机械制造基础课程设计

1、机械制造基础课程设计题目: 制定后钢板弹簧吊耳的加工 工艺,设计钻 ?30工艺槽的铣床夹具 班 级:机械 03-1-16学 生 : 指导教师 : 哈尔滨理工大学2006-9-26目录设计任务书。. 零件的分析。二 . 工艺规程设计。3, 一 , 确定毛坯的制造形式。3基面的选择。制订工艺路线。oooooooooooo3, 四 , 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。 5, 五 , 确定切削用量及基本工时。三. 夹具设计, 问题的提1313出。, 卡具设计。四. 参考文 献。OOOO I1 哈尔滨理工大学 机械制造工艺及夹具课程设计任务书 题目, 制定后钢板弹簧吊耳的加工工艺 , 钻 ?30

2、 孔的钻 床夹具要求,1. 中批生产 ,2. 尽量选用通用夹具。内容 ,1. 填写设计任务书 ,2. 制订一个中等零件的加工工艺过程 , 填写工 艺过程卡和工序卡各一张 ,3. 设计指导教师指定的工序夹具 ,绘制全套夹具2图纸, 要求用计算机绘图 ,4. 编写设计说明书一份 , 按照毕业论文的格式写, 要求打印文稿。一 , 零件的分析零件的工艺分析后钢板弹簧吊耳共有三组加工表面现分述如下：,0.051,以？37mm孔为中心的加工表面 0,0.05 , 0.2 , 0.05这一组加工表面包括：一个？37mm勺孔尺寸为76mnt勺与?37mn孔相垂直的平面，0.600,0.05其中主要加工表面为？

3、37mnU勺孔，0,0.0452,以？30mn孔为中的加工表面0,0.045 , 0.074 , 0.045这一组加工表面包括：两个？30mn!i勺孔以及尺寸为77与两个？30mm孔相垂000直的内平面以及两个孔的外表面，3, 以？10.5mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：两个？10.5mm的孔一, 工艺规程设计, 一, 确定毛坯的制造形式零件材料为 35 钢考虑到该零件在汽车中的受力并保证零件的工作可靠性 零件为中批生产因此毛坯可采用模锻成型3, 二, 基面的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理可以 使加工质量得到保证生产效率得以提高。否则加工工艺过程中

4、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。,1,粗基准的选择。以？30mn孔一侧端面为粗基准以消除三个自由度然后加 yxz一个辅助支承。,2,精基准的选择。根据基准重合和互为基准原则选用设计基准作为精基准 当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算。, 三 , 制订工艺路线制订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 术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下可以考虑采用万能性机 床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外还应当考虑经济效率以便使生产成 本尽量下降。1. 工艺路线方案一工序？粗铣？37mm孔端面。工序？粗镗？37mm孔倒角1.5 X

5、45?。工序？粗铣？30mm孔外端面。工序？粗铣？30mm孔内端面。工序？扩粗铰? 30mm孔并加工倒角1X 45?。工序？粗镗？37mm孔。工序？半精铣？37mn孔端面。工序？半精铣？37mn孔端面。工序？钻2-?10.5mm孔。工序？铣宽为4mm的槽工序? 去毛刺。工序 ? 检查。2. 工艺路线方案二工序？粗铣？37mm孔端面。工序？粗镗？37mm孔倒角1.5 X 45?工序？粗铣？30mn孔外端面工序？粗铣？30mm孔内端面。工序？扩粗铰? 30mm孔并加工倒角1X 45?。工序？粗镗？37mm孔。4工序？半精铣？37mn孔端面。工序？半精铣？37mn孔端面。工序？钻2-？10.5mm孔

6、。工序？铣宽为4mm的槽工序？ 去毛刺。工序 ？ 检查。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工？37mn孔端面再以该加工平 面为基准加工其余平面最后加工各个孔，方案二是先以？30mn孔外端面为基准加 工？37mn孔端面再以？37mn孔端面为基准加工其它端面和孔。两相比较可以看出 方案二遵循互为基准原则能够较好的保证加工精度对设备要求较低而方案一 工序比较集中考虑实际设备条件可将两个方案进行综合考虑。具体工艺过程如 下：工序？ 锻造毛坯工序？ 时效处理去应力工序？铣？37mm孔端面。工序？扩粗铰精铰？37mn孔并加工倒角1.5 X 45？。工序？铣尺寸为77mm的孔端面。

7、工序？粗铣？30mm孔端面。工序？钻2-? 10.5mm孑L。工序？钻扩？ 30mm孑并加工倒角1X 45?工序？铣宽为4mm的槽工序？ 去毛刺工序 ？ 检查。, 四, 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “后钢板弹簧吊耳”零件材料为 35 钢毛坯重量约为 2 .6Kg 生产 类型为中 批生产采用锻造。根据上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的饿机械加工余量 工序 尺寸及毛坯尺寸如下 :1.?37mm孑毛坯为空心参照机械加工工艺手册确定工序尺寸为Z=2.6mm。,1.6由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取M1,毛坯尺寸为？34.4。根据 机械加工工艺手册 ,1.2加工余量分别为 :粗镗

8、:?36mm 2Z=1.6mm5精镗:?36mm 2Z=1.0mm 2.?30mnjrL 毛坯为实心参照机械加工工艺手册确定工序尺寸为Z=2.0mm。由锻件复杂系数为S1,锻件材质系数取M1,毛坯尺寸根据机械加工工艺手 册加工余量分别为 :钻孔:？28mm铰孔:?30mm 2Z=2mm3. ?37mm孔、？30mn孔端面的加工余量参照机械加工工艺手册取加工精度F2 ,由锻件复杂系数为S3,两孔外侧单边加工余，1.2，1.1量为Z=2mm锻件材质系数取M1,复杂系数为S3,确定锻件偏差为 mm和 mm ,0.6,0.5根据机械加工工艺手册加工余量分别为 :?37mn孔端面：粗铣 2Z=3.0mm

9、精铣 2Z=1.0mm?30mn孔端面：粗铣 2Z=4.0mm4. ?10.5mm 孔毛坯为实心不出孔 为自由工差。根据机械加工工艺手册加工余量分 别为 ：钻孔:?10.5mm 2Z=10.5mm由于本设计规定的零件为中批生产可采用调整法加工因此在计算最大、最 小加工余量时可按调整法加工方式予以确定。毛坯名义尺寸：122+2 X 2=126mm毛坯最大尺寸:126+2 X 1.3=128.6mm毛坯最小尺寸 ：126-2X0.7=124.6mm铣后最大尺寸 ：122+0=122mm铣后最小尺寸 ：122-0.17=121.83mm将以上计算的工序间尺寸及公差整理成下表 ： ,mm,锻造毛坯 铣

10、削加工 工工序尺？30mn孔处加寸加最大 128.6 mm 工最小 124.6 mm 前6加最大 128.6 mm 112 mm 工最小 124.6 mm 121.83 mm 后 加工余量 2 mm 最大 3.65 mm, 单边 , 最小 1.435 mm加工公差 mm -0.17/2 mm ，1.1 ,0.5, 五, 确定切削用量及基本工时工序?:粗铣？37mm孔端面。本设计采用查表法确定切削用量。1.加工条件工件材料:35钢锻造。加工要求：铣？37mn端面Ra6.3卩m机床 :X51 立式铣床。d刀具:YT15硬质合金面铣刀齿数 Z=5=100mm w2. 计算切削用量根据切削手册 mm/

11、z f,0.20zv,118 切削速度:根据相关手册 取 m/minv10001000，118n ,r/min, ,375.8s,dw,，100现采用X51立式铣床根据机床说明书取 n=375 r/min。wdn,，100，375,ww,117.5 故实际切削速度 ,m/min, v10001000f 当 n=375 r/min 时工作台每分钟进给量应为 wmf,fzn,0.2，5，375,375 ,mm/min, mzwf,375 查机床说明书取 mm/min mlll ，10012 切削工时 t ,min, ,0.27mf375m7为加工一侧端面的时间总工时 ，min, tt,2, 0.2

12、64,0.528m工序？扩粗铰精铰?37mn?L并加工倒角1.5 X 45?。根据机械加工工艺手册查得加工？37mn孔的进给量？=0.3 1.0mm-按机床规格取=0.6mn切削速度根据相关手册及机床说明书取v=30mm/加工孔径=?36mm df0则1000v1000， 30 ,r/min, n,265.4sd,， 360根据机床选取 n=300 r/min 。 wdv, ， 36， 300,0 实际切削速度 ,33.9 ,m/min, v10001000l ， l ， l76 ， 1012切削工时 ,min, t,0.48nf300， 0.6w工序？铣尺寸为77mm勺孔端面。根据切削手册

13、mm/z f,0.20z切削速度 :根据相关手册 取 m/min v,118d,125 刀具与工序 ?所使用刀具相同 mm z,4wv10001000， 118n ,r/min, ,300s,dw,， 125现采用X51立式铣床根据机床说明书取 n=300 r/min。wdn, ， 125， 300,ww,118 故实际切削速度 v ,m/min, 10001000f当n=300 r/min 时工作台每分钟进给量应为 wmf,fzn,0.2， 4， 300,240 ,mm/min, mzwf,235.2 查机床说明书取 mm/min m8lll ， 65， 4012 切削工时 ,min, t,

14、0.45mf235.2m为加工一侧端面的时间总工时，min, tt,2 , 0.45,0.90m工序？粗铣？30mm孔两端面。 根据切削手册 mm/z f,0.20z 切削速度 : 根据相关手册 取 m/min v,118 刀具与工序 ?所使用刀具相同 d,125mm z,4wv10001000， 118 n ,r/min, ,300s,dw,， 125现采用X51立式铣床根据机床说明书取 n=300 r/min。wdn, , 125, 300,ww故实际切削速度,118 ,m/min, v10001000 f 当 n=300 r/min 时工作台每分钟进给量应为 wmf,fzn,0.2， 4

15、， 300,240 ,mm/min, mzwf,235.2 查机床说明书取 mm/min mlll ， 65， 4012 切削工时 ,min, t,0.45mf235.2mt 为加工一侧端面的时间总工时 ,min, t,2， 0.45,0.90m工序？铣尺寸为77mm勺孔端面。 工序?:精铰孔至？37mm 根据机械加工工艺手册查得f=0.5mm/rn=1000r/min=16.6r/s w9切削速度 v=40m/min=0.67m/sl， l， l76， 1012切削工时 ,min, t,0.14nf1000， 0.6w工序？铣？30mm孔两端面。根据切削手册 mm/z f,0.20zv,11

16、8 切削速度:根据相关手册 取 m/min， 100v10001000， 118 n ,r/min, ,375.8s,dw,现采用X51立式铣床根据机床说明书取 n=375 r/minowdn, , 100, 375,ww故实际切削速度,117.5 ,m/min, v10001000f 当 n=375 r/min 时工作台每分钟进给量应为 wmf,fzn,0.2, 5, 375,375 ,mm/min, mzwf,375 查机床说明书取 mm/min mlll , 10012 切削工时 ,min, t,0.27mf375mt 为加工一侧端面的时间总工时 ,min, t,2, 0.264,0.5

17、28m半精铣？30mnfL端面。根据切削手册 mm/z f,0.20z 切削速度 :根据相关手册 取 m/min v,118 d,125 刀具与工序?所使用刀具相同 mm z,4wv10001000, 118n ,r/min, ,300s,dw, 12510现采用X51立式铣床根据机床说明书取 n=300 r/min。wdn, , 125, 300,ww故实际切削速度，m/min, ,118v10001000当 n=300 r/min 时工作台每分钟进给量应为 fwmf,fzn,0.2，4，300,240 ,mm/min, mzw查机床说明书取 f,235.2 mm/min mlll ，65，

18、4012 切削工时 ,min, t,0.45mf235.2mt 为加工一侧端面的时间总工时 ,min, t,2，0.45,0.90m工序？钻2-? 10.5mm孔。d,10.5mm 确定进给量 f: 根据机械加工工艺手册 锻件硬度 149-187HBS 取f=0.234 mm/r 。0切削速度：根据相关手册查得切削速度m/min所以v,12.6v10001000， 12.61000V n,382 ,r/min,n, sd,，10.5w根据机床说明书选取 n=394 r/min w dv,，10.5，394,w,13.0 故实际切削速度 v ,m/min, 10001000I ，l ，l48 ，

19、1212 切削工时 ,min, t,0.65nf394，0.234w工序？钻扩？ 30mm孔并加工倒角1X 45?ff 确定进给量 ： 根据机械加工工艺手册 =0.43 mm/r 。II切削速度 ： 根据相关手册查得切削速度 V=19.8m/min 所以100010000.33v，n,3.5,wd3.1428， ,r/s,w根据机床说明书选取n=3.25 r/s,dnw3.14283.25 ，v,0.28610001000 故实际切削速度 ,m/min, 切削工时lll ，12133t,95wnf3.250.43， ,s,ff 确定进给量 ： 根据机械加工工艺手册 =0.92 mm/r 。 v

20、,0.125切削速度：根据相关手册查得切削速度 m/s所以 10000.125，n,1.323.1430 ， ,r/s,w根据机床说明书选取n=1.67 r/s,dnw3.14301.32 ，v,0.12410001000 故实际切削速度 ,m/s, lll12 ，88t,wnf切削工时 ,s,工序工序？铣宽为4mm的槽根据切削手册 mm/z f,0.01z切削速度 ： 根据相关手册 取 m/min v,146d,80刀具采用YT15硬质合金面铣刀 mm乙4wv10001000， 146n ,r/min, ,581s,dw,， 80根据机床说明书取n=600 r/min。故实际切削速度w12,

21、dn, ，80，600ww,148v ,m/min, 10001000当 n=600r/min 时工作台每分钟进给量应为 fwmf,fzn,0.01，4，600,24 ,mm/min, mzw查机床说明书取 f,23.52 mm/min mlll ， 22， 1212 切削工时 ,min, t,1.45f23.52m 最后将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果连同其他加工数据一并 填入机械加工工序过程综合卡片。三. 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需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商决定设计第 ?道工序钻 2-?30孔的钻床夹具。本夹 具将用于Z535摇臂钻床刀具为高速

22、钢锥柄麻花钻, 一 , 提出问题本夹具用来钻？30mn?L加工本道工序时该孔表面粗糙度没有过高的精度要 求。因此在本道工序加工时主要考虑如何保证孔的定位如何降低劳动强度、 提高劳动生产率。, 二, 夹具设计1. 定位基准的饿选择由零件图可知以？37mn孔和？37mn孔的一个端面为定位基准采定位销用为 辅助支承同时为了缩短本工序的辅助时间应设计一个可以快速更换工件的夹紧 装置。2. 切削力和夹紧力的计算 刀具:麻花钻 ?28mmXFYF0.7FCdfK, ， ,9.8161.2280.430.98380oFF 轴向力: ,N,ZMYM2.00.8FCdfK,， ,9.810.0311280.43

23、0.873.78oMM 扭距 :NmK,KKK在计算切削力时必须把安全系数考虑在内安全系数123为基本安全系数 1.5, K113为加工性质系数 1.1, K2为刀具钝化系数 1.2。 K3FFK,，, ， ,8380 1 .5 1 . 1 1 .2 1 6592.4t 所以 ,N,夹紧力 : 在此夹具中只是为了防止工件在加工过程中的振动和转动因此 小。3. 定位误差分析 定位尺寸公差的确定。工件的主要要求同轴度同轴度的误差主要有钻套和衬 套的不同同轴度引起的 ,衬套的同轴度小于 0.005钻套的同轴度小于 0.005 而零件要求的最大同轴度为 0.01 定位尺寸公差的确定。夹具的主要定位元件

24、是一根定位轴，该定位轴的尺寸 与公差现定与本零件在工作时与其相配的轴的尺寸与公差相同 , 取其公差为 ,0.03337, 0.017n6，即？。定位轴与零件的最大间隙为 max=0.05-(0.033)=0.017mm 而零件要求的最小偏差为 ,min=0.045-0=0.045 ,因此最大间隙满足精度要求. 夹具设计及操作的简要说明如前所述在设计夹具时应该注意提高劳动生产率为此应首先着眼于 采用何种夹紧装置以减少更换工件的辅助时间。本夹具设计采用开口垫圈夹紧装置 只要松开螺母即可取下工件可以提高劳动生产率而且本夹具总体结构设计比 较简单、紧凑。四、参考文献1. 机械制造工艺学课程设计指导书

25、机械工业出版社 赵家齐 编 2. 简明 机械加工工艺手册 上海科学技术出版社 徐圣群 主编 3. 机床夹具设计手册 第二版 上海科学技术出版社4（ 切削手册 机械工业出版社 艾兴 肖诗纲 编14付: 外文翻译电火花加工电火花加工法对加工超韧性的导电材料 （如新的太空合金 ） 特别有价值。这些金 属很难用常规方法加工，用常规的切削刀具不可能加工极其复杂的形状，电火花加 工使之变得相对简单了。在金属切削工业中，这种加工方法正不断寻找新的应用领 域。塑料工业已广泛使用这种方法，如在钢制模具上加工几乎是任何形状的模腔。电火花加工法是一种受控制的金属切削技术，它使用电火花切除 （ 侵蚀） 工件上 的多余

26、金属，工件在切削后的形状与刀具 （ 电极） 相反。切削刀具用导电材料 （通常 是碳） 制造。电极形状与所需型腔想匹配。工件与电极都浸在不导电的液体里，这 种液体通常是轻润滑油。它应当是点的不良导体或绝缘体。 用伺服机构是电极和 工件间的保持0.00050.001英寸（0.010.02mm）的间隙，以阻止他们相互接触。频 率为20000Hz左右的低电压大电流的直流电加到电极上，这些电脉冲引起火花，跳 过电极与工件的见的不导电的液体间隙。在火花冲击的局部区域，产生了大量的热 量，金属融化了，从工件表面喷出融化金属的小粒子。不断循环着的不导电的液 体，将侵蚀下来的金属粒子带走，同时也有助于驱散火花产

27、生的热量。在最近几年，电火花加工的主要进步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的 金属切除率时，表面粗糙度可达 24vin.(0.05 0.10vin) 。用高的金属切除率 如高达 15in3/h(245.8cm3/h)时，表面粗糙度为 1000vin.(25vm) 。需要的表面粗糙度的类型，决定了能使用的安培数 , 电容, 频率和电压值。快速 切除金属 (粗切削)时，用大电流 ,低频率, 高电容和最小的间隙电压。缓慢切除金属 (精切削)和需获得高的表面光洁度时，用小电流 ,高频率, 低电容和最高的间隙电 压。与常规机加工方法相比，电火花加工有许多优点。1 . 不论硬度高低，只要是导电材料都能对

28、其进行切削。对用常规方法极难切 削的硬质合金和超韧性的太空合金，电火化加工特别有价值。152 . 工件可在淬火状态下加工，因克服了由淬火引起的变形问题。3 . 很容易将断在工件中的丝锥和钻头除。4 . 由于刀具 ( 电极 ) 从未与工件接触过，故工件中不会产生应力。5 . 加工出的零件无毛刺。6 . 薄而脆的工件很容易加工，且无毛刺。7 . 对许多类型的工件，一般不需第二次精加工。8 . 随着金属的切除，伺服机构使电极自动向工件进给。Electrical discharge machiningElectrical discharge machining has proved especiall

29、y valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. These metals would have been difficult to machine by conventional methods, but EDM has made it relatively simple to machine intricate shapes that would be impossible to produce with conven

30、tional cutting tools. This machining process is continually finding further applications in the metal-cutting industry. It is being used extensively in the plastic industry to produce cavities of almost any shape in the steel molds.Electrical discharge machining is a controlled metal removal techniq

31、ue whereby an electric spark is used to cut (erode) the workpiece, which takes a shape opposite to that of the cutting tool or electrode. The cutting tool (electrode) is made from electrically conductive material, usually carbon. The electrode, made to the shape of the cavity required, and the workp

32、iece are both submerged in a dielectric fluid, which is generally a light lubricating oil. This dielectric fluid should be a nonconductor (or poor conductor) of electricity. A servo mechanism maintains a gap of about 0.0005 to 0.001 in. (0.01 to 0.02 mm) between the electrode and the work, preventin

33、g them from coming into contact with each other. A direct current of low voltage and high amperage is delivered to the electrode at the rate of approximately 20 000 hertz (Hz). These electrical energy impulses become sparks which jump the dielectric fluid. Intense heat is created in the localized ar

34、ea of the park impact, the metal melts and a small particle of molten metal is expelled from the surface of the workpiece . The dielectric fluid, whichis constantly being circulated, carries away the eroded particles of metal and also assists in dissipating the heat caused by the spark.16In the last

35、 few years, major advances have been made with regard to the surface finishes that can be produced. With the low metal removal rates, surface finishes of 2 to 4 um. (0.05 to 0.10um) are possible. With high metal removal rates finishes of 1 000uin. (25um) are produced.The type of finish required determines the number of amperes which can be used, the capacitance, frequency, and the voltage setting. For fas