1、、八一 冃B二分析研究零件圖紙，進行工藝審查三確定生產類型和工藝安排的基本傾向四選擇毛坯五擬定工藝路線六工序分析七專用夾具的設計入總結 九參考文獻這次課程設計是機械制造與自動化的一個十分重要的學習環節，是對入學以來所學 的機械方面的知識進行了一次全面的檢查、鞏固和提高。這次課程設計是應用所學基礎 理論、專業知識與技能去分析和解決生產實際問題的一次綜合訓練。把所學的知識能夠 綜合運用到實際零件的加工中。通過本次設計使我鞏固了已學的知識，加深了印象，使 自己能夠運用所學的機械加工知識解決一些具體的問題。此次課程設計涉及的知識面有金屬切削原理、加工工藝、數值計算、刀具的性能、 測量技術、金屬切削機床

2、、CAD制圖外還涉及到毛坯、金屬材料、公差配合及加工設備 等多方面的知識。通過這次課程設計我發現了自己還有許多知識還沒有掌握牢固。但更多的是通過這 次設計使我提高、鞏固、擴大了自己所學到的理論知識與技能，提高自己設計計算、制 圖、編寫技術文件的能力學會正確使用技術資料、標準、手冊等工具書并在這次設 計中培養了我對機械設計的獨立工作能力、初步樹立了正確的實際思想，掌握了一定的 機械加工設計方法步驟和思路為以后的學習和設計工作打下了良好的基礎。同時，也使 我體會到了老師平時對我們的諄諄教導、用心良苦。由于本人水平有限，設計還有許多不足之處，希望老師給予批評和指正!（二）分析研究零件圖紙，進行工藝審

3、查1零件結構特點套管的主要加工表面是管的內表面和外表面。因為這是與其他零件直接接觸的表面，對加工及加工精度有很大的影響該套管零件，是由三個通孔、兩個外圓、兩個端面和一個槽組成的，是一個 比較簡單的加工零件。套管零件是機械中常見的一種零件，通常起用于帶電導體穿過或引入與其電位不 同的墻壁或電氣設備的金屬外殼，起絕緣和支持作用的一種絕緣裝置。由于它們功用不同，套筒零件的結構和尺寸有著很大的差別，但結構上仍有共同特點：零件的主要表面為同軸度要求較高，零件大部分都比較小但是根據不 同的場合的應用有稍大的 比如說用于油井的套管就比較大。2材料分析該零件材料選用45#鋼。45號鋼廣泛用于機械制造，這種鋼的

4、機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好，45號鋼可以淬硬至HRC4246所以如 果需要表面硬度，又希望發揮45#鋼優越的機械性能，常將45#鋼表面淬火（高頻 淬火或者直接淬火），這樣就能得到需要的表面硬度。應用于應力較大和要求韌 性中等的零件。3零件的總體分析綜上所述，該零件主要是保證管道不受損壞， 防止泄漏和便于修理。主要加 工部位有80mm60mm勺外圓、兩端面、48mn!勺軸向通孔、2個6mn!勺軸 向通孔、6mm的徑向孔、10X 55的槽、倒角。其中 60mm的外圓、48mnt勺 軸向通孔、端面、鍵槽表面粗糙度要求較高，要求達到 1.6，其余的只需6.3。 由于該零件要傳遞扭

5、矩和承受載荷，所以在最后要進行調質處理。改善材料的力 學性能，達到使用要求。（三）確定生產類型和工藝安排的基本傾向1生產類型成批生產2設備選擇通用設備和專用工裝3工藝手段常規工藝4機械加工工序的安排原則（1）先加工基準面選擇為精基準的表面，應該安排起始工序先進行加工，以便盡快為后續 工序提供精基準。 這有利于保證加工精度。（2）劃分加工階段根據加工質量的要求常劃分為粗加工、半精加工、精加工。由于工件的加工質量要求不是很高，所以劃分為粗粗加工、半精加工、精 加工三個階段。（3）先面后孔對于箱體、支架和連桿等工件，應先加工面后加工孔。這是因為平面的輪廓 平整，安放和定位比較穩定可靠，若先加工好平面

6、，就以平面定位孔，保證平面 和孔的位置精度。此外，由于平面先加工好了，給平面上的孔加工也帶來方便， 使刀具的初始切削條件能得到改善。（4）次要表面穿插在各加工階段進行5 熱處理工序安排原則 退火與正火：屬于毛坯預備性熱處理，應安排在機械加工之前進行。 時效：為了消除殘余應力，對于尺寸大、結構復雜的鑄件需在在粗加工前、 后各安排一次時效處理；對于一般鑄件在鑄造后或粗加工后安排一次時效處理； 對于精度要求高的鑄件，在半精加工前、后務必安排一次時效處理；對于精度高、 剛度差的零件，在粗車、粗磨半精磨后各需安排一次時效處理。 淬火：淬火后工件硬度提高且易變形，應安排在精加工階段的磨削加工前 進行。 滲

7、碳：滲碳易產生變形，應安排在精加工前進行。為控制滲碳層厚度， 滲碳前需要安排精加工。氮化：一般安排在工藝過程的后部、該表面的最終加工之前，氮化處理前應調質6 確定工序集中于分散工序集中工序集中就是將零件的加工集中在少數幾道工序中完成，每道工序加工內容 多，工藝路線短。其主要特點是： 可以采用高效機床和工藝裝備，生產率高； 減少了設備數量以及操作工人人數和占地面積，節省人力、物力； 減少了工件安裝次數，利于保證表面間的位置精度； 采用的工裝設備結構復雜，調整維修較困難，生產準備工作量大。(2)工序分散工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內完成， 每道工序加工的內容 少，工藝路線很長。其主要特

8、點是： 設備和工藝裝備比較簡單，便于調整，容易適應產品的變換； 對工人的技術要求較低； 可以采用最合理的切削用量，減少機動時間； 所需設備和工藝裝備的數目多，操作工人多，占地面積大。在擬定工藝路線時，工序集中或分散的程度，主要取決于生產規模、零件的 結構特點和技術要求，有時，還要考慮各工序生產節拍的一致性。一般情況下， 單件小批生產時，只能工序集中，在一臺普通機床上加工出盡量多的表面；大批 大量生產時，既可以采用多刀、多軸等高效、自動機床，將工序集中，也可以將 工序分散后組織流水生產。批量生產應盡可能采用效率較高的半自動機床， 使工 序適當集中，從而有效地提高生產率。（四）選擇毛坯1確定毛坯本

9、零件選擇的成批生產，還有零件加工表面與飛加工表面的技術要求，零件材料的工藝特性，以及零件對材料組織和性能的要求， 選擇毛坯的制造方式 為鑄造。鍛造雖然能到達這樣的形狀要求，但是成本高。鑄造可以成批生產和大 批量生產，成本較低，也能知道出這樣形狀的零件鑄件采用金屬型鑄造精度可達 到3.2-10，因此毛坯的加工余量比較小。毛坯如圖所示:r（五）擬定工藝路線1選擇定位基準面粗基準的選用：（1）選擇要求加工余量曉得而均勻的重要表面（2）某些表面不需加工，則應該選擇其中與加工表面 有相互位置精度要求的表面為粗基準。（3）選擇比較平整、光滑、有足夠大面積的表面為粗 基準。（4）粗基準在同一定位方向上只允許

10、在零件加工工序 中使用一次。所以選用下表面為粗基準面。由于上表面加工精度較高，而且和下表 面有相對的位置精度平行，所以選擇上表面為精基準面。2確定加工方法及加工方案加工表面加工方法加工方案表面粗糙度底面銑粗銑-半精銑-精 銑6.3上表面銑粗銑1.6*60外卜圓表面車粗車-半粗車-精 鉆1.6*80外圓表面車粗車6.3*48徑向圓內表面鉆粗鉆-半精鉆-精 鉆1.6$6徑向孔鉆鉆6.3$6軸向孔鉆鉆6.3鍵槽銑粗銑-半精銑-精 銑1.63安排加工工藝路線根據加工順序的安排和表面加工階段的劃分，可將零件的加工工藝路線安排 如下：方案一:工序10：鑄造毛坯工序20：銑下表面工序30:換頭銑上表面 粗銑

11、-半粗銑-精銑工序40:鉆軸向 6的孔工序50:旋轉45度角再鉆一個工序60：鉆徑向 6的孔工序70：鉆打孔 48粗鉆-半精鉆-精鉆讓表面粗糙度達到要求工序80：車外圓60粗車-半精車-精車讓表面粗糙度達到要求工序90：車 80大圓工序100：銑鍵槽工序110：倒角1x45工序120：清洗工序130：終檢工序140：包裝入庫工序10：鑄造毛坯工序20：同時銑上下表面 銑雙端面粗工序30：鉆軸向 6的孔工序40:旋轉45度角再鉆一個工序50：鉆徑向 6的孔工序60：鉆打孔 V8粗鉆-半精鉆-精鉆讓表面粗糙度達到要求工序70：車外圓60粗車-半精車-精車讓表面粗糙度達到要求工序80：車 80大圓工

12、序90：銑鍵槽工序10：倒角1x45,去毛刺工序11:終檢，包裝入庫4工藝方案的比較與優先方案一：這套方案基準低，在鉆孔、銑臺階孔，裝夾次數很多，這樣務必會 增加加工的安裝誤差，安裝次數多了，耗費了很多時間，降低了生產效率，且要 求工人的技術等級比較高，經濟性不高。方案二：采用這一方案，基準高，一次裝夾中能加工面多，且粗、精加工在一次 裝夾中完成，減少了安裝誤差。這樣便于保證工件的加工質量，提高生產效率。 同時，也提高了加工的穩定性和經濟性。這套方案是一套可行的方案。（六）工序分析1銑2端面銑上端面和下端面兩處機床：X6132（1）銑端面使用高速鋼端面銑刀，加工余量 4mm齒數Z=18.查表得

13、，沒齒進給量：0.06mm所以 f 二 af.Z= 0.06 18 = 1.08mm/r根據金屬機械加工工藝人員手冊表10-147vc 33.0mm/min背吃刀量：ap二1mm確定主軸轉速:ns1000vc1000 33r / min = 300r / min二 35切削工時:nf47303001.08=0.15 m in（2）鉆孔鉆2個6的軸向孔，一個6的徑向孔，主要大通孔4800-15表面粗糙度為1.6 查表算得： f = 0.62mm/rv =18m/m in確定主軸轉速: 足二鳴=10r/min=104.2r/mindw兀x 55查機床說明書，取n=100r/min,所以實際切削速度

14、為100055 100m/min 二仃.3m/min1000切削工時:t11 11nf100 0.620.26m int2111260 0 0t3nfl I1nf100 0.6280 0 0100 0.620.971 .29minm in（3）車外圓機床：C6140刀具：刀片材料YT15,刀桿尺寸16m材25mm kr =90, 丫。=15 ,a0 =8 ” 丫 = 0.5mm? J1. 計算切削用量1）確定最大加工余量：兩端都要加工，故此時兩邊最大的加工余量可按 Z=5.5mm 考慮。ap =3.5mm2）確定進給量f:根據切削手冊表1.4，當刀桿尺寸為16mM 25mm dp 3.5mm，

15、工件直徑為140mrr時。f=0.50.7mm/r按C6140車床說明書取f=0.5mm/r3）計算切削速度：按切削手冊表1.27，切削速度的計算公式為（壽命T=60min）Cvm xvapkv式中 C v = 242 , x v = 0.15，丫 v = 0.35 , m = 0.2切削手冊表1.28，即k =1.44, ksv=0.8 , k& =1.04, kkrv =0.81 , k =0.97。kv見所以 vc = 112 .23 m/min4)確定機床主軸轉速：1000v1000 112.23 ,nsr / min = 254.78r/min二 D15按機床說明書，與254.78r

16、/min 相近的有250r/min , 300r/min，現在取250r/min。計算切掉工時：按工藝手冊表6.2 1, 取l16030mm l228040mm212 二 3mm , l3t1nw30 3 min26min250 0.51t2l l, l240 3 0nwmin = 0.34 min250 0.51(4) 銑槽銑槽 10mm 80mm 55mm機床：X6132使用高速鋼銑刀，直徑 D=35mm齒數Z=18. 根據金屬機械加工工藝人員手冊表10-67查表得，沒齒進給量：0.06mm所以 f=af.Z=0.06 18= 1.08mm/r根據金屬機械加工工藝人員手冊表10-147vc

17、 33.0mm/min背吃刀量：ap二1mm 確定主軸轉速:lOOOVcs兀dj w切削工時：1000 33二 35r / min 二 300r / minI 丨1 丨25530nf - 3001.080.18 min（七）專用夾具設計設計要求本次設計的專用夾具為銑兩端面平面夾具。首先對專用夾具進行定位原理分析：本工件在加工頂面螺紋孔平面時采用一面兩孔作為定位基準， 易于做到工藝 過程中的基準統一，保證工件的相對位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等 優點；本工件采用底面和一對對角工藝孔作為定位基準，工件底面為第一定位基 準，限制了 x、y方向轉動，z方向移動三個自由度；圓柱銷為第二定位基準限

18、 制了 x、y方向移動兩個自由度；菱形銷為第三定位基準，它和圓柱銷聯合限制 了 z方向轉動自由度，所以此定位方案符合六點定位原理， 采用對稱壓板將工件 壓緊。夾具主要設計過程如下：夾具設計的有關計算1. 確定兩銷中心距及尺寸公差（中心距公差需采用對稱公差的標注形式）兩銷中心距基本尺寸Ld=兩孔中心距基本尺寸LD = 80108 =134.4mm公差按劃線等級取0.4mm兩銷中心距的尺寸公差 TLd=（ 1/31/5 ） TLD =1/4 0.4=0.10mm兩銷中心距尺寸及公差的標注：Ld S Ld/2=134.4 0.05mm2. 確定圓柱銷的尺寸及公差圓柱銷直徑的基本尺寸d1二工件孔1的最

19、小極限尺寸D1min =10.5mm圓柱銷按g6制造(T=0.011mm即 dr= 10.5 017 mm3. 查表確定削邊銷尺寸b及Bb=4mm B=10.5-2=8.5mm4. 確定削邊銷的直徑尺寸及公差(Td Td -dimin) b (0.40.1 0.006) 4S 2min =d2=10.5=0.188mm0.188按h6級確定公差：d2二10.5.199mm5. 計算定位誤差一一目的是分析定位方案的可行性 因為定位方向與加工尺寸方向垂直，且被加工表面無尺寸公差要求，為次要加工表面，只要保證粗糙度為 Ra12.5，故只需進行轉角誤差計算即可。2 134.4:二二 arctg 乂 、

20、工件夾緊方式的確定從夾緊動力源選擇：手動夾緊確定主夾緊機構：螺栓壓板?%2、結構設計及操作說明本夾具按底面一面兩孔定位，可以限制 6個自由度，屬于完全定位方式。工 件加工出了 2個工藝孔，分別以圓柱銷和菱形銷定位，工件靠壓板用螺栓和螺母 壓緊，夾具靠兩個定位鍵定位和兩個 U型槽與銑床鏈接 二 arctg 0.0180.1990.0180.017 :32 宀=6轉角誤差很小，符合定位要求，可以使用夾具結構設計及操作簡要說明本設計在老師的悉心指導和嚴格要求下業已完成，從課題選擇、方案論證到 具體設計和調試，無不凝聚著各位老師的心血和汗水，在學校學習和生活期間， 也始終感受著各位老師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向老師表示 深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于各位任課 老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業知識，并在設計中得以體現。 正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的課程論文工作順利完成，在此向全體 老師表示由衷的謝意。感謝他們三年來的辛勤栽培。通過課程設計，是我深深體會到，干任何事都必須耐心、細致、。課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有兩次因為不小心我計算錯 誤，