东莞理工学院机械制造技术基础课程设计说明书.docx
《东莞理工学院机械制造技术基础课程设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东莞理工学院机械制造技术基础课程设计说明书.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
东莞理工学院机械制造技术基础课程设计说明书
机械制造工程原理课程设计
计算说明书
题目：
机械零件制造工艺与夹具设计
学生姓名：
林大秦
学号：
200941101212
系别：
机械工程学院
专业班级：
09机械设计制造及其自动化（3）班
指导教师：
韩立发
起止时间：
2011年6月15—27日
东莞理工学院
目录
第一章机械制造工程原理课程设计任务书………………………3
第二章零件的工艺分析及生产类型的确定………………………4
第三章毛坯选择及毛坯图设计………………………………………4
第四章拟定零件的工艺路线…………………………………………5
第五章加工余量工序尺寸和公差的确定…………………………8
第六章机械加工工艺过程卡片……………………………………10
第七章机械加工工序卡片（另附）…………………………………10
第八章夹具设计……………………………………………………11
第九章设计总结……………………………………………………11
第十章参考文献……………………………………………………12
第一章机械制造工程原理课程设计任务书
学生姓名
林栋荣
专业班级
08机械2班
学号
12
指导教师姓名及职称
韩立发
题目
机械零件制造工艺与夹具设计
主要任务与具体要求
1.教材P283图7-64所示零件工艺分析；（年产10000件）
2.毛坯选择及毛坯图设计（3号图）；
3.加工方法及工艺路线的确定；
4.工序内容的确定及机械加工工序卡设计；
5.钻4*φ11和4*φ16夹具设计（总图≥1号图；零件图≥4号图）；
6.编印设计计算说明书一份
进度安排（共二周12天，含第一周星期六、日）
第1天:
工艺分析；
第2天：
毛坯选择及毛坯图设计；
第3-6天：
加工方法、工艺路线的确定及工序内容的确定；
第7-10天:
机床夹夹具设计；
第11天:
编印设计计算说明书；
第12天（星期五）:
答辩评定成绩。
主要参考文献
机械制造技术基础
机械制造技术基础课程设计
机床夹具设设计图册
机械制图
系审核意见：
审核人签名及系公章：
年月日
任务下达人（签字）
年月日
任务接受人（签字）
2011年6月16日
第二章零件的工艺分析及生产类型的确定
一、零件的作用
题目所给定的零件是个轴承座元件，其中心孔Ø32H8及其顶上的M8孔的加工精度要求比较高，要确保所需的垂直度及平行度要求。
二、零件的工艺分析
1、确定零件的生产类型：
因生产要求年产10000件，属于中大批生产。
2、选材分析：
由题知，共材料为HT150。
该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。
3、零件的技术要求分析：
轴承座总共有三个加工表面、一个轴承孔、四个螺栓孔、一个加油孔和两个定位孔。
它们之间有一定的位置要求，现分述如下：
前端面：
表面粗糙度为1.6mm。
后端面：
表面粗糙度为6.3mm。
底面：
表面粗糙度为1.6mm，最后表面加精工采用刮研。
轴承孔：
直径为Ø32H8mm的孔，其到底面的尺寸为55
mm，轴中心线相对于底面的平行度精度要求为0.01。
四个螺栓孔：
沉头孔为Ø16mm，表面粗糙度为6.3mm,螺栓孔为Ø11mm，孔表面粗糙度为12.5mm，沉头孔底面的表面粗糙度为3.2mm。
定位孔：
Ø8H8mm，表面粗糙度为1.6mm。
加油孔：
M8螺纹孔。
第三章毛坯选择及毛坯图设计
一、毛坯的加工方法及材料选择
由于该零件的工作条件较平稳，主要是受挤压应力，为提高零件的抗挤压应力极限的强度，毛坯选用铸件，因年产量达10000件，且要求机械性能较好，考虑到加工的效率要求高，表面质量与机械性能好等等，毛坯宜选用金属模机器造型，毛坯的材料用HT150。
二、毛坯尺寸公差及机械加工余量
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
宽度60
1.8（
）
表2-3
2.2（双边余量）
表2-4
底座高度20
1.8（
）
表2-3
3
表2-4
三、绘制毛坯简图。
（见手工绘图毛坯作图纸）
第4章拟定零件的工艺路线
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。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
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，所以我们对基面的选择必须认真分析。
分析零件图,可以知零件的前端面的粗糙度是1.6mm,且底面也是1.6mm,其加工精度较高,其余面则为不加工表面（除后端面的粗糙度要求是6.3mm外）证.因此,我们可以选择零件的前端面及下底面来做零件定位及加工的基准面。
二、定位基准的选择.
定位基准有粗基准和精准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准.
1,精基准的选择.
根据该零件的技术要求和装配要求,选择零件的前端面及零件的下底面作为精基准,零件上的各个孔加工都可以采用它们作基准进行加工,即遵循了”基准统一”原则.以零件的前端面和下底面作为基准面同樟遵循了”基准重合”的原则,因为该零件在轴向方向上的孔的定位以该面作为设计基准,同时保证上孔的垂直度要求.选用下底面作准基准,使用定位心轴与底面,可以将零件可靠地定位及紧固,同时与前端面作为基准,加上另一端的快换垫圈,就可以牢固将工件紧固并保证垂直度要求.
2,粗基准的选择.
作为粗基准的表面应平整,没有飞边，毛刺或其他表面现象缺欠。
本课程设计选择工件底座及后端面作为粗基准，可以为前端面及下底面的精基准加工作好准备。
三、表面加工方法的确定。
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/μm
加工方案
备注
工件下表面
IT7
1.6
粗铣—精铣—刮研
后端面
IT9
6.3
粗铣—精铣
前端面
IT7
1.6
粗铣—精铣
φ32孔
IT7
1.6
钻—粗镗—精镗
M8孔
IT12
12.5
钻-攻丝
φ11孔
IT12
12.5
钻
φ16孔
IT10
6.3
锪
2*φ8孔
IT712
12.5
钻
四、加工阶段的划分
该工件的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工，半精加工和表加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准（工件下表面）准备好，使后续工序都可以采用精基准确无误定位加工，保证其他方加工表面的精度要求；然后粗铣工件前后两个端面；在精加工阶段，完成前端面的精铣加工，以及工件下底面的精铣加工；最后在超精加阶段，完成对工件下底面的刮研，使之保证精度要求。
五、工序的集中与分散
本课程设计先用工序集中原则安排遣工件的加工工序。
该工件的生产类型为中大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用了工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了几个不同的表面及好几个孔，有利于保证各加工表面及孔之间的相对位置精度要求。
六、工序顺序的安排。
1，机械加工工序。
（1），遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——工件的下表面及前端面。
（2）,遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3），遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——底座的下底面及工件前端面；后加工次要表面——工件的后端面。
（4），遵循“先面次孔”的原则，先加工前后两个端面及下底面，再加工φ32、2*φ8、M8，4*φ11及φ16孔。
2，热处理工序。
金属模机器造型铸造后，进行回火处理，使之硬度达到60HRC七、确定工艺路线。
工件工艺路线及设备、工装的选用
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗/精铣下底面，保证尺寸20mm,Ra3.2
立式铣床
端铣刀
游标卡尺
2
粗铣前端面,去毛刺
立式铣床
端铣刀、挫刀
游标卡尺
3
粗铣后端面，去毛刺
立式铣床
端铣刀、挫刀
游标卡尺
4
精铣前端面
立式铣床
端铣刀
游标卡尺
5
刮研下底面，保证20mm,Ra=1.6mm
平口钳
刮刀
6
钻/粗镗/精镗
φ32H8,保证55
mm
深孔镗床
麻花钻、镗刀
游标卡尺、塞规
7
钻M8孔
立式钻床
麻花钻
游标卡尺、塞规
8
钻4*φ11孔
立式钻床
麻花钻
游标卡尺、塞规
9
锪4*φ16孔
立式钻床
锪钻
游标卡尺、塞规
10
攻丝M8
细柄机用丝锥M8
11
装配、钻铰2*φ8H8,Ra1.6
摇臂钻床
麻花钻、铰刀
游标卡尺、塞规
12
清洗
清洗机
13
终检
塞规、百分表
3，辅助工序。
粗加工工件两端面和热处理后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，清洗和终检工序。
综上所述，该工件的安排顺序为：
基准加工——主要表面及次要表面的粗加工——主要表面的精加工—下底面前端面刮研——孔的粗加工——孔的精加工
第五章加工余量工序尺寸和公差的确定
工件选用的材料为HT150，硬度163～229HBS，毛坯重量约为1.7kg，生产类型为大批生产，采用金属模机器造型模铸造毛坯。
精度等级是IT8—10。
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：
一、机械加工余量
1）、确定机械加工余量
（1）毛坯铸件基本尺寸公差等级CT取9精度。
查表2-3得：
底面的基本尺寸公差为CT=2.5mm
前、后端面的基本尺寸公差为CT=2.5mm
（2）毛坯铸件的机械加工余量等级取F级精度。
查表2-4得：
要求的铸件机械加工余量（RMA）为1.5mm。
（3）确定机械加工余量
底面的机械加工余量：
R=F+RMA+CT/2=（20+1.5
1.25）mm=21.5
01.25m
前、后台面机械加工余量：
R=F+2RMA+CT/2=（60+3
1.25）mm=63
1.25mm
二、工序尺寸
1）确定底面工序余量、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
刮研
0.1
20
h6（
）
Ra=1.6
精铣
0.4
20.1
h7（
）
Ra=3.2
粗铣
1.5
20.5
h12（
）
Ra=12.5
毛坯
-
22
0.85
2）确定前、后端面工序余量、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
刮研前端面
0.2
60
h7（
）
Ra=1.6
精铣前端面
0.5
60.2
h7（
）
Ra=3.2
粗铣前端面
1.3
60.7
h12（
）
Ra=12.5
粗铣后端面
2
62
h12（
）
Ra=6.3
毛坯
4
64
1.1
3）确定φ32H8孔工序余量、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
精镗
0.4
32
H8（
）
Ra=1.6
粗镗
1.6
32.4
H9（
）
Ra=3.2
钻
34
H12（
）
Ra=12.5
毛坯
实心毛坯
4）确定M8螺纹孔工序余量、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
工序公差/mm
表面粗糙度/μm
攻丝M8
1.3
8
-
-
钻
9.3
H11（
）
-
毛坯
实心毛坯
5）确定φ8孔工序余量、工序尺寸、工序公差及表面粗糙度：
工序名称
工序余量/mm
工序尺寸/mm
尺寸公差/mm
表面粗糙度/μm
铰
0.2
8
H8（
）
Ra=1.6
钻
8.2
H12（
）
Ra=12.5
毛坯
实心毛坯
6）其中
及时
各选d=11及d=16的钻头一次钻完成。
第6章机械加工工艺过程卡片
简要说明零件的整个工艺过程的一种卡片，又称过程卡，其中包括工艺过程的工序名称和序号、工序设备、工时定额等内容。
它概述了加工过程的全貌，是制订其它工艺文件的基础，可以作为生产管理使用。
在单件小批量生产中，通常那个不再编制更详细的工艺文件，则以过程卡直接指导生产。
详见附件。
第7章机械加工工序卡片（另附）
第八章夹具设计
7.1专用夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工精度，降低劳动强度，故在钻孔系4×Ø11mm和4×Ø16mm时需要设计专用夹具。
本夹具将用于摇臂钻床，刀具为Ø11mm的麻花钻和Ø16mm的锪钻，对工件的四个孔系依次进行钻孔加工和锪钻加工。
定位基准的选择
由零件图可知，该零件可以底面的四支承钉作为定位基准，再采用削边心轴进行固定和夹紧。
定位误差分析
（1）定位元件尺寸及公差的确定。
夹具的主要定位元件为一短销轴，该定位销轴的尺寸与其相配合的孔的基本尺寸相同，即Ø32mm，但是由于销轴的加工尺寸一般偏大，因此，由销轴所产生的定位误差可以忽略不计。
（2）定位误差的确定。
该加工工序的定位误差主要是由中心孔的制造误差而引起的，不存在工序基准不重合而产生的定位误差。
7.2专用夹具的制造
因零件重量不算很重，不需要对夹具进行力学静应力拉抗强度分析和疲劳分析，此夹具简单易做，选用HT200铸造夹具体，然后加工，精度要求为IT8级。
7.3装配图、零件图（见附图）
7.4夹具的操作方法及注意事项
（1）从φ32孔装入零件，装入零件后，检查其装夹是否正确，特别注意其粗糙度为Ra1.6mm的前端面朝向里面，靠紧定位心轴，装夹的正确性直接影响4×φ11和4×φ16孔系的加工。
（2）钻模板不能受大载荷外力的重压。
（3）采用固定钻套,且为标准件。
（4）当工件在摇臂钻床上加工时，拖动手柄方便操作。
第9章设计总结
机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业基础课，并进行了生产学习的基础上的一个教学环节。
这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产学习中学到的实践知识，独力地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。
这都暴露了我对前期工作的不到位、知识的欠缺和经验不足，分析和解决问题的方法与能力不够。
这些都使我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的弱项，特别是系统的自我学习能力的欠缺，还要进一步加强，今后的学习还要更加的努力。
虽然困难重重，但在设计期间，我们同学之间互相帮助，共同解决机械制造课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。
初次设计，经验不足，知识面尚缺,设计中还有许多不足之处，希望指导老师多加指教。
在此，再一次感谢在这次机械制造基础课程设计中给我提供了很大帮助的韩立发老师。
第十章参考文献
1．崇凯主编，机械制造技术基础课程设计，化学工业出版社,2004.8
2．黄健求主编，机械制造技术基础，机械工业出版社,2005.11
3.朱东梅主编，机械制图，机械工业出版社,2000.12
4.孙丽媛主编，机械制造工艺及专用夹具设计指导，治金工业出版社2002.12
升级会员 