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遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計
遼寧工程技術(shù)大學
機 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ)
課 程 設(shè) 計
題 目： 圓周支座的機械加工工藝規(guī)程及加工φ13H7孔的夾具設(shè)計
班 級： 機械10-2
姓 名： 單紫薇
學 號： 1007100203
指導教師： 魏永樂
完成日期： 2013.7.1
任 務(wù) 書
一、設(shè)計題目:圓周支座的機械加工工藝規(guī)程及加工φ13孔的夾具設(shè)計
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型:（中批或大批大量生產(chǎn)）
三、上交材料
1．所加工的零件圖 1張
2．毛坯圖 1張
3．編制機械加工工藝過程卡片 1套
4．編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工序卡片 1套
5．繪制夾具裝配圖（A0或A1） 1張
6．繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后，由指導教師為學生指定需繪制的零件圖，一般為夾具體）。 1張
7．課程設(shè)計說明書，包括機械加工工藝規(guī)程的編制和機床夾具設(shè)計全部內(nèi)容。（約5000-8000字） 1份
四、進度安排
本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。
1．第l～2天查資料，繪制零件圖。
2．第3～7天，完成零件的工藝性分析,確定毛坯的類型、制造方法，編制機械加工工藝規(guī)程和所加工工序的機械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導教師溝通，在其同意的前提下，進行課程設(shè)計的下一步）。
4．第11～13天，完成夾具裝配圖的繪制。
5．第14～15天，零件圖的繪制。
6．第16～18天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。
7．第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。
8．第20～21天，答辯
五、指導教師評語
該生設(shè)計的過程中表現(xiàn) ，設(shè)計內(nèi)容反映的基本概念及計算 ，設(shè)計方案 ，圖紙表達 ，說明書撰寫 。
綜合評定成績：
指導教師
日 期
摘 要
設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計圓周支座零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備，并繪制零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖，填寫工藝卡片，編制課程設(shè)計說明書。
設(shè)計意義：機械制造工藝課程設(shè)計是在全部學完機械制造工藝學及機床夾具設(shè)計課程，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)是進行的一個教學環(huán)節(jié)。它要求學生全面地綜合運用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實踐知識進行工藝及結(jié)構(gòu)的設(shè)計，也為以后做好畢業(yè)設(shè)計進行一次預(yù)備訓練。
ABSTRACT
This topic is mainly design that designs the circular bearing to process the craft and tongses, adopting to design first in the design circular bearing processes the craft at according to process the craft to select by examinations the tongs of the project of the design and concrete design of the tongs;But the point of design is the design of the tongs.Because bore 17 of accuracy have high request, and position the size error margin small, for guarantee the position of the bore and process the accuracy we certainly at process the bottom to face of time pass to draw the line to find out the bottom to face of process the amount of remaining.Thus can with better assurance bore 17 of position and process the accuracy!Process the bore 14 of tongs was in processing the foundation that the bottom faces the furniture to add one 45 degrees of gradient plank in fact.Process the bore 17 of time is opposite for assurance to run parallel with B face of in the A we have to design accurately with the AN and B faces to settle for of tongs!Return in consideration of a degree of the work piece and the error margin of the cylinder degrees are small, the furniture that we design have to the bore 17 of tongs fixed position is accurate, and process the vibration of time small, that have to in the bore 17 of neighborhood seek a fixed position to step up the point!
目 錄
序言....................................................１
1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定.........................1
1.1 零件的作用..........................................２
1.2零件的工藝分析.......................................2
1.3 零件的生產(chǎn)類型......................................３
2 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖.....................3
2.1 選擇毛坯.............................................3
2.2 確定機械加工余量.....................................3
2.3 設(shè)計并確定毛坯尺寸...................................4
3 選擇加工方法﹑制定工藝路線.............................5
3.1 定位基準的選擇.......................................5
3.2 零件表面加工方法的選擇...............................5
3.3 制定工藝路線.........................................6
4 工序設(shè)計...............................................7
4.1 確定工序尺寸.........................................7
4.2 選擇加工設(shè)備與工藝裝備...............................8
5 確定切削用量及基本時間.................................8
5.1 切削用量的計算.......................................8
5.2 基本時間tm的計算....................................9
6 夾具設(shè)計..............................................10
6.1 定位方案............................................10
6.2 夾緊機構(gòu)............................................10
6.3 導向裝置............................................10
6.4 夾具體..............................................11
7 設(shè)計體會..............................................11
序言
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計使我們學完了機械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓練，通過該課程設(shè)計，將所學理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合， 鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，在這個過程中我獨立地分析和解決了零件機械制造的工藝問題，設(shè)計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及對自己未來將從事的工作進行了一次適應(yīng)性訓練，從而打下了良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。
0
1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1 零件的作用
圓周支座的作用是將穿過支座上端中心孔φ22的軸或者桿，通過兩端的耳孔6-M4中安裝螺釘各用一墊片進行夾緊，使軸桿固定；松開螺栓后軸桿可轉(zhuǎn)動或者滑動。使穿過中部中心孔φ22的軸或者桿轉(zhuǎn)動或者滑動。底板4×φ7大孔是固定支座的螺栓孔，2×φ4是定位銷孔。
1.2 零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是圓周支座需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
圓周支座底板上下端面、上部大圓端面、中部圓形端面，上端圓心與底座下端面中心線的誤差為0.2mm，中部圓中心線與其底面的誤差為0.1mm，中部圓心與地面的平行度為0.01。
由上面分析可知，可以粗加工圓周支座下端面，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求，再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
圓周支座的技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差
mm
公差及精度等級
表面粗糙度Ra／μm
形位公差
底座下端面
15±0.02
IT8
6.3
底座上端面
15±0.02
I8T
6.3
φ36圓柱兩側(cè)端面
50 0-0.3
IT8
3.2
φ20圓柱兩側(cè)端面
50 0-0.3
IT8
3.2
上面的φ13mm孔
Φ130+0.058
IT10
12.5
∥
0.01
A
下面的φ13mm孔
Φ130+0.01
IT8
0.8
∥
0.01
A
1.3 零件的生產(chǎn)類型
依題目設(shè)計知：Q=8000臺／年，m=1件／臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a％和廢品率b％分別?。?和％0.5，代入公式得
N=8000臺／年×﹙1+3％﹚×﹙1+0.5％﹚＝8281.2件／年
查表知，該圓周支座的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。
2 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖
2.1 選擇毛坯
零件材料為 HT200。考慮圓周支座零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大故可以采取熔模鑄造成型有助于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量。
2.2確定機械加工余量
由表2-10至表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。
1 公差等級
由圓周支座的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。
2 零件表面粗糙度
由零件圖可知，該圓周支座各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6μm。根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列于下表中。
圓周支座鑄件毛坯尺寸公差及機械加工余量
項目／mm
加工余量等級
機械加工余量／mm
尺寸公差／mm
厚度50
H
3
3(±1.4)
厚度50.01
H
3
3(±1.4)
厚度15
H
3
3(±1.2)
厚度15
H
3
3(±1.2)
2.3 設(shè)計并確定毛坯尺寸
零件毛坯圖
3 選擇加工方法﹑制定工藝路線
3.1 定位基準的選擇
1精基準的選擇：根據(jù)該圓周支座零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇后端面和φ36的外圓面作為精基準，遵循“基準統(tǒng)一”原則，φ36外圓面的軸線是設(shè)計基準。
2粗基準的選擇：作為粗基準的表面應(yīng)平整，沒有飛邊，毛刺或者其他表面缺陷，所以選擇φ36的外圓面和圓周支座前端面作為粗基準，采用φ36外圓面定位加工內(nèi)孔可以保證孔的壁厚均勻，采用圓周支座前端面作為粗基準加工后端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。
3.2 零件表面加工方法的選擇
圓周支座零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra／μm
加工方案
100×46底座下端面
IT8
6.3
粗銑-半精銑
100×46底座上端面
I8T
6.3
粗銑-半精銑
φ36圓柱兩側(cè)端面
IT8
3.2
粗銑-精銑
φ20圓柱兩側(cè)端面
IT8
3.2
粗銑-精銑
上面的φ13mm孔
IT10
12.5
鉆-粗鉸
下面的φ13mm孔
IT8
0.8
鉆-粗鉸-精鉸
2×φ4mm孔
IT11
12.5
鉆
4×φ7mm孔
IT11
12.5
鉆
6-M4深12的螺紋孔
IT12
0.8
鉆-攻絲
3.3 制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率,除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降,選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序Ⅰ 粗銑100×46底座下端面，以底座上端面為粗基準，粗銑100×46底座上端面，以底座下端面為粗基準
工序Ⅱ 半精銑100×46底座下端面，以底座上端面為基準，半精銑銑100×46底座上端面，以底座下端面為基準
工序Ⅲ 鉆4-φ7孔，以及鉆2-φ4的配作孔，以100×46底座下端面為基準
工序Ⅳ 粗銑、精銑φ36和φ20兩圓柱兩側(cè)端面，以底座為精基準
工序Ⅴ 鉆φ13孔在φ36和φ20兩圓柱上，以外圓柱面為粗基準；以及鉆M4在上端圓柱兩端各3個
工序Ⅵ 粗鉸在φ36和φ20兩圓柱上鉆的φ13孔；在圓柱Φ36兩端內(nèi)半精鏜、精鏜Φ17深2.5孔；精鉸φ13孔在圓柱φ20內(nèi)，以孔軸線為精基準
工序Ⅶ 鉗工臺去毛刺，攻絲，加工倒角
工序Ⅷ 終檢
4 工序設(shè)計
4.1確定工序尺寸（工序Ⅴ和工序Ⅵ-鉆、粗鉸φ13孔）
1 確定加工方案：由表可查得，孔的基本尺寸為Φ13mm。其公差等級為IT10，在查表可得確定其加工方案為鉆-粗鏜。
2 用查表法確定加工余量。查表可知，對于大批量生產(chǎn)熔模鑄造機器造型，可以取公差等級為IT10，加工余量等級為H級。查表得到毛坯每側(cè)的加工余量為0.5mm，查表得到：
Z（粗鉸）=1mm
Z（鉆）=12mm
3 計算各基本尺寸。擴孔后的基本尺寸為Φ13mm。（設(shè)計尺寸）其他的工序尺寸為：
鉆：13-1=12mm
毛坯為實心
4 確定工序尺寸公差及偏差。
粗鉸：IT10 尺寸公差為0.058
鉆：IT12 尺寸公差為0.15
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，粗鉸：φ130+0.058，鉆孔：φ120+0.15，它們的相互關(guān)系如圖。
4.2 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
工
序
號
工 序 名 稱
機 床 設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
粗銑100×46底座兩端面
X62臥式銑床
銑刀、游標卡尺、專用夾具
2
半精銑100×46底座下端面
臥式銑床
銑刀、游標卡尺
3
鉆4-φ7孔以及鉆2-φ4的配作孔
Z525型立式鉆床
麻花鉆、卡尺、塞規(guī)
4
粗銑、精銑φ36和φ20兩圓柱兩側(cè)端面
立式銑床X51
端銑刀、游標卡尺
5
鉆φ13孔在φ36和φ20兩圓柱上
四面組合鉆床
麻花鉆、卡尺、塞規(guī)
6
粗鏜φ13孔；半精鏜、精鏜Φ17深2.5孔；半精鏜、精鏜φ13孔在圓柱φ20內(nèi)
T616坐標鏜床
鏜刀、卡尺、塞規(guī)
7
去毛刺，攻絲，加工倒角
鉗工臺
平銼、絲錐
8
中檢
百分尺、卡尺、塞規(guī)等
5 確定切削用量及基本時間
5.1 切削用量的計算
工序Ⅴ、Ⅵ-鉆、粗鉸φ13孔
鉆孔工步
背吃刀量的確定 取ap=7.5mm。
進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.2。
切削速度的計算 由表5-22，按工件材料為HT200的條件選取，切削速度v可取為22mm／min，由公式（5-1）n=1000v／лd可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=583.9r／min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=545r／min.再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度v=nлd／1000=22.2m／min。
粗鉸工步
背吃刀量的確定 取ap=0.14mm。
進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.6mm／r.
切削速度的計算 由表5-31切削速度v可取為2m／min。由公式（5-1）n=1000v／лd可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=50r／min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r／min,再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求得該工序的實際切削速度v=nлd／1000=4.0m／min。
5.2 基本時間tm的計算
工序Ⅴ、Ⅵ-鉆，粗鉸φ13孔
1 鉆孔工步
根據(jù)表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj=L／fn=(l+l1+l2)／fn求得。式中l(wèi)=50mm,l2=1mm,l1=D／2cot kr+(1~2)=5.4mm,f=0.2mm／r,n=960r／min,將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=L／fn=(l+l1+l2)／fn=0.35min=21s.
fn=(l+l1+l2)／fn求得。式中l(wèi)1、l2由表5-42按kr=15°、ap=0.3mm的條件查得l1=1.1mm、l2=45mm,而l=50mm,f=0.6mm／r,n=97r／min.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間tj=1.7min=99s。
2 輔助時間ta的計算
取tf=0.15tj
則工序Ⅴ鉆孔工步的輔助時間：tf=0.15×21s=3.15s;
工序Ⅵ粗鉸工步的輔助時間：tf=0.15×99s=14.85s;
3 其他時間的計算
準備與終結(jié)時間忽略不計；布置工作地時間tb是作業(yè)時間的2%~7%；休息與生理需要時間tx是作業(yè)時間的2%~4%，取3%，則其他時間為：
工序Ⅴ鉆孔工步的其他時間：tb+tx=1.45s;
工序Ⅵ鉆孔工步的其他時間: tb+tx=6.83s;
4 單件時間tdj的計算
鉆孔工步tdj鉆=21+3.15+1.45=25.6s;
粗鉸工步tdj粗鉸=99+14.85+6.83=120.68s;
因此，工序ⅤⅥ的單件時間tdj=tdj鉆+tdj粗鉸=146.28s.
6 夾具設(shè)計
6.1 定位方案
工件以一端面和Φ13圓柱外圓柱面作為定位基準，采用支承板和V型塊組合定位方案，其中平面限制3個自由度、短V型塊限制2個自由度，共限制了五個自由度，滿足鉆孔所需限制的自由度。
6.2.夾緊機構(gòu)
根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用壓板夾緊機構(gòu)，通過擰螺母實現(xiàn)對工件的上表面夾緊。壓板夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用下產(chǎn)生震動。由于夾緊力與鉆孔時產(chǎn)生的力方向相同，所以可免去夾緊力的計算。
6.3.導向裝置
采用鉆套作為導向裝置，選用JB/T 8045.2-1999。
6.4.夾具體
由于被加工零件的孔有平行度要求，所以定位平面與定位V型塊在安裝時平行度在Φ13范圍內(nèi)允差0.01mm。
7、設(shè)計體會
在這次設(shè)計中，我深切體會到了基礎(chǔ)的重要性.我綜合應(yīng)用了所學專業(yè)知識,培養(yǎng)了自主動手能力.將理論與實際結(jié)合起來.在設(shè)計過程中,我遇到了很多的困難什么都不會，壓力很大,出現(xiàn)過很多的錯誤, 經(jīng)過我自己查閱資料、和同學一起討論、與老師一起研究，終于把大概的思路弄清了。首先我們要熟悉零件和了解其作用，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和機械加工余量。最后擬定殼體的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。
經(jīng)過這次課程設(shè)計,我有了更充分的自信.我相信一切困難都會有解決的辦法.同時通過這次設(shè)計為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。我會在將來的學習中掌握基礎(chǔ)知識，為以后的工作打下良好基礎(chǔ)。
其實過程是很重要的，它能鍛煉我們獨立思考的能力。通過這次課程設(shè)計，使我的理論知識得到了實踐，進而從實踐中學得更多更實際的理論知識，并加深了印象，對于以后的工作有極大的幫助。通過這次課程設(shè)計也讓我知道自己缺乏哪些知識，對什么方面還不夠了解。最重要的一點是，我學會了利用圖書館這個有利的資源。在剛開始設(shè)計時，我很迷茫，于是在圖書館里查閱許多和夾具設(shè)計有關(guān)的資料，慢慢的積累了很多知識，于是做起來就很順手。在加上老師的指點，我能站在正確的出發(fā)點，自然設(shè)計起來就沒有走太多的彎路。回頭看看這兩周的生活，我覺得很充實，正因為我合理的安排時間才能夠及時的完成我的課題。
知識在于積累，知識在于運用。此次課程設(shè)計讓我學會了，如何綜合運用知識。為我們以后參加工崗位，打下了堅實的基礎(chǔ)。我覺得此次的課程設(shè)計比較有意義，它能夠結(jié)合實際來鍛煉同學們的能力。為我為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻
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