“机械制造技术基础”课程设计

“机械制造技术基础”课程设计说明书班级机制一班姓名指导教师完成时间10月9日天津大学机械工程系2设计任务书设计题目：螺母座零件批量生产机械加工工艺过程设计及钻孔夹具夹具设计设计内容与要求：1．制定螺母座零件机械加工工艺规程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2．对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3．确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4．确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；5．对两道工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量，计算时间定额；6．设计钻孔夹具夹具，绘制夹具装配图，进行必要的计算（如夹具元件结构尺寸计算，切削力、夹紧力、定位误差、导向误差计算等）；7．对同学的设计进行校对；8．编写设计说明书。车间设备（与设计有关的设备）：普通车床C6125，CM6125，C6132，C6140；数控车床CK6125，CK6132，CK6140；立式铣床X51K，X52K；卧式铣床X61W，X62W；工具铣床X8120；立式钻床Z5125；台式钻床Z4115；外圆磨床MG1416，MG1432；内圆磨床MG2110，MG2120；平面磨床M7120；卧式镗床T6150；锯床G605；插床B5025；拉床L6106设计小组：组长：成员：指导教师签字年月日成绩：工作态度（满分20）设计质量（满分60）答辩（满分10）校对质量（满分10）总评3目录一、设计任务书………………………………………………………………2二、设计题目及任务要求…………………………………………………4三、零件图分析………………………………………………………………4四、确定毛坯……………………………………………………………………4五、确定零件工艺过程………………………………………………………51）选择表面加工方法…………………………………………………………52）选择定位基准………………………………………………………………53）拟定零件加工工艺路线……………………………………………………54）计算……………………………………………………………………………5六、夹具设计……………………………………………………………………61）功能分析与夹具总体结构设计……………………………………………62）夹具设计计算………………………………………………………………7七、参考文献……………………………………………………………………8八、附录4“机械制造技术基础”课程设计一.设计题目设计“螺母座-1(LMZ-1)”零件机械加工工艺规程及某一重要工序的夹具（零件毛坯为精铸件，大批量生产）二.设计任务与要求(1)编制零件组成机组机械加工工艺过程，填写机械加工工艺过程卡片。(2)完成两个工序的成组工序设计，填写成组机械加工工序卡片。(3)设计工序的组成夹具，画出夹具装配图。(4)撰写课程设计说明书三．零件图分析：(1)零件工艺分析：本零件主体形状为箱体类零件，材料为铸铁，其主要加工Φ60的孔，端面，Φ10的孔等，对于俩端面要注意其平行度以及平面对Φ60的孔轴线的垂直度。四．确定毛坯(1)确定毛坯制造方法：本零件的材料是HT200，采用铸件(2)确定总余量查表确定孔总余量为1mm，端面余量为3mm。(3)绘制毛坯图：5五．确定零件工艺过程(1)选择表面加工方法：1）工件要加工端面尺寸较小且余量也小，故可一次性精车完成，对于端面可直接用铣刀或车刀完成，孔的加工为粗车、半精车、精车。2）螺纹孔采用钻孔，手工攻丝加工方法。为保证螺纹孔位置所处角度，我们采用专用夹具进行加工。(2)选择定位基准1）粗基准选择：粗基准的选择应已不加工表面为粗基准，保证加工面与不加工面的相互位置关系精度，因C面较平整且无精度要求,故选用C面为定位粗基准。2）精基准选择：考虑到基准统一原则，尽可能选择统一的定位基准，以保证各表面的位置精度，避免基准转换带来的误差。根据基准重合原则，尽可能选择设计基准作为定位基准。在钻顶孔的工序中，考虑到工件定位和装夹的方便等，选Φ8孔，及底面为定位基准。(3)拟定零件加工工艺路线方案1：1）铣底面（立式铣床，钻夹具）；2）钻底孔（立式钻床，钻夹具）；3）车左端面，粗精车内孔（普通车床，弯板式车夹具）；4）铣右端面（立式铣床，铣夹具）；5）铰顶端孔（台式钻床，钻夹具）；6）钻螺纹底孔（台式钻床，钻夹具）；7）攻丝；8）沉头孔加工（台式钻床）；9）检验；方案2：1）铣底面（立式铣床，钻夹具）；2）车左端面（铣床，平口虎钳）；3）铣右端面（铣床，平口虎钳）；4）钻底孔（立式钻床，专用夹具）；5）粗精车内孔66）钻螺纹孔底孔（台式钻床，专用具）7）铰顶端孔（台式钻床，钻夹具）；8）攻丝；9）沉头孔加工（台式钻床）；10）检验；方案比较：方案1，2对零件表面加工顺序不一样，方案2工序相对集中，便于管理，易于实现；而方案1采用工序分散原则，各工序工作相对简单。考虑到该零件生产批量较大，工序分散可简化调整工作，易于保证加工质量，可提高加工效率，故采用方案1较好。(4)选择各工艺所用机床、夹具、刀具、量具和辅具。(5)填写工艺过程卡片。(6)机械加工工序设计工序5钻孔：1）走刀长度及走刀次数：钻φ10孔，采用高速钢钻头，则通过查表并计算确定走刀深度为17；1次走刀即可完成；2）确定进给量：加工孔Φ10，用硬质合金钢，查表取f=0.25mm/r,3）确定切削速度：对灰铸铁Vc=40~45m/min,取45m/min4）确定转速：由Vc=nπd得n=Vc/πd=1273.89r/min，根据所选钻床选定一个转1300r/min5）确定切削速度：Vc=πdn/1000=40.82m/min；n=1300r/min6）工时计算:T=l/fn，fn=240mm/min,T=17/240=4.25s绞孔：1）走刀长度及走刀次数：绞φ10H7孔，采用高速钢钻头，则通过查表并计算确定走刀深度为17；3次走刀2）确定进给量：加工孔Φ10H7，用硬质合金钢，查表取f=0.2mm/r,3）确定切削速度：对灰铸铁Vc=10~20m/min,取10m/min4）确定转速：由Vc=nπd得n=Vc/πd=318.47r/min，根据所选钻床选定一个转320r/min5）确定切削速度：Vc=πdn/1000=10.048m/min；n=1300r/min6）工时计算:T=l/fn，fn=130mm/min,T=17/130=7.875sT’=3T=23.625s工序41）走刀长度及走刀次数：铣右端面，通过查表并计算确定走刀深度为3；3走刀可完成；2）确定进给量：铣端面，查表取f=2.85mm/r,3）确定切削速度：对灰铸铁Vc=70~80m/min,取75m/min，4）确定转速由Vc=nπd得n=Vc/πd=238.853r/min，根据所选钻床选定一个转速300r/min5）确定切削速度：Vc=πdn/1000=75.36m/min；6）工时计算:T=l/fn，fn=18mm/min,T=50.6sT’=3T=151.8s六．夹具设计（05工序夹具设计）（1）功能分析与夹具总体结构设计1）本工序考虑到工件定位和装夹的方便，选择以Φ8两孔（3点）、已加工好的底面C（3点）定位，钻绞Φ10H7孔，并保证尺寸66。2）夹具方案设计7工件采用一面两孔定位，即底面和一圆形销，一菱形销。夹具体采用固定式钻模，钻模结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短，生产中应用较广。（2）定位误差计算110.140.2wDddTTsmmmm菱形销最小间隙minmin()0.065kxTTbxmmD菱形销的最大直径d2max=Dmin-Xmin=7.997mm故菱形销为d2=Φ7.9970009.0=Φ8003.0012.0mm转角误差计算：10111222tan12DdDdTTSTTSL（3）夹具设计计算1）切削力计算查夹具设计手册知，当工件材料为铸铁加工方式为钻削，刀具材料为高速钢时，切削扭矩为M=0.34D2f0.8Kp切削力为Ff=667D2f0.7Kp式中：M-切削扭矩（N*m）；D-钻头直径（mm）D为10mm；f-每转进给量（mm）f为0.25mm；Kp-修正系数（Kp=（σb/736）0.75）查资料σb=1080MPaKp为1.333Ff-切削力带入参数得：M=13.8N*m，Ff=315N2）夹紧力计算Fj=F/(1+3Lf/H)=315/(1+3·27·0.15/32)=828.9N3）夹具精度分析夹具制造与安装误差：①孔中心线对定位基面的距离误差±0.01②钻套与衬套配合间隙0.033（φ10F7/m6）4)刀具引偏量：e=(H/2+h+b)•Hmax=(25/2+10+14)0.028/25=0.0418参考文献[1]张世昌.机械制造技术基础.天津：天津大学出版社[2]张宏，彭林中.机械切削工艺参数速查手册.北京：化学工业出版社[3]陈宏钧.机械加工工艺装备设计员.北京：机械工业出版社[4]刘登平.机械制造工艺及机床夹具设计.北京：北京理工大学出版社[5]赵如福.金属机械加工工艺手册.上海：上海科学技术出版社