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机械设计说明书
包头职业技术学院机械制造技术课程设计说明书
题目：
设计“座”零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具
班级学号________________
学生________________
指导老师________________
____________年____________月____________日
目录
第一章零件的分析
零件的形状
第二章零件的工艺分析
第三章毛坯设计
3.1毛坯的选择
3.2确定毛坯公差等级
3.3确定机械加工余量
3.4确定毛坯尺寸
3.5确定毛坯尺寸公差
3.6设计毛坯图
第四章选择加工方法，拟定工艺路线
4.1基面的选择
4.2精基面的选择
4.3制定机械加工工艺路线
第五章加工设备的选择
5.1选择机床，根据不同的工序选择机床
5.2选择刀具
第六章切削用量的选择
第七章夹具设计
第八章设计心得体会
参考文献
序言
机械加工工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造技术，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。
本课程设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产工艺问题的能力，使学生进一步巩固有关理论知识，掌握机械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。
另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合训练和准备。
通过本次课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼：
（1）熟练的运用机械制造基础和其他有关先修课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。
（2）通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计（包括设计计算、工程制图等方面）的能力。
（3）能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等。
（4）在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。
第1章、零件的分析
零件的形状
零件的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。
具体尺寸如下图所示。
第2章、零件的工艺分析
由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。
连接座共有以下几组加工表面，他们之间有一定的位置要求。
现分述如下
1、这一道工序加工表面包括：
平面A，端面B及圆弧槽，这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，其要求并不高，粗铣后半精铣就可以达到精度要求。
2、这一道工序加工表面是工件的主要孔Φ20
，粗糙度为6.3。
加工过程包括钻孔、扩孔、铰孔。
3、这一道工序的加工表面是B端的其余部分，无公差要求。
4、加工大平面上的孔3xΦ8，要求精度为IT8，表面粗糙度为6.3
5、加工水平孔孔Φ10并攻丝、竖直孔Φ8并攻丝。
要求精度为IT8，表面粗糙度为6.3.
6、加工斜孔Φ16并攻丝，面粗糙度为6.3.
第3章、毛坯设计
3.1、毛坯的选择
毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：
1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。
根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。
该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。
3.2、确定毛坯公差等级
（1）求最大轮廓尺寸
根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径Ф20mm,最大线性尺寸120mm
（2）选择铸件公差等级
查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为8～12级取为11级。
（3）求铸件尺寸公差
公差带相对于基本尺寸对称分布。
（4）求机械加工余量等级
查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为HT200得机械加工余量等级E-G级选择F级。
3.3、确定机械加工余量
根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取铸件加工表面的单边余量为5mm
3.4、确定毛坯尺寸
上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≥1.6。
Ra﹤1.6的表面，余量要适当加大。
分析本零件，加工表面Ra≥1.6，因此这些表面的毛坯尺寸只需将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，这时可取所查数据的小值）
3.5、确定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛坯尺寸允许偏差见下表：
毛坯尺寸允许公差/mm
铸件尺寸
偏差
参考资料
18
±1.3
机械制造工艺设计手册
125
±1.3
25
±1.3
3.6零件的毛坯图
第4章、选择加工方法，拟定工艺路线
4.1、基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。
否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。
4.2、精基面的选择
精基准的选择主要考虑基准重合的问题。
选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。
采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。
4.3、制定机械加工工艺
拟定工艺过程：
工序号
工序内容
1
毛坯铸造
2
热处理退火
3
铣平面A，铣端面B及圆弧槽
4
钻主要孔
5
铣B端其余部分
6
钻平面孔
7
钻水平、竖直孔
8
钻斜孔
9
去毛刺，清洗
10
最终检验入库
第5章、加工设备及刀具的选择
由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。
5.1、选择机床，根据不同的工序选择机床
由于本零件加工精度不高，普通机床就可以达到加工要求。
因此我们选用最常用的机床：
铣床用X6132钻床用Z3040x16。
下面是这两台机床的具体资料：
1.铣床用X6132
铣床主轴带动铣刀的旋转运动是主运动；铣床工作台的前后（横向）、左右（纵向）和上下（垂直）6个方向的运动是进给运动；铣床其他的运动，如工作台的旋转运动、在各个方向的快速移动则属于辅助运动。
主要特点及技术参数
主轴孔锥度
7：
24ISO50
主轴中心线至床身垂直导轨的距离（mm）
30-350
主轴中心线至悬梁的距离（mm）
155
主轴孔径（mm）
29
工作台最大回转角度
±45°
主轴转速范围（rpm）
30～1500（18级）
工作台面尺寸（mm）
1325x320
工作台行程 纵向/横向/垂向（mm）
700（680）
255（240）
320（300）
工作台进给范围 纵向/横向/垂向（mm/min）
18级23.5-1180
23.5-1180
8-394
工作台快速移动速度纵向/横向/垂向（mm/min）
2300/2300/770
工作台“T”型槽 槽数/宽度/间距（mm）
3/18/70
主电动机功率（kw）
7.5
进给电动机功率（kw）
1.5
机床外形尺寸（长x宽x高）（mm）
2294×1770×1665
机床净重（Kg）
3200/3300
2.钻床用Z3040x16
Z3040x16
最大钻孔直径
40mm
主轴中心线至立柱母线距离 mm
最大1600
最小350
主轴端面至底座工作面距离 mm
最大1250
最小350
主轴行程mm
315
主轴锥孔（莫氏）
4#
主轴转速范围r/min
25-2000
主轴进给量范围mm/r
0.04-3.20
主轴进给量级数
16
主轴转速级数
16
工作台尺寸mm
500×630
主轴箱水平移动距离mm
1250
主电机功率kW
3
5.2、选择刀具
选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀、加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工用YG8，半精加工为YG6。
第6章、切削用量的选择
切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。
它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。
1、铣削速度
指铣刀旋转的圆周线速度,单位为m/min。
计算公式：
式中d——铣刀直径，mm;
n——主轴（铣刀）转速，r/min;
从上公式可得到主轴（铣刀）转速
2、进给量
在铣削过程中,工件相对于铣刀的移动速度称为进给量。
有三种表示方法：
（1）每齿进给量
铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/z。
（2）每转进给量f铣刀每转过一转，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/r。
（3）每分钟进给量
铣刀每旋转1min，工件沿进给方向移动的距离，单位为mm/min。
三种进给量的关系为：
=fn=
zn
式中
——每齿进给量，mm/z；
n——铣刀（主轴）转速，r/min；
zz——铣刀齿数。
3、铣削层用量
（1）铣削宽度
铣刀在一次进给中所切掉的工件表层的宽度，单位为mm。
一般立铣刀和端铣刀的铣削宽度约为铣刀的直径的50%～60%左右。
（2）背吃刀量
铣刀在一次进给中所切掉的工件表层的厚度，即工件已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm。
（3）一般立铣刀粗铣时的背吃刀量以不超过铣刀半径为原则，一般不超过7mm,以防止背吃刀量过大而造成刀具损坏，精铣时约为0.05～0.3mm;端铣刀粗铣时约为2～5mm,精铣时约为0.1～0.50mm。
精铣突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。
减上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点。
（1）合理选用切削用量。
选用较小的切削深度ap和进给量f,可减小残留面积，使Ra值减小。
（2）适当减小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，使Ra值减小。
（3）适当加大前角γ0，将刀刃磨得更为锋利。
（4）用油后加机油打磨车刀的前、后刀面，使其Ra值达到0.2～0.1μm,可有效减小工件表面的Ra值。
（5）合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。
低速精车使用乳化液或机油；若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。
第7章、夹具设计
本次设计的夹具为钻模。
该孔的设计基准为平面，实现“基准重合”原则；夹紧力：
在此夹具中，只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动，因此采用压板压紧工件即可。
第8章、设计心得体会
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课、专业基础课以及专业课后进行的。
这是进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节，也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，和一次理论联系实际的训练。
因此，它在我们的大学三年生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。
由于能力有限、时间有限，设计尚有很多不足之处，希望老师给予指导。
参考文献
设计资料及主要参考书
机械制造技术/王茂元主编.
----机械工业出版社
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