机械制造技术课程设计--底座零件的机械加工工艺规程制订及齿轮专用钻磨夹具设计

1、机械制造技术课程设计题目：底座零件的机械加工工艺规程制订及齿轮专用钻磨夹具设计内容：1.机械加工工艺过程卡片1 套2. 机械加工工序卡片1套3. 专用夹具装配图及其零件图纸1份4. 零件图及其毛坯图1份5. 设计说明书1份姓 名：学 号： KT913-5-26专 业： 机械设计制造及其自动化指导教师：目录1课程设计的题目32课程设计时间33课程设计的目的及其要求33.1课程设计的目的33.2课程设计的内容要求34设计内容44.1零件的分析44.2零件的工艺分析54.3毛坯设计54.4选择加工方法，拟定工艺路线74.5加工设备及刀具、夹具、量具的选择84.6夹具精度分析与计算 115、心得体会1

2、26、参考文献131、课程设计的题目底座零件的机械加工工艺规程制订及齿轮专用钻磨夹具设计2、课程设计时间2011年12月15日 2012年1月10日3、课程设计的目的 及其要求3.1课程设计的目地机械加工工艺课程设计是机械类学生在学完了机械制造技术，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。本课程设计主要培养学生综合运用所学的 知识来分析处理生产工艺问题的能力， 使学生进一步巩固有关理论知识， 掌握机 械加工工艺规程设计的方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打 好基础。另外，这次课程设计也为以后的毕业设计进行了一次综合训练和准备。通过本次课程设计，应使学生在下述各方面得到锻炼：

3、3.1.1 熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关先修课程中的基本 理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等问题， 从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。.从而培养制定零件机械加工工艺 规程和分析工艺问题的能力，3.1.2通过夹具设计的训练，进一步提高夹具结构设计（包括设计计算、工程制图 等方面）的能力。3.1.3熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。3.1.4在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。3.2 课程设计的内容要求3.2.1对零件图进行工艺分析。3.2.

4、2对零件进行分析后，初步拟定工艺路线、确定切削余量、绘制零件的毛坯图，填写机械加工工艺过程卡。3.3.3进行切削用量、机械加工时间等的计算和查表。334填写机械加工工序卡片。335对指定工序提出工装设计任务书。3.3.6根据工装设计任务书（教师指定）进行机床专用夹具设计，包括设计方案 的确定、结构设计、定位误差和夹紧力的计算，绘制夹具装配图、零件图等等。3.3.7编写课程设计说明书。3.3.8进行课程设计答辩。4，设计内容4.1、 零件的分析（见下图）4.1.1、零件的作用该零件是钻磨夹具上的底座，是用来固定定位座、定位轴和支板的.中心24的孔与定位轴连接，前端通过两个螺钉固定支板连接，右上端

5、由两个销和两 个螺钉连接。4.1.2、 零件的形状及其具体尺寸、公差如上图所示。4.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为45号钢，该材料为优质碳素结构用钢，硬度不高 易切削。底座共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： 上端面的加工表面：这一组加工表面包括：上端面：钻 门24。0.021的孔，并带有倒角；钻两个 8 通孔。其中8、：240°.021的孔直接在镗床上进行初镗一一半精镗。前端的加工表面：这一组加工表面包括：前端面，铣凹槽，粗糙度 0.8，钻孔8,孔深20。 该零件上的主要加工面是24oO.O21的孔。：: J24oO.O21孔的尺寸精度直接影响底 座与定

6、位轴的配合精度。由参考文献【5】中有关和孔加工的经济加工精度及机 床能达到的位置精度可知，上要求是可以达到的。零件的结构工艺性也是可行的。其具体过程如下表：加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法六面Ra0.8IT11以下铣20中心孔无IT11以下钻孔-粗镗一半精镗右M8通孔无IT11以下钻通孔并攻丝倒角无IT11以下粗车前端凹槽0.8IT11以下铣前M8-7H螺纹孔无IT11以下钻孔并攻丝4.3毛坯设计431毛坯的选择毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产 中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：a型材、b锻造、c铸造、d焊接、f其他毛坯。根据零件的材料，推荐

7、用型材。该零件材料为45号钢。4.3.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差4.3.2.1 求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓的尺寸，最大长 215mm宽150mm高31mm4.322选择型材公差等级查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按优质碳素结构用钢，得铸件公差等 级为812级取为11级。4.3.2.3 求机械加工余量等级查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为45号钢得机械加工余量等级E-G级选择F级。4.3.3、确定机械加工余量以单边端面的加工余量确定为例工序名称工序基本余量工序的经济精度工序尺寸工序尺寸及其公差和Ra铣车0.5H7215215 Ra=0.8 卩 m毛坯H12215+0.5=215

8、.5215.5 Ra=25 卩 m根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取铸件加工表面的单边余量为7mm所以工件的总长为14+215=229mm其他的加工余量以此类推。4.3.4、确定毛坯尺寸由上面的计算方法可以得出其他的毛皮尺寸，他们的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra三0.8。Ra< 0.8的表面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面Ra三0.8，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺 寸加上所查的余量。（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值）4.3.5、设计毛坯图由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模 在铸造过程中的错移所以选前后对称的中

9、截面为分型面。为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效处理。（毛坯图见附页）4.4、选择加工方法，拟定工艺路线4.4.1基面及其精基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一， 基面的选择正确与合理，可以 使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有 甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。精基准的选择主要考虑基准重合的问题。 选择加工表面的设计基准为定位基 准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不 重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。精基准的选择：上端面是装配基准，又是设计基准，用它作精

10、基准，能使加工 遵循“基准重合”的原则.其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线 遵循了 “基准统一”的原则.粗基准的选择：选择后端面作粗基准，这样保证各加工面均有加工余量，此外, 还能保证定位准确，加紧可靠。拟定工艺过程工序号工序内容简要说明01选择适合的铸件02铣六面和凹槽03钳工划线04粗钻至2005倒角06钻4-8翼°15的通孔07钻销孔08钻4-12的孔09扩4-20,深度15的孔10钻2-M8-7H,深度20的孔11攻螺纹2-M8-7H深2012热处理，发蓝去除应力13磨Ra0.8的端面14镗24：021的孔15去毛刺钳工16检验，入库4.5、加工设备及刀具、夹具、

11、量具的选择由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，其生产方式以通用机床专用夹具为主，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。4.5.1选择机床，根据不同的工序选择机床：根据本零件加工精度要求，我们选用最常用的机床：X5036k立式铣床,摇臂钻床用ZQ 3 0 5 0 X 1 3，下面是这两台机床的具体资料：4.5.1.1 X5036k 立式铣床本车床适用于铣各种平面和凹槽等。具体数据如下主要技术参数X5036K主轴锥度（mm）7;24 ISO50主轴端面至工作台距离（mm）60500主轴孔中心至立柱表面距离（mm）325主轴转速范围（r.p.m）（12 级）601800工作台

12、尺寸（mm）1500 X 360工作台行程（mm）1000 X 320电动机功率（kw）4 或 5.5外型尺寸（mm）2200 X 2600 X 18804.5.1.2 摇臂钻床 ZQ3050X13机床性能：机械加紧，机械变速，自动升降，自动进刀，定程切削.机床主要技术参数如下：最大钻孔直径：50mm主轴中心线至立柱母线距离：1600-360mm主轴端面至底座工作面距离：1050-260mm主轴行程：220mm主轴锥孔：莫氏5号主轴箱水平移动距离：1250mm主轴转速 6 级：78,135,240,350,590,1100主轴进给量:0.10,0.16,0.22,0.25,0.35,0.56主

13、电机功率：4kw升降电机功率：1.5kw净重：2500kg机床外形尺寸：2170*950*2450mm4.5.2、选择刀具：选用锋钢即可，加工铸铁零件采用 YG类硬质合金为YG6具体见工序卡。4.5.3夹具的设计本夹具具体以加工齿轮专用钻磨夹具设计进行说明，夹具为专用夹具，其他具体见工序卡。（夹具装配图）jIII4.531定位方案及定位元件的选择和设计定位座中的定位销作为横向定位基准，以门24 00 -021作为轴向的定位基准。4.5.3.2定位元件的确定中心孔采用圆柱定位销，为了保证定位精度采用过渡配合4.533夹紧机构采用压板将工件与夹具体的夹紧。4.5.3.4定位误差分析根据我的定位关系

14、主要定位元件为一个定位轴、定位销和平面组成，由于圆 柱定位轴和中心孔的配合精度较高， 而且对工件的所加工尺寸精度要求不高， 在 使用钻模板对刀具进行对刀，在此条件下足可以满足要求的加工精度。4.5.3.5夹紧力的计算F 二 9.81CFd0Zf fYfKF查表可得 CF =42.7、xf=1.0 、yf=0.7 、 KF = 0.9因此 Fz=.595NM 78CMd°ZMfYMKM查表可得 CM=0.021、xM=2.0、yM=0.8、 KM = 0.87因此扭矩M=1.6Nm由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式P=K X f'其中：其余系数 K=KX K2X K3X K

15、4K1基本安全系数1.3K2加工性质系数1.1K3刀具钝化系数1.15K4断续刀削系数1.2所以 K=1.3 X 1.1 X 1.15 X 1.2.=1.98考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用滑动压板夹紧结 构。4.5.4 量具因为工件的所加工工序加工精度不是很高，所以用游标卡尺等量具就可以了具体见工序卡4.6、夹具精度分析与计算所设计夹具需保证的加工要求有：尺寸66.5 ± 0.1mm；孑L门100°015轴线对© 24轴线间垂直度公差0.1 mm等二项，精度分别验算如下：尺寸65.5 ± 0.1mm的精度校核A、定位误差 D,有前

16、计算，已知 D=0B、钻套与中间衬套间的最大配合间隙 T1= 0.027mmC、定位轴的定位端面至衬套中心距离（50mrh其尺寸公差按工件相应尺寸公差的三分之一取为 J1=0.03 mm；D麻花钻与钻套内孔的间隙 X 2= 0.04mm ;E、钻套外径与中间衬套内径间的最大配合间隙匸0.027mm；F、钻头在钻套孔中的倾斜误差：X1=( B+S+H/2 X X2 - H由于 B=5 mm，S=8 mm，H=15 mm。所以(5+8+9)X 0.04 - 18=0.059G钻套中间衬套内外表面轴度公差 e仁e2=0.02 mm按概率法相加 T= ( 2A J1) 2+ e12+ e22+ 12+

17、 X12=0.124 mmA D+A T=0.124 mm< 0.2 mm因而该夹具能保证尺寸 65.5± 0.1 mm 的加工要求。 孔© 10轴线对© 24轴线间垂直度公差0.1 mm精度校核 钻套孔轴线对夹具底座间垂直度误差 AT=0.02 mm 因此此夹具能保证两孔轴线的垂直度要求。5、心得体会这学期的实习已经结束了， 我主要完成了课程设计， 在这次完成课程设计的 过程中我学到了很多课堂上无法学到的知识，并对课堂上的知识进行了回顾和 巩固。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。在设计的过程中，经过一次又一次的思 考，一遍又一遍的检查中我，找到了许多的问题，暴露了我在这方面的知识欠 缺和经验不足。回顾起此次课程设计至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里， 可以说是有苦有甜，但是学到了很多的东西，同时不仅巩固了以前所学过的知 识，而且学到了许多课堂上没有的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的， 只有理论知 识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结 论才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。6、参考文献【 1】 孙恒，陈作模主编机械原理 . 北京：高等教