機(jī)械制造設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程論文</b></p><p>　　姓 名： 佟澤宇 </p><p>　　學(xué) 號： 02009233 </p><p>　　導(dǎo)師姓名： 張?jiān)罘?</p><p>　　20 12年 9 月 19 日</p><p&g

2、t;　學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 </p><p>　評 閱 人 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論2</b></p&

3、gt;<p><b>　　任務(wù)安排：2</b></p><p>　　第一節(jié) 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定3</p><p>　　一．零件的工藝分析3</p><p>　　二．零件的生產(chǎn)類型3</p><p>　　第二節(jié) 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖4</p>&l

4、t;p><b>　　一．選擇毛坯4</b></p><p>　　二．確定機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸4</p><p>　　第三節(jié) 加工方法的選擇及工藝路線的制定6</p><p>　　一．定位基準(zhǔn)的選擇6</p><p>　　二．零件表面加工方法選擇6</p><p>

5、　　三，制定工藝路線6</p><p>　　第四節(jié) 工序設(shè)計(jì)8</p><p>　　一、選擇加工設(shè)備與工藝裝備8</p><p><b>　　1）選擇機(jī)床8</b></p><p><b>　　2）選擇夾具8</b></p><p>　　3）負(fù)責(zé)工序工步設(shè)計(jì)8

6、</p><p>　　第五節(jié) 切削速度確定9</p><p><b>　　一．加工F面9</b></p><p><b>　　1）選擇刀具9</b></p><p>　　2）切削用量的確定9</p><p><b>　　3）工時(shí)定額9</b>

7、;</p><p><b>　　二．加工B面10</b></p><p><b>　　1）選擇刀具10</b></p><p>　　2）切削用量的確定10</p><p><b>　　2）基本時(shí)間10</b></p><p>　　第六節(jié) 螺桿強(qiáng)

8、度校核12</p><p>　　第七節(jié) 夾具設(shè)計(jì)13</p><p><b>　　1）定位方案13</b></p><p>　　2）加緊機(jī)構(gòu)方案13</p><p><b>　　3）使用說明13</b></p><p><b>　　4）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)13&

9、lt;/b></p><p><b>　　總結(jié)：14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：14</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　大四開始的短學(xué)期我們就已經(jīng)進(jìn)行了機(jī)械設(shè)計(jì)課程綜合實(shí)踐的課程訓(xùn)練，完成了減速器的設(shè)計(jì)，而這次的

10、機(jī)械制造的課程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的之中也要考慮制造相關(guān)的流程工藝的選擇，要填寫工藝卡片和工序卡片。這就與生產(chǎn)設(shè)計(jì)更加緊密的聯(lián)系在了一起，原本設(shè)計(jì)之中很多的“設(shè)計(jì)”在現(xiàn)實(shí)工藝中有很多選擇，孰優(yōu)孰略，哪一個(gè)成本更小更容易完成，這在機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)中都有所涉及。所以說這次的課程設(shè)計(jì)是更加貼近現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)流程的一次練習(xí)。</p><p><b>　　任務(wù)安排：</b></p><p>

11、　　本小組共8人，負(fù)責(zé)底座的批量生產(chǎn)，每人負(fù)責(zé)1-2步工序，本人負(fù)責(zé)B、F面的粗車和半精車，使工件滿足下一工序加工要求，并設(shè)計(jì)車削所用的專用夾具。</p><p>　　第一節(jié) 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定</p><p><b>　　一．零件的工藝分析</b></p><p>　　零件的視圖正確、完整。如圖1。公差及技術(shù)要求齊全。&l

12、t;/p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　該零件在本工序中，需要利用車床加工（粗車）臺階面B,F，如圖2。</p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　二．零件的生產(chǎn)類型</b></p><p>　　生產(chǎn)類型為

13、大批量生產(chǎn)，故為提高生產(chǎn)效率，需要制造相關(guān)的專業(yè)家具。 </p><p>　　第二節(jié) 選擇毛坯、確定毛坯尺寸、毛坯圖繪制</p><p><b>　　一．選擇毛坯</b></p><p>　　該零件的材料為灰鑄鐵。根據(jù)生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可確定獲得毛坯件的方式為金屬模機(jī)器造型鑄造。</p><p>　　二．確定機(jī)械

14、加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸</p><p>　　由于毛坯是通過金屬模機(jī)器造型鑄造的，尺寸公差為8-10，選取9，加工余量G。</p><p>　　1.76mm孔由于表面為非加工表面，所以其表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。</p><p>　　2.90mm外圓柱面由于有在與軸線垂直方向有公差及加工余量的要求，根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》【1】表

15、2.2-4可得加工余量為3mm（雙面加工）。</p><p>　　3.臺階面B在軸線防線有公差及加工余量要求，由表2.2-4【1】可得其加工余量為3mm。</p><p>　　4.側(cè)面由于表面為非加工表面，所以其表面為鑄造毛坯，沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。</p><p>　　5.底面C在軸線防線有公差及加工余量要求，由表2.2-4【1】可得其加工余量為3mm

16、。</p><p><b>　　三．毛坯圖的繪制</b></p><p>　　毛坯圖如下圖所示（圖3、圖4）</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　第三節(jié) 加工方法的選擇及工藝路線的

17、制定</p><p><b>　　一．定位基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　底面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生誤差，應(yīng)選底面為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合原則”。遵循互為基準(zhǔn)的原則。以底面C作為粗基準(zhǔn)，加工A面。</p><p>　　二．零件表面加工方法選擇</p><p>　　本零件的加工面有底面C面、、頂面A

18、面、4個(gè)14孔，8個(gè)7，再于另一面锪平至12深8mm、臺階面B面，外圓柱面F面。材料為HT200.以公差等級或粗糙度要求，查閱工藝手冊中零件表面加工方法、加工經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度相關(guān)內(nèi)容，其加工方法選擇如下。</p><p>　　底面，表面粗糙度為Ra3.2um，需進(jìn)行精銑</p><p>　　頂面，表面粗糙度為Ra3.2um，需進(jìn)行精銑</p><p>　　臺階面

19、，表面粗糙度為Ra3.2um，需進(jìn)行精車</p><p>　　4個(gè)14孔，表面粗糙度為Ra12.5um，需進(jìn)行鉆孔</p><p>　　8個(gè)7孔，表面粗糙度為Ra12.5，需進(jìn)行鉆孔</p><p>　　8個(gè)12孔，無表面粗糙度要求，需锪平</p><p><b>　　三，制定工藝路線</b></p>&l

20、t;p>　　按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，該零件加工可按下述工藝路線進(jìn)行。</p><p><b>　　方案一：</b></p><p><b>　　工序1：鑄造</b></p><p><b>　　工序2：去毛刺</b></p><p><b>　　工序3

21、：粗銑底面A</b></p><p><b>　　工序4：銑頂面C</b></p><p><b>　　工序5：精銑頂面A</b></p><p><b>　　工序6：檢測</b></p><p>　　工序7：鉆通孔4×14</p><

22、p><b>　　工序8：去毛刺</b></p><p>　　工序9：粗車B，F(xiàn)面</p><p>　　工序10：精車B，F(xiàn)面</p><p><b>　　工序11：檢測</b></p><p>　　工序12：鉆孔8×7</p><p>　　工序13：擴(kuò)孔8&#

23、215;12</p><p><b>　　工序14：去毛刺</b></p><p><b>　　工序15：檢測</b></p><p><b>　　工序16：入庫</b></p><p><b>　　方案二：</b></p><p>

24、;<b>　　工序1：鑄造</b></p><p><b>　　工序2：去毛刺</b></p><p><b>　　工序3：粗銑底面C</b></p><p><b>　　工序4：銑頂面A</b></p><p><b>　　工序5：精銑頂面C&

25、lt;/b></p><p><b>　　工序6：檢測</b></p><p>　　工序7：鉆通孔4×14</p><p><b>　　工序8：去毛刺</b></p><p>　　工序9：粗銑B，F(xiàn)面</p><p>　　工序10：精銑B，F(xiàn)面</p&g

26、t;<p><b>　　工序11：檢測</b></p><p>　　工序12：鉆孔8×7</p><p>　　工序13：擴(kuò)孔8×12</p><p><b>　　工序14：去毛刺</b></p><p><b>　　工序15：檢測</b><

27、;/p><p><b>　　工序16：入庫</b></p><p><b>　　方案確定：</b></p><p>　　對比兩個(gè)方案，可發(fā)現(xiàn)方案一和方案二的區(qū)別在于對B，F(xiàn)面的加工方式的不同，對于F面，由于是圓柱面，如果利用方案二，即利用銑的方式來加工的話，裝夾十分的方便，但為保證圓柱面的圓度和同軸度去十分的困難，盡管可以實(shí)現(xiàn)

28、，但加工成本必然會(huì)上升。對于方案一，即利用車床加工，由于底面是正方形，而且F面是圓柱形，所以加工B，F(xiàn)面都十分的方便，但問題是需要專用的夾具。</p><p>　　總的來說，由于工件是大批量生產(chǎn)，所以制造專用夾具是可行，故選用方案一。</p><p>　　第四節(jié) 工序設(shè)計(jì)</p><p>　　一、選擇加工設(shè)備與工藝裝備</p><p>&

29、lt;b>　　1）選擇機(jī)床</b></p><p>　　根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床</p><p>　　工序3,4,5是粗銑和半精銑，應(yīng)選立式銑床?？紤]本零件屬成批生產(chǎn)，所選機(jī)床使用范圍較廣為宜，選常用的XA5032型立銑床。</p><p>　　工序7,11,12是加工孔，粗糙度要求不是很高，故選Z525型立式鉆床。</p><p

30、>　　工序8，9是粗車以及精車，要求一定的精度，表面粗糙度，考慮到工件的尺寸，選C620型金剛車床。</p><p><b>　　2）選擇夾具</b></p><p>　　本零件工序3,4,5,7,8,9,11,12均需要專用夾具。</p><p>　　3）負(fù)責(zé)工序工步設(shè)計(jì)</p><p>　　本人負(fù)責(zé)工序9的工步

31、設(shè)計(jì)。根據(jù)工序8后，工件的加工余量如下：</p><p><b>　　工步設(shè)計(jì)方案如下：</b></p><p><b>　　精車F面</b></p><p><b>　　半精車B面</b></p><p>　　第五節(jié) 切削速度確定</p><p>

32、<b>　　一．加工F面</b></p><p><b>　　1）選擇刀具</b></p><p>　?。?）選擇直頭焊接式外圓車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》【2】表1.1，由于C620-1車床的中心高為260mm，故選刀桿尺寸為B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。</p><p>　　（

33、2）根據(jù)表1.2【2】，精車鑄件，可以選擇YT15牌號硬質(zhì)合金。</p><p>　　（3）車刀幾何形狀（表1.3【2】），。</p><p><b>　　2）切削用量的確定</b></p><p><b>　?。?）切削深度</b></p><p><b>　　=2.7mm</b&

34、gt;</p><p>　　確定進(jìn)給量f 。粗車加工進(jìn)給量主要受加工表面粗糙度限制，根據(jù)表1.6【2】，當(dāng)，v>50m/min（估計(jì)）時(shí)，f=0.5-0.9mm/r.，根據(jù)C620-1車床說明書，選擇f=0.71mm/r。</p><p>　　確定切削速度vc。按表1.27【2】，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選T=60min）</p><p>　　其中：Cv=2

35、42，=0.15，，m=0.2。</p><p>　　修正系數(shù)kv由表1..28【2】可得</p><p>　　kMv=1.44，ksv=0.8，kkv=1.04，kkrv=0.81，kBv=0.97</p><p><b>　　故可得：</b></p><p><b>　　確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 </b>

36、;</p><p>　　按照表4.2-8【1】，與231r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為231r/min。</p><p><b>　　3）工時(shí)定額</b></p><p><b>　　，,</b></p><p>　　經(jīng)由計(jì)算可得工時(shí)定額為0.27min=18S</p><p>

37、<b>　　二．加工B面</b></p><p><b>　　1）選擇刀具</b></p><p>　?。?）選擇93度偏頭端面車刀。=13°，=6.95°，K =93°，K=26.46°，=-5°，=7.63°</p><p>　?。?）根據(jù)表1.2【2】，粗車

38、鑄件，可以選擇YT15牌號硬質(zhì)合金。</p><p>　?。?）車刀幾何形狀（表1.3【2】），=13°，=6.95°，K =93°，K=26.46°，=-5°，=7.63°。</p><p><b>　　2）切削用量的確定</b></p><p><b>　?。?）切削深度

39、</b></p><p><b>　　=2.4mm</b></p><p>　　（2）確定進(jìn)給量f 。根據(jù)表1.6【2】，當(dāng)，v>50m/min（估計(jì)）時(shí)，f=0.5-0.9mm/r.，根據(jù)C620-1車床說明書，選擇f=0.71mm/r。</p><p>　?。?）確定切削速度vc。按表1.27【2】，切削速度的計(jì)算公式為（

40、壽命選T=60min）</p><p>　　其中：Cv=158，=0.18，，m=0.2。</p><p>　　修正系數(shù)kv由表1..28【2】可得</p><p>　　kMv=0.85，ksv=0.8，kkv=1，kkrv=0.81，kBv=0.97</p><p><b>　　故可得：</b></p>

41、<p><b>　　確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 </b></p><p>　　按照表4.2-8【1】，與177.9r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為185r/min。</p><p><b>　　2）基本時(shí)間</b></p><p><b>　　，,，</b></p><p>　　第六

42、節(jié) 螺桿強(qiáng)度校核</p><p>　　螺桿材料為45鋼，查機(jī)械手冊可得抗拉強(qiáng)度為600Mpa，屈服強(qiáng)度為355Mpa。</p><p>　　由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》【3】表1-2-2可得，為防止工件松動(dòng)所需要的夾緊力為：</p><p>　　其中，D=110，K=2.5，T=304（表1.30【2】）</p><p><b>　　故

43、可得</b></p><p>　　選取螺桿最細(xì)處直徑為16mm</p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　　第七節(jié) 夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　本夾具是工序4用車床加工圖2臺階面B,F的專用夾具。</p><p><b>　　1）定位方案</

44、b></p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　工件以底面定位，采用墊板在底面定位，限制三個(gè)自由度，對角配以90度V型塊作為側(cè)向定位，限制了三個(gè)自由度。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　工件以底面定位，采用墊板進(jìn)行底面定位，限制了三個(gè)自

45、由度；利用兩個(gè)定位銷，其中一個(gè)為削邊銷，兩者可限制兩個(gè)自由度。配合一組平行塊的夾緊可以實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度的限制。</p><p><b>　　2）加緊機(jī)構(gòu)方案</b></p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　針對定位方案一，利用已有的V型塊進(jìn)行壓緊。</p><p><b

46、>　　方案二：</b></p><p>　　針對定位方案二，利用平行塊對零件的一組對邊進(jìn)行夾緊。</p><p><b>　　方案確定：</b></p><p>　　對于方案一，利用V形塊對零件進(jìn)行定位以及夾緊。由于在方案中，只用到了V形塊以及平面的定位，也就是對V形塊和平面與零件的接觸部分的精度要求高，而在方案二中，由于加入

47、了定位銷以及平行塊，需要估計(jì)夾具零件精度就增大了。故考慮到經(jīng)濟(jì)性以及定位和夾緊的有效性，選用方案一。</p><p><b>　　3）使用說明</b></p><p>　　安裝工件：利用扳手旋轉(zhuǎn)螺桿使V形塊沿導(dǎo)軌往外移，放入工件，逆方向旋轉(zhuǎn)直至夾緊。</p><p>　　拆卸工件：利用扳手旋轉(zhuǎn)螺桿使V形塊沿導(dǎo)軌往外移，移出工件。</p&g

48、t;<p><b>　　4）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</b></p><p>　　該夾具結(jié)構(gòu)相對來說較復(fù)雜，但操作方便。但需要利用扳手進(jìn)行手動(dòng)加緊，致使需要花費(fèi)一定的零件裝拆時(shí)間，所以效率較低?？紤]到生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，以及車床加工零件的安全性，該專用夾具可以適用。</p><p><b>　　總結(jié)：</b></p><p&g

49、t;　　3周的課程設(shè)計(jì)很快就過去了，學(xué)以致用一直是學(xué)習(xí)最好的方法，作為一個(gè)機(jī)械工程師，查數(shù)據(jù)、查文獻(xiàn)、繪圖、定尺寸、定工藝路線是最基本的技能，通過這個(gè)機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)，我把上學(xué)期學(xué)習(xí)的機(jī)械制造的知識充分的進(jìn)行了應(yīng)用，小到刀具種類的選擇，大到工藝路線的制定和選擇，每一步的進(jìn)行都有自己對課本的理解和老師不斷地教導(dǎo)。在這里要特別感謝張老師。張老師對于機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)的整體執(zhí)行的思路與其他老師不一樣，讓我們每個(gè)人負(fù)責(zé)整體工藝路線中的某個(gè)工序，這

50、樣一個(gè)小組就是一個(gè)整體，一個(gè)工件的制造離不開團(tuán)隊(duì)里的每一個(gè)人。每個(gè)人設(shè)計(jì)不同的工序所需要的夾具，這樣既避免了設(shè)計(jì)的重復(fù)性和可能的抄襲現(xiàn)象，而且鍛煉了每個(gè)組員間的團(tuán)隊(duì)合作能力。在繪圖方面可以采用手繪和計(jì)算機(jī)繪圖兩種方式，每個(gè)人可以依靠自己的習(xí)慣和特長來選擇，也為許多不熟悉計(jì)算機(jī)繪圖的同學(xué)創(chuàng)造了鍛煉的機(jī)會(huì)。張老師每天都會(huì)到教室與我們討論設(shè)計(jì)方案，在討論的過程中并不是一味的講解，而是循序善誘的讓我們自己去發(fā)現(xiàn)問題并嘗試著解決問題。</p

51、><p>　　尋找資料也是設(shè)計(jì)中必不可少的一步。《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊.》、《切削用量簡明手冊》等電子版文件大大方便了使用，同時(shí)圖書館和網(wǎng)絡(luò)上面豐富的資源也使得資料的獲取更加便利。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]李益民，《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2000年</p>

52、;<p>　　[2] 趙如福等，《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》第三版，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2000 年</p><p>　　[3]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》電子版：機(jī)械工業(yè)出版社 2000年</p><p>　　[4]艾興，肖詩綱，《切削用量簡明手冊》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2006年</p><p>　　[5]王光斗 王春福，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》