1、湖北工业大学工程技术学院机械制造基础课程设计姓 名 学 号 二零一一年十二月2目 录一课题介绍-2 1.1、课题-1.2、设计要求-二.有关零件的分析- 32.1、零件的结构特点-2.2、加工工艺性-2.3、确定零件毛坯-三基准的选择- 43.1、有关基准的选择说明-3.2、确定零件的定位基准-四轴类零件的材料、毛坯及热处理-64.1、落料凸模零件的材料-4.2、落料凸模毛坯- 34.3、落料凸模零件的热处理-五制定加工工艺路线-85.1、落料凸模零件加工工艺过程分析-5.2、工艺路线的拟定-5.3、落料凸模零机械加工工艺过程卡-5.4、加工余量的确定-5.5、加工余量的确定-5.6、机械加工
2、工序卡-六 落料凸模零件的检验-96.1、加工中的检验-6.2、加工后的检验-4七总 结-14八参考文献-21落料凸模制造课程设计内 容：1、垫片落料凸模零件图 1 张2、机械加工工艺过程综合卡片 1 张3、机械加工工序卡 1 张4、课程设计说明书 1 份序 言机械制造工艺及设备毕业设计是我们完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使我们综合运用所学过的基本课程，基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。我们在完成课程设计的同时，也培养了我们正确使用技术资料，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，也为我们
3、以后的工作打下坚实的基础，所以我们要认真对待这次综合能力运用的机会！5其主要目的是：1.培养学生综合分析和解决本专业的一般工程问题的独立能力，拓宽和深化所学的知识。2. 培养学生树立正确的设计思想，设计思维，掌握工程设计的一般程序，规范和方法。3.培养学生正确的使用技术知识，国家标准，有关手册，图册等工具书，进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力和技巧。4. 培养学生进行调整研究，面向实际，面向生产，向工人和工程技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。一、课题介绍1.1、课题落料凸模是冲裁模具的主要零件，它的头端刃口要与冲裁件毛坯料接触并通过与凹模的配合分离坯料行成落料，
4、工作时要承受较大的轴向力，因此，落料凸模要求有足够的刚性、耐磨性和抗振性。其原始资料如下：零件材料：T10技术要求：落料凸模工作表面要淬火热处理，要求表面硬度值HRC56-62 生产批量： 单件零件数据： （见零件图）6凸模零件图1.2、设计要求要求学生根据自已设计的凸模零件图，编制零件的机械加工工艺规程，编写设计说明书。具体内容如下：确定毛坯料的长度和直径指定毛坯的技术要求。拟定落料凸模的机械（数控）加工工艺规程。合理选择各工序的定位基准。确定各工序所用的加工设备。确定每一个加工表面的工序余量和总余量。确定每一个工序的切削用量。确定工序尺寸和公差，正确拟定工序技术要求。编写工艺文件及设计说明
5、书。二、有关零件的分析7根据落料凸模零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面： 尺寸精度 落料凸模零件的主要表面常为两类：一部份是与凸模固定板的内孔配合的外圆轴颈，用于确定凸模的位置并支承凸模，尺寸精度要求较高，常为 IT6IT9。另一部份为作为冲裁刃口的轴颈，其精度更高，通常为 IT 5IT7；还有一小部份用于轴向固定的轴肩，有精度的要求，通常为 IT8IT9。 几何形状精度 主要指与凸模固定板的内孔配合的外圆轴颈表面、作为冲裁刃口的轴颈等重要表面的圆度、圆柱度及其误差已在零件图上标出。 相互位置精度 包括与凸模固定板的内孔配合的外圆轴颈表面、作为冲裁刃口的轴颈等重要圆轴颈表面的同轴度
6、、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等也已在零件图上标出。 表面粗糙度 落料凸模的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确定。落料凸模的表面粗糙度 常为0.21.6m，其它配合轴颈的表面粗糙度为 0.43.2m。 其他 热处理及外观修饰等要求。加工前退火，半精加工后要进行淬火处理。2.1、零件的结构特点图 1 所示零件是 落料凸模的主轴，它属于台阶型轴类零件，由圆柱面、轴肩、等组成。轴肩用来确定自身的轴向位置。从图 1 所示的落料凸模主轴零件的配合轴颈是装配基准，故对该段轴颈的加工提出了很高的要求。作为冲裁刃口的轴颈等重要圆轴颈表面是轴的主要加工表面，要求
7、也高。2.2、加工工艺性该零件的技术要求高，要用车床和磨床加工，但结构简单，机械加工的工艺性较好。2.3、确定零件毛坯考虑到零件的经济性和综合性能要求，选直径 D=b mm 的圆钢，零件材料为 T10。三、 基准的选择3.1、有关基准的选择说明81、粗基准的选用原则、保证不加工表面与加工表面相互位置要求原则。当有些不加工表面与加工表面之间有相互位置要求时，一般不选择加工表面作为粗基准。、保证各加工表面的加工余量合理分配的原则。应选择重要加工表面为粗基准。、粗基准不重复使用的原则。粗基准的精度低，粗糙度数值大，重复使用会造成较大的定位误差，因此，同一尺寸方向的粗基准，通常只允许使用一次。2、精基
8、准的选用原则、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面，以保证各表面的位置精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原则反复加工。、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时，可选择加工表面作为自身的定位基准。3.2、确定零件的定位基准落料凸模加工中，粗基准选择毛坯料的外圆表面；精基准选择为了保证各主要表面的相互位置精度，选择定位基准时，应遵循基准重合、基准统一和互为基准等重要原则，并能在一次装夹中尽可能加工出较多的表面。由于落料凸模外圆表面的设
9、计基准是主轴轴心线，根据基准重合的原则考虑应选择主轴外圆表面作为精基准面。用心轴定位，还能在一次装夹中将其它外圆表面及其端面加工出来，有利于保证加工面间的位置精度。为了保证与凸模固定板的内孔配合的外圆轴颈表面、作为冲裁刃口的轴颈的同轴度要求，宜按统一基准的原则选择基准面。即车与凸模固定板的内孔配合的外圆轴颈表面、作为冲裁刃口的轴颈时，以一次装夹完成外圆表面和台阶面以及端面的半精加工四、 轴类零件的材料、毛坯及热处理94.1、落料凸模零件的材料常用 TI10、TI8 钢，尺寸较大且复杂的冲裁件可选用 40Cr、轴承钢 GCr15、弹簧钢 65Mn；对高速、重载的轴，选用 Cr12、Cr12MoV
10、、Cr6WV.4.2、落料凸模毛坯 常用圆棒料和锻件,毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉强度。4.3、落料凸模零件的热处理锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。表面淬火一般安排在半精加工之后，精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。五、 制定加工工艺路线拟订零件的加工路线是制定工艺规程的总体布局，主要任务是选择各表面的加工方法及定位基准，确定加工顺序，各工序采用的机床设备和工艺装备等。5.1 落料凸模零件加工工艺过程分析落
11、料凸模零件加工工艺过程可划分为三个加工阶段，即粗加工阶段（包括车端面、粗车外圆、钻中心孔等）；半精加工阶段（半精车外圆，车端面等）；精加工阶段（包括粗、精磨外圆等）。在机械加工工序中间尚需插入必要的热处理工序，这就决定了落料凸模零件加工各主要表面总是循着以下顺序的进行，即退火粗车调质（预备热处理）半精车淬火-回火（最终热处理）粗磨精磨。综上所述，落料凸模主要表面的加工顺序安排如下：外圆表面粗加工（以三爪卡盘定位）外圆表面半精加工（以中心孔定位）外圆表面精加工（以中心孔定位）。当主要表面加工顺序确定后，就要合理地插入非主要表面加工工序。这些表面加工一般不易出现废品，所以尽量安排在后面工序进行，主
12、要表面加工一旦出了废品，非主要表面就不需加工了，这样可以避免浪费工时。但这些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面过程中损伤已精加工过的10对凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、键槽等，都应安排在淬火前加工。非淬硬表面上螺孔、键槽等一般在外圆精车之后，精磨之前进行加工。如有螺纹，因它与轴颈之间有一定的同轴度要求，所以螺纹安排在以非淬火-回火为最终热处理工序之后的精加工阶段进行，这样半精加工后残余应力所引起的变形和热处理后的变形，就不会影响螺纹的加工精度。本零件没有上术表面，固不与考虑5.2、工艺路线的拟定为保证几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须。选定合理的工艺路线。工艺
13、路线方案序号 工序名称 工 序 内 容 定位基准 设 备5 备 料 10 锻 造 锻造毛坯 立式锻机15 热处理 退 火 回火炉20 锯 锯小端，保持总长为 +2.5 mm 锯 床25 车粗车各段外径，均放余量为 2.53mm 及右端面，钻中心孔 外形及断面、 车 床30 车调头车右端面、钻中心孔及 mm 外圆长度 mm， mm, 长度 mm.外形， mm表面 车 床35 热处理 按图要求进行热处理 40 磨 半精磨各档外圆，及端面 中心孔定位 外圆磨床45 磨 精磨各档外圆刃口端面和台阶面 中心孔定位 外圆磨床50 清 除 清洗去毛刺 55 检 查 按图样技术要求项目检查 工艺路线的分析：加
14、工方案符合基准先行和基准统一原则，而且便于定位和装夹。另外，选择方案时还应考虑工厂的具体条件等要素，如：设备能否借用工、夹、量具等。5.3、加工余量的确定11工艺路线拟定以后，应确定每道工序的加工余量、工序尺寸及其公差。工序尺寸是工件加工过程中，每个工序加工应保证的尺寸，工序尺寸允许的变动范围就是工序尺寸的公差。工序尺寸的确定与加工余量有着密切的关系。零件图上的尺寸和公差就是最终的加工工序尺寸和公差。将此尺寸加上加工余量就是上一工序的工序尺寸，公差按其经济精度查表。5.4、车床主轴机械加工工艺过程卡序号 工序名称 工 序 内 容（其尺寸及公差自已查表注入） 定位基准 设 备5 备 料 10 锻
15、 造 锻造毛坯 立式锻机15 热处理 退 火 回火炉20 锯 锯小端，保持总长为 +2.5 mm 锯 床25 车粗车各段外径，均放余量为 2.53mm 及右端面，钻中心孔 外形及断面、 车 床30 车调头车右端面、钻中心孔及 mm 外圆长度 mm， mm, 长度 mm.外形， mm表面 车 床35 热处理 按图要求进行热处理 40 磨 半精磨各档外圆，及端面 中心孔定位 外圆磨床45 磨 精磨各档外圆刃口端面和台阶面 中心孔定位 外圆磨床50 清 除 清洗去毛刺 55 检 查 按图样技术要求项目检查 六、 落料凸模零件的检验6.1、加工中的检验自动测量装置，作为辅助装置安装在机床上。这种检验方
16、式能在不影响加工的情况下，根据测量结果，主动地控制机床的工作过程，如改变进给量，自动补偿刀具磨损，自动退刀、停车等，使之适应加工条件的变化，防止产生废品，故又称为主动检验。主动检验属在线检测，即在设备运行，生产不停顿的情况下，根据信号处理的基本原理，掌握设12备运行状况，对生产过程进行预测预报及必要调整。在线检测在机械制造中的应用越来越广。6.2、加工后的检验单件小批生产中，尺寸精度一般用外径千分尺检验；大批大量生产时，常采用光滑极限量规检验，长度大而精度高的工件可用比较仪检验。表面粗糙度可用粗糙度样板进行检验；要求较高时则用光学显微镜或轮廓仪检验。圆度误差可用千分尺测出的工件同一截面内直径的
17、最大差值之半来确定，也可用千分表借助 V 形铁来测量，若条件许可，可用圆度仪检验。圆柱度误差通常用千分尺测出同一轴向剖面内最大与最小值之差的方法来确定。主轴相互位置精度检验一般以轴两端顶尖孔或工艺锥堵上的顶尖孔为定位基准，在两支承轴颈上方分别用千分表测量。七、总 结时光飞逝，为期一个月的机械制造工艺课程设计已经接近尾声。回首这段时间的设计过程，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工艺与装备、公差与配合、机械制
18、图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。在机械制造工艺课程设计中，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。在机械制造工艺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，这次真正将以前所学的联系到实际应用中来了。在这次机械制造工艺课程设计中，还有一个重要的就是关于专用夹具的设计
19、，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13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。在这次机械制造工艺课程设计中，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
20、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。在这次械制造工艺课程设计中，对我来说有所收获也存在着不足之处。收获：1）能把以前所学的各种知识，综合的运用的这次设计中，巩固了以前所学的知识。2）学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册。3）学会了，分析问题，解决问题的能力。不足之处：1）有些步骤，问题解决的方法不是很好，需在以后的学习、实践中进一步改进。2）有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、
21、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：这次的械制造工艺课程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。八、参 考 文 献1、顾崇衍 等编著。机械制造工艺学。陕西：科技技术出版社，1981。2、倪森寿 主编。机械制造工艺与装备。化学工业出版社，2001。3、张进生 主编。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社，1994。144、姜敏凤 主编。工程材料及热成型工艺。高等教育出版社，2003。5、机械制造工艺及设备设计手册编写组 编。机械制造工艺及设备设计手册。机械工业出版社，1989。6、胡家秀 主编。简明机械零件设计实用手册。机械工业出版社，1999。7、江南学院 肖继德 南京金陵职业大学 陈宁平 主编。机床夹具设计（第二版）。机械工业出版社，1997。8、倪森寿 主编。机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书。化学工业出版社，2001。9、刘越 主编。机械制造技术。化学工业出版社，2001 。10、赵如福主编。金属机械加工工艺人员手册（第三版）。上海科技技术出版社，1981。11、南京工程学院 陈于萍 主编 沈阳大学周兆元副主编。互换性与测量技术基础。机械工业出版社，2004。
