机械制造技术基础课程设计.docx

1、机械制造技术基础课程设计成绩西南科技大学城市学院2011-2012学年第一学期机械制造技术课程设计说明书 题目： 卡盘的设计 系 别： 机电工程 专 业：过程装备与控制工程 班 级： 0901 学 号： 200940237 学生姓名： 指导老师： 目 录课程设计任务书 2第一章 零件的分析 41.1 零件的分析 41.2零件图的工艺分析 41.3 毛坯的确定及绘制 5第二章 工艺规程设计 72.1 定位基准的选 72.1 工序顺序的选择 72.3 加工表面方法的选择 72.4 拟定工艺路线 7第三章 确定切削用量及基本工时 83.1 切削用量的计算 83.2 时间额定的计算 11附录 15西南

2、科技大学城市学院课程设计任务书 题目名称 卡盘的设计学生姓名邓大普专业班级过控0901学号200940237设计目的机械制造技术基础课程设计的目的是让学生在学习了机械制造技术基础和进行了校内外的生产实习之后让学生获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力。同时，课程设计也是为了毕业设计进行一次综合训练和准备。机械制造技术基础的课程设计可以使学生在下述三方面得到锻炼：（1）能把机械制造技术基础课程中的基本理论和在校内外生产实习中学到的实践知识有机的相结合，从而解决零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，从而确保零件的加工质量。（2）提高学生的机械结构设计能

3、力。通过针对某一典型零件的夹具（或量具）的设计，从而使学生能够通过所给出的被加工零件的加工要求，设计出高效率、低成本、装夹简单、省力、省时而能保证加工质量的夹具的能力。（3）锻炼学生使用手册及图表资料的能力。能够熟练地依据给定的任务而查找相关的资料、手册及图表并掌握其中的设计信息用于设计参数的确定。设计要求1、生产要求：生产纲领为小批量生产。2、设计的要求：（1）零件图 1张 （2）毛坯图 1张 （3）机械加工工艺过程综合卡片 1张（4）工艺装备设计 12套（5）工艺装备主要零件图 1张（6）课程设计说明书 1份计划进度按教学计划规定，机械制造技术基础课程设计总学时数为2周，其进度及时间大致分

4、配入下：第1阶段：熟悉零件，画零件图 约占一天（10%）第2阶段：选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺过程综合卡 约占三天（40%）第3阶段：工艺装备设计（画总装图及主要零件图） 约占四天（40%）第4阶段：编写设计说明书 约占二天（10%）设计内容1、从工艺方法上分析零件，画零件图2、对进行工艺分析零件包括以下几个主要内容：（1）分析零件的作用、设计基准及技术要求；（2）分析零件的形状位置精度、表面粗糙度以及主要加工表面的尺寸等；（3）分析零件的机械加工的工艺性、材质、及完成后热处理的要求。3、零件图按机械制图国家标准绘制，按：比例画出。主要参考文献1邹青.机械制造技术基础课程设计

5、指导教程M.机械工业出版社，20112于骏一,邹青.机械制造技术基础M.2版.机械工业出版社，20113田凌，冯涓，刘朝儒.机械制图M.清华大学出版社，20074陈天民，吴建平.热处理设计简明手册M.机械工业出版社，1993学生接受任务签字接受任务时间： 年 月 日 学生签名： 第1章 零件的分析1.1 零件的分析 由图1-1分析可知，机床上的自定心三抓卡盘的卡盘部分，主要是用来固定加工轴类零件，查文献1表2-3可知加工零件的材料为灰铸铁HT350.图1-1 卡盘零件图1.2 零件图工艺分析1) 结合零件材料为灰铸铁HT350，具有足够的强度和刚度，适用于弯曲应力和冲击载荷的工作条件，符合机床

6、的工作条件。2) 要求生产类型为1000件，因此确定为小批量生产。3) 技术要求：全部倒角C1调质HB210-23各表面有相应的粗造度要求4）形位公差要求90和60的圆面对基准A的圆跳动公差为0.021.3 毛坯图的确定及绘制1 .毛坯尺寸的确定1）外圆面的毛坯尺寸的确定由文献1式（2-1）得外圆面机械加工计算公式 R=F+2RMA+CT/2其中： F-铸件的基本尺寸 RMA-要求的机械加工余量 CT-公差等级F=90mm由文献1表2-4知RMA=2mm由文献1表2-2铸造方法砂型铸造手工造型，造型材料为化学粘结剂砂，知小 批量灰铸体零件公差等级为11-13.查表2-3知毛坯铸件基本尺寸公差等

7、级为CT=6mm则毛坯尺寸R=F+2RMA+CT/2=90+4+3=97mm2）内圆面的毛坯尺寸的确定大圆：由文献1式（2-2）得内圆面机械加工计算公式 R=F-2RMA-CT/2 其中： F-铸件的基本尺寸 RMA-要求的机械加工余量 CT-公差等级F=60mm由文献1表2-4知RMA=1mm由文献1表2-2铸造方法砂型铸造手工造型，造型材料为化学粘结剂砂，知小批量灰铸体零件公差等级为11-13.查表2-3知毛坯铸件基本尺寸公差等级为CT=5.6mm则毛坯尺寸R=F-2RMA-CT/2=60-2-2.8=55.2mm最后确定为mm小圆：由文献1式（2-2）得内圆面机械加工计算公式R=F-2R

8、MA-CT/2其中： F-铸件的基本尺寸 RMA-要求的机械加工余量 CT-公差等级F=36mm由文献1表2-4知RMA=0.7mm由文献1表2-2铸造方法砂型铸造手工造型，造型材料为化学粘结剂砂，知小批量灰铸体零件公差等级为11-13.查表2-3知毛坯铸件基本尺寸公差等级为CT=5mm则毛坯尺寸 R=F-2RMA-CT/2=36-1.4-2.5=32.1mm3）两端面的毛坯尺寸的确定由文献1式（2-1）得端面机械加工计算公式R=F+2RMA+CT/2其中： F-铸件的基本尺寸 RMA-要求的机械加工余量 CT-公差等级 F=50mm 由文献1表2-4知RMA=1mm由文献1表2-2铸造方法砂

9、型铸造手工造型，造型材料为化学粘结剂砂，知小批量灰铸体零件公差等级为11-13.查表2-3知毛坯铸件基本尺寸公差等级为CT=5.6mm则毛坯尺寸R=F+2RMA+CT/2=50+2+2.8=54.8mm2.毛坯图的绘制见图1-2图1-2 卡盘毛坯图 第二章 工艺规程设计2.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。粗基准选择毛坯图外圆面，孔的加工采用三爪子定心卡盘装夹。毛坯图外圆先加工一个端面，车出一个端面，再以这个端面为基准用自定心三抓卡盘装夹加工另一面。2.2 工序顺序的安排1）遵循“先基准后其它”的原则，首先加工零件的左端面和外表面。2）遵循“先

10、精后粗”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3）遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面即左端面和外表面，后加工次要表面即内孔圆面。4）遵循“先面后孔”的原则，先加工外表面在加工孔。5）一般为改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力而安排的热处理工序调质通常安排在粗加工之前进行。2.3 加工表面方法的选择1）两端面粗造度Ra3.2采用粗车-半精车。2）圆柱外表面粗造度Ra3.2采用粗车-半精车。3）36孔内壁粗造度Ra3.2采用扩孔-精扩。4）75孔内壁粗造度Ra3.2采用扩孔-精扩。5）螺纹孔采用钻孔-攻螺纹。2.4 拟定工艺路线在综合考虑工序顺序和加工方法的基础上，确定工艺路线如表2-1

11、。 表2-1 卡盘工艺路线及设备.工装的选用第3章 确定切削用量及基本工时3.1 切削用量的计算 1.工序2该工序分为两个工步，粗车和半精车，都分别是以零件左端面定位，车右端面；再以右端面定位车左端面。为达到端面的加工要求，选用机床为CA6140型车床，选用刀具为焊接式硬质合金端面车刀几何参数为：ra=15o ，ao=8o，kr=60o，kr=10o， 0o， 1）确定粗车端面工步的切削用量 背吃刀量ap ap =（54.8-52）/2=1.4mm进给量f 根据加工零件的条件，由文献2表2-5查得f=0.6-0.9mm/r根据CA6140 车床的技术参数，实际取f=0.7mm/r切削速度vc

12、切削速度由文献2表2-7查得vc =150mm/min，由vc 可以推算出车床的主轴转速n r/min根据所用CA6140型车床的主轴转速数列，取n=900r/min，故实际的切削速度为: m/min2) 确定半精车端面工步的切削用量背吃刀量ap ap =（52-50）/2=1mm进给量f 根据加工零件的条件，由文献2表2-5查得f=0.6-0.9mm/r根据CA6140 车床的技术参数，实际取f=0.7mm/r切削速度vc 切削速度由文献2表2-7查得vc =150mm/min，由vc 可以推算出车床的主轴转速n r/min根据所用CA6140型车床的主轴转速数列，取n=1000r/min，

13、故实际的切削速度为: m/min2.工序3为达到外圆面的加工要求，选用机床为CA6140型车床，选用刀具为焊接式硬质合金车刀YT15几何参数为：ra=15o ，ao=8o，kr=60o，kr=10o， 0o， 粗车工步将97mm的外圆车至92mm，半精车工步将92mm的外圆车至90mm。1）确定粗车工步的切削用量背吃刀量ap ap =（97-92）/2=2.5mm进给量f 根据加工零件的条件，由文献2表2-5查得f=0.6-0.9mm/r根据CA6140 车床的技术参数，实际取f=0.7mm/r切削速度vc 切削速度由文献2表2-7查得vc =120mm/min，由vc 可以推算出车床的主轴转

14、速n r/min根据所用CA6140型车床的主轴转速数列，取n=400r/min，故实际的切削速度为: V m/min3) 确定半精车工步的切削用量背吃刀量ap ap =（92-90）/2=1mm进给量f 由零件图提供的表面粗糙度Ra=.3um要求，设vc 50m/min,则由文献2表2-6查得f=0.1-0.15mm/r,对照CA6140车床进给量数列，取f=0.16mm/r。切削速度vc 查文献2表2-7取 vc=110r/min推算出车床的主轴转速n r/min根据所用CA6140型车床的主轴转速数列，取n=400r/min，故实际的切削速度为: m/min3.工序4本工序选用Z525型

15、立式钻床作为加工机床。1）粗扩工步背吃刀量的确定 取ap=1.5mm进给量的确定 由文献1表5-23选取该工步的每转进给量为0.8mm/r扩削速度的计算 由文献1表5-24查得速度为50m/min，由公式n=1000v/d可求得该工序钻头的转速为n=291r/min，参照文献1表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=272r/min。则求的实际扩削速为: m/min2）精扩工步背吃刀量的确定 取ap=0.5mm进给量的确定 由文献1表5-23选取该工步的每转进给量为0.65mm/r扩削速度的计算 由文献1表5-24查得速度为55m/min，由公式n=1000v/d可求得该工序钻头的

16、转速为n=354r/min，参照文献1表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。则求的实际扩削速为: 44.3m/min4.工序5本工序同样选用Z525型立式钻床作为加工机床。3）粗扩工步背吃刀量的确定 取ap=2mm进给量的确定 由文献1表5-23选取该工步的每转进给量为0.8mm/r扩削速度的计算 由文献1表5-24查得速度为50m/min，由公式n=1000v/d可求得该工序钻头的转速为n=291r/min，参照文献1表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=272r/min。则求的实际扩削速为: m/min4）精扩工步背吃刀量的确定 取ap=0.4

17、mm进给量的确定 由文献1表5-23选取该工步的每转进给量为0.65mm/r扩削速度的计算 由文献1表5-24查得速度为55m/min，由公式n=1000v/d可求得该工序钻头的转速为n=354r/min，参照文献1表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。则求的实际扩削速为: 37.3m/min5.工序6本工序由两个工步组成，先用阶梯麻花钻钻孔至7.5mm，再用丝锥攻螺纹，采用机床设备为立式钻床。1）钻孔背吃刀量的确定 取ap=7.5mm进给量的确定 由文献1表5-23选取该工步的每转进给量为0.20mm/r扩削速度的计算 由文献1表5-24查得速度为20m/mi

18、n，由公式n=1000v/d可求得该工序钻头的转速为n=849r/min，参照文献1表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960r/min。则求的实际扩削速为: m/min2）攻螺纹背吃刀量的确定 取ap=0.5mm进给量的确定 由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距进给量为0.5mm/r扩削速度的计算 由文献1表5-37查得速度为5m/min，由公式n=1000v/d可求得该工序钻头的转速为n=199r/min，参照文献1表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min。则求的实际扩削速为: m/min3.2 时间额定的计算1.基本时间tj的计算1) 工序2

19、由公式 i其中 L1= L2=3-5 L3-单小批量生产时的适切附加长度 i=Z/ap粗车端面的基本时间代入数据得半精车端面的基本时间 则工序2的时间为27+25.8=52.8s 2) 工序3粗车外圆面所用基本时间 半精车外圆面所用时间 则工序3所用基本时间为23.4+21.6=45s3) 工序4由文献1表5-41得公式 其中 L1-扩孔的长度 L2=粗扩孔所用基本时间代入数据得 0.21min=12.6s半精扩孔所用时间0.25min=15s锪倒角所用时间由文献1表5-41得0.09min=5.4s所以工序4所用时间为12.6+15+5.4=33s4) 工序5由文献1表5-41得公式其中 L

20、1-扩孔的长度 L2=粗扩孔所用基本时间代入数据得0.37min=22.2s半精扩孔所用时间 0.46min=27.6s锪倒角所用时间由文献1表5-41得 0.24min=14.4s所以工序3所用时间为22.2+27.6+14.4=64.2s5)工序6钻孔所用基本时间由文献1表5-41得公式 其中 L1-扩孔的长度 L2=代入数据得攻螺纹所用基本时间由文献1表5-46得公式其中L1=（1-3）P L2=（3-4）P代入数据得 tj=27s所以工序6所用基本时间为138+23=161s2.辅助时间tf的计算辅助时间tf与基本时间tj的关系为tf=（0.15-0.2）tj，本设计中采用tf=0.2

21、tj，则各工序的辅助时间分别为：工序2的辅助时间： 工序3的辅助时间： 工序4的辅助时间： 工序5的辅助时间： 工序6的辅助时间： 3.其它时间的计算除了作业时间外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间和休息与准备时间。布置工作地时间是作业时间的5%。休息与生理时间取3%。则各工序的其他时间分别为：工序2的其它时间：5% (52.8+10.56)=3.168s工序3的其它时间：5% (45+9)=2.7s工序4的其它时间：5% (33+6.6)=1.98s工序5的其它时间: 5% (64.2+12.84)=3.852s工序6的其它时间：5% (161+32.2)=9.66s2.单件时间的计算

22、工序2单件时间： 52.8+10.56+3.168=66.528s 考虑实际操作取90s工序3单件时间： 45+9+2.7=56.7s 考虑实际操作取60s工序4单件时间： 33+6.6+1.98=41.58s 考虑实际操作取60s工序5单件时间： 64.2+12.84+3.852=80.892s考虑实际操作取90s工序6单件时间： 161+32.2+9.66=202.86s考虑实际操作取240s将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。得到附录中的卡盘机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。附录卡盘零件图详见图纸1。卡盘毛坯图详见图纸2。卡盘制造工艺过程卡片详见表1。卡盘各工序的工序卡片见表25。