机械制造技术基础课程设计说明书Word格式.docx

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2013年12月20日

沈阳工学院

前言

本设计为行程开关座的机械加工工艺规程设计，是根据《切削用量手册》、《机械制造工艺学课程设计指导书》、《机械制造技术》等参考资料，在根据实际的生产加工需要的具体要求编写的。

本设计对零件的作用、基准选择、工序安排、加工方案、定位夹紧、工艺装备、余量确定、零件的校核和检测等内容均做出了不同程度的介绍。

本设计以拟定工艺问题为主线，在介绍金属切削基本知识和常用机床的基本结构和基本知识的基础上，介绍了常用加工方法、机床、刀具和夹具的合理选用、机械加工工艺规定的制订、机械加工质量的分析和保证等。

本设计综合运用机械制造工艺学及相关专业课程（工程材料和热处理、机械设计、互换性和测量技术、机械制造技术等）的理论知识，对零件的加工方案做出制定。

机械制造中的生产实际问题往往会因生产的产品不同、批量不同、具体生产条件不同而千差万别，因此，在实际生产中要根据具体情况来处理加工中遇到的问题。

在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。

车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。

车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。

车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。

车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。

在各类金属切削机床中，车床是使用最广泛的一类，约占机床总数的50%。

车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。

按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其中大部分为卧式车床。

数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的使用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。

为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。

编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。

但从数控加工内容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。

就我个人而言，我希望通过此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、查找问题的能力，为以后的工作打下良好的基础。

由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望老师能给予指导。

机械制造技术基础课程设计任务书

专业

机制

班级

111017

姓名

张楚胤

学号

设计题目

行程开关座的机械加工工艺规程设计

指导老师

张海华

设计目的

本课程设计是学生在学完机械制造技术基础课程，进行了生产实习之后的一个综合性和实践性很强的教学环节，学生通过课程设计，能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的加工方法,加工装备等基本知识。

通过给定设计题目，初步掌握分析编制零件加工工艺规程和设计刀具的方法。

提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究，工程技术工作打下较坚实的基础。

设计内容

（1）对零件进行工艺分析,画零件图

（二）选择毛坯的制造方式

（三）制订零件的机械加工工艺规程

1.选择加工方案,制订工艺路线

2.选择定位基准。

3.选择各工序所用的机床设备和工艺装备

4.确定加工余量及工序间尺寸和公差

5.确定切削用量和工时定额

（四）填写工艺文件

1,填写机械加工工艺过程卡片

2,填写机械加工工序卡片

（五）专用机夹刀具设计

设计专用可转位机夹车刀刀具,画出专用可转位机夹刀具装配图

1.选用硬质合金刀片材料牌号

2.选用硬质可转位合金刀片规格、标准和代号

3.选择可转位机夹车刀刀具几何角度

4.选择可转位机夹车刀断屑方法及断屑槽参数

5.选择可转位机夹车刀刀片的夹紧机构

6.选择可转位机夹车刀杆体刀槽几何参数

7.确定可转位机夹车刀的型式和尺寸

（六）编写设计说明书

设计要求

在规定时间内应完成以下任务:

1.机械加工工序卡片一张（A1图）

2.行程开关座零件图一张（A3图）

3.行程开关座毛坯图一张（A3图）

4.可转位机夹车刀刀具装配图纸一张（A3图）

5.可转位机夹车刀刀杆体零件图一张（A3图）

6.设计资料装订格式：

（1）设计说明书封面

（2）设计任务书

（3）目录

（4）加工工艺规程设计内容部分

（5）可转位机夹车刀刀具设计内容部分

（6）总结

设计时间

课程设计二周时间集中安排,一周为编制行程开关座零件机械加工工艺规程；

一周设计可转位机夹车刀刀具；

附件：

附件1：

零件图（一套），每人一题

附件2：

刀具设计题（一套），每人一题

一、行程开关座加工工艺分析

1.1零件的结构工艺分析

零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性，即所设计的零件结构应便于成形，并且成本低，效率高。

1.2零件的作用

题目所给的零件是行程开关座。

顾名思义该零件是放行程开关的。

它是靠弹簧片传递功率。

1.3零件技术要求分析

小批量生产条件编程，不准用砂布和锉刀修饰平面，这是对平面高精度的要求，未注公差尺寸按GB1804-M，热处理，调质处理，HRC50-55，未注粗糙度部分光洁度按Ra12.5，毛坯尺寸ф20mmx130mm。

1.4加工难点及其处理方案

分析图纸可知，此零件对平面度的要求较高，还有孔。

为提高零件质量，采用以下加工方案：

1.对图样上给定的几个精度要求的尺寸，采用粗铣、半精铣。

2.在轮廓曲线上，有一处既过象限又改变进给方向的轮廓曲线，因此在加工时应进行机械间隙补偿，以保证轮廓曲线的准确性。

选择以上措施可保证尺寸、形状、精度和表面粗糙度。

二、工艺规程设计

2.1确定毛坯、材料的制造形式

2.1.1毛坯的分析

一般零件的毛坯有锻件和铸件两种：

锻件：

适用和零件强度较高,形状较简单的零件。

尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；

中、小型零件可选模锻；

形状复杂的刚质零件不宜用自由锻。

铸件：

适用于形状复杂的毛坯。

零件的材料为HT200铸铁，考虑到零件的几何形状比较复杂，所以用铸造的形式毛坯的制造。

2.1.2材料的分析

该零件加工中，刀具和工件之间的切削力较大。

工件材料的可切削性能。

强度、硬度、塑性、提供冷切削加工、机械性能都跟工件的材料有关。

所以零件选择HT200铸铁的材料。

2.2基准面的选择

此零件为行程开关座，先分别粗、半精铣上表面，然后以上表面为基准粗铣工件左右端面，然后钻直径为30的中心孔，然后以孔为基准分别粗、半精铣两个端面，最后钻三个M8的粗牙内螺纹孔和两个M4通孔。

2.3制定工艺路线

工序：

1.铸造

2.a.粗铣工件上表面

b.半精铣工件上表面

3.粗铣工件左右端面

4.钻直径为30的中心孔

5.a.粗铣两个端面

b.半精铣两个端面

6.钻三个M8的粗牙内螺纹孔

7.钻两个M4通孔

2.4零件设备的选择

数控铣床能对平面，孔类等零件自动地完成平面铣削并能进行切槽、钻、扩等的工作。

根据零件的工艺要求，可以选择经济型数控铣床，价格相对较低。

根据主轴的配置的要求选择卧式数控铣床。

数控铣床具有加工精度高，能刚性良好，制造和对刀精度高，能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，能够加工尺寸精度要求较高的零件能够保持加工精度，提高生产效率。

所以对加工时非常有利的。

2.5确定走刀顺序和路线

切削加工顺序的安排原则：

1）先粗后精先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。

2）先主后次先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。

由于次要表面加工工作量小，又常和主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

3）先面后孔对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。

这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔和平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。

4）基面先行用作精基准的表面，要首先加工出来。

所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工（有时包括精加工），然后再以精基面定位加工其它表面。

例如，轴类零件顶尖孔的加工。

综上所述：

此零件的的加工顺序如下：

一、先用卡盘夹实毛坯面，铣上表面。

二、粗铣左右两个端面，三、钻直径是30的中心孔。

四、粗、半精铣两个端面五、钻三个M8粗牙内螺纹孔。

六、钻两个M4通孔。

2.6刀具和切削用量的选择

2.6.1刀具的选择

数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。

刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。

应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。

刀具选择总的原则是：

安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。

在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。

在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。

一般应遵循以下原则：

①尽量减少刀具数量；

②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；

③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；

④先铣后钻；

⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；

⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。

本零件的加工，

（1）粗车及平端面选用60°

硬质合金左偏刀，为防止副后刀面和工件轮廓干涉，副偏角不宜太小，选Kr´

=60°

。

（2）为减少刀具数量和换刀次数，精车和车螺纹选用硬质合金60°

外螺纹车刀，刀尖圆弧半径应小于轮廓最小圆角半径，取re=0.15～0.2mm。

刀具的选择是数控加工工艺设计中的重要内容之一。

刀具选择合理和否不仅影响机床的加工效率、而且还影响加工质量。

选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等。

和传统的车削方法相比，数控车削对刀具的要求较高。

不仅要求精度高、钢度好、耐用度高、而且要求尺寸稳定、安装调整方便。

这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。

2.6.2切削用量的选择

数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。

切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。

对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。

切削用量的选择原则是：

保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；

并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。

1）、主轴转速的确定

主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）直径来选择。

根据本例中零件的加工要求，考虑工件材料为45钢，刀具材料为硬质合金钢，粗加工选择转速600r/min,精加工选择800r/