机械制造课程设计说明书_图文_百度文库

1、目录课程设计任务书-2（一）零件的分析1.1开合螺母上座体零件图-31.2零件的功能-31.3主要加工表面及其要求-4（二）毛坯的制造2.1确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及其公差-42.2确定毛坯的技术要求-52.3绘制零件毛坯综合图-5（三）工艺规程设计3.1工艺基准的选择-63.2拟定加工工艺路线-73.3工艺方案的分析、比较和确定-83.4确定其中3道工序的的切削用量和工时定额-93.5计算零件的加工成本-15（四）机床夹具设计4.1定位方案的确定-164.2夹紧方案的确定-164.3夹具主要技术参数-17（五）结束语-18（六）参考文献-19课程设计任务书1. 设计题目：年产2000件

2、开合螺母上座体零件工艺规程设计和装备设计2.设计内容：1）零件毛坯综合图 1张2）工艺规程设计工艺卡 12张3）某一工序专用夹具设计图纸：夹具装配图 1张夹具体零件图 1张4）工艺课程设计说明书 1份（一）零件的分析1.1开合螺母上座体零件图如下所示：1.2零件的功能：开合螺母的是用来联接丝杆的传动到溜板箱。因为溜板箱有两套传动输入，即光杆和丝杆。一般的走刀用光杆传动，加工螺纹时用丝杆传动。而这两者是不能同时咬合的，否则会因传比动不一造成传动系统破坏。开合螺母的作用相当于一个离合器，用来决定溜板箱是否使用丝杆传动。1.3主要加工表面及其要求：1）70内孔：保证公差70H7，表面粗糙度Ra1.2

3、5。2）夹角55°的两平面：必须保证其中的水平面距离底面距离21，两平面的粗糙度为Ra1.6。3）70孔的两端面：保证尺寸59和56，保证两端面粗糙度Ra1.6。4）底面2孔：孔的中心线距离零件的中心线距离保证20±0.07，孔的深度为20 ，孔的直径保证13H7，粗糙度Ra1.6。6）中间铣断面：保证尺寸10，粗糙度Ra12.5（二）毛坯的制造2.1确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及其公差零件采用HT150材料，年产量是2000件，属于中批量生产，采用对称制造的方式，开合螺母上座体的尺寸不大，有较多的表面无需切削加工，所以，毛坯可以选择金属模砂型铸造成型。由于采用对称制造的

4、方式，所以选用垂直于内孔70H7的一端作为浇注底面，有利于保证浇注时金属液体能很好的进入模腔，金属液体从70H7孔的一端流入充满整个模腔。铸件公差等级为CT-9，查表选择毛坯浇注底面的加工余量较小为4mm，其余各个加工面的加工余量均为6mm。2.2确定毛坯的技术要求1）铸件不应该有裂纹、砂眼、气孔及夹渣等缺陷。2）采用正火处理以消除内应力，从而改善切削加工性能。3）起模斜度为20º。2.3绘制零件毛坯综合图根据开合螺母上座体的零件图，在各个加工表面上加上机械加工余量，绘制出零件毛坯综合图，并标注尺寸和技术要求，如下图所示（三）工艺规程设计3.1工艺基准的选择离底面高度33mm的凸台和

5、底座前端面无需进行机械加工，所以采用凸台，底座前端面和孔70的右端面作为粗基准定位，粗铣底面和夹角为55°的两平面。工艺基准的选择如下：序号加工部位基准选择1底面，夹角为55°的2平面（粗铣）凸台，底座前端面及孔70右端面2孔70的两个端面级内孔（粗车）底座前端面及夹角55°的2平面3两侧面底座前端面及夹角55°的2平面4夹角55°的2平面（精铣）底面，70右端面和底座前端面5孔70的两个端面级内孔（精车）底座前端面及夹角55°的2平面6底面孔底面、底座前端面及70内孔7侧面2孔和顶端通孔底座前端面及夹角55°的2平面8中间

6、面底面和底面2内孔3.2拟定加工工艺路线初步选出2种可行的加工方案，分别如下：加工方案一：工序加工内容机械加工设备01粗铣底面，夹角55°的2平面，高度1.5的端面和退刀槽万能铣床02粗车内孔和孔的2端面普通卧式车床03粗铣半精铣精铣2侧面万能铣床04精铣底面，夹角55°的2平面万能铣床05精车内孔和孔的2端面普通卧式车床06钻扩粗铰精铰底面孔立式钻床07钻粗铰半精铰精铰至7H7，钻孔8.5立式钻床08铣断中间面万能铣床09去毛刺，清洗加工方案二：工序加工内容机械加工设备01粗车半精车精车孔70H7普通卧式车床02粗铣侧面万能铣床03粗铣底面万能铣床04粗车半精车精车内孔2

7、端面普通卧式车床05粗铣半精铣精铣夹角为55°的两平面，粗铣高度1.5端面和退刀槽万能铣床06钻扩粗铰精铰底面孔13立式钻床07钻粗铰半精铰精铰至7H7，錿平面至13， 钻孔8.5，立式钻床08铣断中间面瓦能铣床09去毛刺，清洗3.3工艺方案的分析、比较和确定方案一采用工序分散的原则，划分了加工阶段，将粗精加工分开，有利于材料恢复变形和时效处理，后面的精加工采用已经加工好的精度高的表面定位精加工表面，使得加工零件的加工精度有所提高。缺点是：会增加机床和工人的数量，增大了设备的占地面积，增加了工件在各个工序间搬运和装夹的时间。方案二采用基准重合的原则，先将70H7的孔加工好，再用70H

8、7孔的中心线定位加工其他表面，减少了基准误差，并且采用工序集中的原则，减少了工件装夹和搬运的次数，减少了辅助时间和准备终结时间，同时减少了机床和工人的数量。缺点是：由于采用了工序集中的原则，粗精加工没有分开，工件没能得到很好的时效处理，工件加工完成后会因为材料的反弹产生形状和位置误差，导致加工不是很高。这次设计是面向年产量为2000件的零件生产，属于中批量生产的范畴，且重要表面的加工精度要求不低，将工序分散虽然增加了辅助时间和准备终结时间，但是分配在每个工件上的辅助时间和准备终结时间并没有增加多少，而且还能使得加工精度有所提高，所以，综合以上2中加工方案的优缺点以及生产纲领和精度要求，选用第一

9、种加工方案更为合理，在整个加工过程中大量采用各种专用机床。3.4确定其中3道工序的的切削用量和工时定额。1）粗铣左侧面端面总的加工余量6mm，一次走刀，所以背吃刀量ap=6mm查表可得机床的进给量f=2.8mm/r铣削速度Vc，由于刀具采用的是高速钢，工件材料为HT150，工件硬度150250HBS，查表可得铣削速度Vc推荐值为1530m/min，选取Vc=20m/min。基本事件Tj刀具为直齿三面刃铣刀，所以 +(13 , 带入参数可以求得Tj=0.7187 min辅助时间Tf=0.14372粗铣右侧面端面总的加工余量6mm，一次走刀，所以背吃刀量ap=6mm查表可得机床的进给量f=2.8m

10、m/r铣削速度Vc，由于刀具采用的是高速钢，工件材料为HT150，工件硬度150250HBS，查表可得铣削速度Vc推荐值为1530m/min，选取Vc=20m/min。基本事件Tj刀具为直齿三面刃铣刀，所以 +(13 , 带入参数可以求得Tj=0.7187 min辅助时间Tf=0.14371）精车左端面背吃刀量ap=0.8 mm进给量f=0.2mm/r铣削速度Vc代入参数可以求出Vc=58000mm/min机床主轴转速n代入数据可以求得n=243.04mm/r基本时间Tj代入数据可以求得Tj=1.2275 min辅助时间Tf=1.2435 min2）精车右端面背吃刀量ap=0.8 mm进给量f

11、=0.2mm/r铣削速度Vc代入参数可以求出Vc=58000mm/min机床主轴转速n代入数据可以求得n=243.04mm/r基本时间Tj代入数据可以求得Tj=1.2275 min辅助时间Tf=1.2435 min3）精镗孔至70H7这个工步是在普通卧式车床上镗孔，其切削用量不按镗削用量来计算，按照车床车削用量和工时定额来计算如下，背吃刀量ap=0.5 mm进给量f=0.2mm/r铣削速度Vc代入参数可以求出Vc=139260mm/min机床主轴转速n代入数据可以求得n=633.58mm/r基本时间Tj代入数据可以求得Tj=0.9888 min辅助时间Tf=0.1978 min1）钻孔至12背

12、吃刀量ap=6 mm进给量f采用群钻d=12mm ，f=0.03*d所以，f=0.3mm/r钻削速度Vc由于工件材料为铸铁，钻削速度范围为2025m/min，取Vc=20m/min基本事件Tj由于是钻盲孔，所以 =0带入参数可以求得Tj=0.1113 min辅助时间Tf=0.0223 min2）扩孔至12.85mm背吃刀量ap=0.425mm由于刀具采用高速钢，工件材料为HT150，所以查表可得扩削速度和进给量进给量f查表可得f=0.150.40mm/r，取f= 0.3mm/r 钻削速度Vc查表可得Vc=1020m/min，取20m/min基本时间Tj扩盲孔时 =0， 为扩孔前的孔径，D为扩孔

13、后的孔径。带入参数可得Tj=0.0958 min辅助时间Tf=0.0192 min4）粗铰孔至12.95 mm背吃刀量ap=0.05 mm铰刀的材料为硬质合金，工件材料为铸铁，所以，可以通过查表确定进给量f和切削速度Vc进给量f查表可得f=0.30.5mm/r，取f=0.5mm/r切削速度Vc查表可得Vc=812m/min，取Vc=12000mm/min基本时间Tj扩盲孔时 =0， 为扩孔前的孔径，D为扩孔后的孔径。带入参数可得Tj=0.1648 min辅助时间Tf=0.0330 min4）精铰孔至13H7背吃刀量ap=0.025 mm铰刀的材料为硬质合金，工件材料为铸铁，所以，可以通过查表确

14、定进给量f和切削速度Vc进给量f查表可得f=0.20.5mm/r，取f=0.2mm/r切削速度Vc查表可得Vc=812m/min，取Vc=12000mm/min基本时间Tj扩盲孔时 =0， 为扩孔前的孔径，D为扩孔后的孔径。带入参数可得Tj=0.3853 min辅助时间Tf=0.0771 min3.5计算零件的加工成本以下是零件加工过程中所用机床的使用价格铣床 20元/时 （1/3元/min）钻床 15元/时 （0.25元/min）车床 30元/时 （0.5元/min）以下是整个工艺过程中没到工序所用机床与时间表工序加工时间（min）机床013.946万能铣床025.6549普通卧式车床031

15、.883万能铣床041.716万能铣床054.5113普通卧式车床060.992立式钻床070.6475立式钻床082.731万能铣床由以上数据可以求出单个零件的加工成本为XX=0.333*（3.946+1.883+1.716+2.731）+0.25*（0.992+0.6475）+0.5*（5.6549+4.5113）=8.918元（四）机床夹具设计本次夹具设计是针对最后一道工序：铣断中间面而设计的。4.1定位方案的确定以下是两种定位方案：1）采用3个垂直面进行定位：底面定位3个自由度，侧面定位2个自由，中心孔的一个端面定为一个自由度。2） 采用一面两销的定位方式，限制6个自由度，其中一个定位

16、销采用A型定位销，另一个定位销选用B型定位销（即削边销），将工件的下表面放在定位面上实现完全定位。根据工件的形状和加工位置选用第2种定位方案，采用这种定位方式时，夹具体的结构比较简单，能降低加工成本，同时也能满足精度要求。这种定位方式的定位误差主要由定位孔的对称度误差和定位销的同轴度误差产生。定位误差d=（0.07*2+0.01）*2=0.3 mm4.2夹紧方案的确定整个加工过程采用锯片铣刀铣断中间面，切削力的方向在中间面上不断变化，采用夹紧力平行于中间面夹紧的方式。如果将夹紧力作用点作用在顶面处，铣削时切削力对夹紧点的扭矩较小，但是由于顶部通孔的原因，使得顶部刚性不好，容易出现变形，当采用离

17、底面高度33mm的凸台面定位时，虽然切削力对夹紧力作用点的扭矩稍微加大，但是凸台厚度挺大，夹紧力作用面较大，刚性好，不容易发生变形，所以采用凸台面夹紧的方式来夹紧工件进行加工。根据工件的形状和凸台的位置，选用钩形压板（组合）作为夹紧机构夹紧工件。由于采用对称铣端面的方式， 刀具采用45号钢，所以ap=5 ，ae=5 ，d=40， z=200，fz=0.250.4取fz=0.3，z=200带入参数可得Fc=4582.66 NK0=1.2,k1=1.2,k2=1,k3=1,k4=1.5,k5=1带入参数可得K=2.16所需夹紧力F=K*Fc=9898.5 N4.3夹具主要技术参数尺寸要求：夹具体底

18、面长L=280mm，宽W=135mm，H=35mm钩形压板与凸台接触面到底面的最大距离为68mm形状和位置要求：钩形压板（组合）中心线距离零件中心线距离为94mm，安装定位销的孔中心线距离零件中心线距离20±0.07mm,双头螺柱M12*80，螺母M12，定位销的同轴度误差0.01,连接工作台与夹具体的四耳中心线距离边缘距离均为20mm4.4夹具精度验算（因为这道工序是粗加工，无公差带要求，故省略家具精度的验算4.5绘制夹具装配图和夹具体零件图（附图纸）（五）结束语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。通过机械制造课程设计的过程，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次