2022年课程设计方案说明书改.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用课程设计说明书 夹具说明书设计者：张鑫 学院：机械学院杠杆零件及班级：机自 1105 学号： 0401110533 完成时间： 2022.7 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用目 录一、零件的分析 3 名师归纳总结 一）零件的作用 3 第 2 页,共 16 页二）零件的分析 3 二、工艺规程设计 4 一）确定毛坯的制造形式 4 二）制定工艺路线 4 三） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4 四）确定主要切削

2、用量及基本工时 6 三、夹具设计 15 一）问题的提出 15 二）夹具设计 15 三）夹具优缺点分析 16 四、小结 17 五、参考文献 18 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用一、零件的分析一）零件的作用题目所给的零件是自动车床上的杠杆见附图）,它位于自动车床的自动机构中,与敏捷器协作使用,起制动的作用；二）零件的工艺分析 杠杆共有四组加工表面,现分述如下：1以 20H7mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个 20H7mm的孔及其倒角,粗糙度为Ra1.6；尺寸为 40mm且与孔 20H7mm相垂直的两个平面,粗糙度为

3、Ra3.2；2以 12mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：一个 12mm的孔及 M12深 11 的螺纹；与孔 12mm相垂直的两个宽度为34 的平面,粗糙度为Ra3.2；,40 的两个外3宽度为 22 的凹槽,宽度为28 的两个内侧平面4宽度为 24 的凹槽,宽度为32 的两个内侧平面,宽度为侧平面；由以上分析可知,对于这四组加工表面而言,可以先加工一面一孔,以它们为精准加工其它表面；另外,该零件结构简洁,工艺性好；二 、工艺规程设计一）确定毛坯的制造形式零件的材料为球墨铸铁HT150 ；考虑到零件结构简洁,工艺性好,在工作过程中受力不大及没有常常承担交变载荷,因此,应当选用铸件；由于零

4、件应 该达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采纳机械造型中的金 属模铸造；这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应当的；机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为灰铸铁 HT150用机器造型 , 金属模铸造毛坯；依据上述原始资料及加工工艺 序尺寸及毛坯尺寸如下 : , 分别确定各加工表面的机械加工余量、工1. 20 孔外端面的加工余量 加工余量的运算成本长度为 44 加工余量运算表如下 : 工序铸件毛坯粗铣二端面半精铣加工 20 二端面尺两端面尺寸及公差寸 44 加工前尺最大48最大48 1 46 寸最小46 44 加工后尺最大46 44 寸最小4846 44 0.7 加工

5、余量 依据金属机械加工工艺人员手册表12-2,取毛坯的单边加工余量Z=0.5mm,铸件尺寸精度等级为9,固偏差为1；1-2半精铣余量 : 单边为Z=0.7mm,粗铣加工余量：分两次走刀,单边加工余量为加工工艺手册表1-22 ）,加工精度等级为IT12 ；2.M1 2 螺纹孔外端面的加工余量Z=1.5mm, 依据金属机械加工工艺人员手册表12-2,取毛坯的单边加工余第 4 页,共 16 页量 Z=2mm,铸件尺寸精度等级为9,固偏差为0.5 ；2半精铣加工余量 : 单边为Z=0.5mm见简明机械加工工艺手册表1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 22）,加

6、工精度等级为IT11；个人资料整理仅限学习使用3粗铣加工余量：单边为 =2-0.5=1.5mm, 分两次走刀,固每次加工量为 Z= /2=0.75mm, 加工精度等级为 IT12 ；加工余量运算表 零件尺寸 28）工序加工余量 单边）工序尺寸半精铣 0.5mm28mm 粗铣 确定主要切削用量及基本工时工序 2,3 粗铣,半精铣 40 两端面；选用机床： X52K立式铣床；1粗铣 40 孔的右端面零件材料为球墨铸铁QT50-1.5,故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀；查简明机械加工工艺手册简称简明手册）表11-21 和表 12-22 ,取铣刀直径d=125mm,粗齿, z=20 齿；由于粗铣加工单边

7、余量为2mm,小于 5mm,故铣削宽度 =2mm；查 机 械 加 工 工 艺 人 员 手 册 简 称 工 艺 手 册 ） 表11-69可 知 ,=0.060.12mm/z, 取=0.1 mm/齿；查工艺手册表14-77, 取 u=38m/min 就： =1000u/d =96r/min ）名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用依据机床使用说明书,查表 3.29 ,取主轴实际转速 =100r/min, 就实际切削速度= d /1000=39.27 查机床说明书,取实际进给速度= /Z=0.102

8、5mm/Z =205mm/min,就实际进给量切削工时：查工艺手册表15-14 ,切入长度L1=1.7mm,超出长度L2=3 mm；于是行程长度为L0L1L2,就机动工时为Tm= L0L1 L2）/2半精铣 20 孔两端面= 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀,细齿,d=125mm,z=20齿；由于加工余量 0.5mm,经查手册,只需一次半精铣,故铣削宽度 =0.5mm 查工艺手册表 查工艺手册表14-69,f=0.06 0.12mm/齿, 取 f=0.08mm/z 14-77,取 U=45m/min,就=1000u/ d=114.6r/min 依据机床使用说明书 , 查表 3.29, 取主轴转速

9、Uc= d/1000=49m/min =125r/min, 就实际切削速度=当=125r/min 时, 工作合每分钟进给量为=205 mm/min,就实际进给量fz=0.08 20 125=200mm/min查机床使用说明书, 取刀具实际进给速度为为=/z=205/20 125=0.082mm/z 切削工时 : 由粗铣加工可知 , 刀具行程为 L0L1L2,就机动工时为= L0L1L2）/= 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用工序 4 粗铣,半精铣 20 凸台面；选用机床： X52K立式铣

10、床；1粗铣 20 凸台面零件材料为球墨铸铁QT50-1.5,故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀；查简明机械加工工艺手册简称简明手册）表11-21 和表 12-22 ,取铣刀直径d=120mm,粗齿, z=20 齿；由于粗铣加工单边余量为 1.5mm,小于 5mm,故铣削宽度 =1.5mm；查 机 械 加 工 工 艺 人 员 手 册 简 称 工 艺 手 册 ） 表 11-69 可 知 ,=0.060.12mm/z, 取 =0.1 mm/齿；查工艺手册表 14-77, 取 u=38m/min 就 =1000u/d =100r/min ）依据机床使用说明书,查表3.29 ,取主轴实际转速=100r/mi

11、n, 就实际切削速度= d /1000=37.68 查机床说明书,取实际进给速度= /Z=0.1025mm/Z =205mm/min,就实际进给量切削工时：查工艺手册表15-14 ,切入长度L1=1.5mm,超出长度L2=2 mm；于是行程长度为L0L1L2,就机动工时为Tm= L0L1 L2）/2半精铣 20 凸台面= 选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀,细齿,d=120mm,z=20齿；由 于 加 工 余 量 0.5mm, 经 查 手 册 , 只 需 一 次 半 精 铣 , 故 铣 削 宽 度=0.5mm；查工艺手册表 查工艺手册表14-69,f=0.06 0.12mm/齿, 取 f=0.08m

12、m/z 14-77,取 U=45m/min,就=1000u/ d=119.4r/min 依据机床使用说明书 , 查表 3.29, 取主轴转速=125r/min, 就实际切削速度名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - Uc= d/1000=47.1m/min 个人资料整理仅限学习使用=当=125r/min 时, 工作合每分钟进给量为=205 mm/min,就实际进给量fz=0.08 20 125=200mm/min查机床使用说明书, 取刀具实际进给速度为为=/z=205/20 120=0.085mm/z 切削工时 : 由粗

13、铣加工可知 , 刀具行程为 L0L1L2,就机动工时= L0 L1L2）/= 工序 5 粗铣,半精铣杠杆尾部槽；选用机床：X52K立式铣床；1粗铣杠杆尾部槽零 件材 料为球 墨铸铁QT50-1.5 , 选用高 速钢 直齿三 面刃 铣刀 ,直 径d=100mm,宽度为 8mm,Z=20,粗齿；查工艺手册表11-69 可知, =0.060.12mm/z, 取=0.08mm/齿；查工艺手册表14-77, 取 u=38m/min 就 =1000u/d =1000 38/100 ）=120.9r/min ）依据机床使用说明书,查表3.29 ,取主轴实际转速=125r/min, 就实际切削速度= d /1

14、000= 100 125）/1000=39.27 查机床说明书,取实际进给速度=205mm/min,就实际进给量= /Z =205/ 切削工时：查工艺手册表 15-14 ,切入长度 L1=1.5mm,超出长度L2=3.0mm；于是行程长度为L0L1L2,就机动工时为名师归纳总结 Tm= L0L1 L2）/= 第 8 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用2 半精铣杠杆尾部槽选用高速钢直齿三面刃铣刀,直径d=100mm,宽度为 8mm,Z=20,细齿；半精铣的单边切削宽度 a =0.5mm；查工艺手册表 查工艺手册表

15、14-69,f=0.06 0.12mm/齿, 取 f=0.06mm/z ；14-77,取 U=45m/min,就=1000U/ d=1000 45/ 依据机床使用说明书, 查表 3.29, 取主轴转速=125r/min, 就实际切削速度= Uc= d/1000=39m/min 为=166 mm/min,就实际进给量当=125r/min 时, 工作合每分钟进给量fz=1=0.06 125 20=150mm/min查机床使用说明书, 取刀具实际进给速度为为=/z=166/20 125=0.0664mm/z 切削工时 : 由粗铣加工可知 , 刀具行程为 L0L1L2,就机动工时为= L0L1L2/=

16、 工序 6 扩,粗铰,精铰 20 孔；选用机床： Z550 立式钻床；1. 扩 20 孔选用高速钢扩钻 ,d=20mm.,单边切削深度 a =0.9mm；依据有关资料介绍 , 利用扩钻进行扩孔时 , 其进给量和切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量和切削速度之关系为F=1.2 1.8f 钻U=1/2 1/3U 钻式中 , f 钻、 U钻- 加工实心孔的切削用量；现已知：f 钻=0.5mm/r 简明手册 U 钻=0.35m/s=21m/min 简明手册并令名师归纳总结 f=1.5f钻=1.5 0.5=0.75 mm/r 第 9 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - -

17、- - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用U=0.4U钻=0.4 21=8.4 mm/min n =1000u/ d=1000 8.4/ 20=133.76r/min 按机床使用说明书取n =140r/min, 所以实际切削速度为U= d n /1000= 20 140/1000=8.79m/min 切削工时：查工艺手册表 孔的机动工时为15-8 可得 ,L1=11.5mm,L2=3mm,就扩钻 20T =L+L1+L2/f n=66+11.5+3/0.75 140=0.77min 2. 粗铰 19.94 孔 选用硬质合金铰刀 ,d=19.94mm,单边切削深度 a =Z/2=0.14

18、/2=0.07mm；查工艺手册表14-60 ,f=1 2mm/r,按机床使用说明书取f=1mm/r；查工艺手册表14-60 ,取 U=45m/min,就 n=1000u/ d=1000 45/ 19.94=718r/min 按机床使用说明书取n =680r/min, 所以实际切削速度为： U= d n/1000= 19.94 680/1000=42.60m/min 切削工时：查工艺手册得 动工时为T =L+L1+L2/f n3. 精铰 20H7孔L1=1.10mm,L2=22mm,就粗铰 19.94 孔的机 =66+1.10+22/1 680=0.139min 选用硬质合金铰刀 ,d=20H7

19、mm,单边切削深度 a =z/2=0.06/2=0.03mm ；查工艺手册表 14-60 ,按机床使用说明书取 f=1mm/r；查工艺手册表14-60 ,取 U=60m/min,就 n =1000u/ d=1000 60/ 20=954.9r/min 按机床使用说明书取n =960r/min, 所以实际切削速度为U= d n /1000= 20 960/1000=60.3m/min 切削工时：查工艺手册得 机动工时为L1=1.05mm,L2=22mm,就精铰 20H7mm孔的名师归纳总结 T =L+L1+L2/f n=66+1.05+22/1.0 960=0.093min 第 10 页,共 1

20、6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用工序 7 锪 20 孔倒角；选用机床： Z550 立式钻床；1. 锪 20H7mm孔两端倒角 1 45选用 90 锥面锪钻 ,d=25mm；查 工 艺 手 册 表 f=0.13mm/r ；14-48 , f=0.10 0.15mm/r, 按 机床 试 用 说 明书 取为 了 缩 短 辅 助 时 间 , 取 锪 沉 头 孔 的 主 轴 转 速 与 铰 孔 相 同 , 即 n =960r/min ；工序 9 钻,粗铰,精铰 12H7 孔；选用机床： Z550 立式钻床；1. 钻 11.8 孔

21、选用高速钢麻花钻 ,d=7.8mm,单边切削深度a =d/2=7.8/2=3.9mm ；查 简 明 手 册 表 11-10 , f=0.22 0.26mm/r, 按 机床 试 用 说 明书 取f=0.22mm/r ；查简明手册表11-12 ,取 U=0.2m/s=12m/min, 就 n =1000u/ d=1000 12/ 11.8=489.7r/min 按机床使用说明书取n =545r/min, 所以实际切削速度为 U= d n/1000= 11.8 545/1000=13.36m/min 切削工时：查工艺手册得 工时为L1=3.4mm,L2=1.0mm,就钻 11.8 孔的机动T =2L

22、+L1+L2/f n=2 30+3.4+1.0/0.22 545=0.57min2. 粗铰 11.96 孔选用高速钢铰刀 ,d=10.96mm,单边切削深度a =z/2=0.16/2=0.08mm ；查简明手册,按机床试用说明书取 f=0.81mm/r ；查简明手册表11-19 ,取 U=0.22m/s=13.2m/min, 就 n =1000u/ d=1000 13.2/ 11.96=527.85r/min 按机床使用说明书取n =545r/min, 所以实际切削速度为 U= d n/1000= 11.96 545/1000=13.63m/min 切削工时：查工艺手册得L1=1.08mm,L

23、2=11mm,就粗铰 12H7 孔的机名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用动工时为T=2L+L1+L2/f n=230+1.08+11/0.81545=0.191min3. 精铰 12H7孔选用高速钢铰刀 ,d=12H7mm,单边切削深度a =z/2=0.04/2=0.02mm ；查简明手册,按机床试用说明书取 f=0.81mm/r ；查简明手册表11-19 ,取 U=0.278m/s=16.68m/min, 就 n =1000u/ d=1000 16.68/ 8=663.68r/min

24、按机床使用说明书取n =680r/min, 所以实际切削速度为U= d n /1000= 8 680/1000=17.1m/min 切削工时：查工艺手册得 机动工时为L1=1.02mm,L2=11mm,就精铰 8H7mm两孔的T=2L+L1+L2/f n=230+1.02+11/0.81680=0.153min 工序 10 M1 2 孔攻丝；选用机床： Z550 立式钻床；以攻 M4mm的螺纹底孔为例查工艺手册表11-49 ,选用M4 丝锥,螺距P=0.7mm,就进给量f=0.7mm/r ；查工艺手册表 n =1000u/11-94 ,取 U=6.8m/min, 就 d=1000 6.8/ 4

25、=541r/min按机床使用说明书取 n =490r/min, 所以实际切削速度为 U= d n /1000= 4 490/1000=6.16m/min切削工时：查工艺手册得 工时为L1=2mm,L2=1.4mm,就攻 M4mm螺纹孔的机动T =L+L1+L2/f n =8+2+1.4/0.7 490=0.033min三 、夹具设计为了提高劳动生产率,保证质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具；经过与指导老师的协商,打算设计钻 Z550立式钻床,刀具为高速钢麻花钻； 一 问题的提出 本夹具主要用来钻孔,该工序要保证 3 孔专用夹具；本夹具将用于 3 孔中心线与 20 孔中心线名师归纳总结 - -

26、 - - - - -第 12 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用之间的夹角为 45 ,因此夹具设计要能保证角度要求,另外仍需考虑如 何提高劳动生产率,降低劳动强度； 二 夹具设计1. 定位基准的挑选由零件图可知 12 孔的设计基准是 20 孔的中心线,且此工序之 前 20 孔已加工好,所以可用长圆柱销小端面定位,以孔的设计基准为工艺基准,做到了基准统一；2. 切削力及夹紧力运算 刀具为高速钢麻花钻, d=3mm；F=9.81BZ=52 B=6 D=3=0.08 t=1.5 F=9.81 52 6 20 1.996=16910.4N 切削

27、力产生的最大转矩M=F L=16910.4 0.06=1014.62N.m 由摩擦力产生的转矩=fR+r 所以需要夹紧力为=1014.62/0.25 0.016+0.010=15048.3N 由夹具设计手册表 3-24 查的 M20螺栓的夹紧力为 19070N,大 于所需夹紧力 15048.3N 故此夹具可安全工作；3夹具设计及操作的简要说明 在夹具设计时 , 应当留意提高劳动生产率；因此, 一般情形下应第一着眼于机动夹紧而不用手动夹紧, 由于这是提高劳动生产率的重要途径；但在本工道工序中 , 采纳手动夹紧的夹具的设计比较简洁 , 制造成本也不高, 而机动夹紧虽然可以提高劳动生产率 , 但是夹

28、具的设计相对过于复杂 ,制造成本较高 , 所以本道工序采纳手动夹紧； 三 夹具优缺点分析优点：在结构方面：该夹具结构比较简洁,主体部分采纳三角形设计,既满意加工孔所需的角度要求,又能实现良好的稳固性与刚度；在定位方面：该零件需完全定位,该夹具采纳长圆柱销小名师归纳总结 端面和菱形削边销定位,前者限制5 个自由第 13 页,共 16 页度,后者限制1 个自由度,共限制6 个自由- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用度,无过定位与欠定位,良好地满意了定位要求；在工艺性方面：该夹具上装有对刀块, 可使夹具在一批零件的 加 工 之 前 很

29、 好 地 对 刀 与 塞 尺 配 合 使 用；缺点：第一：在钻模套支架部分我认为刚度不够,但是考虑到夹具 体重量体积,临时我仍没想到改进的方法；另外：该夹具仍可以改进,观看整个零件 , 仅有这一个孔是 非水平非竖直方向的,而仅为这一个孔设计夹具,考虑到国产车床的价格,在经济性方面明显比较差 强人意,而在设计过程中我的设想是三角形结构都 是活动的,由铰链连接,在不需要加工此孔时可以 在竖直方向或水平方向上装夹,这样就可以一个夹 具当做几个夹具用,在经济性和便利快捷性上就有 所提高；当然这只是我不成熟的设想,在有用性方 面仍欠缺许多体会；零件图 部分工序卡均见附图夹详细零件图 夹具与零件装配图四、

30、小结本次课程设计是在学完了机械制造装备设计基础课程,进行了生产实习之 后的一个重要的实践环节,设计任务是：设计杠杆的机械加工工艺规程及工艺 装备；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用本次的设计比以前的设计更接近现实生产,由于设计的零件是现实中存在 并且已经在使用的,这对我的各方面的学问的把握和融汇都有了更高的要求；做设计的这几天是考试之后,放暑假之前,天气最热的时候,每天辛苦的设 计,让我体会到了做一名机械工艺设计师的辛苦；开头几天每天做的最多的事 就是对着零件图想工艺流程和夹具结构,后来

31、进入设计阶段每天做的最多的事 就是查各种资料表格,运算各个数值；本设计几乎囊括了全部我上高校以来学 到的机械方面的学问,并且留意学问的融会贯穿和敏捷运用,最终目的是培育 才能；通过这次设计,我感觉我查阅资料的才能增长了,由于整个设计就是一个 查表的过程,无查表不设计,在我体会仍没到那种程度时,查表都是我主要要 做的事,这为我以后的毕业设计乃至进入工作岗位打下基础；另外,与人沟通 合作的才能也有所增长,当个人的才能无法解决时,团队的力气便表达了出 来；在设计过程中,我遇到难题都会跟其他同学探讨沟通,大家共同进步,这 在今后的工作乃至人生中都是需要进一步学习的东西；最终,本次设计也培育 了我的吃苦

32、耐劳精神,同样为以后的学习工作生活打下基础；总之,这次设计使我受益匪浅；同时,我也熟悉到了在某些学问上的漏洞和不足,这将鞭策我今后更加努 力地投入到学习中,学海无涯,不管今后是读研仍是走上工作岗位,都要连续 学习学问,不断充实自己；由于所学学问和才能有限,设计仍有许多稚嫩和不足之处,请各位老师多 多提点指正；五、参考文献1. 哈尔滨工业高校赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书机械工业 出版社 2000.10 2. 清华高校王先逵主编机械制造工艺学第 2 版机械工业出版社 2006.1 3. 蔡安江张丽等主编机械工程生产实习机械工业出版社 2005.3 4. 大连理工高校 冯辛安主编 机械制造

33、装备设计其次版 机械工业出版社 2005.12 5.上海柴油机厂工艺设备讨论所编金属切削机床夹具设计手册机械工业出版社 1984.12 6. 哈尔滨工业高校李益民主编机械制造工艺设计简明手册北京机械工业 出版社 1994 名师归纳总结 7.艾兴肖诗纲主编切削用量简明手册北京机械工业出版社1994 第 15 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8. 廖念钊等主编个人资料整理仅限学习使用2007.6 互换性与技术测量第五版北京中国计量出版社9. 赵如福主编金属机械加工工艺人员手册第三版上海科学技术出版社 1990.10 名师归纳总结 10. 崇凯主编 机械制造技术基础课程设计指南化学工业出版社 2006.12 第 16 页,共 16 页- - - - - - -