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哈爾濱理工大學課程設計說明書 機械制造技術課程設計說明書 設計題目： 制定測微儀架零件的加工工藝 設計2×Φ11孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 機械工程系 2013年 月 日 1 ? 序言 機械制造技術基礎課程設計是在我們學習了大學的技術基礎課和大專部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的學習生活中占有十分重要的地位。 ? 我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次?適應性的訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設做出一些貢獻。? 由于能力有限，設計上有許多不足之處，懇請各位老師給予指導與批評。 目錄 序言 I 第1章 零件的分析 1 1.1 零件的作用 1 1.2 零件的工藝分析 1 第2章 工藝規(guī)程設計 2 2.1 確定毛坯的制造形式 2 2.2 基面選擇 2 2.3 制定工藝路線 2 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3 2.5 確定切削用量及基本工時 5 第3章 專用夾具設計 10 3.1設計主旨 10 3.2夾具設計 10 3.2.1定位基準的選擇 10 3.2.2切削力和加緊力計算 10 3.2.3定位誤差分析 11 3.2.4卡具設計及操作的簡要說明 11 課程設計心得體會 12 參考文獻 13 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 本次課程設計題目給定的零件是測微儀架，該零件的功用是支撐跟連接測微儀，保證測微儀的精度。支架上的空心圓柱部分，支架的矩形的安裝底版上有安裝孔，用來進行支架的定位和連接。 1.2 零件的工藝分析 零件的材料為35鋼，35鋼生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，該零件主要加工面有平面、外圓面和內(nèi)孔，是一個形狀比較簡單的零件，可通過銑和鉆來獲得。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： 1. 支架底面即A面，根據(jù)零件的總體加工特性，A面為整個機械加工過程中主要的基準面，因此在制定加工方案的時候應當首先將此面加工出來； 2. 底板上兩個Φ16的階梯通孔； 3. 支架凸臺上Φ22外圓的兩端面以及與此垂直孔相通的Φ14的階梯通孔，一半有螺紋孔； 4．支架凸臺垂直于A面有一Φ28的通孔； 有以上的分析可知，可以先加工外圓端面，然后借助外圓面加工其他表面和階梯通孔。這樣子對于后續(xù)的加工，其精度要求更加容易得到保證。 第2章 工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 支架主要是起支撐和連接作用，材料為35鋼，要求具有一定的強度。由于零件輪廓尺寸不大，形狀也不復雜，在使用過程中受力不大。并且該零件為中批生產(chǎn)，采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可采用鑄造成形。此外應盡可能選擇各種已標準化、系列化的通用刀具、通用量檢具及輔助工具加工及檢驗工件。 2.2 基面選擇 定位基準就是工件上直接與機床或夾具的定位元件相接觸的點線面?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設計的重要工作之一。基準選擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會使加工工藝路線問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，試生產(chǎn)無法進行。 1粗基準的選擇 對于一般的板類零件而言，以平面作為粗基準是合理的，通常選取零件上不加工表面作為粗基準，現(xiàn)選取零件上底面A為粗基準，利用一面兩孔進行定位，加工各外圓端面和鉆孔。 2精基準的選擇 主要考慮的是基準的重合問題。當設計與工序的基準不重合時，因該進行尺寸換算。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外還應考慮經(jīng)濟效果，以便降低生產(chǎn)成本。 工藝路線方案 工序1：鑄造； 工序2：粗精銑毛坯 工序3：銑底面A； 工序4：銑上端面B； 工序5：鉆擴絞Φ28mm通孔； 工序6：鉆擴絞2XΦ11mm的通孔； 工序7：鉆擴絞mm通孔； 工序8：在上端面B锪2XΦ16mm,深10mm孔； 工序9：在上端面B锪Φ14mm孔，深10mm； 工序11：銑斷半圓凸臺，與Φ28mm通孔相通； 工序12：攻φ9的螺紋； 工序13：終檢； 2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)端面的精度要求，查《機械加工工藝師手冊》表4-12，得可用粗銑達到要求精度，端面參照《機械制造工藝設計簡明手冊》，確定工序尺寸，余量為2.2mm，具體工序尺寸如表3-4。 表3-4工序尺寸表 工 序 名 稱 工序間 余量/mm 工序間 鑄件 尺寸/mm 鑄件尺寸 公差/mm 經(jīng)濟精度 / 表面粗糙度 / 銑 2.2 H12 Ra12.5 93 0.18 毛 坯 CT9 Ra25 95.3 根據(jù)端面的精度要求，查《機械加工工藝師手冊》表4-12，得可用粗銑達到要求精度，端面參照《機械制造工藝設計簡明手冊》，確定工序尺寸，余量為單側(cè)余量1.8mm，具體工序尺寸如表3-6。 表3-6工序尺寸表 工 序 名 稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 經(jīng)濟精度 / 表面粗糙度 / 銑 1.8 H12 Ra6.3 72 毛 坯 CT9 Ra25 75.6 Φ11 mm的孔的精度為H7（查機械設計手冊2008軟件版—標準公差數(shù)值），查《機械加工余量手冊》表5-31，確定工序尺寸及余量，具體工序尺寸如表3-8。 表3-8 工序尺寸表 工 序 名 稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間尺寸公公差/mm 經(jīng)濟精度 / 表面粗糙度 / 絞 孔 0.15 H7 Ra6.3 18 鉆 孔 11.85 H12 Ra12.5 17.8 Φ28 mm的孔的精度為H7（查機械設計手冊2008軟件版—標準公差數(shù)值），查《機械加工余量手冊》表5-31，確定工序尺寸及余量，具體工序尺寸如表3-8。 表3-8 工序尺寸表 工 序 名 稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間尺寸公公差/mm 經(jīng)濟精度 / 表面粗糙度 / 絞 孔 0.15 H7 Ra6.3 18 鉆 孔 27.85 H12 Ra12.5 17.8 2.5 確定切削用量及基本工時 工序：銑A底面。本工序采用計算法確定切削用量。 （1）選擇銑削用量 ①銑削深度 由于加工余量不大，可以在一次走刀內(nèi)切完，故取 = 2.3mm。 ②每齒進給量 查《切削用量簡明手冊》，當使用硬質(zhì)合金端銑刀，取= 0.24mm/z（不對稱端銑）。 ③確定銑刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0mm，由銑刀直徑=80mm，查《切削用量簡明手冊》表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。 ④銑削速度和每分鐘進給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16， =80mm，z = 4，≤4mm，≤0.24mm/z， （3-5） 各修正系數(shù)：，，則 （3-6） （3-7） 按機床選?。? 300r/min，=235則 實際切削速度： 每齒進給量： （3-8） ⑤檢驗機床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》，當工件的硬度在HBS =174～207時，所選擇的切削用量是可以采用的。 ⑥計算基本工時 2）鉆鉸Φ28mm通孔 ①進給量f 查閱《切削用量簡明手冊》表2.11及表2.24，并根據(jù)機床說明書取。根據(jù) 表4.2－16，得。 ②切削速度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.24，，取12。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，，故： =12 (m/min) 根據(jù)Z5132A立式鉆床說明書選?。?，則 ③確定鉸刀磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.12，當= 10mm時，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4-0.6mm，取為0.5mm，刀具磨鈍壽命T =60min。因此，所選擇的切削用量： f =1.0mm/r，= r/min，=9.42m/min。 ④計算基本工時 3）鉆2Xφ11㎜ 莫氏2號鉆孔刀具，L=80mm，d=11mm，查《工藝手冊》表3.1-16，T=40min查《切削手冊》。表2.12 ①進給量f 由《切削用量簡明手冊》表2.10得鉆孔Φ9.8mm孔時的進給量，并由《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－16取，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.19，可以查出鉆孔時的軸向力，當f ≤0.80mm/r，≤25mm時，軸向力=6080N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故=6080N。根據(jù)Z5132A立式鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力= 9000N，由于≤， 故 f = 0.55mm/r可用。 ②切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》3.111，根據(jù) （3-11） 對于190HBW的灰鑄鐵，=9.4，=0.25，=0，=0.4,m =0.125，=35min 解得V=13.545m/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，，，，，，故 =(m/min) 根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，可以考慮選擇選?。?，降低轉(zhuǎn)速，使刀具磨鈍壽命上升，所以， ③確定鉆頭磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.12，當= 9.8mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.65mm，故刀具磨鈍壽命T =35min。 ④檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.21，2.23，所選擇的切削用量是可以采用的，即： f =0.55mm/r，=250r/min，=7.69m/min。 ⑤計算基本工時 （3-12） 4）鉆Φ9mm孔 ①進給量f 由《切削用量簡明手冊》表2.10得鉆孔Φ9.8mm孔時的進給量，并由《機械制造工藝設計簡明手冊》表4.2－16取，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.19，可以查出鉆孔時的軸向力，當f ≤0.80mm/r，≤25mm時，軸向力=6080N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故=6080N。根據(jù)Z5132A立式鉆床說明書，機床進給機構強度允許的最大軸向力= 9000N，由于≤， 故 f = 0.55mm/r可用。 ②切削速度 根據(jù)《機械加工工藝手冊》3.111，根據(jù) （3-13） 對于190HBW的灰鑄鐵，=9.4，=0.25，=0，=0.4m =0.125，=35min 解得V=13.545m/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，，，，，，故 =(m/min) 根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，可以考慮選擇選?。?，降低轉(zhuǎn)速，使刀具磨鈍壽命上升，所以， ③確定鉆頭磨鈍標準及刀具磨鈍壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.12，當= 9.8mm時，鉆頭后刀面最大磨損量為0.65mm，故刀具磨鈍壽命T =35min。 ④檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.21，2.23，所選擇的切削用量是可以采用的，即： f =0.55mm/r，=250r/min，=7.69m/min。 ⑤計算基本工時 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填如機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片中。 第3章 專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，通常要設計專用夾具。 根據(jù)課程設計任務書，設計第5道工序—鉆2×φ11mm內(nèi)孔的鉆床專用夾具。 3.1設計主旨 本夾具主要用來鉆2-φ11mm孔，對孔進行預加工。 3.2夾具設計 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮φ11mm內(nèi)孔的位置相關尺寸。 3.2.1定位基準的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇法蘭盤圓柱外表面和端面為定位基準面，保證加工基準和設計基準重合，再使用快速螺旋卡緊機構進行卡緊。 3.2.2切削力和加緊力計算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： 扭矩 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N 使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3.2.3定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)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，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準 與設計基準不重合而造成。二是定位基準與限位基準不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗公式，易知此結(jié)果符合。 3.2.4卡具設計及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機構。 課程設計心得體會 為期兩周的課程設計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，在老師的指導下，我取得了可喜的成績，課程設計作為《機械制造技術》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。 本次課程設計主要是機械加工工藝規(guī)程設計。我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算、以及夾具設計等方面的知識。通過此次設計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析以及零件圖、毛坯圖的繪制、工藝文件的編制等。學會了查相關手冊、選擇使用工藝裝備等等。 此次課程設計對我來說獲益匪淺，讓我體會到了實際解決問題的重要性。在設計過程中，要運用所學的理論知識，要查閱各種資料，盡管有些繁瑣，同時也讓我意識到自己還有許多還未掌握的知識，這些知識只有在實際設計中才能學會的。 總的來說，這次設計，使我們的基本理論知識在實際解決問題中得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了較好的基礎。由于能力所限，設計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正！ 參考文獻 [1] 吳拓.機械制造工藝與機床夾具課程設計指導（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社 ，2009.1 [2] 魯昌國.機械制造技術（第三版）[M].大連.大連理工大學出版社 ，2009.6 [3] 李洪.機械加工工藝手冊[M].北京：北京科學出版社，1990.12 [4] 楊叔子.機械加工工藝師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社, 2001.8 [5] 蔡在檀. 金屬切削原理[M].上海：同濟大學出版社,1994 [6] 任嘉卉.公差與配合手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,1990 [7] 李益民. 機械制造工藝設備簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,1994 [8] 艾興. 切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [9] 趙家齊. 機械制造工藝學課程設計指導書[M].北京：機械工業(yè)出版社,1987 [10] 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.7 [11] 孫本緒.熊萬武.機械加工余量手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999.11 [12] 李旦.機械加工工藝書冊第一卷[M].2版.北京:機械工業(yè)出版社，2006.12 [13] 袁哲俊.金屬切削刀具[M].上海：上?？茖W技術出版社，1984 14-