机械制造课程设计说明书.docx
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机械制造课程设计说明书
机械制造技术基础
课程设计说明书
设计题目设计拨叉831010零件的机械加工工艺及夹具
班级
学号
姓名
指导老师
2011年6月24日
目录
一、基面的选择**************************************************3
1、粗基准的选择********************************************3
2、精基准的选择********************************************3
二、制定工艺路线***********************************************4
1、工艺方案一**********************************************4
2、工艺方案二**********************************************4
3、两种方案的比较与分析**********************************5
三、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定*****************6
四、确定切削用量及基本工时***********************************7
五、夹具设计***************************************************8
1、定位方案的分析和定位基准的选择**********************8
2、铣削力与夹紧力计算************************************8
六、小结********************************************************9
附：
参考文献***************************************************10
一、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。
基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
1、粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求：
（1）粗基准的选择应以不加工表面为粗基准。
目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。
如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。
以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。
（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。
例如：
机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。
因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。
这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。
（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。
这样可以保证该面有足够的加工余量。
（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。
有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。
（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。
多次使用难以保证表面间的位置精度。
为了满足上述要求，基准选择以后钢板弹簧吊耳大外圆端面作为粗基准，先以后钢板弹簧吊耳大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。
在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。
2、精基准的选择
精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应当进行尺寸换算。
二、制定工艺路线
由于生产类型为大批生产，应尽量使工序分散原则来提高生产率，除此之外，还应降低生产成本。
1、工艺方案一
表1工艺方案一表
工序1：
锻造
工序2：
正火
工序3：
铣
两外圆端面
工序4：
钻，扩，铰
孔，倒角
工序5：
铣
孔的内外侧面
工序6：
钻，扩，铰
孔，倒角
工序7：
钻，扩，铰
孔
工序7：
铣宽度为4
的开口槽
工序8：
清洗
工序9：
终检
2、工艺方案二
表2工艺方案二表
工序1：
锻造
工序2：
正火
工序3：
粗铣
两外圆端面
工序4：
钻
孔
工序5：
粗铣
孔的内侧面
工序6：
粗铣
孔的外侧面
工序7：
钻
孔
工序8：
钻
的孔
工序9：
精铣
两外圆端面
工序10：
扩，铰
孔，倒角
工序11;
扩，铰
孔，倒角
工序12：
扩
孔
工序13：
铣宽度为4
的开口槽
工序14：
清洗
工序15：
终检
3、两种方案的比较与分析
这两种工艺方案的区别在于：
方案一采用了工序集中的原则组织工艺过程的，而方案二采用的是工序分散原则组织工艺过程的。
表3两种方案的比较
特点比较
方案一
有利于采用自动化程度较高的高效率机床和工艺装备进行加工，生产效率高；工序数少，设备数少，可相应减少操作工人数和生产面积；工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度要求
方案二
所用机床和工艺装备简单，易于调整；对操作工人的技术水平要求不高；工序数多，设备数多，操作工人多，占用生产面积大。
这种组织方式可以实现高效生产。
如上所述，由于后钢板弹簧吊耳需要大量生产，所以采用工序分散的原则即采用方案二更能提高生产效率，实现高效生产。
三、机械加工余量及毛坯尺寸的确定
“后钢板弹簧吊耳”零件材料为35钢，硬度HBS为149～187，生产类型为中批量生产，采用锻造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：
表4各加工面的机械加工余量和毛坯尺寸
加工表面
机械加工余量
毛坯尺寸
铣
两外圆端面
4
80
加工
孔
5
32
铣
孔的内侧面
4
73
铣
孔的外侧面
2
26
加工
孔
4
26
加工
孔
10.5
0
铣宽度为4
的开口槽
2
0
四、确定切削用量及基本工时
工序5：
粗铣
孔的内侧面
机床：
普通卧式铣床X61
刀具：
两把三面刃铣刀d=50mm粗齿数z=6
量具：
游标卡尺塞规
夹具：
专用铣夹具
被吃刀量ap：
ap=2mm
进给量f：
根据《机械制造技术基础》表2-5，取f=0.4mm/r
铣削速度Vc：
参照《机械制造技术基础》表2-7，取Vc=24m/min，
取Vc=24m/min,d=50代入公式n=（1000*Vc）/（3.14*dw）得
机床主轴转速n=152r/min，根据《机械制造工艺学课程设计指导书》表11-4，取n=169r/min
实际铣削速度Vc：
Vc=（3.14*dw*n）/1000=（3.14*5*169）/1000m/min=26.5m/min
工作台进给速度Vf：
Vf=nf=169*0.4=67.6mm/min
取Vf=65mm/min
根据《机械制造工艺学课程设计指导书》
被切削层长度L：
由毛坯尺寸可知L=60mm
刀具切入长度L1：
L1=30mm
刀具切出长度L2：
取L2=2mm
走刀次数为1
机动时间t:
t=（L+L1+L2）/Vf=（60+30+2）/65min=1.42min
五、夹具设计
1、定位方案的分析和定位基准的选择
在进行后钢板弹簧吊耳内侧端面粗铣加工工序时，
外圆端面已经精铣，
工艺孔已经加工出来。
很容易想到一面一孔组合基准定位，以在带台肩长销为第一定位基准限制工件的四个自由度，端面应一点接触，限制一个自由度，工件以
孔及端面和叉杆面为定位基准，在带台肩长销和浮动支撑板上实现完全定位。
夹紧时，首先由螺母和开口垫圈夹紧
孔两端面，再用螺旋压板夹紧机构带动浮动压块在工件叉杆处夹紧。
2、铣削力与夹紧力计算
由《机械制造技术基础》公式2-20可知：
切削力Fc
CFcapXFcfyFcVcnFcKFc
背向力Fp
CFpapXFpfyFpVcnFpKFp
进给力Ff
CFfapXFffyFfVcnFfKFf。
由《机械制造技术基础》表2-3查得：
CFc=1770XFc=1.0yFc=0.75nFc=0
CFp=1100XFp=0.9yFc=0.75nFc=0
CFf=590XFf=1.2yFf=0.65nFf=0
各项修正系数值均为1，则有
Fc=1770*41.0*0.40.75*26.50N=3561N
Fp=1100*40.9*0.40.75*26.50N=1927N
Ff=590*41.2*0.40.65*26.50N=1717N
铣削加工产生的切削力由夹紧力产生的摩擦力平衡。
即
Fc=F*f（f=0.3）
所以
F=Fc/f=3561/0.3N=11870N
计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力
即
F1=k*F（取k=2）
所以
F1=2*11870N=23740N
六、机械制造课程设计小结
在紧张而短暂的一周的期末考试过后，我们便又投入到了紧张的为期两周的机械制造课程设计中。
后钢板弹簧吊耳的加工工艺及夹具设计，主要是对后钢板弹簧吊耳的加工工艺和夹具进行设计。
后钢板弹簧吊耳的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。
我由于回家所以请了一天半的假。
回到学校后，发现其他人的零件图和毛配图已经画结束了，所以我有些担忧。
还好零件图和毛配图不是非常复杂，我利用一天时间画完了这两幅图。
由于，书上给的毛配图尺寸和图都不是很准确，所以我画零件图和毛配图的时候，在圆弧连接处画的不是非常顺利，反了几次功，但最终还是勉强画出来了。
接下来的几天，老师安排的是填工序卡片，但是，我们在这几天里就有点打酱油了。
在第一周的星期五，我确定了我设计的夹具方案。
采用杠杆原理，将工件夹紧。
原本以为我设计的夹具比较简单，画图应该很快，又由于星期六考六级，所以我没有画图，星期天又休息了一天，星期一才开始画图。
这几天，我后悔万分，时间相当的紧张。
图也画的不是那么顺利，改了又改，越来越觉得我设计的这个夹具错误百出，难等台面。
不过，虽然我知道我设计的夹具不是那么尽人意，但是我还是非常欣慰，因为从这次课程设计中我学到了很多很多。
比如，我认识了对刀块，我了解了很多的夹紧装置，我知道了辅助支撑没有限制自由度的作用，我还知道了用开口垫片的好处，以及如何选择更有效方法来减少加工过程中的准备时间。
还有很重要的一点，这一课程设计巩固了我大一时学的工程制图的知识，比如螺纹的选择与画法，配合的选择等等。
总之，在这个过程中，我对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。
参考文献
1、大连理工学院工程图学教研室编机械制图第六版高等教育出版社出版
2、吉林大学于骏一邹青主编机械制造技术基础第二版机械工业出版社出版
3、哈尔滨工业大学赵家齐编机械制造工艺学课程设计指导书机械工业出版社出版
4、李旦邵东向王杰等著机床专用夹具图册哈尔滨工业大学出版
5、崇凯主编机械制造技术基础课程设计指南化学工业出版社出版
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