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1、机械制造工艺学课程设计任务书机械制造工艺学课程设计轴机械制造工艺学课程设计任务书 题目 设计接管底盖零件的机械加工 工艺及工艺装备 设计内容：1.产品零件图 1张 2.产品毛胚图 1张 3.机械加工工艺过程卡片 1份 4.机械加工工序卡片 1张 5.课程设计说明书 1份 6.夹具设计装配图 1张 7.夹具设计零件图 1张 专 业：数控技术 班级学号： 学 生： 指导老师： _年_月_日 课程设计说明书 序言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，
2、它在我们的大学学习生活中占有十分重要的低位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请指导老师给予指教。 目录： 一、计算生产纲领，确定生产类型 二、零件分析 1、零件作用(含用途) 2、零件的工艺分析（含技术要求、工艺性） 三、确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯的形状 (1)选择毛坯 (2)确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 四、工艺规程的设计 1、基面的选择 （1）粗基准的选择 （2）精基准的选择 五、制定工艺路线 1、工艺路线方
3、案一 2、工艺路线方案二 3、工艺方案的比较与分析 六、确定切削用量及基本工时 七、专用夹具设计 八、总结 九、参考文献 1邹 清主编.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京：机械工业出版社，20_3 2李益民主编机械制造工艺设计简明手册北京：机械工业出版社，20_3 3艾兴等编切削用量简明手册北京：机械工业出版社，20_2 4徐鸿本主编机床夹具设计手册沈阳：辽宁科学技术出版社，20_4 5.于骏一等编.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，20_6 6.王斌武等编.机械制造工艺课程设计指导.桂林航天工业学院 机械工程系 20_年 内容： 一、计算生产纲领，确定生产类型 有题目已知条件可知:
4、该零件为轻型零件,其生产纲领为4000件/年,查第13页表2.3,可知该零件为中批生产.二、零件分析 1、零件作用(含用途) 该底盖应用在某接管座机构中,底盖以70孔套在接管座中,其作用有导通连接的作用,同时还可以通过底盖上端的20孔进行观测的作用.除此外,该底盖和密封件配合可起到密封防尘的作用.2、零件的工艺分析（含技术要求、工艺性） 由零件图可知,其材料为35钢,该材料有良好的塑性和适当的强度,工艺性能较好,焊接性能尚可,广泛应用于各种结构零件.由零件图可知,它的质量要求有:(1)各焊接部要牢靠,不得有夹渣,裂纹等缺陷(2)试压1.2Mp不得有渗漏 三、确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯的形
5、状 (1)选择毛坯 根据已给的零件图分析可得, 可选择焊接件毛坯中的型材与铸件焊接组合, 其底盖尺寸不大,且生产类型属于中批生产,为提高铸件的生产率和铸件精度,宜采用砂型铸,用砂型铸造出來的铸件,其表面质量与机械性能均较好,且砂型铸造适用与成批生产.由于20mm,25mm,34mm,30mm,40mm,70mm的孔需要铸造出來,故还需要安放型心.此外,为消除残余应力,铸造后应安排人工时效进行处理.(2)确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由中表2.72.10可以确定: 1.毛坯铸件的尺寸公差及机械加工余量 根据GB/T 6414-1999规定,铸件的机械加工余量分10个等级,由小到大分别称A ,
6、 B , C , D , E , F , G , H , J 和 K 级,其中A ,仅适用与特殊场合.由接管底盖的功用和技术要求,以及其毛坯制造方法,该底盖机械加工余量等级选择级,公差等级选择12.2.根据表.可确定该铸件加工表面的加工余量,所得结果列于下表中: 基本 尺寸/ 公差/加工 余量等级 加工 余量/ 计算结果/mm 底面18 CT12/J 单侧余量6 24 孔25 CT13/H 单侧余量4 17 孔34 CT13/H 单侧余量4 21 孔20 CT13/H 单侧余量4 14 圆柱44顶面 CT13/H 余量4 58 孔70 CT13/H 单侧余量4 62 孔30 CT13/H 单侧
7、余量4 22 孔40 CT13/H 单侧余量4 32 四、 工艺规程的设计 1、 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 （1） 粗基准的选择 对于一般的圆柱类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。所以，加工34mm内孔和车M34_1外螺纹时，以34mm外圆柱面为粗基准；加工20mm、30mm内孔时，以44mm外圆柱面为粗基准；加工40mm、70mm内孔时，以76mm外圆柱面为粗基准。加工44mm上端面时，以44mm圆柱底面为粗基准。加工76mm
8、上端面时,以76mm圆柱底面为粗基准。 （2） 精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重和时，应该进行尺寸换算。 五、 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以采用万能机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中起来提高生产效率。除此之外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 工艺路线方案： 1、工艺路线方案一： 工序1：镗削29mm内孔,车螺纹M34_1。 工序2：镗削25mm内孔,镗削30mm内孔,镗削20mm内孔。 工序3：镗削40mm内孔，镗削70mm
9、内孔。 工序4：铣44mm上端面，铣76mm上端面。 工序5：终检 2、 工艺路线方案二： 工序1：镗削25mm内孔,镗削30mm内孔,镗削20mm内孔。 工序2：镗削40mm内孔，镗削70mm内孔。 工序3：镗削29mm内孔,车螺纹M34_1。 工序4：铣44mm上端面，铣76mm上端面。 工序5：终检 3、 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先以34mm外圆柱面为基准加工29mm内孔和车螺纹M34_1。接着再以44mm外圆柱面为基准加工20mm、30mm的内孔。然后，再以76mm外圆柱面为基准加工40mm、70mm内孔。最后，以44mm和76mm两圆柱底面为基准加工
10、其上端面。方案二是先以44mm外圆柱面为基准加工20mm、30mm的内孔。接着再以76mm外圆柱面为基准加工40mm，70mm内孔。然后，再以34mm外圆柱面为基准镗削29mm内孔,车螺纹M34_1。最后，以44mm和76mm两圆柱底面为基准加工其上端面。 上述两个方案都是可以加工好零件的，但第二个方案在加工过程中到第三道工序才车螺纹，对于前三道工序的加工比较方便，所以我选择了方案二。因此，最后的加工路线确定如下： 工序1：镗削25mm内孔,镗削30mm内孔,镗削20mm内孔。以44mm外圆柱面为基准，选用T68卧式镗床。 工序2：镗削40mm内孔，镗削70mm内孔。以76mm外圆柱面为基准，
11、选用T68卧式镗床。 工序3：镗削29mm内孔,车螺纹M34_1。以34mm外圆柱面为基准，选用T68卧式镗床和CA6140卧式车床。 工序4：铣44mm上端面，铣76mm上端面。以44mm和76mm圆柱的底面为基准，选用_63卧式铣床。 工序5：终检 六、确定切削用量及基本工时 工序1：镗削内孔。本工序采用计算法确定切削用量。 1、 加工条件 工件材料：35钢正火， b =0.53GPa，砂型铸。 加工要求：镗削25mm内孔及30mm内孔和20mm内孔，表面粗糙度值为Rz0.8.机床：T68卧式镗床。 刀具： 镗刀为YW2A320，尺寸为12mm_12mm。 2、 计算切削用量 （1） 镗削
12、25mm内孔 1）确定孔最大加工余量：已知毛胚尺寸为17mm，分为粗镗-半精镗-精镗，所以其加工余量为4mm；1mmm。 2） 确定进给量f；由机械制造工艺课程设计指导（以下简称机械课程指导）表3.9可得进给量f=0.52mm/r。 3） 计算切削速度：按机械课程指导表3.9可得主轴转速为100r/min。 计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 L=25-17/2（mm）=4mm,L1=2mm,L2=0,L3=0 Tm=(L+L1+L2+L3/Nmf)=0.02min （2） 镗削30mm内孔 1） 确定确定孔最大加工余量：已知毛胚尺寸为22mm，分为粗镗-半精镗-精镗，所以其加工余量为4
13、mm；1mmm。 2）确定进给量f；由机械制造工艺课程设计指导（以下简称机械课程指导）表3.9可得进给量f=0.52mm/r。 3)计算切削速度：按机械课程指导表3.9可得主轴转速为100r/min。 4)计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 L=30-22/2（mm）=4mm,L1=2mm,L2=0,L3=0 Tm=(L+L1+L2+L3/Nmf)=0.02min （3） 镗削20mm内孔 2） 确定确定孔最大加工余量：已知毛胚尺寸为14mm，分为粗镗-半精镗-精镗，所以其加工余量为3mm；1mmm。 2）确定进给量f；由机械制造工艺课程设计指导（以下简称机械课程指导）表3.9可得进给量
14、f=0.52mm/r。 3)计算切削速度：按机械课程指导表3.9可得主轴转速为100r/min。 4)计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 L=20-14/2（mm）=3mm,L1=2mm,L2=0,L3=0 Tm=(L+L1+L2+L3/Nmf)=0.017min 工序2：镗削内孔。 1、加工条件 工件材料：35钢正火， b =0.53GPa，砂型铸。 加工要求：镗削40mm内孔及70mm内孔，表面粗糙度值为Rz0.8.机床：T68卧式镗床。 刀具： 镗刀为YW2A320，尺寸为12mm_12mm。 2、 计算切削用量 （1）镗削40mm内孔 1）确定孔最大加工余量：已知毛胚尺寸为32m
15、m，分为粗镗-半精镗-精镗，所以其加工余量为4mm；1mmm。 2）确定进给量f；由机械制造工艺课程设计指导（以下简称机械课）程指导）表3.9可得进给量f=0.52mm/r。 3）计算切削速度：按机械课程指导表3.9可得主轴转速为100r/min。 4）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 L=40-32/2（mm）=4mm,L1=2mm,L2=0,L3=0 Tm=(L+L1+L2+L3/Nmf)=0.02min (2)镗削70mm内孔 1）确定孔最大加工余量：已知毛胚尺寸为62mm，分为粗镗-半精镗-精镗，所以其加工余量为4mm；1mmm。 4） 确定进给量f；由机械制造工艺课程设计指导
16、（以下简称机械课程指导）表3.9可得进给量f=0.52mm/r。 5） 计算切削速度：按机械课程指导表3.9可得主轴转速为100r/min。 计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 L=25-17/2（mm）=4mm,L1=2mm,L2=0,L3=0 Tm=(L+L1+L2+L3/Nmf)=0.02min 工序3：镗削内孔及车螺纹。 1、加工条件 工件材料：35钢正火， b =0.53GPa，砂型铸。 加工要求：镗削34mm内孔及车M34_1螺纹，表面粗糙度值为Rz0.8.机床：T68卧式镗床，CA6410卧式车床。 刀具： 镗刀为YW2A320，尺寸为12mm_12mm。车刀为高速钢螺纹车
17、刀，规定粗车螺纹时ap=0.17,走刀次数i=4;精车螺纹时ap=0.08，走刀次数i=2。 （1）镗削34mm内孔 1）确定孔最大加工余量：已知毛胚尺寸为21mm，分为粗镗-半精镗-精镗，所以其加工余量为4mm；1mmm。 2）确定进给量f；由机械制造工艺课程设计指导（以下简称机械课）程指导）表3.9可得进给量f=0.52mm/r。 3）计算切削速度：按机械课程指导表3.9可得主轴转速为100r/min。 4）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 L=40-32/2（mm）=4mm,L1=2mm,L2=0,L3=0 Tm=(L+L1+L2+L3/Nmf)=0.02min （2） 车M34
18、_1螺纹 1）确定进给量：由机械课程指导表3.9得： 粗车螺纹时：进给量f=0.16mm/r 精车螺纹时：进给量f=0.20mm/r 2） 确定主轴转速： 粗车螺纹时：按机械课程指导表3.9可得主轴转速为160r/min； 精车螺纹时：按机械课程指导表3.9可得主轴转速为250r/min。 （3） 计算车螺纹工时：取切入长度L1=20mm。 粗车螺纹工时： T1=（L+L1/N.f）i=1.46min 精车螺纹工时： T2=L+L1/N.f）i=0.36min 所以车螺纹的总工时为： T=T1+T2=1.46+0.36=1.82min 工序4：铣端面。 1、加工条件 工件材料：35钢正火， b
19、 =0.53GPa，砂型铸。 加工要求：铣44mm上端面，铣76mm上端面。表面粗糙度为粗铣。 机床:_63卧式铣床。 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm，齿数Z=20。则 Ns=1000v/3.14dw=38r/min 再由机床使用说明书，取Nw=37.5r/min，故实际切削速度为： V=3.14dwNw/1000=26.5m/min 当Nw=37.5r/min时，工作台每分钟进给量fm应为 Fm=fzZNw=60mm/min 查机床说明书，正好有fm=60mm/min,直接选用该值。 切削工时： 由于是粗铣，利用作图法，可得出铣刀的行程L+L1+L2=20_mm。因此，机动
20、工时为 Tm=L+L1+L2/fm=3.3min 七、专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设计专用夹具。 夹具设计： 该零件由四个部件组成，这四个零件要用焊接的方法连在一起组 一个零件。 现分析如下： 一、以的底盖和的圆套焊接成一个整体。由于加工精度没有要求，加工基准为两圆套的中心线初步拟定方案如下图所示： 夹具设计说明： 1、该夹具中间部分能够保证与圆套的同轴度要求，下面这个圆台可以保证圆套与其的同轴度要求。 2、在做这套夹具的时候要保证这两段的同轴度要求才能够间接保证零件的加工要求，精度等级详见零件图。 3、由于焊接过程会发生变形，故在定位圆套的圆台与定位
21、圆套的交接附近开一圆环槽防止圆套变形翘起。 4、考虑装夹方便，在压紧装置上采取开口垫圈传递压力压紧工件，松开工件时可以节省时间，不需要完全把螺母拧出。 一、 用一根心轴和两个定位套定位焊接两侧接管接头，加工基准为两接管的中心线。初步拟定方案如下图所示： 夹具设计说明： 1、 该夹具以一根心轴和两个定位套保证两个接管接头的同轴度。 2、 该夹具通过定位两接管接头心轴和定位圆套的定位心轴孔轴线的垂直度保证两者的垂直度。 3、 为了方便装夹工件，心轴一端采用偏心轮向工件施加压力。 4、 心轴一段采用开口垫圈和螺母传递夹紧工件的压力，节省装夹时间。 5、 为了防止一端的定位套脱落及复位要求，采用弹簧防
22、脱和辅助复位。 夹具零部件设计： (1)夹具底座的设计 夹具底座的主要目的是保证圆套和圆套的准确定位。 设计图如下所示： 设计要求： 1、圆柱和圆柱为只要的摩擦面，故需要进行表面淬硬处理，以增加其耐磨性，延长夹具的使用寿命。 2、为保证圆套与圆套同轴度要求，由于零件未标注精度等级要求但是零件的同轴度也要适当的保证，所以 圆柱和圆柱的同轴度定为。 3、用于定位面的圆环面也应该要求平面度要求以保证圆套和圆套的垂直度要求，所以圆柱与圆环面的垂直度定为。 4、其余表面在安全操作范围内则不做严格的要求。 八、 课程设计心得体会 紧张而又辛苦的两周课程设计结束了。当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿
23、佛经过一次翻山越岭，登上了高山之巅，顿感心旷神怡，眼前豁然开朗。 课程设计师我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会、从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下” 通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真地进行课程设计、学会脚踏实地地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。 说实话，课程设计很累、很累！然而，当我一着手清理自己的设计成果，仔细回味这两周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使我倦意顿消。虽然，这是我刚学会走完的第一步。是我人生中的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟了许多，令我有了一种“春眠不觉晓”的感悟。 短短的两周课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的贫乏，自己综合应用所学专业知识的能力是如此的不足，2年来学习了那么多课程，今天才知道自己并不会用。不过，经过这次课程设计，使我有了些收获。 最后，我要感谢老师。是您的严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的殷切期望鼓舞了我。我感谢老师您今天又为我增添了一副坚硬的翅膀。 第 15 页 共 15 页