1、 机械制造技术课程设计说明书设计题目： 制定测微仪架零件的加工工艺 设计 211 孔的钻床夹具 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 机械工程系2013 年 月 日I序言机械制造技术基础课程设计是在我们学习了大学的技术基础课和大专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
2、予指导与批评。全套图纸，加 153893706哈尔滨理工大学课程设计说明书目录序言 .I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 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 .5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
3、体会 12参考文献 .13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 零件的作用本次课程设计题目给定的零件是测微仪架，该零件的功用是支撑跟连接测微仪，保证测微仪的精度。支架上的空心圆柱部分，支架的矩形的安装底版上有安装孔，用来进行支架的定位和连接。1.2 零件的工艺分析零件的材料为 35 钢，35 钢生产工艺简单，铸造性能优良，但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削，该零件主要加工面有平面、外圆面和内孔，是一个形状比较简单的零件，可通过铣和钻来获得。根据对零件图的分析，该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下： 1. 支架底面即 A 面，根据零件的总体加工特性，A 面为
4、整个机械加工过程中主要的基准面，因此在制定加工方案的时候应当首先将此面加工出来；2. 底板上两个 16 的阶梯通孔；3. 支架凸台上 22 外圆的两端面以及与此垂直孔相通的 14 的阶梯通孔，一半有螺纹孔；4支架凸台垂直于 A 面有一 28 的通孔；有以上的分析可知，可以先加工外圆端面，然后借助外圆面加工其他表面和阶梯通孔。这样子对于后续的加工，其精度要求更加容易得到保证。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支架主要是起支撑和连接作用，材料为 35 钢，要求具有一定的强度。由于零件轮廓尺寸不大，形状也不复杂，在使用过程中受力不大。并且该零件为中批生
5、产，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。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 粗基准的选择对于一般的板类零件而言，以平面作为粗基准是合理的，通常选取零件上不加工表面作为粗基准，现选取零件上底面 A 为粗基准，利用一面两孔进行定位，加工各外圆端面和钻孔。2 精基准的选择主要考虑的是基准的重合问题。当
6、设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。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。哈尔滨理工大学课程设计说明书3-工艺路线方案工序 1：铸造；工序 2：粗精铣毛坯工序 3：铣底面 A；工序 4：铣上端面 B；工序 5：钻扩绞 28mm 通孔；工序 6：钻扩绞 2X11mm 的通孔；工序 7：钻扩绞 mm 通孔；工序 8：在上端面 B 锪 2X16mm,深 10mm 孔；工序 9：在上端面 B 锪 14mm 孔，深 10mm；工序 11：铣断半圆凸台，与
7、 28mm 通孔相通；工序 12：攻 9 的螺纹；工序 13：终检；2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据端面的精度要求，查机械加工工艺师手册表4-12，得可用粗铣达到要求精度，端面参照机械制造工艺设计简明手册 ，确定工序尺寸，余量为2.2mm，具体工序尺寸如表3-4。表 3-4 工 序 尺 寸 表工序间工 序名 称工序间余量/mm 经济精度/um表面粗糙度/u铸件尺寸/mm铸件尺寸公差/mm铣 2.2 H12 Ra12.5 93 0.18毛 坯 CT9 Ra25 95.3哈尔滨理工大学课程设计说明书4-根据端面的精度要求，查机械加工工艺师手册表4-12，得可用粗铣达到要求精度，端
8、面参照机械制造工艺设计简明手册 ，确定工序尺寸，余量为单侧余量1.8mm，具体工序尺寸如表3-6。表 3-6 工序尺寸表工序间工 序名 称工序间余量/mm 经济精度/um表面粗糙度/u工序间尺寸/mm铣 1.8 H12 Ra6.3 72毛 坯 CT9 Ra25 75.611 mm的孔的精度为 H7（查机械设计手册2008软件版 标准公差数值） ，查机械加工余量手册表5-31，确定工序尺寸及余量，具体工序尺寸如表3-8。表 3-8 工序尺寸表工序间工 序名 称工序间余量/mm 经济精度/um表面粗糙度/u工序间尺寸/mm工序间尺寸公公差/mm绞 孔 0.15 H7 Ra6.3 18 0.18钻
9、孔 11.85 H12 Ra12.5 17.8 .7528 mm的孔的精度为 H7（查机械设计手册2008软件版 标准公差数值） ，查机械加工余量手册表5-31，确定工序尺寸及余量，具体工序尺寸如表3-8。表 3-8 工序尺寸表工序间工 序名 称工序间余量/mm 经济精度/um表面粗糙度/u工序间尺寸/mm工序间尺寸公公差/mm绞 孔 0.15 H7 Ra6.3 18 0.18钻 孔 27.85 H12 Ra12.5 17.8 .75哈尔滨理工大学课程设计说明书5-2.5 确定切削用量及基本工时工序：铣 A 底面。本工序采用计算法确定切削用量。（1）选择铣削用量铣削深度 pa由于加工余量不大，
10、可以在一次走刀内切完，故取 = 2.3mm。 pa每齿进给量 zf查切削用量简明手册 ，当使用硬质合金端铣刀，取 = zf0.24mm/z（不对称端铣） 。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm，由铣刀直径 =80mm，查切削用量简明手册 表 3.8，故刀具磨0d钝寿命 T = 180min。铣削速度 和每分钟进给量cVfV根据切削用量简明手册表 3.16， =80mm，z = 0d4， 4mm， 0.24mm/z， pazf123/minc查 31/incr查（3-5） 01489.6()3.10cVnrd查各修正系数： ， ，则.
11、MvnvfkKk0.75tvtntvfkK（3-6） 2752.3(/i)c查（3-7）31.04.8r/minck查按机床选取： = 300r/min， =235 则cfcV(n)实际切削速度：哈尔滨理工大学课程设计说明书6-30875.36(/min)1cndV每齿进给量：（3-8）2350.(/)4fcze zn检验机床功率根据切削用量简明手册 ，当工件的硬度在 HBS =174207 时，所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时160.3(min)25fLtV2）钻铰 28mm 通孔进给量 f查阅切削用量简明手册表 2.11 及表 2.24，并根据机床说明书取。根据0.6513/fm
12、r表 4.216，得 。1.0/fr机切削速度 cv根据切削用量简明手册表 2.24， ，取 cV12814/mincV/min。根据切削用量简明手册表 2.31，切削速度的修正系数为：， ，故：0.1Tvk.Mv=12 (m/min)ck10238.(/in)VnrD根据 Z5132A 立式钻床说明书选取： ，则30/mir机109.42(/in)m机哈尔滨理工大学课程设计说明书7-确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12，当 = 10mm 时，铰刀后刀面最大0d磨损量为 0.4-0.6mm，取为 0.5mm，刀具磨钝寿命 T =60min。因此，所选择的切削用量：f
13、=1.0mm/r， = r/min， =9.42m/min。cn382cv计算基本工时105.(min)3ltnf机 机3）钻 2X11莫氏 2 号钻孔刀具，L=80mm，d=11mm ，查 工艺手册表3.1-16， T=40min 查切削手册 。表 2.12进给量 f由切削用量简明手册表 2.10 得钻孔 9.8mm 孔时的进给量，并由机械制造工艺设计简明手册 表 4.216 取0.475/fmr，根据切削用量简明手册表 2.19，可以查出钻孔时的轴向力，当 f 0.80mm/r， 25mm 时，轴向力 =6080N。轴向力的修正系0dfF数均为 1.0，故 =6080N。根据 Z5132A
14、 立式钻床说明书，机床进给机构fF强度允许的最大轴向力 = 9000N，由于 ， 故 f = 0.55mm/r 可用。maxfmax切削速度 cv根据机械加工工艺手册3.111，根据 0vzxympCdVKTaf（3-11 ）对于 190HBW 的灰铸铁， vC=9.4， vz=0.25， vx=0， vy=0.4,m =0.125， T=35min哈尔滨理工大学课程设计说明书8-解得 V=13.545m/min 根据切削用量简明手册表 2.31，切削速度的修正系数为：， ， ， ， ， ，故0.1Tvk.Mv0.75Svk84.xvk0.1vk.Tv= (m/min)cV1348531.32
15、7(/min)9cVnrD根据 Z3025 摇臂钻床说明书，可以考虑选择选取： ，降20/inr机低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以， 9.82507.69(/in)1cnV机机 0确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12，当 = 9.8mm 时，钻头后刀面最0d大磨损量为 0.65mm，故刀具磨钝寿命 T =35min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表 2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即：f =0.55mm/r， =250r/min， =7.69m/min。cncv计算基本工时（3-12）105.60(min)2.ltnf4）钻 9mm 孔进给量
16、 f由切削用量简明手册表 2.10 得钻孔 9.8mm 孔时的进给量，并由机械制造工艺设计简明手册表 4.216 取0.475/fmr，根据切削用量简明手册表 2.19，可以查出钻孔时的轴向力，当 f 0.80mm/r， 25mm 时，轴向力 =6080N。轴向力的修正系0dfF哈尔滨理工大学课程设计说明书9-数均为 1.0，故 =6080N。根据 Z5132A 立式钻床说明书，机床进给机构fF强度允许的最大轴向力 = 9000N，由于 ， 故 f = 0.55mm/r 可用。maxfFmax切削速度 cv根据机械加工工艺手册3.111，根据 0vzxympCdVKTaf（3-13 ）对于 1
17、90HBW 的灰铸铁， vC=9.4， vz=0.25， vx=0， vy=0.4m =0.125， T=35min 解得 V=13.545m/min根据切削用量简明手册表 2.31，切削速度的修正系数为：， ， ， ， ， ，故0.1vk.Mv0.75Svk84.xvk0.1vk.Tv= (m/min)cV354153.327(/min)9cVnrD根据 Z3025 摇臂钻床说明书，可以考虑选择选取： ，降20/inr机低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以， 9.82507.69(/in)1cnV机机 0确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表 2.12，当 = 9.8mm 时，钻头
18、后刀面最0d大磨损量为 0.65mm，故刀具磨钝寿命 T =35min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表 2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即：f =0.55mm/r， =250r/min， =7.69m/min。cncv计算基本工时 1405.3(min)2.ltnf哈尔滨理工大学课程设计说明书10-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11-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 5
19、 道工序钻 211mm 内孔的钻床专用夹具。3.1 设计主旨本夹具主要用来钻 2-11mm 孔，对孔进行预加工。3.2 夹具设计在给定的零件中，对本序加工的主要考虑 11mm 内孔的位置相关尺寸。3.2.1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择法兰盘圆柱外表面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12-取系数
20、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 定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准 与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。根据零件图可知，T=0.28mm， Td=0.25mm， ， 。96a04.12sinTDWd）（ 已知孔的形状公差为 0.28，根据经验公式， 易知此T51
21、3DW结果符合。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13-课程设计心得体会为期两周的课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导下，我取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造技术课程的重要环节，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。本次课程设计主要是机械加工工艺规程设计。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、以及夹具设计等方面的知识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析以及零件图、毛坯图的绘制、工艺文件的编制等。学会了查相关
22、手册、选择使用工艺装备等等。此次课程设计对我来说获益匪浅，让我体会到了实际解决问题的重要性。在设计过程中，要运用所学的理论知识，要查阅各种资料，尽管有些繁琐，同时也让我意识到自己还有许多还未掌握的知识，这些知识只有在实际设计中才能学会的。总的来说，这次设计，使我们的基本理论知识在实际解决问题中得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！哈尔滨理工大学课程设计说明书14-参考文献1 吴拓.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导（第二版）M.北京：机械工业出版社 ，2009.12
23、鲁昌国.机械制造技术（第三版）M.大连.大连理工大学出版社 ，2009.63 李洪.机械加工工艺手册M.北京：北京科学出版社，1990.124 杨叔子.机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社, 2001.85 蔡在檀. 金属切削原理M.上海：同济大学出版社,1994 6 任嘉卉.公差与配合手册M.北京：机械工业出版社,1990 7 李益民. 机械制造工艺设备简明手册M.北京：机械工业出版社,1994 8 艾兴. 切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，2002 9 赵家齐. 机械制造工艺学课程设计指导书M.北京：机械工业出版社,1987 10 李益民.机械制造工艺设计简明手册M.北京：机械工业出版社，1994.711 孙本绪.熊万武.机械加工余量手册M.北京：国防工业出版社，1999.1112 李旦.机械加工工艺书册第一卷M.2 版.北京:机械工业出版社，2006.1213 袁哲俊.金属切削刀具M.上海：上海科学技术出版社，1984
