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中北大學(xué)課程設(shè)計(jì) 目錄 1.序言 ……………………………………………………………………………………… 1 2．對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 ……………………………………………………………………… 1 2.1零件材料分析 …………………………………………………………………………… 1 2.2分析零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面粗糙度以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn) ……… 1 2.3分析零件熱處理 ………………………………………………………………………… 1 3.確定毛坯 …………………………………………………………………………………… 2 3.1毛坯種類(lèi)選擇 …………………………………………………………………………… 2 3.2確定毛坯的形狀和尺寸 ………………………………………………………………… 2 4.制定零件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn) ………………………………………………………… 2 4.1確定加工工藝路線(xiàn) ……………………………………………………………………… 2 4.2選擇定位基準(zhǔn) …………………………………………………………………………… 3 5. 工序尺寸計(jì)算 …………………………………………………………………………… 3 6 選擇機(jī)床及工、夾、量、刀具 …………………………………………………………… 4 6.1機(jī)床選擇 ………………………………………………………………………………… 4 6.2刀具選擇 ………………………………………………………………………………… 4 6.3夾具選擇 ………………………………………………………………………………… 4 6.4儀器選擇 ………………………………………………………………………………… 5 7 檢測(cè)方法 …………………………………………………………………………………… 5 8 確定各工序的切削用量和時(shí)間定 ……………………………………………………… 5 9.夾具設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………… 9 總結(jié) ………………………………………………………………………………………… 12 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………… 13 工藝卡片，工藝過(guò)程卡片 …………………………………………………………… 見(jiàn)附圖 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì) 1.序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì),是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)及夾具設(shè)計(jì)原理課程，經(jīng)過(guò)前段時(shí)間的畢業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得感性知識(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。在老師的指導(dǎo)下，要求在設(shè)計(jì)中能初步學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用以前所學(xué)過(guò)的全部課程，并且獨(dú)立完成的一項(xiàng)工程基本訓(xùn)練，這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。通過(guò)機(jī)床工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)如一體(如《互換性與測(cè)量技術(shù)》、《金屬切削原理》、《金屬切削機(jī)床》、《金屬切削刀具》等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！在本次設(shè)計(jì)中我們主要是設(shè)計(jì)CA6140車(chē)床刀架座，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，查閱了大量的書(shū)籍，并且得到了相關(guān)老師的指點(diǎn)。希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，鍛煉自己的能力。 2．對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 2.1零件材料分析 零件是彈簧套筒。材料為彈簧鋼60Si2MnA。60Si2MnA強(qiáng)度大、彈性極限好，屈服比值高，熱處理后韌性較好，焊接性差，冷變形塑性低，切削性尚好，淬透性較65、65Mn鋼高，臨界淬透直徑：油中約為25~57mm；水中約為44~88mm；此鋼宜油淬、水淬時(shí)有形成裂紋傾向，無(wú)回火脆性?xún)A向，且具有抗回火穩(wěn)定和抗松弛穩(wěn)定性；鋼中夾雜物較高，軋制較困難，表面易出疵病，脫碳傾向大；適宜在淬火并中溫回火狀態(tài)下使用。用途：適用于制造鐵道車(chē)輛、汽車(chē)、拖拉機(jī)等承受中等載荷的扁形彈簧、直徑<25mm的螺旋形彈簧、緩沖彈簧以及汽缸安全閥門(mén)等高應(yīng)力下工作的重要彈簧。 2.2分析零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面粗糙度以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 零件：套筒右表面0 0.011 - 36 ，表面粗糙度為0.63，錐面外圓表面，表面粗糙度為0.63;零件內(nèi)徑（小），表面粗糙度為0.63。 2.3分析零件熱處理 零件：淬火 HRC45并發(fā)藍(lán) 3.確定毛坯 3.1毛坯種類(lèi)選擇 此零件在力學(xué)性能上沒(méi)有更高的要求，孔徑也小，故毛坯選用熱軋圓鋼。 3.2確定毛坯的形狀和尺寸 選擇毛坯的形狀和尺寸：熱軌圓鋼φ50100 圖1 零件毛坯圖 4. 制定零件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn) 4.1確定加工工藝路線(xiàn) a下料。 b車(chē)床：車(chē)端面——粗車(chē)右外圓輪廓——半精車(chē)外圓輪廓——粗車(chē)錐面輪廓——切槽——精車(chē)外圓輪廓及錐面——鉆孔——鏜孔——擴(kuò)孔至——鏜孔——倒角——打斷。 c銑床：精銑端面——倒角——鉆的孔——銑槽。 d 熱處理：淬火發(fā)藍(lán) e 定型處理 f 磨床：精外圓輪廓——精磨錐面——精磨孔 g 鉗工：去槽口內(nèi)外毛刺——去連皮 h 檢驗(yàn) 打工具號(hào) 4.2選擇定位基準(zhǔn) 選孔為統(tǒng)一的精基準(zhǔn)終加工各段外圓和臺(tái)階端面，能保證各主要表面有較高的相互位置精度。工件不長(zhǎng)，選外圓為粗基準(zhǔn)比較方便。為了保證終加工余量均勻，中間工序還應(yīng)以孔和外圓互為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。 5. 工序尺寸計(jì)算 加工 部分 工序 加工余量 粗糙度 工序尺寸及 右端面 毛坯 粗車(chē) 2.0 12.5 半精車(chē) 1.0 5 外圓輪廓 毛坯 粗車(chē) 12 12.5 半精車(chē) 1 6.3 精車(chē) 0.5 1.6 錐面輪廓 毛坯 車(chē)錐面 12.5 粗車(chē) 2 10 半精車(chē) 1 6.3 精車(chē) 0.5 1.6 切槽 軸 6.3 半精車(chē) 3 5 孔 鉆孔 18 12.5 鏜孔 1.5 6.3 擴(kuò)孔 25 12.5 鏜孔 1 5 軸端 打斷 78.5 左端面 精洗 0.5 1.25 78 彈簧槽 打孔 3 6.3 銑槽 2 5 43 表1 零件工藝計(jì)算 6 選擇機(jī)床及工、夾、量、刀具 6.1機(jī)床選擇 普通車(chē)床：CA6140 銑床：X50A 磨床：M120 6.2刀具選擇 外圓粗加工車(chē)刀尺寸參數(shù)： ，，，，， 刀桿尺寸16×25 外圓半精加工車(chē)刀尺寸參數(shù)： ，，，， 刀桿尺寸16×25 切槽工具：采用硬質(zhì)合金刀具YT15，直接將刀具加工成寬3mm的形狀。 銑 刀：立銑刀，端面銑刀。 中 心 鉆：d=3mm 鉆 頭：錐柄麻花鉆 φ18，φ25 鏜 刀：?jiǎn)稳戌M刀 6.3夾具選擇 車(chē)床：短圓柱型三爪固定卡盤(pán)（GB4346－84）KZ型，卡盤(pán)直徑D250mm 銑床：專(zhuān)用夾具,組合夾具 6.4儀器選擇 千分表、游標(biāo)卡尺、圓度儀、極限塞規(guī)。 7 檢測(cè)方法 利用圓度儀在同軸度公差要求的基準(zhǔn)和被測(cè)要素的若干截面上測(cè)量，得到個(gè)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，由這些坐標(biāo)值可分別計(jì)算出各截面上基準(zhǔn)軸線(xiàn)和被測(cè)軸線(xiàn)的相應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而可算出被測(cè)軸線(xiàn)對(duì)基準(zhǔn)軸線(xiàn)的同軸度誤差。 以頂點(diǎn)支承測(cè)量徑向圓跳動(dòng)。 技術(shù)要求： 1圓跳動(dòng)：φ20孔段對(duì)A-B基準(zhǔn)的圓跳動(dòng)為0.015mm。 2硬度： 45 HRC. 3尺寸公差： 4表面粗糙度：孔φ20為0.63,φ36軸段外圓為0.63,φ46軸段外圓錐面為0.63 φ46軸段端面為1.25。其余為5。 8 確定各工序的切削用量和時(shí)間定額 1.車(chē)端面,輪廓，錐面，中間槽 粗車(chē)時(shí)： 取n=500r/min 半精車(chē) ： 取n=700r/min,則 精車(chē)： 取n=1700r/min,則 計(jì)算時(shí)間定額 定額計(jì)算公式： 其中： 粗車(chē)： 半精車(chē)： 精車(chē)： 2．加工的孔，的孔 a．鉆孔 進(jìn)給量 切削速度 主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 所以實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：切入，切出，，故 故切削工時(shí)為 b．?dāng)U孔 進(jìn)給量， 切削速度 主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 切削工時(shí)： 故切削工時(shí)為 c．鏜孔 鏜孔至， 進(jìn)給量 主軸轉(zhuǎn)速 按機(jī)床選取 切削工時(shí)：，故 故切削工時(shí)為 3.精銑端面 走刀長(zhǎng)度：. 走刀次數(shù)：一次；切削深度：0.5；進(jìn)給量：1.0mm/r。 切削速度：200mm/s 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速（r/s）. 按機(jī)床選取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí) 4.銑彈簧槽 查表得： 查表 根據(jù)銑床選擇 切削工時(shí)： 9.夾具設(shè)計(jì) 在加工刀架座的過(guò)程中，所使用的機(jī)床大多為立式機(jī)床，定位以端面為主，所以我們采用工藝板加壓板做為加工過(guò)程中的主要夾具，使用這樣的夾具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）制造簡(jiǎn)單，可用現(xiàn)成零件組合，降低了成本，減少了生產(chǎn)專(zhuān)用夾具的輔助時(shí)間，進(jìn)而提高了生產(chǎn)率； 2）能為工件提供精確的定位和穩(wěn)定的夾緊，保證零件加工精度； 3）保證了裝夾的穩(wěn)定性和加工的開(kāi)敞性； 4）一旦零件部分尺寸變動(dòng)可通過(guò)部分調(diào)整夾具實(shí)現(xiàn)相同的裝夾作用，具有較大的柔性。 圖2 夾具零件圖 圖3 夾具裝配圖 總結(jié) 通過(guò)本次工藝課程設(shè)計(jì)，鞏固和加深了理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的理論，解決現(xiàn)代工藝分析及設(shè)計(jì)的能力。這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練，提高了思考、解決問(wèn)題、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，我也遇到了一些問(wèn)題，設(shè)計(jì)過(guò)程也是培養(yǎng)我們認(rèn)真細(xì)心的態(tài)度。在此過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，使我加深了對(duì)大學(xué)所學(xué)課程理解，綜合應(yīng)用，并得到進(jìn)一步的鞏固，這對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作都有積極的意義。本次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、淵博的知識(shí)、務(wù)實(shí)的態(tài)度深深感染了我，是我學(xué)習(xí)方向，是我追求的目標(biāo)，將激勵(lì)我在今后的學(xué)習(xí)和生活之中不斷奮發(fā)向上。同時(shí)也要感謝我的同學(xué)，和他們的討論常給我很多的啟發(fā)和思考，讓我在設(shè)計(jì)的反復(fù)中查找不足總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，腳踏實(shí)地做好每一個(gè)步驟，順利完成課程設(shè)計(jì)。我向所有給予我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W(xué)們表示深深的謝意！ 參考書(shū)目 1.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 高等教育出版社 周宏甫主編 2.《互換性與測(cè)量技術(shù)》 高等教育出版社 李柱主編 3.《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 陳宏鈞主編 4.《機(jī)械工人切削手冊(cè)（第六版）》 機(jī)械工業(yè)出版社 北京第一通用機(jī)械廠編 5.《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 王紹俊主編 6.《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 趙如福主編 14 表1 中 北 大 學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 備料 工序號(hào) 1 零件名稱(chēng) 彈簧套筒 零件號(hào) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 工步 安裝及工步說(shuō)明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度 mm 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 基本工時(shí) min 1 備料 設(shè) 計(jì) 孟曉峰 指 導(dǎo) 老 師 馬清艷 共14頁(yè) 第1頁(yè) 中 北 大 學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 車(chē)工 工序號(hào) 2 零件名稱(chēng) 彈簧套筒 零件號(hào) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 60Si2MnA 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 三爪卡盤(pán) 車(chē)床 CA6140 工步 安裝及工步說(shuō)明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度 mm 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/s 基本工時(shí) s 1 粗車(chē)右端面 外圓粗加工車(chē)刀 千分表、游標(biāo)卡尺 1 30 2 0.5 500 1.31 10s 2 半精車(chē)右端面 外圓半精加工車(chē)刀 1 30 1 0.3 700 1.8 7s 3 粗車(chē)外圓輪廓 外圓粗加工車(chē)刀 6 56 2 0.5 500 1.31 72s 4 半精車(chē)外圓輪廓車(chē) 外圓半精加工車(chē)刀 1 56 1 0.3 700 1.8 9s 5 粗車(chē)錐面輪廓 外圓粗加工車(chē)刀 6 22 2 0.5 500 1.31 37s 6 半精車(chē)錐面輪廓 外圓半精加工車(chē)刀 1 22 1 0.3 700 1.8 5.6s 設(shè) 計(jì) 孟曉峰 指 導(dǎo) 老 師 馬清艷 共8頁(yè) 第2頁(yè) 中 北 大 學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 加工槽 工序號(hào) 3 零件名稱(chēng) 彈簧套筒 零件號(hào) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 60Si2MnA 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 三爪卡盤(pán) 車(chē)床 CA6140 工步 安裝及工步說(shuō)明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度 mm 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/s 基本工時(shí) 1 切槽 外圓半精加工車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 10s 34 1 0.3 700 1.8 14s 2 3 4 5 6 設(shè) 計(jì) 孟曉峰 指 導(dǎo) 老 師 馬清艷 共8頁(yè) 第3頁(yè) 中 北 大 學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 車(chē) 工序號(hào) 4 零件名稱(chēng) 彈簧套筒 零件號(hào) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 60Si2MnA 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 三爪卡盤(pán) 車(chē)床 CA6140 工步 安裝及工步說(shuō)明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度 mm 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/s 基本工時(shí) s 1 精車(chē)外圓輪廓及錐面 外圓半精加工車(chē)刀 千分表、游標(biāo)卡尺 1 44 0.5 0.3 1700 3.3 9s 2 3 4 5 設(shè) 計(jì) 孟曉峰 指 導(dǎo) 老 師 馬清艷 共8頁(yè) 第4頁(yè) 中 北 大 學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 孔加工 工序號(hào) 5 零件名稱(chēng) 彈簧套筒 零件號(hào) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 60Si2MnA 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 三爪卡盤(pán) 車(chē)床 CA6140 工步 安裝及工步說(shuō)明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度 mm 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/s 基本工時(shí) 1 鉆孔 錐柄麻花鉆φ18 游標(biāo)卡尺、圓度儀、極限塞規(guī) 1 80 0．45 136 0.2 94s 2 鏜孔至 單刃鏜刀 1 80 0.2 430 1.1 83s 3 擴(kuò)孔至，深48 錐柄麻花鉆φ25 1 48 0.54 44 0.125 239s 4 鏜孔 單刃鏜刀 1 48 0.2 430 1.1 63s 5 設(shè) 計(jì) 孟曉峰 指 導(dǎo) 老 師 馬清艷 共8頁(yè) 第5頁(yè) 中 北 大 學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 車(chē) 工序號(hào) 6 零件名稱(chēng) 彈簧套筒 零件號(hào) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 60Si2MnA 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 三爪卡盤(pán) 車(chē)床 CA6140 工步 安裝及工步說(shuō)明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度 mm 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/s 基本工時(shí) s 1 倒角 外圓粗加工車(chē)刀 游標(biāo)卡尺、 1 500 2 打斷 硬質(zhì)合金刀YT15 1 400 3 4 5 設(shè) 計(jì) 孟曉峰 指 導(dǎo) 老 師 馬清艷 共8頁(yè) 第6頁(yè) 中 北 大 學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 銑 工序號(hào) 7 零件名稱(chēng) 彈簧套筒 零件號(hào) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 60Si2MnA 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 組合夾具 銑床 X50A 工步 安裝及工步說(shuō)明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度 mm 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/s 基本工時(shí) 1 精銑左端面 端面銑刀 千分表、游標(biāo)卡尺 1 25 0.5 1 305 3.08 38s 2 3 4 5 設(shè) 計(jì) 孟曉峰 指 導(dǎo) 老 師 馬清艷 共8頁(yè) 第7頁(yè) 中 北 大 學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 工序名稱(chēng) 槽加工 工序號(hào) 8 零件名稱(chēng) 彈簧套筒 零件號(hào) 材 料 毛 坯 牌 號(hào) 硬 度 型 式 重 量 60Si2MnA 設(shè) 備 夾 具 輔助工具 名 稱(chēng) 型 號(hào) 專(zhuān)用夾具 銑床 X50A 工步 安裝及工步說(shuō)明 刀具 量具 走刀次數(shù) 走刀長(zhǎng)度 mm 切削深度 mm 進(jìn)給量 mm/r 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/s 基本工時(shí) s 1 鉆的孔 錐柄麻花鉆φ3 千分表、游標(biāo)卡尺 3 3 0.45 170 0.25 6s 2 銑槽 立銑刀（刀寬2） 3 43 3 0.2 1250 0.5 32.4 3 4 5 設(shè) 計(jì) 孟曉峰 指 導(dǎo) 老 師 馬清艷 共8頁(yè) 第8頁(yè)