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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 制定測微儀架零件的加工工藝 設(shè)計(jì)2×Φ11孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 機(jī)械工程系 2013年 月 日 1 ? 序言 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)了大學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)課和大專部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。 ? 我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次?適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)做出一些貢獻(xiàn)。? 由于能力有限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)與批評。 目錄 序言 I 第1章 零件的分析 1 1.1 零件的作用 1 1.2 零件的工藝分析 1 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 2.1 確定毛坯的制造形式 2 2.2 基面選擇 2 2.3 制定工藝路線 2 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 5 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 10 3.1設(shè)計(jì)主旨 10 3.2夾具設(shè)計(jì) 10 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 10 3.2.2切削力和加緊力計(jì)算 10 3.2.3定位誤差分析 11 3.2.4卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 11 課程設(shè)計(jì)心得體會 12 參考文獻(xiàn) 13 千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 本次課程設(shè)計(jì)題目給定的零件是測微儀架，該零件的功用是支撐跟連接測微儀，保證測微儀的精度。支架上的空心圓柱部分，支架的矩形的安裝底版上有安裝孔，用來進(jìn)行支架的定位和連接。 1.2 零件的工藝分析 零件的材料為35鋼，35鋼生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削，該零件主要加工面有平面、外圓面和內(nèi)孔，是一個(gè)形狀比較簡單的零件，可通過銑和鉆來獲得。根據(jù)對零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： 1. 支架底面即A面，根據(jù)零件的總體加工特性，A面為整個(gè)機(jī)械加工過程中主要的基準(zhǔn)面，因此在制定加工方案的時(shí)候應(yīng)當(dāng)首先將此面加工出來； 2. 底板上兩個(gè)Φ16的階梯通孔； 3. 支架凸臺上Φ22外圓的兩端面以及與此垂直孔相通的Φ14的階梯通孔，一半有螺紋孔； 4．支架凸臺垂直于A面有一Φ28的通孔； 有以上的分析可知，可以先加工外圓端面，然后借助外圓面加工其他表面和階梯通孔。這樣子對于后續(xù)的加工，其精度要求更加容易得到保證。 第2章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式 支架主要是起支撐和連接作用，材料為35鋼，要求具有一定的強(qiáng)度。由于零件輪廓尺寸不大，形狀也不復(fù)雜，在使用過程中受力不大。并且該零件為中批生產(chǎn)，采用鑄造生產(chǎn)比較合適，故可采用鑄造成形。此外應(yīng)盡可能選擇各種已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用刀具、通用量檢具及輔助工具加工及檢驗(yàn)工件。 2.2 基面選擇 定位基準(zhǔn)就是工件上直接與機(jī)床或夾具的定位元件相接觸的點(diǎn)線面?；鶞?zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會使加工工藝路線問題百出，嚴(yán)重的還會造成零件大批報(bào)廢，試生產(chǎn)無法進(jìn)行。 1粗基準(zhǔn)的選擇 對于一般的板類零件而言，以平面作為粗基準(zhǔn)是合理的，通常選取零件上不加工表面作為粗基準(zhǔn)，現(xiàn)選取零件上底面A為粗基準(zhǔn)，利用一面兩孔進(jìn)行定位，加工各外圓端面和鉆孔。 2精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮的是基準(zhǔn)的重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序的基準(zhǔn)不重合時(shí)，因該進(jìn)行尺寸換算。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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，使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 工藝路線方案 工序1：鑄造； 工序2：粗精銑毛坯 工序3：銑底面A； 工序4：銑上端面B； 工序5：鉆擴(kuò)絞Φ28mm通孔； 工序6：鉆擴(kuò)絞2XΦ11mm的通孔； 工序7：鉆擴(kuò)絞mm通孔； 工序8：在上端面B锪2XΦ16mm,深10mm孔； 工序9：在上端面B锪Φ14mm孔，深10mm； 工序11：銑斷半圓凸臺，與Φ28mm通孔相通； 工序12：攻φ9的螺紋； 工序13：終檢； 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 根據(jù)端面的精度要求，查《機(jī)械加工工藝師手冊》表4-12，得可用粗銑達(dá)到要求精度，端面參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，確定工序尺寸，余量為2.2mm，具體工序尺寸如表3-4。 表3-4工序尺寸表 工 序 名 稱 工序間 余量/mm 工序間 鑄件 尺寸/mm 鑄件尺寸 公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度 / 表面粗糙度 / 銑 2.2 H12 Ra12.5 93 0.18 毛 坯 CT9 Ra25 95.3 根據(jù)端面的精度要求，查《機(jī)械加工工藝師手冊》表4-12，得可用粗銑達(dá)到要求精度，端面參照《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，確定工序尺寸，余量為單側(cè)余量1.8mm，具體工序尺寸如表3-6。 表3-6工序尺寸表 工 序 名 稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 經(jīng)濟(jì)精度 / 表面粗糙度 / 銑 1.8 H12 Ra6.3 72 毛 坯 CT9 Ra25 75.6 Φ11 mm的孔的精度為H7（查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊2008軟件版—標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值），查《機(jī)械加工余量手冊》表5-31，確定工序尺寸及余量，具體工序尺寸如表3-8。 表3-8 工序尺寸表 工 序 名 稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間尺寸公公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度 / 表面粗糙度 / 絞 孔 0.15 H7 Ra6.3 18 鉆 孔 11.85 H12 Ra12.5 17.8 Φ28 mm的孔的精度為H7（查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊2008軟件版—標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值），查《機(jī)械加工余量手冊》表5-31，確定工序尺寸及余量，具體工序尺寸如表3-8。 表3-8 工序尺寸表 工 序 名 稱 工序間 余量/mm 工序間 工序間 尺寸/mm 工序間尺寸公公差/mm 經(jīng)濟(jì)精度 / 表面粗糙度 / 絞 孔 0.15 H7 Ra6.3 18 鉆 孔 27.85 H12 Ra12.5 17.8 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 工序：銑A底面。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。 （1）選擇銑削用量 ①銑削深度 由于加工余量不大，可以在一次走刀內(nèi)切完，故取 = 2.3mm。 ②每齒進(jìn)給量 查《切削用量簡明手冊》，當(dāng)使用硬質(zhì)合金端銑刀，取= 0.24mm/z（不對稱端銑）。 ③確定銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0mm，由銑刀直徑=80mm，查《切削用量簡明手冊》表3.8，故刀具磨鈍壽命T = 180min。 ④銑削速度和每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.16， =80mm，z = 4，≤4mm，≤0.24mm/z， （3-5） 各修正系數(shù)：，，則 （3-6） （3-7） 按機(jī)床選?。? 300r/min，=235則 實(shí)際切削速度： 每齒進(jìn)給量： （3-8） ⑤檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》，當(dāng)工件的硬度在HBS =174～207時(shí)，所選擇的切削用量是可以采用的。 ⑥計(jì)算基本工時(shí) 2）鉆鉸Φ28mm通孔 ①進(jìn)給量f 查閱《切削用量簡明手冊》表2.11及表2.24，并根據(jù)機(jī)床說明書取。根據(jù) 表4.2－16，得。 ②切削速度 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.24，，取12。根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，，故： =12 (m/min) 根據(jù)Z5132A立式鉆床說明書選?。海瑒t ③確定鉸刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.12，當(dāng)= 10mm時(shí)，鉸刀后刀面最大磨損量為0.4-0.6mm，取為0.5mm，刀具磨鈍壽命T =60min。因此，所選擇的切削用量： f =1.0mm/r，= r/min，=9.42m/min。 ④計(jì)算基本工時(shí) 3）鉆2Xφ11㎜ 莫氏2號鉆孔刀具，L=80mm，d=11mm，查《工藝手冊》表3.1-16，T=40min查《切削手冊》。表2.12 ①進(jìn)給量f 由《切削用量簡明手冊》表2.10得鉆孔Φ9.8mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2－16取，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.19，可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f ≤0.80mm/r，≤25mm時(shí)，軸向力=6080N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故=6080N。根據(jù)Z5132A立式鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力= 9000N，由于≤， 故 f = 0.55mm/r可用。 ②切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》3.111，根據(jù) （3-11） 對于190HBW的灰鑄鐵，=9.4，=0.25，=0，=0.4,m =0.125，=35min 解得V=13.545m/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，，，，，，故 =(m/min) 根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，可以考慮選擇選取：，降低轉(zhuǎn)速，使刀具磨鈍壽命上升，所以， ③確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.12，當(dāng)= 9.8mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為0.65mm，故刀具磨鈍壽命T =35min。 ④檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.21，2.23，所選擇的切削用量是可以采用的，即： f =0.55mm/r，=250r/min，=7.69m/min。 ⑤計(jì)算基本工時(shí) （3-12） 4）鉆Φ9mm孔 ①進(jìn)給量f 由《切削用量簡明手冊》表2.10得鉆孔Φ9.8mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》表4.2－16取，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.19，可以查出鉆孔時(shí)的軸向力，當(dāng)f ≤0.80mm/r，≤25mm時(shí)，軸向力=6080N。軸向力的修正系數(shù)均為1.0，故=6080N。根據(jù)Z5132A立式鉆床說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力= 9000N，由于≤， 故 f = 0.55mm/r可用。 ②切削速度 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》3.111，根據(jù) （3-13） 對于190HBW的灰鑄鐵，=9.4，=0.25，=0，=0.4m =0.125，=35min 解得V=13.545m/min 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.31，切削速度的修正系數(shù)為：，，，，，，故 =(m/min) 根據(jù)Z3025搖臂鉆床說明書，可以考慮選擇選?。?，降低轉(zhuǎn)速，使刀具磨鈍壽命上升，所以， ③確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具磨鈍壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.12，當(dāng)= 9.8mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量為0.65mm，故刀具磨鈍壽命T =35min。 ④檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.21，2.23，所選擇的切削用量是可以采用的，即： f =0.55mm/r，=250r/min，=7.69m/min。 ⑤計(jì)算基本工時(shí) 最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填如機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片中。 第3章 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，通常要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，設(shè)計(jì)第5道工序—鉆2×φ11mm內(nèi)孔的鉆床專用夾具。 3.1設(shè)計(jì)主旨 本夾具主要用來鉆2-φ11mm孔，對孔進(jìn)行預(yù)加工。 3.2夾具設(shè)計(jì) 在給定的零件中，對本序加工的主要考慮φ11mm內(nèi)孔的位置相關(guān)尺寸。 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇法蘭盤圓柱外表面和端面為定位基準(zhǔn)面，保證加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 3.2.2切削力和加緊力計(jì)算 本步加工按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 鉆削軸向力 ： 扭矩 卡緊力為 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3.2.3定位誤差分析 一批工件在卡具中定位時(shí)，各個(gè)工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時(shí)造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。 形成原因有兩個(gè)，一是由于定位基準(zhǔn) 與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。 根據(jù)零件圖可知，T=0.28mm， Td=0.25mm，，。 已知孔的形狀公差為0.28，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，易知此結(jié)果符合。 3.2.4卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 課程設(shè)計(jì)心得體會 為期兩周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過程，在老師的指導(dǎo)下，我取得了可喜的成績，課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造技術(shù)》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了理論知識的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。 本次課程設(shè)計(jì)主要是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算、以及夾具設(shè)計(jì)等方面的知識。通過此次設(shè)計(jì)，使我們基本掌握了零件的加工過程分析以及零件圖、毛坯圖的繪制、工藝文件的編制等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。 此次課程設(shè)計(jì)對我來說獲益匪淺，讓我體會到了實(shí)際解決問題的重要性。在設(shè)計(jì)過程中，要運(yùn)用所學(xué)的理論知識，要查閱各種資料，盡管有些繁瑣，同時(shí)也讓我意識到自己還有許多還未掌握的知識，這些知識只有在實(shí)際設(shè)計(jì)中才能學(xué)會的。 總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我們的基本理論知識在實(shí)際解決問題中得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正！ 參考文獻(xiàn) [1] 吳拓.機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)（第二版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，2009.1 [2] 魯昌國.機(jī)械制造技術(shù)（第三版）[M].大連.大連理工大學(xué)出版社 ，2009.6 [3] 李洪.機(jī)械加工工藝手冊[M].北京：北京科學(xué)出版社，1990.12 [4] 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2001.8 [5] 蔡在檀. 金屬切削原理[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社,1994 [6] 任嘉卉.公差與配合手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1990 [7] 李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)備簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1994 [8] 艾興. 切削用量簡明手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [9] 趙家齊. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1987 [10] 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 [11] 孫本緒.熊萬武.機(jī)械加工余量手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999.11 [12] 李旦.機(jī)械加工工藝書冊第一卷[M].2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.12 [13] 袁哲俊.金屬切削刀具[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1984 14-