機械制造工藝學課程設計例題樣本

機械制造專業(yè)（本科）《機械制造工藝學》課程設計目錄目錄 I1緒論 12零件分析 23工藝規(guī)程設計 33.1擬定毛坯制造形成 33.2基面選取 33.3制定工藝路線 33.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯擬定 73.5擬定切削用量及基本工時 104夾具設計 254.1問題提出 254.2夾具設計 255總結 30參考文獻 31致謝 321緒論2零件分析題目所給零件是機床尾座體，尾座安裝在機床右端導軌上，尾座上套筒可以安裝頂尖，以支承較長工件右端（即頂持工件中心孔）、安裝鉆頭、絞刀，進行孔加工，也可以安裝絲錐攻螺紋工具、圓析牙套螺紋工具加工內、外螺紋。尾座可以沿尾座導軌作縱向調節(jié)移動，然后壓下尾座緊固手輪將尾座夾緊在所需位置，搖動尾座手輪可以實現(xiàn)對工件頂緊、松開或對工件進行切削縱向進給。2.1零件特點由圖可知，該零件為不太規(guī)則部件，其重要技術特點如下：1.鑄件需要消除毛刺和砂粒、并作退火解決2.17H6規(guī)定圓度為0.0033.17H6規(guī)定圓柱度0.0044.17H6與導軌面平行度為0.0055.17H6與燕尾面平行度為0.0056.17H6孔軸心線與導軌面位置度誤差為0～0.17.17H6孔與燕尾面位置度誤差不超過0.158.各面粗糙度達到需要規(guī)定9.17H6孔需精加工、研配10.導軌面配刮10～13點/25252.2零件工藝分析依照零件圖可知、重要進行導軌面加工、孔加工和表面加工、鉆孔、攻絲，孔精度規(guī)定高。該零件年生產(chǎn)5000件屬大批量生產(chǎn)，在加工是為了提高勞動效率、減少成本，設計加工零件需要設計專用夾具。3工藝規(guī)程設計3.1擬定毛坯制造形成由于該零件形狀較復雜，因而不能用鍛造，只能用鑄件，并且年生產(chǎn)批量為5000件已達到批生產(chǎn)水平，采用批量造型生產(chǎn)。依照零件重要加工表面粗糙度擬定各表面加工余量，查參照文獻查參照文獻[2]《機械加工工藝手冊》，后來有計算在此就不重復了。3.2基面選取基面選取是工藝規(guī)程中重要工作之一，基面選取對的與合理可以使加工質量得到保證、生產(chǎn)效率得到提高；否則不但使加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會導致零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準選?。簩τ谙髾C床尾座這樣零件來說，選取好粗基準是至關重要，可以保證零件各種加工余量選取。對于普通零件而言，以加工面互為基準完全合理；但對于本零件來說，如果以17孔為粗基準也許導致位置精度不達標，按照關于粗基準選取原則（即當零件有不加工表面時，應以這些不加工面作為粗基準）當前選取不加工35外圓表面和外表不加工面作為粗基準，運用一組兩個錐套夾持兩端作為重要定位面以消除五個不定度，再用一種支承板、支承在前面用以消除一種不定度，達到完全定位。用來加工工件底面。對于精基準而言，重要應考慮基準重疊問題。這里重要以已加工底面為加工精基準。當設計基準與工序基準不重疊時應當進行尺寸換算，背面對此有專門計算這里就不重復了。3.3制定工藝路線制定工藝路線出發(fā)點應當是使零件幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術規(guī)定能得到合理保證。在生產(chǎn)大綱已擬定為批量生產(chǎn)條件下，可以考慮采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此果之外，還應當考慮經(jīng)濟效，以便使用生產(chǎn)成本下降。3.3.1工藝路線方案一工序Ⅰ.銑削17H孔兩端面（粗銑、半精銑）工序Ⅱ.擴17H孔。工序Ⅲ.倒角工序Ⅳ.銑削孔14端面、銑削M6端面、粗銑最底面、粗銑導軌面、銑工藝面、銑削22退刀槽、精銑導軌面、精銑燕尾面工序Ⅴ.銑削28端面工序Ⅵ.鉆14孔、擴孔工序Ⅶ.鏜削28沉降孔工序Ⅷ.鉆M6孔、攻絲工序Ⅸ.精加工17孔、研配工序Ⅹ.精加工導軌面配刮12—13點/2525。3.3.2藝路線方案二工序Ⅰ.銑削17H孔兩端面（粗銑、半精銑）工序Ⅱ.粗刨導軌面工序Ⅲ.粗刨燕尾面工序Ⅳ.刨削導軌面工藝臺階面工序Ⅴ.銑削22退刀槽工序Ⅵ.精刨導軌面工序Ⅶ.精刨燕尾面工序Ⅷ.擴17孔工序Ⅸ.銑削14孔端面工序Ⅹ.鏜28孔工序Ⅺ.研配17孔工序Ⅻ.導軌配刮3.3.3.工藝方案比較分析上述兩方案特點在于：方案一是先加工孔，然后以此孔為基準加工其他各處，而方案二是以導軌面為基準加工其他面，可以看出以先加工孔，以孔作為定位基準加工時位置精度較易保證，并且定位裝夾等都比較以便，但是方案一中一次裝夾多道工序除了可以選用專用夾具設計組合機床（但在成批生產(chǎn)是在普通機床上能保證精度狀況下，應盡量不選用專用機床）以外，只能選用多工位萬能銑床加工。而當前萬能銑床加工精度還不能加工導軌面精度規(guī)定，因而決定將方案二中工序ⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫ移入方案一，由于銑削時不能較好地加工燕尾處斜面，因而在導軌面和燕尾加工都采用刨削。詳細工藝過程如下：工序1.粗銑削17H6孔兩端面工序2.精銑削17H6孔兩端面工序3.鉆17H6孔工序4.擴17H6孔工序5.惚倒角工序6.粗銑14孔端面工序7.半精銑14孔端面工序8.銑削M6端面工序9.粗刨燕尾底面工序10.粗刨軌面工序11.銑刨導軌面工藝面工序12.銑削22退刀槽工序13.精刨燕尾面工序14.精刨導軌面工序15.磨燕尾面工序16.磨導軌面工序17.鉆14孔工序18.擴14孔工序19.鉆M6螺紋孔工序20.攻絲工序21.鏜削28沉降孔工序22.鏜削孔工序23.鏜削孔工序24.導軌面配刮工序25.精加工17H6孔研配工序26.人工時效工序27.終檢但考慮工序集中和鑄件不適合熱解決取消工序26，并且考慮工序集中，集中同一中加工粗精加工。詳細工序如下：工序1.導軌面加工（粗、半精銑削導軌面及刨削導軌面工藝面、精刨導軌面）工序2.燕尾面加工（粗刨、精刨燕尾面）工序3.銑削17H6孔兩端面（粗、精銑）工序4.孔加工（鉆、擴、絞17H6孔）工序5.銑削14孔端面工序6.14孔加工（14孔鉆、擴）工序7.銑削M6端面工序8.鉆孔（鉆M6螺紋孔）工序9.惚倒角工序10.磨削（導軌面、燕尾面）工序11.鏜削（鏜削28沉降孔）工序12.攻絲工序13.導軌面配刮工序14.珩磨：工序15.精加工17H6孔研配工序16.終檢以上過程詳見背面工藝卡。3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯擬定“尾座體”零件材料為HT200，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。采用自由砂型,3級精度（成批生產(chǎn)）。依照上述原始質料及加工工藝，分別擬定各加工表面機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下。3.4.1孔端面不平度：、缺陷度：查參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》?？臻g偏差：依照參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》鍛造公差：查參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》，按鑄件寬度查得寬度公差（1）粗銑余量加工精度：IT12，公差查參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》加工表面粗糙度：查參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》鑄件加工余量為，（2）精銑余量加工精度及表面粗糙度：規(guī)定達到，公差，見圖紙規(guī)定。精加工余量為。因此總加工為式（3.1）3.4.2內孔毛坯為實心，不沖出孔。內孔精度規(guī)定為，參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》擬定工序尺寸及加工余量為：鉆孔：擴孔：查參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》精鏜：查參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》細鏜：查參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》珩磨：查參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》表2.3-51總加工余量為：。式（3-2）3.4.3燕尾面加工考慮其加工長度為，與其聯(lián)結為導軌面，其精度相對較高，要進行粗加工、半精加工和精加工。①粗加工：加工精度、鑄件粗加工余量依照參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》。②半精加工：加工長度、加工寬度，因而半精加工余量選取參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》表2.3-59。③精加工：加工長度、加工寬度，因而精加工余量選取參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》表2.3-60總加工余量。式（3.3）3.4.4導軌面刨削加工考慮其加工長度為，同樣也是和導軌配合，其加工精度規(guī)定非常高，因而需要進行粗加工，半精加工和精加工。①粗加工：加工精度選取選取加工余量②半精加工：加工長度、加工寬度，因而加工余量選取。由參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》表2.3-59③精加工：加工長度、加工寬度，因而精加工余量選取由參照資料[4]《機械制造工藝與夾具設計指引》表2.3-60總加工余量由式3-3得：。3.4.5孔內徑表面毛坯為實心，不沖出孔。內孔精度規(guī)定不太高，參照參照資料[2]《機械加工工藝手冊》擬定工序加工尺寸及余量為：鉆孔：擴孔：(查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》表2.3-48)7.M6孔加工公稱直徑，加工前鉆孔直徑(查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》表2.3-71)因而鉆孔加工余量為：。3.5擬定切削用量及基本工時3.5.1銑削17H6孔兩端面。1.粗銑：（1）.加工條件加工規(guī)定：銑孔端面。機床：雙端面銑床X364刀具：粗銑端面刀具材料選用YG6，由銑削寬度選取。查參照資料[5]《金屬切削手冊》表6-4得（2）.計算切削用量①若考慮工件粗糙度，加工余量為，但實際，由于后來還要精加工，因而此端面不必所有加工，此時可按考慮，分二次加工，吃刀深度。查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》表2.3-5②每齒進給量查參照資料[5]《金屬切削手冊》表6-12得③計算切削速度查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》得耐用度式（3.4）④功率計算式（3.5）2.精銑：（1）.加工條件加工規(guī)定：銑孔端面。機床：雙端面銑床X364刀具：。精銑端面刀具材料選用YG6，。①吃刀深度②每轉進給量達到粗糙度規(guī)定6.3（▽4）3.5.2.鉆孔（鉆17H6孔）（依照鉆孔取參照值，參照資料[2]《機械加工工藝手冊》）式（3.6）按機床選用：考慮其加工長度為，選取鉆床搖臂鉆床。切削工時：，式（3.7）3.5.3.銑削14孔端面（粗銑14孔端面、半精銑14孔端面）1.粗銑14孔端面（1）.加工條件加工規(guī)定：銑孔端面。機床：端面銑床XE755刀具：粗銑端面刀具材料選用YG6，,齒數(shù)10。（2）.計算切削用量1）.粗銑①若考慮工件粗糙度，加工余量為，但實際，由于后來還要精加工，因而此端面不必所有加工，此時可按考慮，分二次加工，吃刀深度。②每齒進給量查資料[1]《機床夾具設計手冊》③計算切削速度查資料[1]《機床夾具設計手冊》耐用度④功率計算2.半精銑14孔端面（1）.加工條件加工規(guī)定：銑孔端面。機床：端面銑床XE755刀具：。精銑端面刀具材料選用YG6，。（2）.半精銑①吃刀深度②每轉進給量達到粗糙度規(guī)定。3.5.4.銑削M6端面加工規(guī)定：銑M6螺紋端面。機床：端面銑床XE755刀具：。銑端面刀具材料選用YG6，。銑①吃刀深度②每轉進給量就可以達到粗糙度規(guī)定。3.5.5.鉆孔（鉆14孔、鉆M6螺紋孔）（依照鉆孔取參數(shù)值，加工工藝手冊）1.鉆14孔式（3.8）按機床選用因此實際切削速度切削工時：查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》。，按照式3-7得：2.鉆M6螺紋孔依照鉆孔取參數(shù)值，查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》。由式3-8得：按機床選用因此實際切削速度切削工時：查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》，由式3-7得：3.5.6.擴孔（擴17H6孔）切削深度：由式3-8得：按機床選用：因此實際切削速度：切削工時：查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》，由式3-7得：3.5.7.惚倒角為了縮短輔助時間，取倒角時主軸轉速與鉆孔相似，3.5.8.擴孔（擴14孔）切削深度：由式3-8得：按機床選用：因此實際切削速度：切削工時：查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》，由式3-8得：3.5.9.刨削導軌面（粗、半精刨削導軌面及刨削導軌面工藝面、精刨導軌面）1.粗刨：（1）.加工條件加工規(guī)定：粗刨導軌面。機床：端面銑床BE755刀具：粗銑端面刀具材料選用YG6，。（2）.計算切削用量①若考慮工件粗糙度，加工余量為，但實際，由于后來還要精加工，因而此端面不必所有加工，此時可按考慮，分二次加工，吃刀深度。②每齒進給量：查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》③計算切削速度查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》耐用度：由3-4得④功率計算2.半精刨削導軌面及銑削導軌面工藝面（1）.加工條件加工規(guī)定：半精銑削導軌面及銑削導軌面工藝面。機床：端面銑床BE755刀具：粗銑端面刀具材料選用YG6，。（2）.計算切削用量①若考慮工件粗糙度，加工余量為，但實際，由于后來還要精加工，因而此端面不必所有加工，此時可按考慮，分二次加工，吃刀深度。②每齒進給量查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》③計算切削速度查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》耐用度由3-4得：④功率計算式（3-9）3.精刨：加工規(guī)定：精刨削導軌面。機床：端面銑床BE755刀具：精銑端面刀具材料選用YG6，。①吃刀深度②每轉進給量達到粗糙度規(guī)定6.3（▽44.粗刨燕尾底面加工規(guī)定：銑刨燕尾底面。機床：端面銑床BE755刀具：銑端面刀具材料選用YG6，。①吃刀深度②每轉進給量就可以達到粗糙度規(guī)定。3.5.10.銑削22退刀槽加工規(guī)定：銑削22退刀槽。機床：銑床X525刀具：。粗齒鋸片銑刀，，，齒數(shù)20。銑①吃刀深度②每轉進給量就可以達到粗糙度規(guī)定。3.5.11.刨削燕尾面（粗刨、精刨燕尾面）（1）.加工條件加工規(guī)定：刨削燕尾面。機床：刨床BE755刀具：。精銑端面刀具材料選用YG6，。1）.粗刨①若考慮工件粗糙度，加工余量為，但實際，由于后來還要精加工，因而此端面不必所有加工，此時可按考慮，分二次加工，吃刀深度。②每齒進給量查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》③計算切削速度查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》耐用度由3-8得：④功率計算2）.精銑①吃刀深度：②每轉進給量：達到粗糙度規(guī)定6.3（▽4）3.5.12.鏜削（精鏜、細鏜孔）取刀桿直徑，刀桿伸出量。粗鏜：加工余量。分兩次加工。令，，選用硬質合金YT5鏜刀。精鏜：細鏜：取刀桿直徑，刀桿伸出量。粗鏜：加工余量：分兩次加工。令，，選用硬質合金YT5鏜刀。。3.5.13.磨削（導軌面、燕尾面）由于都是平面加工，因此采用平面磨削加工方案。1.導軌面磨削選用機床：導軌磨床MM52125磨具：粗磨采用平行砂輪。查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》。磨削用量選?。汉侠砟ハ饔昧窟x取普通原則為：①粗磨時，工件加工精度和粗糙度規(guī)定差某些，可采用較大、。②精磨時，必要采用小、、。③要依照工件尺寸大小、剛性好壞，選取合理、。④依照加工材料強度和硬度以及導熱性，合理地選取、。⑤依照砂輪切削性能好壞使用合理。⑥磨削細長零件時，工件容易產(chǎn)生震動，應恰當減少些。由此選取如下：軸向進給量（雙行程）工件速度：查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》表2.4-167徑向進給量：查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》表2.4-167切削工時：式（3.9）式中L——加工長度，138mmb——加工寬度，90mm——加工余量，0.022mmK——系數(shù)，1.14Z——同步加工零件數(shù)2.燕尾面磨削選用機床：導軌磨床MM52125磨具：粗磨采用平行砂輪。（查機械加工工藝手冊）。磨削用量選取：軸向進給量：（雙行程）工件速度（表2.4-167）徑向進給量（表2.4-167）切削工時：（式3.10）式中L——加工長度，90mmb——加工寬度，11mm——加工余量，0.022mmK——系數(shù)，1.14Z——同步加工零件數(shù)3.5.14.鏜削（鏜削孔、鏜削28沉降孔）1.鏜削孔（取刀桿直徑，刀桿伸出量。粗鏜：加工余量。分兩次加工。令，，選用硬質合金YT5鏜刀。精鏜：2.鏜削28沉降孔取刀桿直徑，刀桿伸出量。粗鏜：加工余量：。分兩次加工。令，，選用硬質合金YT5鏜刀。精鏜：3.5.15.攻絲公制螺紋，由于加工材料是鑄件，因而選用如下：（查參照資料[2]《機械加工工藝手冊》表2.4-105）因此按機床選用3.5.16.導軌面配刮采用人工配刮達到10～13點/25253.5.17.珩磨：孔加工條件：工件尺寸不太大，孔直不太大。珩磨機床：由于工件尺寸不太大，因此選取臥式珩磨機床。珩磨頭：選取磨較小孔珩磨頭。珩磨切削參數(shù)選?。河捎诩庸な菚T鐵，因此查機械加工工藝手冊得：合成切削速度選?。ň庸ぃ﹫A周速度（精加工）往復速度（精加工）油石徑向進給為因此到油石行程長度選取煤油作為該加工切削液。3.5.18.精加工17H6孔研配采用人工研配達到粗糙度等規(guī)定。3.5.19.終檢檢測工件與否有裂紋等缺陷4夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，減少勞動強度，需要設計專用夾具。通過與指引教師協(xié)商，決定設計孔加工夾具、設計主視圖孔加工夾具、設計零件底面加工夾具。4.1問題提出運用這些夾具用來加工孔、孔和零件底面，這些均有很高技術規(guī)定。但加工某些都尚未加工，因而，在設計時，重要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，減少勞動強度，并且精度也是非常重要。4.2夾具設計4.2.1零件底面加工夾具（1）定位基準選取由于工件孔17和14都要以底面做為基準加工，故一方面得做出底面加工夾具。加工底面時間為保證相對17孔于A和B面平行度咱們就得要精確設計出以導軌面和燕尾面為重要定位夾具。還考慮到工件圓度和圓柱度誤差小，咱們設計夾具就具備對孔17夾具定位精確，和加工時震動小，那就得在孔17孔外圓找個定位夾緊點。夾緊時重要是限制工件在平面上轉動和翻滾，由于外表面基本上是不用加工，因此在加工時候采用兩側面作為夾緊。（2）夾緊力選取在鉆孔是夾緊力產(chǎn)生力矩，必要滿足查資料[1]《機床夾具設計手冊》其中——刨削力，其值由切削原理公式計算擬定；——刨削時，壓板產(chǎn)生力。為了提高夾緊速度，采用加工夾具草圖如圖所示緊機構。圖4.1（3）定位誤差定位元件尺寸及公差擬定。夾具重要定位是孔，該孔與該面有平