機械制造技術(shù)課程設計序言機械制造技術(shù)基礎課程設計是在學完了大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的。是進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。希望能通過這次課程設計對學生未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉他們分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎。一、 設計目的機械制造技術(shù)基礎課程設計是在學完了機械制造基礎課程后、進行了生產(chǎn)實習之后的下一個教學環(huán)節(jié)。它一方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝結(jié)構(gòu)設計的基本能力，另外，也為以后作好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。學生通過機械制造技術(shù)基礎課程設計，應在下述各方面得到鍛煉：（1） 能熟練運用制造技術(shù)基礎課程中的基礎理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。（2） 提高結(jié)構(gòu)設計能力。學生通過設計夾具（或量具）的訓練，應當獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、經(jīng)濟合理而能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。（3） 學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關(guān)的各種資料的名稱、出處，能夠做到熟練運用。目錄序言1目錄2一、零件的分析3（一）零件的主要技術(shù)要求3（二）工藝分析3二.工藝規(guī)程設計4第一節(jié) 確定毛坯的制造形式4第二節(jié) 基面的選擇4第三節(jié) 制定工藝路線5第四節(jié) 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定6第五節(jié) 確定切削用量及基本用時7心得體會17參考文獻18一、零件的分析（一）零件的主要技術(shù)要求法蘭盤有兩組加工表面，有一定的位置要求。1. 100左和90右端面有對軸的圓跳動度均為0.032. 孔20mm要求加工粗糙度為1.6，上下兩面粗糙度為0.8。3. 工件材HT200，鑄件。（二）工藝分析CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1.以45為中心的加工表面這一組加工表面包括：100，90，45的外輪廓，以及其左右端面，100左和90右端面與孔的中心線有位置要求，45拋光。這三個外輪廓都沒有高的位置度要求。2.以20為中心的加工表面這一組加工表面包括：20的孔，以及其左右兩個端面。這兩組表面有一定的粗糙度要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。3.為了保證零件主要表面粗糙度的要求，避免加工時由于切削量較大引起工件變形或可能劃傷已加工表面，故整個工藝過程分為粗加工和粗加工。整個加工過程中，無論是粗加工階段還是精加工階段，都應該遵循“先面后孔”的加工原則。二.工藝規(guī)程設計第一節(jié) 確定毛坯的制造形式一 選用材料：零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。二 生產(chǎn)類型：考慮到汽車在運行中要經(jīng)常加速及正，反向行駛，零件在工作中則經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。第二節(jié) 基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的很重要的工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)率得以提高；否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件成批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。一、 粗基準的選擇： 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取100的加工外輪廓表面作為粗基準，利用三爪限制5個自由度，通過尾座限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行車削。二、 精基準的選擇精基準就是以加工過的表面進行定位的基準。選擇精基準的時候 主要慮保證加工精度并且使工件裝夾得方便、準確、可靠 。因此要遵循以下幾個原則1、基準重合的原則2、基準不變的原則3、互為基準，反復加工的原則4、自為基準的原則5、應能使工件裝夾方便穩(wěn)定可靠，夾具簡單?？紤]以上原則和零件的尺寸和加工要求我選用底面為精基準，并采用一面兩孔的形式定位，限制6個自由度為完全定位。第三節(jié) 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應該是使零件幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專用機床與專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。一、工藝方案（一）：制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。方案一工序1 鉆，擴孔20，倒角45工序2 粗車 半精車兩孔20端面工序3 粗車 半車鏜100外輪廓，倒角45工序4 粗車 半精車90外輪廓，倒角45工序5 粗車 半精車左45圓柱側(cè)面工序6 粗車 半精車右45圓柱側(cè)面工序7 粗磨45圓柱側(cè)面工序8 鉆四個9mm的孔工序9 鉆4mm、擴鉸孔6mm工序10 半精磨精磨粗車45圓柱側(cè)面工序11 將B面拋光工序12 100mm外圓刻字工序13 100mm無光鍍鉻工序14 檢驗工序15 入庫方案二工序1 粗車 半精車100左端面，100，190，左45外輪廓及倒角工序2 車右45外圓及端面，32槽R5圓角工序3 粗車，半精車右45外輪廓及其余端面，32槽R5圓角工序4 鉆，擴20，車倒角 工序5 粗銑 半精銑90左右兩端面工序6 鉆孔49工序7 鉆孔4及6孔工序8 粗精磨100左端面，90右端面，45-0.6外圓工序9 B面拋光工序10 100的左端面刻字,100的外圓無光渡鉻工序11 檢驗工序12 入庫:本道工序主要用到一個專門夾具用來夾住左端100的圓盤 但效率較高，而且位置精度較易保證。工序安排使時間較為合理，設計基準和工藝基準重合。經(jīng)過綜合考慮CA6140車床的法蘭盤工藝路線方案為方案二。第四節(jié) 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “法蘭盤 零件材料為HT200鋼，硬度207241HBS，毛坯重量約為2kg，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，毛坯采用鑄造。根據(jù)上述原始資料加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.端面的加工余量為3mm，查機械制造工藝標準應用手冊（以下簡稱工藝手冊）表4.3-38得。3.內(nèi)孔mm 毛坯為實心，不沖出孔。兩內(nèi)孔精度要求界于IT-IT8之間，參照工藝手冊表4.3-24 4.3-36確定加工余量為：鉆孔： 15mm （鉆孔的最大尺寸） 鉆孔： 18mm 2Z=3mm擴孔： 19.7mm 2Z=1.7mm精鏜： 19.9mm 2Z=0.2mm細鏜： mm 2Z=0.1mm4. 45mm外端面的加工余量1）.按工藝手冊表4.3-38，粗加工孔外端面的單邊加工余量為3mm，取Z=3mm。2）.磨削余量：單邊0.2mm（工藝手冊，磨削公差即零件公差-0.07mm。3）.銑削余量：磨削的公稱余量（單邊）為： Z=2.0-0.2=1.8（mm）根據(jù)以上尺寸的公差和加工余量來確定此法蘭盤的毛坯圖。第五節(jié) 確定切削用量及基本用時工序1 粗車 半精車100左端面，100，190，左45外輪廓及倒角（1）確定車刀 90 45刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2（3）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（4）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 （5）切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序2 車右45外圓及端面，32槽R5圓角（1）確定車刀 刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除（3）進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2 （4）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（5）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序3 粗車，半精車右45外輪廓及其余端面，32槽R5圓角（1）確定車刀 刀（2）切削深度現(xiàn)在全部切除（3）進給量根據(jù)表機械加工工藝手冊表27-2選計算切削速度機械加工工藝手冊表27-2 （4）確定主軸轉(zhuǎn)速 取n=480則實際切削速度為165.8r/min（5）計算所需功率主切削力F2按機械加工工藝手冊表27-14 主切削力 其中CF2=650 XF2=1.0 YF2=0.75 nF2=0.15機械加工工藝手冊表27-15 切削時消耗功率Pc為 Kw（6）檢驗機進給采流強度徑向切削力按機械加工工藝手冊表27-14 其中 則軸向切削力其中 聯(lián)機床與導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 則切削力在縱向進給方向進給機構(gòu)的后則力為（7）切削工時工序4 鉆，擴20，車倒角 1 選擇鉆頭選擇錐柄麻花鉆(GB1438-85) 查表 d0=18鉆頭幾何形狀(表2.1及表2.2)雙錐,修磨橫刃 =30 2=100 b=3.5 0=11 b=2mm L=4mm2.選擇切削刀具進給量f 1>按加工要求決定進給量: 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB 精度鑄鐵HBS>200 d0=18mm f=0.430.53mm/r由于L/d=30/18=1.67 故應乘以孔深修正系數(shù)kcf=1 f= 0.430.53 mm/r2>按鉆頭強度決定進給量根據(jù)表2-8 當HBS=200 d=18mm 鉆頭強度允許的進給量f=1.6mm/r3>按機床進給機構(gòu)強度決定進給量根據(jù)表2.9 當HBS>210 d0=20.5 機床進給機構(gòu)允許的軸向力為6960N(Z3025鉆床允許的軸向力為7848N 見設計手冊表4.2-11)進給量為0.6mm/r從以上三個進給量比較可看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為 f=0.430.53mm/r根據(jù)Z3025鉆床,選擇 f=0.5 mm/r 決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 當d0=18 時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm,壽命T=60min切削進度由表2.15 HBS 170240, f=0.5mm/r d>20 Vc=16m/min n =1000V/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min檢驗機床扭矩及功率根據(jù)表2.20 當f=0.5mm/r d0<19 時 mt=64.45 N*M根據(jù)Z3025 鉆床說明書 當nc=250r/min 時 Mm=80 N*M根據(jù)表2.23 當HBS200 d0=20 f=0.53mm/r Vc=16m/min 時 Pc=1.1KW查設計手冊表4.2-11 PE=2.2KW由于MC<Mm PC<PE 故選擇之切削用量可用,即f =0.5min/r nc=250r/min Vc=16m/min計算基本工時tm =L / nfL=L+Y+,L=30 mm 入切量及超切量由表2.29 查出Y+=10mmtm =L / nf=(30+10) / (2500.5)=0.32min兩孔tm=0.320.2=0.64min工序5 粗銑 半精銑90左右兩端面1.選擇工具 切削手冊 >根據(jù)表1. 選擇YG6硬質(zhì)合金刀具 根據(jù)表3.1 銑前深度ap4 銑削寬度ae90 端銑刀直徑D0=100mm由于采用標準硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)Z=102 >銑刀幾何形狀查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r0=00=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s=-20 0=8 bq=1.22選擇切削用量13> 決定銑削深度ap (由于加工余量不大,鑄體為金屬型,鑄造表面粗糙度為12.56.3 所以可以在一次走刀內(nèi)切完)ap=h=2mm14> 決定每齒進給量fz 當使用YG6銑床功率為7.5KW查表3.5時 fz=0.140.24mm/z 取fz=0.1815> 選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據(jù)表3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時2.0,精加工時0.5由于銑刀直徑d0=100mm 故刀具壽命T=180min (查表3.8)16> 根據(jù)(表3.16)當d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min n t =32r/min Vft=490mm/min各修正系數(shù)為: kmv=kmn=kmvf=0.89 Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.8=230r/minVf=Vft kvt=4900.890.8=350.3mm/min根據(jù)X52K型立銑說明書(設計手冊表4.2-35)選擇n =300r/min Vfc=375mm/min因此 實際切削速度和每齒進給量為VC=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/minFzc=vfc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z17> 根據(jù)機床功率: 根據(jù)表3.24 當HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 Vf=375mm/min近似Pcc=3.8KW根據(jù)X52K型立銑說明機床主軸允許功率為Pcm=7.50.75=5.63KW故Pcc<Pcm 因此所選擇的切削用量可以采用即ap=2 Vf=375mm/min n=300r/min Vc=94.2m/min fz=0.125mm/z18> 計算基本工時tm = L / vf式中 L=176mm 根據(jù)表3.26,對稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+=35 則L=(176+35)=221mm 故tm=221 / 375=0.56min工序6 鉆孔49一.鉆孔41.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=8.8 mm鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =552.選擇切削用量1>按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2>決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3>決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/minn =1000V/d0=100022/(3.1420)=350 r/min由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min3.計算工時tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min工序7 鉆孔4及6孔一.鉆孔41.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=3.8 mm鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =552.選擇切削用量1>按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2>決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3>決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/minn =1000V/d0=100022/(3.1420)=350 r/min由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min3.計算工時tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min二.擴61.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=3.8 mm鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =552.選擇切削用量1>按加工要求決定進給量根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r2>決定鉆頭磨純標準及壽命由表2.12 ,當d0=4時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min3>決定切削速度由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d0<20mm Vc=22 m/minn =1000V/d0=100022/(3.1420)=350 r/min由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min3.計算工時tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。工序八 粗精磨100左端面，90右端面，45-0.6外圓，拋光，100左端面刻字，無光鍍鉻心得體會機械制造技術(shù)基礎課程設計是在學完了大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的。是進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。通過這次課程設計對我們學生未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉我們問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎。在設計過程中我們發(fā)現(xiàn)了許多在學習和應用知識的不足之出，尤其鍛煉了我們結(jié)合實際綜合考慮問題的思路和解決問題的能力。我們深刻體會到基礎知識必須要扎實才能有更好的學習和創(chuàng)造性的思維。所以在今后的學習和工作中，我們要更多的注重基礎知識的學習。另外在設計過程中我們還有許多小的錯誤導致拖延了設計時間和擾亂設計思路，讓我們明白了“把一件簡單的事做好就不是一件容易的事”的道理。從而，我們無論做什么事都要努力盡力去做好。最后，我們衷心的感謝趙彤涌老師的大力指導和幫助！還有在設計過程中支持和幫助過我們的各位同學！ 參考文獻1 董剛，李建功，潘鳳章主編，機械設計（機械類）第3版，北京：機械工業(yè)出版社，1999，ISBN 7-111-06755-X/TH.9062 孔凌嘉，張春林主編，機械基礎綜合課程設計，北京理工大學出版社， 2004，ISBN 7-5640-0093-73 吳宗澤主編，高等機械設計，北京：高等教育出版社，1991,ISBN 7-302-00683-0/TH.294 喻子建，張磊，邵偉平，機械設計習題與解題分析，沈陽：東北大學出版社，2000，ISBN 7-81054-56125 吳宗澤主編，機械設計，北京：高等教育出版社，20016 陳鐵鳴，王連明主編，機械設計，哈爾濱工業(yè)大學出版社，19987 炊海春，Pro/Engineer 從零件到整體，北京：人民郵電出版社，2003，ISBN 7-115-11016-68 邱宣懷主編 機械設計 第七版 北京：高等教育出版社，20019 吳宗澤，黃純穎主編，機械設計習題集（第3版），北京：高等教育出版社，200210 西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編，機械零件習題集，西安：陜西科學技術(shù)出版社，199811 蔡春源等主編 機械設計手冊 沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，199012. 任嘉卉主編. 公差與配合手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1990 13. 李益民主編. 機械制造工藝設備簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1994 14. 艾興等主編. 切削用量簡明手冊.北京：機械工業(yè)出版社.2002 15. 金屬加工工藝人員手冊修訂組. 金屬機械加工工藝人員手冊.上海：上海科學技術(shù)出版社.1983 16. 浦林祥主編. 金屬切削機床夾具設計手冊，2版.北京：機械工業(yè)出版社.1995 17. 東北重型機械學院等編. 機床夾具設計手冊.上海：上?？茖W技術(shù)出版社.1980 18. 哈爾濱工業(yè)大學 趙家齊編. 機械制造工藝學課程設計指導書.北京：機械工業(yè)出版社.198718