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遼寧工程技術(shù)大學課程設(shè)計 17
遼寧工程技術(shù)大學
課 程 設(shè) 計
題 目：
連接座的機械加工工藝規(guī)程及
鉆孔工藝裝備設(shè)計
班 級：
渉機07-1
姓 名：
劉凱
學 號：
0707110109
指導教師：
冷岳峰
完成日期：
2010-3-16
一、設(shè)計題目
連接座的機械加工工藝規(guī)程及鉆孔工藝裝備設(shè)計
二、原始資料
（1）被加工零件的零件圖（草圖） 1張
（2）生產(chǎn)類型：中批或大批大量生產(chǎn)
三、上交材料
（1）被加工工件的零件圖 1張
（2）毛坯圖 1張
（3）機械加工工藝過程綜合卡片 1張
（4）與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工序卡片 ? 1張
（5）夾具裝配圖 ? 1張
（6）夾具體零件圖 1張
（7）課程設(shè)計說明書（約5000~8000字） 1份
四、進度安排(參考)
（1）熟悉零件，畫零件圖 2天
（2）選擇工藝方案，確定工藝路線，填寫工藝過程綜合卡片 5天
（3）工藝裝備設(shè)計（畫夾具裝配圖及夾具體圖） 9天
（4）編寫說明書 3天
（5）準備及答辯 2天
五、指導教師評語
成 績：
指導教師 冷岳峰
日 期
摘 要
機械加工工藝課程設(shè)計是機械類學生在學完了機械制造技術(shù)，進行了生產(chǎn)實習之后的一項重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計主要培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識來分析處理生產(chǎn)工藝問題的能力，使學生進一步鞏固有關(guān)理論知識，掌握機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的方法，提高獨立工作的能力，為將來從事專業(yè)技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。
????另外，這次課程設(shè)計也為以后的畢業(yè)設(shè)計進行了一次綜合訓練和準備。通過本次課程設(shè)計，應(yīng)使學生在下述各方面得到鍛煉：
（1）熟練的運用機械制造基礎(chǔ)、機械制造技術(shù)和其他有關(guān)先修課程中的基本理論。
（2）通過夾具設(shè)計的訓練，進一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(包括設(shè)計計算、工程制圖等方面)的能力。
（3）能比較熟練的查閱和使用各種技術(shù)資料，如有關(guān)國家標準、手冊、圖冊、規(guī)范等。
（4）在設(shè)計過程中培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和獨立工作的能力。
Abstract
Mechanical processing technology curriculum design,mechanical class students in their finished machinery manufacturing technology for the production after the internship is an important part of the practical teaching. This course is primarily designed to train the pupils to apply the learned knowledge to analyze issues dealing with production capacity of technology to enable students to further consolidate the theoretical knowledge, master the machining process planning methods to improve the ability to work independently, perform professional technical work for the future lay a solid foundation.
In addition, the curriculum design for the design of future graduates a comprehensive training and preparation. Through this program shall be designed to enable students to receive training in the following areas:
(1) The skilled use of machinery manufacturing base, machinery manufacturing technology and other relevant Placement Program in the basic theory.
(2) through fixture design training to further enhance the structural design (including design calculations, engineering drawings, etc.) capabilities.
(3) be able to compare access and use a variety of skilled technical information, such as the relevant national standards, manuals, books, norms and so on.
(4) In the design process, students rigorous work style and ability to work independently.
目 錄
一、零件的分析 1
1、零件的作用 1
2、零件的形狀 1
二、零件的工藝分析 1
1．左端的加工表面： 1
2.右端面的加工表面： 1
三、毛坯設(shè)計 2
1、毛坯的選擇 2
2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差 2
3、確定毛坯尺寸 3
4、確定毛坯尺寸公差 3
四、選擇加工方法，擬定工藝路線 4
1、粗基面的選擇 4
2、精基面的選擇 4
3.制定機械加工工藝路線： 5
五、加工設(shè)備及刀具、量具的選擇 5
1、選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床： 6
2、選擇刀具： 6
六、切削用量的選擇 6
七、基本時間的確定 7
八、夾具設(shè)計 7
1、設(shè)計思想 8
2、定位分析 9
（1）定位基準的選擇 9
（2）定位誤差的分析 9
3、夾具操作說明 9
九、心得 10
十、參考文獻設(shè)計資料及主要參考書 11
一、零件的分析
1、零件的作用
題目給的零件是連接座零件。主要用于固定。
2、零件的形狀
零件的實際形狀如上圖所示， 從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。
二、零件的工藝分析
由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。
連接座共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：1．左端的加工表面：
????這一組加工表面包括：左端面，Φ外圓，內(nèi)圓，倒角，鉆通孔Φ7，鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，的內(nèi)圓孔有25的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。
2.右端面的加工表面：
?????? 這一組加工表面包括：右端面；的外圓，粗糙度為3.2、6.3；外徑為Φ50、內(nèi)徑為的小凸臺，粗糙度為3.2，并帶有倒角；Φ32的小凹槽，粗糙度為25；鉆Φ17.5的中心孔，鉆Φ7通孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。
其具體過程如下表：
加工表面表面粗糙度
公差/精度等級
加工方法
位置
Ra6.3
IT8~IT10
粗車-半精車
外圓
Ra6.3
IT8~IT10
粗車-半精車
內(nèi)圓
Ra25
IT11以下
粗鏜
倒角
無
IT11以下
粗車
左Φ7通孔
無
IT11以下
鉆通孔
M4-7H螺紋孔
無
IT11以下
鉆孔并攻絲
左端面
無
IT11以下
粗車-半精車
外圓
Ra3.2
IT8~IT10
粗車-半精車
小凸臺內(nèi)側(cè)Φ40
無
IT11以下
粗鏜
小凸臺端面
Ra25
IT11以下
粗鏜
Φ17.5中心孔
無
IT11以下
粗鏜
右Φ7通孔
無
IT11以下
鉆通孔
Φ32的小凹槽
Ra25
IT11以下
粗鏜
右端面
三、毛坯設(shè)計
1、毛坯的選擇
毛坯種類的選擇決定與零件的實際作用，材料、形狀、生產(chǎn)性質(zhì)以及在生產(chǎn)中獲得可能性，毛坯的制造方法主要有以下幾種：1、型材2、鍛造3、鑄造4、焊接5、其他毛坯。根據(jù)零件的材料，推薦用型材或鑄件，但從經(jīng)濟方面著想，如用型材中的棒料，加工余量太大，這樣不僅浪費材料，而且還增加機床，刀具及能源等消耗，而鑄件具有較高的抗拉抗彎和抗扭強度，沖擊韌性常用于大載荷或沖擊載荷下的工作零件。
???? 該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。并且為大批大量生產(chǎn)。
2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差
（1）求最大輪廓尺寸
根據(jù)零件圖計算輪廓的尺寸，最大直徑Ф142mm，高69mm。
（2）選擇鑄件公差等級
查手冊鑄造方法按機器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得鑄件公差等級為8~12級取為11級。
（3）求鑄件尺寸公差
公差帶相對于基本尺寸對稱分布。
（4）求機械加工余量等級
查手冊鑄造方法按機器造型、鑄件材料為HT200得機械加工余量等級E-G級選擇F級。3、確定機械加工余量
根據(jù)鑄件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為7mm。
3、確定毛坯尺寸
上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度Ra≧1.6 。Ra﹤1.6 的表面，余量要適當加大。
分析本零件，加工表面Ra≧1.6 ，因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，這時可取所查數(shù)據(jù)的小值）
生產(chǎn)類型為大批量，可采用兩箱砂型鑄造毛坯。由于所有孔無需鑄造出來，故不需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工進行時效處理。
4、確定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根據(jù)鑄件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復雜系數(shù)查手冊得，本零件毛坯尺寸允許偏差見下表：
毛坯尺寸允許公差/mm
鑄件尺寸偏差參考資料
142±1.3
機械制造工藝設(shè)計手冊
83±1.36。
機械制造工藝設(shè)計手冊
設(shè)計毛坯圖
（1）確定拔模斜度??根據(jù)機械制造工藝設(shè)計手冊查出拔模斜度為5度。
（2）確定分型面??由于毛坯形狀前后對稱，且最大截面在中截面，為了起模及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移所以選前后對稱的中截面為分型面。
（3）毛坯的熱處理方式??為了去除內(nèi)應(yīng)力，改善切削性能，在鑄件取出后要做時效處理。
（4）下圖為該零件的毛坯圖:
四、選擇加工方法，擬定工藝路線
1、粗基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。
2、精基面的選擇
精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設(shè)計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。
3.制定機械加工工藝路線：
鑄造
鑄造
人工時效
涂漆
粗車
粗車右端面
粗車
粗車Ф121外圓及Ф142凸臺
鉆
鉆至Ф17.5
半精車
半精車Ф121外圓及Ф142凸臺
半精鉸
半精鉸Ф40孔至Ф39.93
精車
精車Ф121外圓
精鉸
精鉸Ф40孔
粗車
粗車左端面
粗車
粗車Ф125外圓及Ф156凸耳
粗鉸
粗鉸Ф100孔至Ф99.3
半精車
半精車左端面
半精車
半精車Ф125外圓及Ф156凸耳
半精鏜
半精鏜Ф100孔至Ф99.9
精車
精車Ф125外圓
精鏜
精鏜Ф100孔，孔口倒角1×45
鉆
鉆3-Ф7孔
鉆
鉆6-Ф7孔，鉆4-M5底孔，孔口倒角1×45
攻螺紋
4-M5
檢驗
入庫
五、加工設(shè)備及刀具、量具的選擇
由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設(shè)備以通用機床為主，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。
1、選擇機床，根據(jù)不同的工序選擇機床：
由于本零件加工精度不高，普通機床就可以達到加工要求。因此我們選用最常用的機床：車床用CA6140,鉆床用Z5125A。下面是這兩臺機床的具體資料：
1.車床用CA6140
本系列車床適用于車削內(nèi)外圓柱面，內(nèi)錐面及其它旋轉(zhuǎn)面。車削各種公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋，并能進行鉆孔和拉油槽等工作。
CA6140 結(jié)構(gòu)特點：
??1>.CA系列產(chǎn)品，以“A”型為基型，派生出幾種變形產(chǎn)品。B型：主軸孔徑80mm，C型：主軸孔徑104mm。F型：液壓仿形。M型：精密型。
??2>.床身寬于一般車床，具有較高的剛度，導軌面經(jīng)中頻淬火，經(jīng)久耐磨。
??3>.機床操作靈便集中，滑板設(shè)有快移機構(gòu)。采用單手柄形象化操作，宜人性好。
??4>.機床結(jié)構(gòu)剛度與傳動剛度均高于一般車床，功率利用率高，適于強力高速切削。主軸孔徑大，可選用附件齊全。
2.鉆床用Z525??
產(chǎn)品說明：
技術(shù)參數(shù)
型號
Z525
最大鉆孔直徑/mm
25
主軸端面至工作臺面距離H/mm
0~700
從工作臺T形槽中心到導軌距離B/mm
155
主軸軸線至導軌面距離A/mm
250
主軸行程/mm
175
主軸莫氏圓錐
3
主軸轉(zhuǎn)速范圍（見表4-9）/（r/mm）
97~1360
進給量范圍（見表4-10）/（mm/r）
0.1~0.81
主軸最大扭矩/（N·m）
245.25
主軸最大進給力/N
8829
工作臺行程/mm
325
工作臺尺寸/mm×mm
500×375
從工作臺T形槽中心到凸肩距離C/mm
125
主電機功率/kw
2.8
2、選擇刀具：
選用硬質(zhì)合金銑刀，硬質(zhì)合金鉆頭，硬質(zhì)合金擴孔鉆、硬質(zhì)合金鉸刀、硬質(zhì)合金锪鉆,加工鑄鐵零件采用YG類硬質(zhì)合金，粗加工用YG8，半精加工為YG6。具體見工序卡。
六、切削用量的選擇
切削速度、進給量和切削深度三者稱為切削用量。它們是影響工件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素。
車削時，工件加工表面最大直徑處的線速度稱為切削速度，以v(m/min)表示。其計算公式：
??????????????????v=πdn/1000(m/min)
式中：d——工件待加工表面的直徑（mm）
n——車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min）
工件每轉(zhuǎn)一周，車刀所移動的距離，稱為進給量，以f(mm/r)表示；車刀每一次切去的金屬層的厚度，稱為切削深度，以ap(mm)表示。
為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，零件加工應(yīng)分階段，中等精度的零件，一般按粗車一精車的方案進行。
? 粗車的目的是盡快地從毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形狀和尺寸。粗車以提高生產(chǎn)率為主，在生產(chǎn)中加大切削深度，對提高生產(chǎn)率最有利，其次適當加大進給量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速鋼車刀進行粗車的切削用量推薦如下：切削深度ap=0.8～1.5mm，進給量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min(切鋼)。
? 粗車鑄、鍛件毛坯時，因工件表面有硬皮，為保護刀尖，應(yīng)先車端面或倒角，第一次切深應(yīng)大于硬皮厚度。若工件夾持的長度較短或表面凸不平，切削用量則不宜過大。
粗車應(yīng)留有0.5～1mm作為精車余量。粗車后的精度為IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般為12.5～6.3μm。
精車的目的是保證零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生產(chǎn)率應(yīng)在此前提下盡可能提高。一般精車的精度為IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm,所以精車是以提高工件的加工質(zhì)量為主。切削用量應(yīng)選用較小的切削深度ap=0.1～0.3mm和較小的進給量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。
精車的另一個突出的問題是保證加工表面的粗糙度的要求。減上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下幾點。
（1）合理選用切削用量。選用較小的切削深度ap和進給量f,可減小殘留面積，使Ra值減小。
（2）適當減小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圓弧，以減小殘留面積，使Ra值減小。
（3）適當加大前角γ0，將刀刃磨得更為鋒利。
（4）用油后加機油打磨車刀的前、后刀面，使其Ra值達到0.2～0.1μm,可有效減小工件表面的Ra值。
（5）合理使用切削液，也有助于減小加工表面粗糙度Ra值。低速精車使用乳化液或機油；若用低速精車鑄鐵應(yīng)使用煤油，高速精車鋼件和較高切速精車鑄鐵件，一般不使用切削液。
????具體計算略，詳見工序卡。
七、基本時間的確定
工時定額的計算
工時定額是指完成零件加工的就一個工序的時間定額
其中：是指但見時間定額
是指基本時間（機動時間），通過計算求得
是指輔助時間，一般?。?5~20）%；與和稱為作業(yè)時間
是指布置工作時間，一般按作業(yè)時間的（2~7）%估算
是指休息及生理需要時間，一般按作業(yè)時間（2~4）%估算
是準備與終結(jié)時間，大量生產(chǎn)時，準備與終結(jié)時間忽略不計
??????N是指一批零件的個數(shù)
具體計算略，詳見工序卡。
八、夾具設(shè)計
夾具是一種能夠使工件按一定的技術(shù)要求準確定位和牢固夾緊的工藝裝備，它廣泛地運用于機械加工，檢測和裝配等整個工藝過程中。在現(xiàn)代化的機械和儀器的制造業(yè)中，提高加工精度和生產(chǎn)率，降低制造成本，一直都是生產(chǎn)廠家所追求的目標。正確地設(shè)計并合理的使用夾具，是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本的重要技術(shù)環(huán)節(jié)之一。同時也擴大各種機床使用范圍必不可少重要手段。
1、設(shè)計思想
設(shè)計必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計的夾具完全符合要求。
本夾具主要用來對φ40孔進行加工，這個孔尺寸精度要求為IT7，表面粗糙度Ra25，鉆、粗鉸、精鉸以可滿足其精度。所以設(shè)計時要在滿足精度的前提下提高勞動生產(chǎn)效率，降低勞動強度。
2、定位分析
（1）定位基準的選擇
據(jù)《夾具手冊》知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工。故加工φ10孔時，采用端蓋右端面和φ25孔內(nèi)圓柱面作為定位基準。
（2）定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為一個面與兩個孔定位，因為該定位元件的定位基準為孔的軸線，所以基準重合△b=0，由于存在間隙，定位基準會發(fā)生相對位置的變化即存在基準位移誤差。
△j=（TD+T d+△S）/2
TD =0.050mm
T d =0.011mm
△S=0.010mm
△j=0.0355mm
3、夾具操作說明
此次設(shè)計的夾具夾緊原理為：通過φ25孔和側(cè)面為定位基準，在圓柱銷、平面和定位銷實現(xiàn)完全定位，以鉆模板引導刀具進行加工。采用手動螺旋快速夾緊機構(gòu)夾緊工件。
定位元件：
定位元件是用以確定正確位置的元件。用工件定位基準或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來實現(xiàn)工件定位。
九、心得
機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學完了大學的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進行的。這是進行了生產(chǎn)實習之后的一項重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，也是在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，和一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在我們的大學四年生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進一步適應(yīng)性的訓練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限、時間有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。
十、參考文獻設(shè)計資料及主要參考書
【1】崇凱主編 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》 化學工業(yè)出版社 2006
【2】李昌年主編 《機床夾具設(shè)計與制造》 機械工業(yè)出版社 2006
【3】楊峻峰主編 《機床及夾具》 清華大學出版社 2005
【4】吳拓主編 《現(xiàn)代機床夾具設(shè)計》 化學工業(yè)出版社 2009
【5】曾志新 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 武漢理工大學出版社 2001
【6】黃如林主編 《切削加工簡明實用手冊》 化學工業(yè)出版社 2004
【7】[11]艾興 肖詩綱主編 《切削用量簡明手冊》 機械工業(yè)出版社2002