机械制造课程设计说明书要点Word文件下载.docx
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2.设计内容：
1）零件毛坯综合图1张
2）工艺规程设计工艺卡1~2张
3）某一工序专用夹具设计图纸：
夹具装配图1张
夹具体零件图1张
4）工艺课程设计说明书1份
1.1开合螺母上座体零件图如下所示：
1.2零件的功能：
开合螺母的是用来联接丝杆的传动到溜板箱。
因为溜板箱有两套传动输入，即光杆和丝杆。
一般的走刀用光杆传动，加工螺纹时用丝杆传动。
而这两者是不能同时咬合的，否则会因传比动不一造成传动系统破坏。
开合螺母的作用相当于一个离合器，用来决定溜板箱是否使用丝杆传动。
1.3主要加工表面及其要求：
1）Φ70内孔：
保证公差Φ70H7，表面粗糙度Ra1.25。
2）夹角55°
的两平面：
必须保证其中的水平面距离底面距离21，两平面的粗糙度为Ra1.6。
3）Φ70孔的两端面：
保证尺寸59和56，保证两端面粗糙度Ra1.6。
4）底面2孔：
孔的中心线距离零件的中心线距离保证20±
0.07，孔的深度为20，孔的直径保证φ13H7，粗糙度Ra1.6。
5）侧面孔和顶部通孔：
侧面孔保证尺寸13，φ7H7，表面粗糙度Ra6.3。
顶部通孔保证尺寸φ8.5和粗糙度Ra12.5。
6）中间铣断面：
保证尺寸10，粗糙度Ra12.5
2.1确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及其公差
零件采用HT150材料，年产量是2000件，属于中批量生产，采用对称制造的方式，开合螺母上座体的尺寸不大，有较多的表面无需切削加工，所以，毛坯可以选择金属模砂型铸造成型。
由于采用对称制造的方式，所以选用垂直于内孔φ70H7的一端作为浇注底面，有利于保证浇注时金属液体能很好的进入模腔，金属液体从φ70H7孔的一端流入充满整个模腔。
铸件公差等级为CT-9，查表选择毛坯浇注底面的加工余量较小为4mm，其余各个加工面的加工余量均为6mm。
2.2确定毛坯的技术要求
1）铸件不应该有裂纹、砂眼、气孔及夹渣等缺陷。
2）采用正火处理以消除内应力，从而改善切削加工性能。
3）起模斜度为20º
。
2.3绘制零件毛坯综合图
根据开合螺母上座体的零件图，在各个加工表面上加上机械加工余量，绘制出零件毛坯综合图，并标注尺寸和技术要求，如下图所示
3.1工艺基准的选择
离底面高度33mm的凸台和底座前端面无需进行机械加工，所以采用凸台，底座前端面和孔φ70的右端面作为粗基准定位，粗铣底面和夹角为55°
的两平面。
工艺基准的选择如下：
序号
加工部位
基准选择
1
底面，夹角为55°
的2平面（粗铣）
凸台，底座前端面及孔φ70右端面
2
孔φ70的两个端面级内孔（粗车）
底座前端面及夹角55°
的2平面
3
两侧面
4
夹角55°
的2平面（精铣）
底面，φ70右端面和底座前端面
5
孔φ70的两个端面级内孔（精车）
6
底面孔
底面、底座前端面及φ70内孔
7
侧面2孔和顶端通孔
8
中间面
底面和底面2内孔
3.2拟定加工工艺路线
初步选出2种可行的加工方案，分别如下：
加工方案一：
工序
加工内容
机械加工设备
01
粗铣底面，夹角55°
的2平面，高度1.5的端面和退刀槽
万能铣床
02
粗车内孔和孔的2端面
普通卧式车床
03
粗铣—半精铣—精铣2侧面
04
精铣底面，夹角55°
05
精车内孔和孔的2端面
06
钻—扩—粗铰—精铰底面孔
立式钻床
07
钻—粗铰—半精铰—精铰至φ7H7，钻孔φ8.5
08
铣断中间面
09
去毛刺，清洗
加工方案二：
粗车—半精车—精车孔φ70H7
粗铣侧面
粗铣底面
粗车—半精车——精车内孔2端面
粗铣—半精铣—精铣夹角为55°
的两平面，粗铣高度1.5端面和退刀槽
钻—扩—粗铰—精铰底面孔φ13
钻—粗铰—半精铰—精铰至φ7H7，錿平面至13，钻孔φ8.5，
瓦能铣床
3.3工艺方案的分析、比较和确定
方案一采用工序分散的原则，划分了加工阶段，将粗精加工分开，有利于材料恢复变形和时效处理，后面的精加工采用已经加工好的精度高的表面定位精加工表面，使得加工零件的加工精度有所提高。
缺点是：
会增加机床和工人的数量，增大了设备的占地面积，增加了工件在各个工序间搬运和装夹的时间。
方案二采用基准重合的原则，先将φ70H7的孔加工好，再用φ70H7孔的中心线定位加工其他表面，减少了基准误差，并且采用工序集中的原则，减少了工件装夹和搬运的次数，减少了辅助时间和准备终结时间，同时减少了机床和工人的数量。
由于采用了工序集中的原则，粗精加工没有分开，工件没能得到很好的时效处理，工件加工完成后会因为材料的反弹产生形状和位置误差，导致加工不是很高。
这次设计是面向年产量为2000件的零件生产，属于中批量生产的范畴，且重要表面的加工精度要求不低，将工序分散虽然增加了辅助时间和准备终结时间，但是分配在每个工件上的辅助时间和准备终结时间并没有增加多少，而且还能使得加工精度有所提高，所以，综合以上2中加工方案的优缺点以及生产纲领和精度要求，选用第一种加工方案更为合理，在整个加工过程中大量采用各种专用机床。
3.4确定其中3道工序的的切削用量和工时定额。
3.4.1工序Ⅲ
1）粗铣左侧面
①端面总的加工余量6mm，一次走刀，所以背吃刀量ap=6mm
②查表可得机床的进给量f=2.8mm/r
③铣削速度Vc，由于刀具采用的是高速钢，工件材料为HT150，工件硬度150~250HBS，查表可得铣削速度Vc推荐值为15~30m/min，选取Vc=20m/min。
④基本事件Tj
刀具为直齿三面刃铣刀，所以
+（1~3,
带入参数可以求得Tj=0.7187min
⑤辅助时间Tf=0.1437
2粗铣右侧面
3.4.2工序Ⅴ
1）精车左端面
①背吃刀量ap=0.8mm
②进给量f=0.2mm/r
③铣削速度Vc
代入参数可以求出Vc=58000mm/min
④机床主轴转速n
代入数据可以求得n=243.04mm/r
⑤基本时间Tj
代入数据可以求得Tj=1.2275min
⑥辅助时间Tf=1.2435min
2）精车右端面
3）精镗孔至φ70H7
这个工步是在普通卧式车床上镗孔，其切削用量不按镗削用量来计算，按照车床车削用量和工时定额来计算如下，
①背吃刀量ap=0.5mm
代入参数可以求出Vc=139260mm/min
代入数据可以求得n=633.58mm/r
代入数据可以求得Tj=0.9888min
⑥辅助时间Tf=0.1978min
3.4.3工序Ⅵ
1）钻孔至φ12
①背吃刀量ap=6mm
②进给量f
采用群钻d=12mm，f=0.03*d
所以，f=0.3mm/r
③钻削速度Vc
由于工件材料为铸铁，钻削速度范围为20~25m/min，取
Vc=20m/min
由于是钻盲孔，所以=0
带入参数可以求得Tj=0.1113min
⑤辅助时间Tf=0.0223min
2）扩孔至Φ12.85mm
①背吃刀量ap=0.425mm
由于刀具采用高速钢，工件材料为HT150，所以查表可得扩削速度和进给量
查表可得f=0.15~0.40mm/r，取f=0.3mm/r
查表可得Vc=10~20m/min，取20m/min
④基本时间Tj
扩盲孔时=0，为扩孔前的孔径，D为扩孔后的孔径。
带入参数可得Tj=0.0958min
⑤辅助时间Tf=0.0192min
4）粗铰孔至Φ12.95mm
①背吃刀量ap=0.05mm
铰刀的材料为硬质合金，工件材料为铸铁，所以，可以通过查表确定进给量f和切削速度Vc
查表可得f=0.3~0.5mm/r，取f=0.5mm/r
③切削速度Vc
查表可得Vc=8~12m/min，取Vc=12000mm/min
带入参数可得Tj=0.1648min
⑤辅助时间Tf=0.0330min
4）精铰孔至φ13H7
①背吃刀量ap=0.025mm
查表可得f=0.2~0.5mm/r，取f=0.2mm/r
带入参数可得Tj=0.3853min
⑤辅助时间Tf=0.0771min
3.5计算零件的加工成本
以下是零件加工过程中所用机床的使用价格
铣床20元/时（1/3元/min）
钻床15元/时（0.25元/min）
车床30元/时（0.5元/min）
以下是整个工艺过程中没到工序所用机床与时间表
加工时间（min）
机床
3.946
5.6549
1.883
1.716
4.5113
0.992
0.6475
2.731
由以上数据可以求出单个零件的加工成本为X
X=0.333*（3.946+1.883+1.716+2.731）+0.25*（0.992+0.6475）
+0.5*（5.6549+4.5113）
=8.918元
本次夹具设计是针对最后一道工序：
铣断中间面而设计的。
4.1定位方案的确定
以下是两种定位方案：
1）采用3个垂直面进行定位：
底面定位3个自由度，侧面定位2个自由，中心孔的一个端面定为一个自由度。
2）采用一面两销的定位方式，限制6个自由度，其中一个定位销采用A型定位销，另一个定位销选用B型定位销（即削边销），将工件的下表面放在定位面上实现完全定位。
根据工件的形状和加工位置选用第2种定位方案，采用这种定位方式时，夹具体的结构比较简单，能降低加工成本，同时也能满足精度要求。
这种定位方式的定位误差主要由定位孔的对称度误差和定位销的同轴度误差产生。
定位误差△d=（0.07*2+0.01）*2=0.3mm
4.2夹紧方案的确定
整个加工过程采用锯片铣刀铣断中间面，切削力的方向在中间面上不断变化，采用夹紧力平行于中间面夹紧的方式。
如果将夹紧力作用点作用在顶面处，铣削时切削力对夹紧点的扭矩较小，但是由于顶部通孔的原因，使得顶部刚性不好，容易出现变形，当采用离底面高度33mm的凸台面定位时，虽然切削力对夹紧力作用点的扭矩稍微加大，但是凸台厚度挺大，夹紧力作用面较大，刚性好，不容易发生变形，所以采用凸台面夹紧的方式来夹紧工件进行加工。
根据工件的形状和凸台的位置，选用钩形压板（组合）作为夹紧机构夹紧工件。
由于采用对称铣端面的方式，刀具采用45号钢，所以
ap=5，ae=5，d=40，z=200，fz=0.25~0.4取fz=0.3，z=200
带入参数可得Fc=4582.66N
K0=1.2,k1=1.2,k2=1,k3=1,k4=1.5,k5=1
带入参数可得K=2.16
所需夹紧力F=K*Fc=9898.5N
4.3夹具主要技术参数
尺寸要求：
夹具体底面长L=280mm，宽W=135mm，H=35mm
钩形压板与凸台接触面到底面的最大距离为68mm
形状和位置要求：
钩形压板（组合）中心线距离零件中心线距离为94mm，安装定位销的孔中心线距离零件中心线距离20±
0.07mm,双头螺柱M12*80，螺母M12，定位销的同轴度误差0.01,连接工作台与夹具体的四耳中心线距离边缘距离均为20mm
4.4夹具精度验算（因为这道工序是粗加工，无公差带要求，故省略家具精度的验算
4.5绘制夹具装配图和夹具体零件图（附图纸）
（五）结束语
机械制造工艺学课程设计是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课之后进行的.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总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
通过机械制造课程设计的过程，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，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，初步具有设计中等难度的零件加工工艺以及设计夹具的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指正。
（六）参考文献
1机械制造工艺设计简明手册机械工业出版社李益民
2机械加工工艺手册机械工业出版社孟少龙机床夹
3具设计手册上海科学技术出版社洛阳工学院
4机械制造工艺学机械工业出版社郑修本
5使用机械加工工艺手册机械工业出版社陈宏钧
6机械制造技术基础（第3版）机械工业出版社卢秉恒
7典型零件机械加工生产实例机械工业出版社陈宏钧
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