机械制造技术基础说明书

1、序言机械制造工艺学课程设计是在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，它在我们大学四年生活中占有重要的地位。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给与请教。 §1零件分析1.1零件的作用后托架在CA6140车床床身的尾部，三个孔分别装丝杠、光杠、转向开关，起加强固定作用；在ø40mm与ø30.2mm之间的孔为毛线孔，用于导通油路；旁路的螺纹孔是连接油盖的；正面的四个孔将后托架固定于车床尾部。1.2零件的工艺分析由零件图可得后托架主

2、要加工底面，侧面三孔，顶面四孔，以及左视图上的螺纹孔。（1）以底面为主要加工的表面，有底面的铣加工，其底面的粗糙度要求是，平面度公差要求是0.03。（2）精加工孔, , 要求达到的精度等级为。粗糙度为，以底平面为基准，要求平行度公差为, 以孔为基准，要求平行度公差为0.08, , 以底平面为基准, 要求平行度公差为。（3）以顶面为主加工面的四个孔，分别是以和为一组的阶梯空，这组孔的表面粗糙度要求是，以及以和的阶梯孔，其中是装配铰孔，其中孔的表面粗糙度要求是，是装配铰孔的表面粗糙度的要求是。（4）钻6的孔，钻5的孔在攻螺纹M6。（5）其余未注要求的加工表面为不去除材料加工。1.3确定零件的生产类

3、型 依设计题目可知，产品的年产量为5000件，每台产品中该零件数量为1件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别为16%和2%，零件年产 N=5000(1+0.16+0.02)=5900件/年现通过估算，该零件质量约3.08kg，查表2.2可知，该零件属于轻型零件。根据生产类型与生产纲领的关系，查表2.3可知，该零件的生产类型为大批生产。§2确定毛坯类型绘制毛坯图2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为HT200，由于零件形状规范，可以直接用金属铸造工艺方法，加工5000件，属于大批量生产。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工加工余量1.铸件尺寸公差等级“CA6140车床后托架”；零件材料为

4、HT200，硬度190210HB，毛坯重量3.08kg，生产类型为大批量，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压，但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良，故选用铸造，查机械制造工艺设计简明手册表1.3-3 选用金属型铸造。查机械制造技术基础课程设计表2.8可知加工余量等级为CT7CT9。2.铸件机械加工余量加工余量由精到粗分为A、B、C、D、E、F、G、H、J和K共10级，对成批和大量生产的铸件加工余量查机械制造技术基础课程设计表2.8可知，取加工余量等级为F。加工余量查机械制造技术基础课程设计表2.10表1 各加工表面总余量序号基本尺寸/mm加工余量等级加工余量/mm选择过程说明140E双侧加工

5、余量一半2孔的加工余量等级比底面的加工余量等级低一级即E级，铸造尺寸为40-2X2=36mm 查（机械制造技术基础课程设计）表2.7尺寸公差为1.8（ 36±0.9）mm235F单侧余量2.5双边加工，铸造尺寸为35+2.5=37.5mm 查（机械制造技术基础课程设计）表2.7尺寸公差为1.6 （37.5）mm3毛坯图图1毛坯图 §3 工艺规程设计3.1基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1、粗基准的选择：对于一般的孔

6、类零件，以孔作为粗基准完全合理，但对本零件来说，孔ø40mm为铸造孔，不易作为精基准，故我们可以考虑以顶面加一个可调支撑作为粗基准，以此基准把底面120×60mm先加工出来，由于此顶面只限制了X、Y、Z的转动和Z的移动4个自由度，故可以考虑选左端面为第二基准面，此二面可以限制6个自由度，达到完全定位。 2、精基准的选择：主要应考虑到基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应尽量进行尺寸计算。3.2制定工艺路线制订工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在用生产纲领确定为中批量生产的条件下,可以考虑用万能性机床配以专用夹具，并

7、尽量使工序集中来提高生产率，但同时也要保证质量。除此之外，还要考虑到经济效果，在实际生产中还要考虑加工的设备，以尽量使成本降到最低。 1、工艺方案一： 工序10：粗、精铣底面，保证尺寸120×60mm； 工序20：钻两个ø13mm的孔；钻两个销孔ø10mm；锪两个沉头孔ø20mm； 工序30：钻孔ø38mm；钻孔ø28mm；钻孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面； 工序40：扩孔ø39.5mm；扩孔ø29.5mm；扩孔ø29.5mm； 工序50：半精镗ø40mm； &#

8、248;30mm； ø25mm； 工序60：精镗孔ø40mm； ø30.2mm； ø25.5mm； 工序70：钻螺纹孔ø5.1mm；钻深孔ø6mm； 工序80：攻螺纹孔M6； 工序90：加工油槽，去毛刺； 工序100：按图纸要求检验； 2、工艺方案二： 工序10：钻孔ø38mm；钻孔ø28mm；钻孔ø23.5mm；锪平孔ø25.5mm端面； 工序20：扩孔ø39.5mm；扩孔ø29.5mm；扩孔ø29.5mm； 工序30：粗、精铣底面，保证尺寸120×60

9、mm； 工序40：钻两个ø13mm的孔；钻两个销孔ø10mm；锪两个沉头孔ø20mm 工序50：半精镗ø40mm； ø30mm； ø25mm； 工序60：精镗孔ø40mm； ø30.2mm； ø25.5mm； 工序70：钻螺纹孔ø5.1mm；钻深孔ø6mm； 工序80：攻螺纹孔M6； 工序90：加工油槽，去毛刺； 工序100：按图纸要求检验； 3、工艺方案的比较分析： 以上两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工以底面为中心的表面，再以此为基准加工3个孔及其他相关的孔；方案二却恰恰相反，

10、先加工3个孔，再以孔定位加工底面。 根据后托架的作用和两个方案的比较分析，由于ø40m, ø30.2mm, ø25.5mm这三个孔的轴线平行度要求较高。因此，选用底面为基准时，加工孔的精度一定的越高越好。因此，方案二的工序不太合适，我们采用方案一的大致顺序。经过分析，方案一的加工顺序是先粗加工、精加工一组表面，再粗加工、精加工另外一组平面。这看上去大致是合理的，但仔细推敲后，发现仍然有不太符合工艺原则，现将改进的工艺过程具体分析如下：工序10 粗铣后托架底面A经济精度等级为IT11，控制尺寸到36mm，以后托架左侧支承板定位，限制3个自由度,右边外圆采用V形块，限

11、制2个自由度，以及后托架倾斜面的一支承来，限制1个自由度定位夹紧，V形块定位夹紧。工序20 以底面为基准，粗镗孔经济精度等级为IT11，控制尺寸到39.7 mm，底面限制3个自由度，侧面两个支承钉限制两个自由度，左侧一支承钉限制1个自由度，工件右侧外圆用V形块定位夹紧。工序30 钻扩粗铰孔经济精度等级分为IT12，控制尺寸到30.12 mm，25.44 mm，以39.7 mm的孔为基准，以带有轴肩的长销限制5个自由度，在有一底面支承钉靠近左侧脚来限制1个自由度，再以活动V形块定位夹紧。工序40 半精铣底面A经济精度等级为IT8控制尺寸到35.72 mm，同工序10限制其自由度，定位夹紧。工序5

12、0半精镗孔经济精度等级为IT9,控制尺寸到39.93 mm，同工序20限制自由度，定位夹紧。工序60 半粗铰孔经济精度等级分为IT9，控制尺寸到29.82 mm，25.24 mm的孔，同工序30限制自由度，定位夹紧。工序70 加工42 mm的面，锪平，同工序30限制自由度，定位夹紧。工序80 加工孔10mm，13 mm，13 mm，20 mm的孔，以40 mm带有轴肩的长销限制5个自由度，再加以25.5 mm的孔内一菱形销限制1个自由度，在外圆外侧采用活动V形块，定位夹紧。工序90 加工螺纹孔5mm，6mm, 攻螺纹M6，以底面限制3个自由度，侧面两个支承钉限制2个自由度，再加一个左侧支承钉限

13、制一个自由度，在外圆外侧采用活动V形块，定位夹紧。工序100 拉油槽，拉削宽度为3mm。工序110 中检工序120精铣底面A经济精度等级为IT7,控制尺寸到35mm，同工序10限制其自由度，定位夹紧。工序130 精镗孔经济精度等级为IT7，控制尺寸到40mm，同工序20限制自由度，定位夹紧。工序140 精铰孔经济精度等级为IT7，控制尺寸到30.2mm，25.5mm，同工序30限制自由度，定位夹紧。工序150入库清洗，涂防锈油。工序160终检3.3选择加工设备和工艺设备表2加工设备和工艺设备工序号工序内容加工设备工艺装备10粗铣底面X53立式铣床专用夹具、端铣刀、游标卡尺20粗镗孔39.7 m

14、mT68卧式镗床选用专用镗床夹具、镗刀、游标卡尺30钻、扩、粗铰孔30.12 mm，25.44 mmZ535立式钻床专用钻床夹具、麻花钻、扩孔钻、铰刀、内径千分尺40半精铣底面36 mmX53立式铣床专用夹具、端铣刀、游标卡尺50半精镗孔39.93 mmT68卧式镗床选用专用镗床夹具、镗刀、游标卡尺60半粗铰孔 29.82 mm，25.24 Z535立式钻床专用钻床夹具、铰刀、内径千分尺70锪平42的面Z535立式钻床专用钻床夹具、锪钻、游标卡尺80加工孔，210mmRa，213 mm， 20 mmZ535立式钻床专用钻床夹具、麻花钻、扩孔钻、内径千分尺90钻孔至 5mm，攻丝M6，钻孔至 6

15、mmZ535立式钻床专用钻床夹具、麻花钻、机用丝锥、内径千分尺100拉油槽，拉削宽度为3mm拉床110中检120精铣底面35mmX53立式铣床专用夹具、端铣刀、游标卡尺130精镗孔40mmT68卧式镗床选用专用镗床夹具、镗刀、游标卡尺140精铰孔到30.2mm，25.5mmZ535立式钻床专用钻床夹具、铰刀、内径千分尺150清理160终检3.4铸件主要加工表面的加工余量确定 查机械制造技术基础课程设计表2.8可知加工余量等级为CT7CT9，取加工余量等级为F，加工余量查机械制造技术基础课程设计表2.10（1） 尺寸要求为350.07，粗糙度为1.6um，因此需要的加工步骤为粗铣-半精铣-精铣加

16、工工艺设计手册。 粗铣的加工余量，z=1.5-2.0mm。 半精铣的加工余量，z=1-1.5mm。 精铣的加工余量，z =0.6-0.8。所以毛坯的零件加工余量z=2.1-2.8mm之间。（2） 底座表面长度方向的加工余量及公差，因其两端引起两端都与非工表面连接，故铸造件毛坯的外表面其长度可取120mm。（3） 三杠孔的加工余量零件中的三杠孔中25.5，30.2采用钻、扩、铰加工，40采用镗加工。标准公差数值表可知：由标准公差数值表可知40的孔精度为IT7，30.2的孔精度为IT7。40孔的加工工序： 钻孔 39.7mm 半镗孔39.93mm 精铰 400.025mm 30.2孔的加工工序：

17、钻孔 28mm 扩孔 30mm 粗铰 30.12mm 半精铰 29.82mm 精铰 30.2mm25.5孔的加工工序： 钻孔 24mm 扩孔 25.3mm 粗铰 25.44mm 半粗铰 25.24mm 精铰： 25.5+-0.05(4) 固定螺钉孔和定位销底孔的加工余量： 钻孔：按小头直径钻出10的孔 扩孔：削销圆锥孔，2-13和2-20孔的加工工序 扩孔出2-13和2-20的阶梯孔(5)5和M6孔时加工余量： 5孔：钻孔6mm M6孔： 钻孔6mm(6) 用公制粗牙机用丝锥攻螺纹。3.5确定工序尺寸、切削用量、公差及基本工时工序10：粗铣托架底面 机床：立式铣床X53刀具：硬质合金端铣刀（面

18、铣刀）材料： 齿数铣削深度：每齿进给量：切削用量简明手册表3.1取铣削速度：参照参考文献机械制造技术基础课程设计表2.4-81，取机床主轴转速：， 式（1.1）实际铣削速度： 式（1.2）进给量： 式（1.3）工作台每分进给量： ：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度： 式（1.4）取刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 式（1.5）工序90钻孔铰螺纹孔 钻 切削深度：根据参考文献切削用量简明手册表3.1查得：进给量,切削速度，机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具

19、切出长度： 取加工基本时间，由式（1.5）有： 钻螺孔切削深度：进给量：根据参考文献机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：参照参考文献机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度，由式（1.8）有：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间，由式（1.5）有： 机床：组合攻丝机刀具：高速钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献切削用量简明手册表3.1，取机床主轴转速，由式（1.1）有：，取丝锥回转转速：取实际切削速度，由式（1.2）有：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 走刀次数为1

20、机动时间，由式（1.5）有：§4机床夹具设计实例子（钻4小孔夹具）4.1问题的提出利用本夹具主要用来钻、铰加工顶面的四孔，其中包括钻顶面四孔（其中包括钻孔和扩孔，铰孔，以及孔，）。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底平面的平行度公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。4.2定位基准的选择由零件图可知：顶面四孔的轴线与左侧面和后侧面的尺寸要求要求，在对孔进行加工前，底平面进行了铣加工，后侧面也是一直都不加工的侧面，因此，选后侧面和左侧面为定位精基准（设计基准）来满足CA6140机床后托架顶面四孔加工的尺寸要求。由零件图

21、可以知道，图中对孔的的加工没有位置公差要求，所以我们选择左侧面和后侧面为定位基准来设计钻模，从而满足孔轴线和两个侧面的尺寸要求。工件定位用底面和两个侧面来限制5个自由度。4.3切削力及夹紧力的计算机床：立式钻床Z535计算公式 F=Cd因为加工材料为灰铸铁，查表可得则C=410 d=10 Z=1.2 y=0.75 代入上式 可得F=870.3N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 F=KF=1680N由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用偏心轮

22、夹紧机构。偏心轮的夹紧力为W=如取转轴至夹紧力P的回转半径，=，tg=f=0.15，力臂L=（2-2.5）D，tg=,则得特定的情况夹紧力为W=(911)Q N如果手动作用力为150N，则可查表的1900N,因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4定位误差分析该夹具以底面、侧面和左侧面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。孔与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献15互换性与技术测量表可知：取（中等级）即 ：尺寸偏差为、由16机床夹具设计手册可得：、定位误差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的

23、投影，这里的方向与加工方向一致。即：故、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响均小。即： 、磨损造成的加工误差：通常不超过、夹具相对刀具位置误差：钻套孔之间的距离公差，按工件相应尺寸公差的五分之一取。即误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4.5偏心轮夹紧机构从理论上说，圆偏心轮下半部分整个轮廓曲线上的任何一点都可以用来夹紧工件。相当于偏心轮转过，夹紧总行程为2倍的偏心距。但实际上为防止松夹和咬死，常取圆周上的圆弧，即相当于圆偏心轮转角为所对的圆弧作为工作段。如图§4.8偏心轮，偏心轮AB工作段为当手柄逆时针转动时，以A达到最大极限尺寸的工件，以B点夹紧最小极限尺

24、寸的工件。图2偏心轮工作行程图4.6夹具设计及操作的简要说明设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。偏心轮夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。1、底座 2、六角头螺栓 3、六角头螺栓 4、钻套螺钉 5、快换钻套 6、衬套 7、六角头支承 8、六角螺母 9、这承钉 10、支承钉11、定位销 12、圆偏心轮 13、连接螺栓图3钻床夹具示意图图3钻床夹具的工作原理简述如下： 将工件放在夹具体上，以左端面为定位基准，后托架底面侧面为限位基准，因此，后托架左侧面底面侧面接触夹具体上的支承钉来实现定位，采用圆偏心轮夹紧机构，利用弹簧的弹力，来实现夹紧工件。用六角支承来实现辅助支承，保证起到支承的作用，增加加工零件的刚度。5为快换钻套作为刀具的导向元件，4为钻套螺钉用于紧固快换钻套。结 论通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与