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哈尔滨理工大学课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书设计题目： 制定分度盘加工工艺，设计钻 8-7 孔的钻床夹具 专 业： 机电一体化技术 班 级： 机电11-2 学 号： 0930060207 姓 名： 王 帅 指导教师： 张 学 伟 机械工程系2013年11月19日机械制造技术基础课程设计任务书 设计题目：制定分度盘（一）零件（图5-26）的加工工艺，设计钻8-7孔的钻床夹具 设计要求： 1、中批生产； 2、选用通用设备； 3、采用手动夹紧机构； 设计内容： 1、绘制加工工件图，计算机绘图； 2、制订零件的加工工艺过程，填写零件加工艺过程卡一张和钻8-7孔工序的工序卡。 3、设计指定的工序夹具，绘制夹具全套图纸； 4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的写； 5、答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说书、 工艺过程卡和工序卡，并交电子文稿 。 设计时间：2013年11月11日至11月22日 答辩时间：2013年11月12日 班 级： 机电11-2班 学 号： 1130320223 学生姓名： 王 帅 指导教师： 张 学 伟 系 主 任： 陶 福 春 2013年11月9日目录序言4第一章 零件的分析5 （一）零件的作用5 （二）零件的工艺分析5第二章 工艺规程设计6 （一）确定毛坯形式6 （二）基面的选择7 （三）制定工艺路线7 （四）机械加工余量.，工序尺寸及尺寸的确定8 （五）确定切削用量级基本工时8第三章 专用夹具设计10 （一）设计主旨10（二）夹具设计10（三）定位基准的选择10（四）切削力和夹紧力的计算11 （五）定位误差分析12（六）夹具设计及操作的简要说明13参考文献15序言大学临近尾声，我们很多的基础课，比如机械原理机械设计机械制造基础工装设计都已经结束了。机械制造工艺学课程设计就是我们学完了这些基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此。它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。对我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于知识范围的限制和能力的欠缺，在整个设计过程中我存在很多的不足，但是在老师的知道下我真的学到了很多以前没有接触到的知识和能力。一 零件的分析（1） 零件的作用题目所给定的零件是分度盘(见图)，其主要作用，分度盘是将工件夹持在卡盘上或两顶尖间，并使其旋转、分度和定位的机床附件。按其传动、分度形式可分为蜗杆副分度盘、度盘分度盘、孔盘分度盘、槽盘分度盘、端齿盘分度盘和其它分度盘(包括电感分度盘和光栅分度盘)。按其功能可分为万能分度盘、半万能分度盘、等分分度盘。按其结构形式又有立卧分度盘、可倾分度盘、悬梁分度盘。分度盘作为通用型机床附件其结构主要由夹持部分、分度定位部分、传动部分组成。分度盘主要用于铣床，也常用于钻床和平面磨床，还可放置在平台上供钳工划线用。分度盘主要有通用分度头和光学分度头两类。（2） 零件的工艺分析 1）该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。 2）工序安排以台阶面和206的外圆表面定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。3）分度盘大端面对56H6孔中心线有垂直度要求；A平面的平面度公差为0.005mm，148对56H6孔的同轴度公差为0.005mm，外圆台阶面对90mm外圆轴心线有垂直度要求；206mm外圆与56h6mm孔有同轴度要求；8X12.5和16XM6有位置度要求可在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。 图1-1二 工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 根据材料40Cr，生产类型为大批大量生产及零件形状要求，可选择模锻件。毛坯的拔模斜度5。2）分度盘206mm外圆与56H6mm孔有同轴度要求，为保证加工精度，工艺安排应粗、精加工分开。3）主要表面虽然加工精度较高，但可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量地加工出来。 （二）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，合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。 1.粗基准的选择选择206为粗基准 2.精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，使工序集中来提高生产效率。除此之外还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案工序1：模锻工序2：热处理工序3：粗车左工序4：粗车右工序5:精车左工序6:精车右工序7:钻56孔工序8:插键工序9:去毛刺工序10:钻12.5工序11:钻-扩164工序12:钻87孔工序13：钻-攻16M6，2M1 工序14：清洗 工序15：终检（四）机械加工余量、工序及毛坯尺寸的确定根据机械加工后零件的形状及零件材料，估算锻件毛坯重量为=7.50kg。1.外圆表面（206 90 154 148） 毛胚加工表面直径为为220，206 90的表面粗糙度为3.2um，154 148表面粗糙度为2um，粗车余量1.6mm，查表工艺手册表2.3-2，精车余量0.2mm，查工艺手册表2.3-32. 分度盘的毛坯图 图1-2（五）确定切削用量及基本工时 钻12.5孔：通过1中表10.4-1可得：进给量：f =(0.14-0.18)mm/r又l/d=4.5，取修正系数为0.95，则f=(0.14-0.18)0.95=(0.0665-0.171)mm/r根据Z5125A钻床说明书，选择f=0.0855mm/r. 通过1中表10.4-9并结合表10.4-16可得： 切削速度： 其中：，, 通过1中表10.4-8查得：钻头的耐用度T=15min，修正系数为1则可得出：结合1中表10.4-16取综上可得：机床主轴转速取 故实际切削速度为： 钻孔工时： 通过1中表10.4-43可得： 轴向力、扭矩及功率的计算 通过1中表10.4-11并结合表10.4-16可得：轴向力 其中， 则，扭矩 其中， 则， 功率 （三）专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。经过与指导师协商，决定设计第12道工序钻7孔的钻床专用夹具。（一）设计主旨本夹具主要用来钻7mm孔。（二）夹具设计在给定的零件中，对本序加工的主要考虑同轴度相关要求。（三）定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择一端面和孔12.5和90为定位基准面，保证加工基准和设计基准重合，再使用卡紧机构进行卡紧。（四）刀具导向选择为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一般安装在钻模板上，此处，采用钻模板与夹具体一体的结构，有利于提高夹具刚度。钻套与工件之间留有排削间隙。（五）切削力和加紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削轴向力 ：扭矩 卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=24.1N使用快速定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。（五）定位误差分析定位误差由基准不重合误差和基准移位两部分组成，定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即= 由3.2定位方案可知定位基准与工序基准重合，所以=0。零件在定位衬套中定位时，由于（最小间隙）无法通过调整刀具预先予以补偿，所以在加工尺寸方向上的最大基准移位误差可按最大孔和最小轴（配合代号H7/p6)求得（配合代号H7/p6)，则 =0.087mm 综上所述，夹具的定位误差为=0.087mm，满足要求。（六）卡具设计及操作的简要说明夹具的夹紧力不大，所以可以使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速夹紧机构。课程设计心得体会整个课程设计的过程让我真的学到了太多，而且不仅仅限于有限的知识。当我快要完成老师下达给我的任务的时候,我仿佛经过了一次翻山越岭,登上了高山之颠,顿感心旷神怡,眼前豁然开朗.课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,这是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不可少的过程.“千里之行始于足下”,通过这次课程设计,学会脚踏实地地迈开这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。说实话,课程设计真实有点累。然而,当我一着手清理自己的设计成果,仔细回味这两周的心路历程,一种少有的成功喜悦即刻是我倦意全消。虽然这是我刚学会走完的第一步,使我人生中的一点小小的胜利,然而它令我感到自己成熟许多,这个痛并快乐的过程让我很满足。通过课程设计,使我深深体会到,做任何事都必须耐心、细致。课程设计过程中,许多计算有时不免令我感觉心烦意乱,有几次因为不小心我算计出错,只能毫不情愿地重来。但一想起老师平时对我们耐心的教导,想到今后自己应当承担的社会责任,想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故,我不禁时刻提醒自己,一定要养成一种高度责任、一丝不苟的良好的习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。最后，我要衷心的感谢老师,是您的严厉批评唤醒了我,是您的敬业精神感动了我,是您的教诲启发了我,是您的殷切期望鼓舞了我。我感谢老师您今天又为我增添了一副坚硬的翅膀.参考文献1吴 拓主编机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京：机械工业出版社，20102艾兴、肖诗纲主编切削用量简明手册M.北京：机械工业出版社.3李益民主编.机械制造工艺设计简明手册M .北京：机械工业出版社，19934孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，19915王 栋主编.机械制造工艺课程设计指导书M.北京：机械工业出版社6梅 伶主编.模具课程设计指导北京：机械工业出版社，20107王卫卫主编.材料成形设备北京：机械工业出版社，20108甘永立主编.几何公差与检测上海：上海科学技术出版社，20089孙 桓、陈作模、葛文杰主编.机械原理北京：高等教育出版社，200610崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993- 14 -4 车床夹具设计4.1问题的提出夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程地切削加工、 热处理、装配等工艺过程中。机床夹具按在不同生产类型中的通用性，可以分为通用夹具. 专用夹具. 可调夹具. 组合夹具等。本课题设计的是工件加工车90外圆、镗56内孔工序专用夹具4.2夹具的设计4.2.1定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。方案一1面也就是整个工件的截面定位限制两个自由度。2面是工件的地面定位限制三个自由度3面是侧面定位限制一个自由度。方案二1面是工件的底面限制三个自由度。 2面是侧面限制一个自由度。 3面是外端面定位限制两个自由度。方案比较：方案一：是按照基准统一及基准重合原则确定的，有利于夹具的设计制造，加紧力方向指向定位元件刚性较大的方向，定位相对简单。方案二：是是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造，但不容易保证空的轴线与外圆对称面的重合，钻头进给的的轴向力完全由定位元件承受，很容易引起变形。本工序车90外圆、镗56内孔，加工的切削力主要是刀头进给时的轴向力，样工件轴向几乎没有切削力，所需要的加紧力不是很大。综合考虑两个方案的优缺点，及加工的具体情况，采用方案二。4.2.2定位元件的设计通过方案二来选择设计定位元件4.2.3切削力及夹紧力的计算刀具： 粗车切削力：查现代机床夹具设计P104表，得车削切削力计算公式： 圆周分力Fc = 902 Kp径向分力Fp = 2383Kp轴向分力Ff =3326Kp其中背吃刀量 2.3mm(30) 4mm(35)f每转进给量 0.16mm(30) 0.3mm (35)Vc切削速度m/min 60(30) 40(35)Kp修正系数1.08 1.63 0.70所以切削时的各切削力Fc1= 566.8N Fp2=801.5N Ff3= 416.4N精车切削力：背吃刀量0.5mm(30) 0.7mm(35)f每转进给量 0.13mm(30) 0.2mm (35)Vc切削速度m/min 38(30) 20(35)Kp修正系数 1.08 1.63 0.70所以切削时的各切削力Fc1= 105.45N Fp2= 57.23N Ff3= 97.96N 车削夹紧力：查机床夹具设计手册P70表3-6，查得工件以V形块和定位块定位时所需夹紧力计算公式： Wk = 式中Wk实际所需夹紧力K安全系数弹簧夹头的半锥角u2工件与夹具支承面的摩擦系数则所需夹紧力 Wk=399（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3、定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为V形块与定位块，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合B=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。Y=0.5d=0.50.12mm=0.06mm4.2.4加紧元件的设计加紧元件由一个V型块给工件顶端一个向下的力来使工件加紧，而后的螺杆是为了在装卸工件方便所做的设计4.2.5紧固元件的选择由于夹具零件都是固定在夹具体上面的，所以应该选择螺钉，由于夹具的设计尺寸面的宽度多为15或者20cm，尺寸较小，为了满足强度要求以及在这么小的空间装配拆装，故选择内六角圆柱头螺钉。4.2.6夹具操作说明先将定位元件及加紧元件固定在夹具体上面，然后只需拧松螺杆将V型块退回即可将元件按照定位基准放置好，最后拧紧螺杆将元件加紧。当加工完成之后拧松螺杆将元件取下，在放入下一个零件。7总 结毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入社会打下了好的基础。毕业设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此我们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了很多，也非常珍惜大学给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。致 谢这次毕业设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下他的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从题目的选择到项目的最终完成，他都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，他不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册M，上海：上海科学技术出版社，1980。2 张进生。机械制造工艺与夹具设计指导。机械工业出版社，1995。3 李庆寿。机床夹具设计。机械工业出版社，1991。4 李洪。机械加工工艺手册。北京出版社，1996。5 上海市金属切削技术协会。金属切削手册。上海科学技术出版社，2590。6 黄如林，刘新佳，汪群。切削加工简明实用手册。化学工业出版社，2590。7 余光国，马俊，张兴发，机床夹具设计M，重庆：重庆大学出版社，1995。8 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2542。9刘文剑，曹天河，赵维，夹具工程师手册M，哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。10 王光斗，王春福。机床夹具设计手册。上海科学技术出版社，2542。11 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学。机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，1984。 12 李庆寿，机械制造工艺装备设计适用手册M，银州：宁夏人民出版社，1991。13 廖念钊，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M，中国计量出版社，2540：9-19。14 王光斗，王春福，机床夹具设计手册M，上海科学技术出版社，2540。15 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2545：4-17哈尔滨理工大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称分度盘共1页第 1页车间工序号工序名材料牌号25钻、扩7mm孔45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5501夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时/s准终单件0281.16工步号工步内容工艺装备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量/进给次数工步工时/s机动辅助描图1钻孔至4.004.15mm、Ra12.5m麻花钻、卡尺、塞规73523.10.24.0110.382.08王帅2扩孔至4.204.31mm、Ra12.5m扩孔钻、卡尺、塞规99636.000.120.3112.902.58描校3扩孔至4.504.63mm、Ra12.5m扩孔钻、卡尺、塞规99640.660.120.3112.902.584扩孔至5.005.13mm 、Ra12.5m扩孔钻、卡尺、塞规50039.250.150.5119.443.895扩孔至5.505.63mm 、Ra12.5m扩孔钻、卡尺、塞规50042.390.150.5115.543.116扩孔至6.006.13mm 、Ra12.5m扩孔钻、卡尺、塞规50045.530.150.5115.543.11底图号7扩孔至6.506.63mm 、Ra12.5m扩孔钻、卡尺、塞规50048.670.150.5115.543.118扩孔至7.007.16mm 、Ra6.3m扩孔钻、卡尺、塞规50050.240.150.5115.513.11设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013/11/17.机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号831007共 6页产品名称零（部）件名称分度盘第1 页车 间工序号工序名称材料牌号金工02粗车端面，外圆，台阶面40Cr毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车刀夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具三爪卡盘工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助010粗车端面，外圆，台阶面专用夹具400113.040.4811编制（日期）审核（日期）会签（日期）2015.11.20周建国机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号831007共 6页产品名称零（部）件名称分度盘第1 页车 间工序号工序名称材料牌号金工03粗车左端面40Cr毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车刀夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具三爪卡盘工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助010粗车左端面专用夹具400113.040.4811编制（日期）审核（日期）会签（日期）2015.11.20周建国机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号831007共 6页产品名称零（部）件名称分度盘第1 页车 间工序号工序名称材料牌号金工04精车端面，外圆，台阶面40Cr毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车刀夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具三爪卡盘工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助010精车端面，外圆，台阶面专用夹具400155.560.480.31编制（日期）审核（日期）会签（日期）2015.11.20周建国机 械 加 工 工 序 卡产品型号零（部）件图号831007共 6页产品名称零（部）件名称分度盘第1 页车 间工序号工序名称材料牌号金工05精车左端面40Cr毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数车刀夹 具 编 号夹 具 名 称切 削 液专用夹具三爪卡盘工序工时准终单件序号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)切削深度(mm)走刀次数时间定额机动辅助010精车左端面专用夹具400155.560.480.31编制（日期）审核（日期）会签（日期）2015.11.20周建国哈尔滨理工大学机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称分度盘共1页第 1页车间工序号工序名材料牌号7钻、扩12.5mm孔45毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数锻件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5501