1、機械制造工程原理課程設(shè)計目:凸模固定板加工工藝規(guī)程編制及夾具設(shè)計學(xué)生姓名專 業(yè) 飛行器制造工程學(xué) 號 00指導(dǎo)教師 范國勇 李彩霞系主任馬貴春機電工程學(xué)院2010年9月10日1前言22加工工藝規(guī)程設(shè)計2計算生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型2零件分析2(1) 類型及功用2(2) 結(jié)構(gòu)分析2零件的毛坯3定位基準(zhǔn)的選擇3(1) 精總準(zhǔn)的選擇3(2) 粗基準(zhǔn)的選擇3零件表面如工方法的選擇3零件如工工藝路線的擬定4工序設(shè)計4(1) 選擇機床、刀具及量具4(2) 確定機械力u工余量5(3) 確定切削用量及基本工時53鉆模央具的設(shè)計11定位方案的選擇11夾緊方案的選擇11夾緊力方向、作用點的選擇及確定114收獲及心得

2、體會12參考文獻 131前言機械制造工程原理課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部 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(xué)各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。機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是在我們學(xué)習(xí)完了機械制造技術(shù)、機械制造裝備設(shè)計等 課程的基礎(chǔ)上，在進行了生產(chǎn)實習(xí)之前，進行的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目 的是通過機械制造工程原理課程設(shè)計，鍛煉學(xué)生查閱資料、查閱國標(biāo)手冊的能力； 培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高工藝設(shè)計能力、動手能力和初步的科學(xué)研究能力：為以后的畢業(yè)設(shè) 計和工作奠定基礎(chǔ)。2加工工藝規(guī)

3、程設(shè)計計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型(輕型機械)(1) 生產(chǎn)綱領(lǐng)：零件的年生產(chǎn)量為5000件/年，取產(chǎn)品零件的備品率4%,機加工廢 品率1%,則可以求得該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)：N=Qm (1+a%+b%) =5000x1 x (1+4%+1%) =5250 (件/年)(2) 生產(chǎn)類型：查設(shè)計指導(dǎo)P5表15可確定該零件為大批生產(chǎn)類型。零件分析(1) 類型及功用本次課程設(shè)計所設(shè)計的凸模固定板即凸模的固定安裝板，是用來固定凸模的，該零件屬于盤套類 零件，在工作過程中多受沖擊和交變載荷的作用。(2) 結(jié)構(gòu)分析本次所設(shè)計的凸模固定板結(jié)構(gòu)較為簡單，視圖正確、完整，尺寸、公差要求齊全。零件各個表面 加工并不困難。該

4、零件的主要加工表面有： 0140外圓柱而加工； 0140圓柱上下底面的如工，保持平行度； 以062孔為主的階梯孔內(nèi)表面的如工(包括062內(nèi)孔及067內(nèi)孔)； 通孔、4-M10-7H螺紋孔和2-010定位孔。零件的毛坯零件材料為45鋼。由于在車床運行中要經(jīng)常進行正反向運動，零件在工作過程中 則經(jīng)常承載載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零 件工作可靠。根據(jù)可知該零件的生產(chǎn)屬于大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，形狀也 不復(fù)雜，故做毛坯可以采用模鍛成型。因為形狀較簡單，所以毛坯的形狀可以與零件的 形狀尺寸接近，即外形做成圓餅狀，中心孔鍛出。毛坯尺寸通過確定加工余量后確定。

5、(45鋼：最常用的中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，淬透性低。小型零件宜釆用調(diào)質(zhì)處 理，大型零件宜釆用正火處理。)定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基準(zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)董得到保 證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大量報廢，使 生產(chǎn)無法正常進行。(1)精基準(zhǔn)的選擇本零件是帶孔的盤套類另加，孔是設(shè)計基準(zhǔn)(亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn))，為避免由于基準(zhǔn)不 重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)磴合”的準(zhǔn)則。即選062孔及一端面作為 精基準(zhǔn)。(2)粗基準(zhǔn)的選擇由于本零件全部表面都需要加工，而階梯內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工，因此應(yīng)選外

6、圓及一端面作為 粗基準(zhǔn)。零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面及小孔等。材料為45鋼。加工方法如下： 0140外圓面：為未注公差尺寸，表面粗糙度Ra=um,需要進行粗車和半精車； 062內(nèi)孔，查表得其公差等級為IT7,表面粗糙度為um,毛坯孔已鍛出，加工方法可釆取 粗錢半精錢之后用精錢拉孔或磨孔等，都能滿足加工要求。由于是大批生產(chǎn)，所以選用紐錢，半精 饉和精錢： 端面，本零件端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度和公差等級要求較鬲，一般為IT4-IT5,表面粗糙度 為um,宜釆用粗車、半精車和精車擁工； 4-010通孔，表面粗糙度為um,釆用姑孔后餃孔的方法加工： 4-M10-7H螺紋孔，

7、先鉆孔后攻絲的加工方法： 2-10的定位孔，表面粗糙度要求um,釆用姑孔后餃孔的方法加工。零件加工工藝路線的擬定最后的工藝路線確定如下：工序1:鍛造毛坯工序2:調(diào)質(zhì)處理工序3:粗饉062、067的內(nèi)孔工序4：半精鎮(zhèn)067的內(nèi)孔工序5:半精鏡、精體062的內(nèi)孔工序6:粗車、半精車0140外圓工序7:粗車、半精車、精車們40圓柱上下兩端面工序8:鉆-鍍2-010定位孔工序9:鉆4-M10-7H螺紋孔工序10:鉆-咬4-11通孔工序11:終檢以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。該工藝路線是按照工序集中原則組織工序，優(yōu)點是工藝路線短、減少工件的裝夾次數(shù)， 易于保證加工而相互位置精度，使需要的

8、機床數(shù)量少，減少工件工序間的運輸，減少輔 助時間和準(zhǔn)備終結(jié)的時間，同時在為了保證外圓和內(nèi)孔的相互位置精度，采用了互為基 準(zhǔn)的原則，能達到精度要求。工序設(shè)計凸模固定板零件材料為45鋼，破度為：207241HBS,生產(chǎn)類型為大批大量成批生產(chǎn)，采用鍛 錘上合揆模鍛毛坯。、選擇機床、刀具及量具a.選擇機床 .工序3、4、5是錢孔。由于工件外廓尺寸不大.又是回轉(zhuǎn)體零件，因此選擇在車床上機孔，車床型號CA6140: .工序6、7是粗車、半精車和精車加工。零件尺寸不大且精度要求一般，選擇最常用的CA6140 型臥式車床即可； .工序8、10是姑孔加工，選用搖臂姑床Z3025:.工序9是鉆螺紋孔，除了用到搖臂

9、姑床Z3025外，還需用攻絲機。b.選擇刀具 .在車床上加工，一般都選用颶質(zhì)合金車刀和錘刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工 用YT5,半精加工用YT15,精加工用YT30。為提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟性.可選用可轉(zhuǎn)位車刀。 鉆010. 011的小孔用錐柄麻花姑，M10螺紋底孔用錐柄麻花鉆，攻螺紋釆用機用絲錐及絲錐 夾頭。 選擇量具本零件生產(chǎn)屬于大批生產(chǎn)，一般釆用通用量具。所用到的量具有：游標(biāo)卡尺.寒規(guī)、螺紋塞規(guī)等。 .確定機械加工余量 傲件質(zhì)量m=V* p。為材料的密慶，因為是45鋼，所以p=5.6g/cinV為毛坯傲件的體積V=-* （D2-J2-1O2 x10） *h4其中 D=140mm

10、, d=62mm, h=25mm帶入求得m=2. 2kg 加工精度：零件的端面和內(nèi)孔表面為磨削加工精度耳，其他表面為一般加工精度片： 傲件形狀復(fù)雜系數(shù)S（單邊余量:z=2mm）$=_其中m鍛件=2. 2kgX外輪畔包客體m外輪晦包客體二龍*（h+z） * p * （卩亍二）$ =2461 g所以S二 查表2-1-25 M件形狀復(fù)雜系數(shù)得復(fù)雜系數(shù)為根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、加工精皮和鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，查得鍛件各外徑的單邊余董為-2.0mm:冬軸 向尺寸的單邊余量為-2. 2mm：鍛件內(nèi)孔的單邊余董為2. 5mm。.確定切削用量及基本工時 硬質(zhì)合金車刀切削速度的計算公2藥旨人（相關(guān)數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要在實用

11、機械加工工藝手冊（第三版）中查得）另外查得CA6140車床的技術(shù)參數(shù)，其主軸轉(zhuǎn)速為10-1400r/min, 24級變速：搖臂鉆床Z3025技術(shù)參數(shù)，炭大姑孔直徑25mn,其主軸轉(zhuǎn)速為32-2500r/min, 16級變速;單邊余董z=2. 5mmA. 確定被吃刀董：=2. 0mmB. 確定進給瑩：根損實用機械加工工藝手冊（后面若不特別說明都是該手冊）表11-30查f = 0.2mm / rC. 計算切削速度： 根據(jù)表3T8和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得vf=64m/min.lOOOv.D. 主軸轉(zhuǎn)速：n二=447r/min根據(jù)CA6140車床的技術(shù)參數(shù)，其主軸轉(zhuǎn)速為10-1400r/min,

12、24級變速，這里取n=494r/min 所以實際切削速度 v.j.=104m/mi n八10001000E切削工吋：th二/厶+厶 j其中/ = (Z為加工余量)/ = 25厶=- + (23)仁=3 5 f =0.7mm/r 11=494r/mintgk-算得5二2粗李堂067單邊余量z=3mmA. 確定被吃刀董：ap =3mmB. 確定進給童：根扌居表11-28查得 f =Q. 7mm/rC. 計算切削速度： 根據(jù)麥3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得vr=95.2m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：=415r7min根據(jù)車床數(shù)搖取n=433r/min所以實際切削速度v)1/ - -99. 3m/m

13、ink 1000JffE 切削工時：t = 11+2 -i其中/二一(Z為加工余量) 計算得真=加竹3.半精趙062單邊余量2=A. 確定被吃刀量:ap =0. 4mmB. 確定進給量：根據(jù)表11-317查得 /=0. 08mn/rC.計算切削速度：根據(jù)表3T8和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得v(=55m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：（無級變速）=278r/minE. 切削工時：二_ ?=（8為067的深度）加4精李堂062單邊余童z二0. 1mmA. 確定被吃刀量：ap=Q. 1mmB. 確定進給量：根據(jù)表11-317查得 f=Q. 02mn/rC. 計算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)

14、據(jù)可得vr=65m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：（無級變速） n=1（X）（）V,-=334r/minE. 切削工時：仏二/ + /|+/】_8*=（8為067的深度）5粗車0140外圓單邊余量z=2. 2mmA. 確定被吃刀量：ap-2. 0mmB. 確定進給量：根據(jù)表11-29查得 f=Q. 9mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)表3T8和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得vr=133.6m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：=min根據(jù)機床數(shù)據(jù)取n=312r/min所以實際切削速度Vi.=_2_=141.2m/minJ J 10009ffr-yE切削工時：t樓h + +i I = 140/77777 其中2（Z為加工

15、余董） 血Up計算得5=6半精車創(chuàng)40外圓單邊余童z=0. 2mmA.確定被吃刀量：ap=Q. 2mmB. 確定進給董：根據(jù)表11-29查得 /=0. 3mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)表3T8和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得vr=231.2m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：n二二min根據(jù)機床數(shù)據(jù)取n=554r/min叭所以實際切削速/tv臨.二型仝=244. 3m/min1000E. 切削工時：人+人J其中/ = （Z為加工余量） 計算得q =7粗車（/ 140上下端面單邊余董z=2. 5mmA. 確定被吃刀量：a） =2. 0mmB. 確定進給量：根據(jù)表11-29查得 f=0. 6mm/rC. 計算

16、切削速度：根扌松表3T8和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得vc=106. 8m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：n=243r/min根扌松機床數(shù)據(jù)取n=252r/min施所以實際切削速度v.j.r =110. 7m/mi n1000fffr-wE.切削工時：t ；= + 1 + 2 i I = 140/777? 其中2（Z為加工余量）計算得t ）l;=因為有上下兩個端面，所以t怙總=2扳=&半精車0 140上下端面單邊余量z=0. 5mmA. 確定被吃刀量：ap-Q. 4mmB. 確定進給瑩：根據(jù)表11-29查得 /=0. 20mm/rC. 計算切削速度：根據(jù)表3T8和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得vr=240m

17、/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：n=KXX）-546r/min根據(jù)機床數(shù)據(jù)取n=554r/min叭所以實際切削速度V .下二嚴(yán)=2443m/min皿 1000E. 切削工時：t比二/ +厶 丄i I = 140/77/? 其中/= （Z為加工余量）計算得5=因為有上下兩個端面，所以5總=2 5 =9精車0 140上下端面 單邊余量z=0. 1mmA. 確定被吃刀董：ap=Q. 1mmB. 確定進給瑩：根據(jù)表11-29查得 f =0. 16nm/rC. 計算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得vc=320m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：n=727r/min很據(jù)機床數(shù)據(jù)取n=735r/min加M

18、所以實際切削速度V. |：二切=319m/mi n軸 1000E 切削工時：t u = + 1 + 2 -i I = 140/?/?其中i =（Z為加工余量）fir5計算得因為有上下兩個端面，所以titlJ=2tAL =譏鉆2-010定位孔（1）鉆 09 表 11-268 查得確定進給量 /=0. 28mm/rvf=16m/min主軸轉(zhuǎn)速n=lQQV=514r/min根據(jù)搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=546r/min磯所以實際切削速度v.j.,=處二1455m/min1000切削工時t =人+ U其中 =如70比.+3 厶=24血f 2 r計算的/=因為有兩個孔所以5 = 7 =(2) 餃

19、.2-010表 11-268 查得ap =0. 08mmt f =0. 15mm/r vc=10m/min根據(jù)搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=340r/min主軸轉(zhuǎn)速 n=l（X）-=318r/min磯所以實際切削速廈v實滬7tdn1000=10. 7m/mi n切削工時/=+厶其中/ =；“ cot &+(3 0)/, =10-45計算得/ = 因為有兩個孔所以5二=11鉆 4-M10-7H(1)鉆 M10 表 11-268 查得/ =028mm/r vc=16m/min主軸轉(zhuǎn)速n= l(XX)-M63r/min根據(jù)搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=546r/min磯mill所以實際切削速

20、度v,g =18. 87m/min1 1000/+/#+/d切削工時t =-一-一-其中=cot+3 厶=24加/2計算得r = 因為有4個孔，所以t =/ =(2)攻絲M10 根據(jù)機械加工工藝師手冊表40-7和機械制造工藝設(shè)計手冊表3-55得14.8切削速度卩= (s為螺距)所以V = 15. 32m/min/山嚴(yán)竹主軸轉(zhuǎn)速n二=488r/min根據(jù)攻絲機S4010的數(shù)據(jù)(主軸轉(zhuǎn)速360930r/min, 4級變速)mln選取n=550r/min所以實際切削速度vrr =17. 3m/min川 1000切削工吋f = J +人人 其中/ =如弋0認(rèn)+37=2-4計算得仁Jhf 21因為有4個

21、孔.所以1., = / =12姑4-11通孔(1) 鉆 M10 (同 11 (1)(2) 姣4-創(chuàng)1通孔 根據(jù)表11-268查得進給量/=0. 20mm/r ap=Q. 12mmvr =8m/min 主軸轉(zhuǎn)速n二巴巴土 =232r/min 根據(jù)搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=238r/mi n所以實際切削速度v.力二加=8. 2m/min1000切削工時t = I + 丄=h其中=幾_血cotkr+（310） /. =1045fix2計算得t =因為有4個孔，所以t=r =3鉆模夾具的設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保障加工質(zhì)量，降低勞動企度，需要設(shè)計專用夾具定位方案的選擇根據(jù)六點定位原理確定工件的

22、定位方式。該工序為銃工件外沿齒，要求在銃齒時限 定工件的六個自由度即完全定位。由機床夾具設(shè)計手冊P263,選擇材料為45,熱處理后HRC為3843的定位銷 來限制夾具體自由度。為了限制工件的橫向移動，釆用兩個擋套夾緊工件，如圖仁 通過花鍵的配合即可 達到加工要求。夾緊方案的選擇由零件圖可知工件的齒輪對花鍵孔中心線由同軸度的要求，其設(shè)計基準(zhǔn)為零件花鍵 孔中心線。夾具以兩圓形擋板作為壓板以及定位塊的花鍵槽作為支撐面，兩面通過銃床 主軸螺釘夾緊。由機床夾具設(shè)計手冊P234,按GB2148-80選擇帶肩六角螺母。由機床夾具設(shè)計手冊P376,選擇圓形壓板。夾緊力方向、作用點的選擇及確定由于062與67又

23、同軸度公差要求，以及孔軸線對底面有垂直度公差，所以應(yīng)使 零件的徑向固定夾緊以保證加工精度要求。夾緊力的方向沿軸線方向，作用點為定位花 鍵塊和圓形壓板與齒輪外接觸部分。4收獲及心得體會通過近半個月的機械工藝課程設(shè)計，使我的知識水平和能力又得到了更進一步的提 高，自從題目布置以后，我們便開始進行初步的計算和設(shè)計，首先開始設(shè)計和計算工序 尺寸和機械加工余量，進一步設(shè)計和繪制車床離合齒輪的零件圖，接著設(shè)計和繪制夾具 的裝配圖，通過近4天的繪制工作，不僅鍛煉了我的繪圖能力，而且也也大大提高了我 繪圖和分析的效率和速度，為我以后更好地走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。零件圖和夾具裝配圖繪制完后，我們便開始了緊張而有序設(shè)計說明書編寫工作和機 械工藝過程卡和工序卡的填寫，同時又在計算機上繪制了零件圖和夾具體圖，接下來的 日子，我們團結(jié)協(xié)作，相互配合，大大提高了我們的工