1、課程設計說明書 課程名稱： 機械制造技術基礎 題目名稱：鏜套座的工藝規程設計和夾具設計 班 級：20 09級 機 制 專業 1 班姓 名： 曹 旋 學 號： 200940614219 指導教師： 陳志亮 評定成績：教師評語：全套圖紙加153893706 指導老師簽名： 20 年 月 日 目 錄一、課程設計任務書 3二、零件的分析及加工方案的制定 8三、必要的工序尺寸，加工余量及公差的計算 9四、選擇車床、量具、刃具 11五、確定切削用量，時間定額 12六、專用夾具設計 17七、設計小結 18八、參考文獻 18 一、課程設計任務書 （一）、設計目的機械制造工藝學是以機械制造中的工藝問題為研究對象

2、，實踐性較強的一門學科，學生在學完了工藝課后并完成了生產實習的基礎上，還應通過課程設計受到一次理論聯系實際的綜合訓練，培養運用所學知識分析和解決機械制造工藝技術問題的能力。通過課程設計，學生應在下述各方面得到鍛煉：1.能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識，正確的解決一個零件在加工中的定位。夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。2.提高結構設計能力。學生通過設計夾具的訓練，應當獲得根據被加工零件的加工要求，設計出高效、省力、既經濟合理又能保證加工質量的夾具的能力。3.學會使用手冊及圖表資料。4.能具備一定創新能力的培養。 （二）、設計內容

3、要求編制一個典型的中等復雜程度的機器零件的機械加工工藝規程，按教師指定設計其中一道工序的專用夾具，并撰寫設計說明書。具體內容如下：1選擇毛坯的制造方法，制定毛坯技術要求。2擬定零件的機械加工工藝過程。3合理選擇各工序的定位基準。4正確確定各工序的夾壓位置和夾緊力的方向和作用點。5確定各工序所用的加工設備。6確定刀具材料，類型及規定量具種類。7確定一個加工表面的工序余量和總余量。8選定一個工序的切削用量。9確定工序尺寸，正確擬訂工序技術要求。10確定工序使用的冷卻潤滑液。11計算一個工序的單件工時。12設計指定工序的專用夾具（需計算切削力、夾緊力）。繪制夾具裝配圖。13測繪夾具中的指定零件。14

4、填寫工藝文件。15編寫設計說明書。（三）、設計程序和一般要求零件機械加工工藝規程的制定：在有關的原始資料準備完畢后，即可按下列步驟和方法進行設計工作：1.分析研究零件圖紙，進行工藝審查。(1)了解零件在整機中的作用及工作條件，結構及工藝特點。(2)分析零件圖上各項技術要求制定的依據，確定主要加工表面，并找出關鍵技術問題。(3)審查各項技術要求是否合理，零件的結構工藝性是否良好，選用材料是否恰當。2.確定生產類型和工藝安排的基本傾向。(1)生產類型單件小批生產，成批生產，大批大量生產。(2)工藝安排的基本傾向。工序集中原則，工序分散原則。(3)設備選擇通用設備+通用工裝；通用設備+專用工裝；專用

5、設備+專用工裝。(4)工藝手段常規工藝，新工藝或特種工藝3.選擇毛坯(1)確定毛坯鑄件：木模手工造型；金屬模機器造型。鍛件：自由鍛；模鍛。型材(2)確定毛坯形狀(3)規定毛坯精度等級(4)給出加工表面的總余量(5)制定毛坯技術要求(6)繪制毛坯零件綜合圖4.擬定工藝路線(1)正確選擇定位基準 選定精基準 選定粗基準同時確定各工序工件的夾壓位置和夾緊力的方向和作用點。(2)確定各加工面的加工方法及加工方案。先確定主要表面的加工方法，而后確定其它各次要表面的加工方法。先確定主要表面的終加工方法，然后再確定各準備工序的加工方法。(3)確定工序集中與分散根據給定的生產類型，零件特點、機床負荷和具體生產

6、條件，統籌考慮各工步的組合，確定工序集中與分散的實施方案。(4)加工順序的安排切削加工工序、熱處理工序和其他輔助工序統籌合理安排。切削加工順序的安排需遵循基面先行，先面后孔，先粗后精，先主后次等項原則。5.選擇各工序所采用的設備結合生產類型、加工精度、零件尺寸、夾具等因素綜合考慮，查閱手冊，合理確定機床型號規格。6.確定加工余量，工序尺寸和公差(1)確定加工余量工序余量和總余量一般可參考手冊推薦的資料查取，據此方可完成毛坯圖。(2)確定工序尺寸和公差工序尺寸計算，可采用尺寸鏈原理進行，也可根據手冊選定。7.確定一個工序的切削用量切削用量可通過手冊查取。8.選定各工序的冷卻潤滑液9.計算一個工序

7、的單位工時（二）設計指定工序的專用夾具對指定工序的加工技術要求、定位夾緊方案、毛坯情況、所用機床、刀具、加工余量、切削用量進行了解分析后，即可著手收集同類型夾具及典型結構的資料，按下列步驟進行專用夾具的設計：1最后確定工件的定位方案，合理選擇和設置定位無件。2確定刀具的對刀、導引方式，合理選擇和設置導向元件。3計算切削力 （1）分析和判斷力的性質和方向 （2）根據工序中負荷最大的工步確定切削力4計算夾緊力（1）最后確定夾緊力的作用點和方向（2）根據切削力方向和夾緊力方向間的相互關系確定所需的最大夾緊力。（3）引入安全系數確定實用夾緊力（4）根據傳動系統的特性算出夾緊作用力（動力）（5）根據動力

8、源元件的性質（如氣缸、螺旋等）確定動力源元件的尺寸（如氣缸、螺紋直徑等）。5確定總的夾緊方案力源裝置、中間遞力結構、夾緊元件、夾緊機構6確定夾具其它組成部分（如分度裝置等）及夾具體的結構型式。7繪制夾具原理圖和結構草圖8繪制夾具裝配圖（1）裝配圖比例一般按1:1繪制（2）主觀圖盡可能選取與操作者正對的位置，視圖配置和選擇應能完整地表達整個夾具各部分結構。（3）工件的外形輪廓和主要表面（定位基面、夾緊表面和被加工表面）用黑色雙點劃線畫出，視為假想透明體，不影響夾具元件的繪制，被加工表面的加工余量可用網紋線畫出。（4）裝配圖上有關尺寸，公差配合和技術條件標準，均需符合有關國家標準。（5）夾具零件應

9、盡量采用標準，規格化零件，并標號及列出零件明細表。9繪制指定的夾具零件工作圖 應有足夠的視圖和剖面、全部尺寸、公差、形位公差、粗糙度及其它技術條件（包括零件材料和熱處理要求等）。（四）撰寫設計說明書說明書是設計者將自己的設計成果、設計意圖、理論根據用文字圖表方式加以系統的闡述，重點是設計方案的論證和分析，在設計過程中考慮各種問題的出發點和最后選擇的依據，以及必要的計算過程或其他說明。自課程設計開始之日起，學生應逐日將所設計的內容記入說明書草稿本內，設計終了時，整理撰寫成文，裝訂成冊。說明書應力求立論鮮明，論證嚴謹，計算準確，文理通順，字跡端正，說明書一般包括以下內容。(1) 目錄(2) 設計任

10、務書（課題、設計要求）(3) 有關零件的說明（零件的結構特點、技術要求分析，加工工藝性等）(4) 有關設計條件的說明（生產綱領、生產類型、給定條件）(5) 毛坯的確定(6) 有關基準選擇說明(7) 重點工序的說明(8) 不同方案的比較分析(9) 繪制采用方案的工序簡圖(10) 加工余量的確定(11) 切削用量的選擇(12) 時間定額的確定(13) 夾具原理圖（工序循環的簡要說明）(14) 切削力和夾緊力（包括油、氣缸直徑）的計算(15) 附參考書和資料目錄（五）、成績考核1.考核內容：(1)設計內容是否具備創新性、可行性。(2)圖紙質量、說明書撰寫質量。2.成績評定：學生全部設計完成后交指導教

11、師審查簽字，根據考核內容以五級分制評定設計成績。設計結束后，將全部設計圖紙及說明書裝訂成冊交教研室保存。（六）、時間安排課程設計時間安排為2周。1接受任務，收集資料 約0.5天2工藝設計（工藝方案、工藝規程、毛坯圖、工序圖等） 4天3確定夾具方案，繪制夾具結構草圖 1.5天4繪制夾具裝配圖 2天5繪制夾具零件工作圖 1天6整理說明書 1天二 零件的分析及加工方案的制定2.1 分析零件的作用及技術要求 鏜套座是支承套筒的作用，起定位、夾緊套筒的作用。技術要求有套筒座的圓角為r3，倒角1.5，套筒支承孔是重要表面，所以其精度要求很高。而加工套筒支承孔需要底面作精基準，所以底面的粗糙度也有很高的要求

12、。支撐孔一面有4個螺紋孔，底座有4個螺紋孔和2個孔需要加工。具體的要求是：支承孔中心到底面尺寸為2100.1，支承孔尺寸要求為100支承孔內表面粗糙度r值為0.8；底面的表面粗糙度要求是r值為1.6；還有底面一邊的兩個螺栓孔之間尺寸為700.1；底座寬度尺寸為1200.3，長度尺寸為3700.2。2.2 零件的工藝分析從鏜套座零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現將這兩組加工面分述如下： 1. 以下端面為基準的加工面 這一組加工面包括：臺階面，銑100孔兩端面及其各螺紋孔。 2. 以100為定位中心的加工面，這一組加工面包括底座面和4-m18螺紋孔，8孔。2

13、.3 確定毛坯的制造形式零件材料為ht200，零件在工作過程中經常受到沖擊性載荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件大批量生產，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，。零件材料為 ht200，生產類型為大批量生產，采用砂型鑄造，二級精度鑄造。2.4定位基準的選擇 定位基準的選擇是工藝規程設計的重要工程之一，基準的選擇正確與否，關系到加工質量、生產效率和加工成本。 零件孔和底座面的表面粗糙度要求高，利用大孔和底座互為基準。2.5制定加工工藝路線方案：1鑄造毛坯2時效處理3粗銑底座下端面4銑底座上端面5粗銑大孔端面6粗銑底座四周面7鉆底座兩個8通孔8粗鏜100大孔9半精銑底

14、座下端面10半精鏜大孔11精銑底座下端面12精銑大孔端面13加工底座4個18螺紋孔14加工大孔端面4個螺紋孔15精鏜100孔16檢驗、入庫三、必要工序尺寸，加工余量及公差的計算1、100孔的加工（1）支承孔孔徑100，表面粗糙度為0.8，加工方案為粗鏜、半精鏜、精鏜、，下面求解各道工序尺寸及公差。毛坯總余量=8mm精鏜加工余量=0.5mm 半精鏜加工余量=2.5mm粗鏜加工余量=5mm（2）計算各工序尺寸的基本尺寸浮動鏜后孔徑應達到圖樣規定尺寸，因此浮動鏜工序尺寸即圖樣上的尺寸=100mm（設計尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次為：半精鏜=（1000.5）mm=99.5mm粗鏜=（99.5-2.

15、5）mm=97mm毛坯=(97-5)mm=92mm（3） 確定各道工序尺寸的公差及其偏差通過查表和計算確定毛坯總余量及其公差、工序余量以及工序的經濟精度和公差值.孔的工序尺寸及公差的計算(mm） 工序名稱工序余量 基本工序尺寸工序的經濟精度 工序尺寸及公差 精鏜 0.5100 h8() 100 半精鏜 2.5100-0.5=99.5 h10() 99.5 粗鏜 599.5-2.5=97 h13() 97 毛坯 897-5=92 1.2 921.22底面的工序尺寸及公差計算底面以孔中心為定位基準，經過了粗銑、半精銑和精銑。（1）用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下：毛坯總余量=8mm精

16、銑加工余量=1mm半精銑加工余量=2mm粗銑加工余量=5mm（2）計算各工序尺寸的基本尺寸。 精銑平面后應該達到規定的尺寸，因此精銑工序尺寸即是圖樣上的尺寸，表面粗糙度1.6，定位尺寸為2100.1。其他各工序基本尺寸依次為半精銑h=（210+1）mm=211mm粗銑h=（211+2）mm=213mm毛坯h=（213+5）mm=218mm（3）確定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經濟精度確定底面的工序尺寸及公差的計算 mm工序名稱工序間余量工序達到的公差工序尺寸及公差精銑0.5 it8 半精銑1.5 it11 粗銑2 it12 毛坯4 mm 4、 選擇車床、量具、

17、刃具（一）選擇機床 工序3、4、5、9、11、12是銑削加工，各工序的工步數不多，根據工件尺寸選用x5020a立式銑床。 工序7、13、14是鉆孔、攻螺紋。根據工件尺寸可以選用z525型鉆床。 工序8、10、15是粗鏜、半精鏜、精鏜、支承孔，根據工件尺寸可以選用t68型臥式鏜床。（二）選擇量具本零件屬成批生產，一般情況下盡量采用通用量具。根據零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點，參考本書有關資料，選擇如下。（1）選擇加工孔用量具。100mm孔經粗鏜、半精鏜、精鏜三次加工。粗鏜97mm，半精鏜99.5mm，精鏜100mm。 粗鏜孔97mm，公差等級為itl3，選擇測量范圍0mm-60mm的內徑千分

18、尺即可。 半精鏜孔99.5mm，公差等級為it10，選擇測量范圍0mm-60mm的內徑千分尺即可。 精鏜孔100mm，由于精度要求高，加工時每個工件都需進行測量，故宜選用極限量規。根據孔徑可選三牙鎖緊式圓柱塞規（gb/t 6322-1986)。 （2）選擇加工工藝孔量具。有8mm、10mm、18mm三種孔，可以選擇測量范圍0mm-20mm的內徑千分尺即可。 （3）選擇測量底面至支承孔軸線距離的量具。由于是測量底面至支承孔軸線距離，故需要與支承孔相匹配的標準芯棒，其尺寸為100mm，然后測量軸線中心至底面距離選擇測量范圍0mm-300mm的游標卡尺即可。當然由于加工時每個工件都需進行測量，也可以

19、設計一個專用量具（通規止規）來測量，這樣可以大大減少勞動時間。（三）選擇刃具（1） 銑削底面時，選用硬質合金端面銑刀，直徑d=220mm（2） 銑削底臺面和螺紋孔面時，選用硬質合金端面銑刀直徑d=220mm（3） 鏜孔時選用機夾單刃高速鋼鏜刀直徑d=60mm（4） 鉆孔18mm時，選用直柄麻花鉆，直徑18mm（5） 鉆孔8mm時，選用直柄麻花鉆，直徑8mm（6） 鉆孔10mm時，選用直柄麻花鉆，直徑10mm五、確定切削用量、時間定額（一）確定切削用量、時間定額銑底面1、 粗銑底面（a）確定切削用量a確定背吃刀量粗銑時，為提高銑削效率，一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個工作行程完成，所以粗銑

20、底面a的加工余量為2mm，選擇背吃刀量。 b確定進給量 根據機械制造技術課程設計指導，選擇每齒進給量為0.3mm/z. c選取切削速度 根據機械制造技術課程設計指導，選擇切削速度（2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度根據機械加工工藝手冊，磨鈍標準為0.5mm，刀具的耐用度。（3）確定機床主軸轉速n （b）確定時間定額（2個工位）一個工位基本時間2.92min=175s其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。3.4mm其中d=220mm；=35，取=4mm=60.12mm/min半精銑底面（a）確定切削用量a確定背吃刀量半精銑時，背吃刀量一般為0.52mm，所以取背吃刀

21、量等于其在此工序的加工余量，即a=1.5mm。b確定進給量 根據機械制造技術課程設計指導，選擇每齒進給量為0.2mm/z. c選取切削速度 根據機械制造技術課程設計指導，選擇切削速度。（2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度根據機械加工工藝手冊取磨鈍標準為0.5mm，刀具的耐用度。（3）確定機床主軸轉速n： （b）確定時間定額（2次走刀）一次走刀基本時間3.61min=216.8s其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。3.4mm其中d=220mm；=35，取=4mm=46.32mm/min精銑底面a（a）確定切削用量a確定背吃刀量精銑時，精銑時一般為0.11mm或更小

22、，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。b確定進給量 根據機械制造技術課程設計指導，選擇每齒進給量為0.12mm/z.c選取切削速度 根據機械制造技術課程設計指導，選擇切削速度。（2）確定銑刀的磨鈍標準及耐用度根據機械制造技術課程設計指導，取磨鈍標準為0.5mm，由表9。4-7查得刀具的耐用度。（3）確定機床主軸轉速n （b）確定時間定額（2次走刀）一次走刀基本時間4.92min=295s其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；為工作臺水平進給量。3.4mm其中d=220mm；=35，取=4mm=34.04mm/min鏜100孔粗鏜（a）確定切削用量a 確定背吃

23、用量粗鏜時，為提高效率，一般選擇鏜削背吃刀量等于加工余量，一個工作行程鏜完，所以粗鏜大孔時加工余量為5mm，選擇背吃刀量b 確定進給量和切削速度（1）根據機械制造技術課程設計指導，選擇進給量為f=0.5mm/r 切削速度為0.5m/s.（2）確定鏜刀的磨鈍標準及耐用度根據機械制造技術課程設計指導取粗鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度t=50min。（3）確認機床主軸轉速（b）確定時間定額基本時間2.176min=130.6s其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。4.29mm其中1.5mm；=35，取=4mm半精鏜確定切削用量a 、確定背吃用量半精鏜時，取背吃刀量等

24、于其在此工序的加工余量，即a=2.4mm。b、確定進給量和切削速度c、根據機械制造技術課程設計指導，選擇進給量為0.4mm/r 切削速度為0.6m/s.（2）確定鏜刀的磨鈍標準及耐用度根據機械制造技術課程設計指導取半精鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度t=50min。（3）確認機床主軸轉速（b）確定時間定額基本時間2.25min=135s其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。2.917mm其中0.2mm；=35，取=4mm精鏜（1）確定切削用量a、 確定背吃用量取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a=0.5mm。b、確定進給量和切削速度根據機械制造技術基礎課程設

25、計表5-69，選擇進給量為0.3mm/r 切削速度為0.4m/s.（2）確定鏜刀的磨鈍標準及耐用度根據機械制造技術基礎課程設計表3-7取半精鏜時單刃鏜刀刀具的耐用度t=50min。（3）確認機床主軸轉速（b）確定時間定額基本時間4.36min=261.7s其中為切削加工長度；為刀具切入長度；為刀具切出長度；f為主軸每轉刀具的進給量。2.68mm其中0.15mm；=35，取=4mm六.專用夾具設計 本次設計的專用夾具為鏜100孔的夾具。1、定位原理分析：本工件在加工100孔時采用底面和底面8孔作為定位基準，易于做到工藝過程中的基準統一，保證工件的相對位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優點；本工件采用底面定位基準，工件底面為第一定位基準，限制了x、y方向轉動，z方向移動三個自由度；孔為第二定位基準，利用圓柱銷和圓錐銷限制了x、y方向移動兩個自由度和z方向轉動自由度，所以此定位方案符合六點定位原理，采用壓板將工件壓緊。2、 切削力計算切削力合力分解成空間三個相互垂直的切削分力：切削力，進給力和背向力。且合力f為f=。一般情況下，：=1：:0.4:0.25 。鏜孔時=900k。 為背吃刀量，f為進給量，k為修正系數。