宜采用专用夹紧装
28、置，通过穿过零件中心的拉杆，由卡环卡住工件，采用液压传动，拉紧工件。 。5.确定夹具体将定位、导向、夹紧机构连接在一体，并能正确的安装在机床上。由于液压缸中活塞杆为动力件，考虑刀工件的加工方向，将其置于夹具体下方，夹具体外围由肋板支起，中心为空。(三)夹具图绘制（1）夹具总图应遵循机械制图国家标准绘制，图形大小的比例尽量去 1：1，为求使绘制的夹具总图具有良好的直观性，如工件过大时哈尔滨理工大学课程设计说明书20选用 1：2 等缩小比例，过小时取 2：1 的比例。（2）在总图中应以最少数量视图清楚地表示出夹具的工作原理和结构，表示各种元件或装置之间的位置关系等。（3）绘制总图的顺序：先用点划线
29、绘出工件的轮廓外形及定位基准，并用网状线显示出加工余量；把工件轮廓视为透明体，然后按着工件的形状及位置依次画出定位、导向、夹紧及其它元件或装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个完整的夹具。（4）在夹具总图上标注出零件编号，按规定要求填写标题栏和明细表。（5）确定并标注有关尺寸和夹具技术要求。哈尔滨理工大学课程设计说明书21四 课程设计心得体会为期三周的机械制造工艺学课程设计即将结束了，三周是时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这三周的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我
30、们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD 等制图软件，为我们的毕业设计打下了好的基础。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。由于没有实习过，我们对工件的的形状概念存在很大的抽象，仅仅靠资料上的说明是不够的，因此，让我们深刻认识到理论应该结合实际，我们应该多一点实践操作，多下工厂去实习。大学的学习都有一个铺垫过程，任何一个环节都可能在以后得到应用。可惜，教训来得太迟
31、了。我希望通过最后这个内容告诫我以后的学弟学妹们，不要忽视学校安排的任何学习内容，不仅要踏踏实实学好课堂知识，对于实习也要提高重视，不要以为时实习是课外内容，它是对课堂所学的一个补充。最后，衷心的感谢老师的精心指导和悉心帮助，使我顺利的完成此次设计。谢谢！哈尔滨理工大学课程设计说明书22五 参考文献1.兰建设主编.机械制造工艺与夹具.北京：机械工业出版社.2004.72.董燕主编.公差配合与测量技术. 北京：中国人民大学出版社.2001.33.唐建生主编.金属切削原理与刀具.武汉理工大学出版社.20054.张普礼主编.机械加工设备. 北京：机械工业出版社.2005.085.刘家平主编.机械制图. 西安：西安电子科技大学出版社.2006.026.金属机械加工工艺人员手册修订组.金属机械加工工艺人员手册.7.切削用量手册8.简明机械加工手册9. 机械制造工艺与机床夹具课程设计指导第 2版吴拓编
