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1、XX大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：导向丝杆右支架机械加工工艺规程及粗铣52孔下端面夹具设计班级： 姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 任 务 书一、设计题目:导向丝杆右支架机械加工工艺规程及粗铣52孔下端面夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:（中批或大批大量生产）三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图（A0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）
2、。 1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并完成设计说明书的编写。7第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天，答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表
3、现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 。全套图纸，加153893706综合评定成绩： 指导教师日期摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。导向丝杆右支架的加工工艺及铣端面夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引
4、导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。AbstractThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various know
5、ledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design
6、 to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedu
7、re, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part
8、 as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement. Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the locali
9、zation, the error.目 录1序言11.1零件的分析11.1.1零件的作用11.1.2零件的工艺分析.11.2确定毛坯.21.2.1确定毛坯种类.21.2.2确定铸件加工余量及形状.22工艺规程设计.32.1定位基准的选择.3 2.2制定工艺路线.42.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定.42.3.1圆柱表面工序尺寸.42.3.2平面工序尺寸.62.3.3确定切削用量及时间定额.63夹具设计.213.1问题的提出.213.2夹具设计.213.3夹具结构设计及操作简要说明.22 4参考文献.231序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之
10、后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。1.1零件的分析1.1.1零件的作用题目给的零件是导向丝杆右支架，它位于车床丝杆的右端，主要作用是支撑导向丝杆。
11、法兰盘上有四个安装孔，其中部的通孔则由丝杆穿过，本身没有受到多少力的作用。该零件年产量为4000件，设其备品率为4%，机械加工废品率为0.5%，则该零件的年生产纲领为：N=Q m(1+a%)(1+b%)=40001(1+4%)(1+0.5%)=4181(件/年)，零件的年产量为4181件，查表可知该产品为中批生产。1.1.2零件的工艺分析零件的材料为KTH350-10，黑心可锻铸铁，切削性和耐蚀性良好，耐磨性及焊接性差，有较高的韧性、强度和塑性。用于承受较高的冲击振动及扭转负荷下的工作零件。为此以下是导向丝杆右支架需要加工的表面以及表面之间的位置要求：1. 孔52以及与此相通的ZG1/8左旋的
12、锥孔，两个孔18，四个安装孔10.5。2. 58的外圆柱面。3. 零件上端面和孔10.5的下端面。 4.（1）零件上端18 mm孔中心轴线与10.5孔的下端面与的垂直度误差为0.15mm；与 52mm孔中心轴线的平行度误差为0.15mm 。 （2）52mm孔中心轴线与10.5孔的下端面的垂直度误差为0.15mm；与58mm外圆中心轴线的全跳动误差为0.10mm。经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，即可以粗加工零件下端面，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。1.2确定毛坯1.2.1确定毛坯种类 零件材料是KTH350-10。考虑零件在
13、机床运行中所受冲击力较大，零件形状结构又比较复杂，零件年产量是中批量。而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型，选择木模手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5，选用铸件尺寸公差等级为CT-12。1.2.2确定铸件加工余量及形状查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级。并查表2.2-4.确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表：简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D152H3.52双侧加工D218H92双侧加工D310.5H5.252双侧加工D458H22双侧加工D5
14、1/8H4.52双侧加工T140H5单侧加工T241H5单侧加工2工艺规程设计2.1定位基准的选择1粗基准的选择:以零件10.5孔的上端面为粗基准。2精基准的选择:考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“统一基准”原则。以10.5mm孔的下端面为主要的定位精基准，以52mm内孔面和58mm外圆柱面为辅助的定位精基准。2.2制定工艺路线制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产
15、成本。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序01 粗铣 52mm孔下端面，以T3为粗基准工序02 粗车 58mm外圆面，以D1为定位基准工序03 粗车10.5孔的下端面，以T3为定位基准工序04 精铣零件上端面，以T2（10.5的下端面）为定位基准工序05 粗镗52孔，以58外圆为定位基准工序06 钻、扩零件上、下侧的18孔，以D1为定位基准工序07 钻、扩零件上四个10.5的安装孔，以D1、D2为定位基准工序08 半精车58mm外圆面，以D1为定位基准工序09 半精车10.5mm下端面，以T1为定位基准工序10 半
16、精镗52孔，以58外圆为定位基准工序11 铰2-18孔，以D1为定位基准工序12 精车 58mm外圆面，以D1为定位基准工序13 精镗52孔，以58外圆为定位基准工序14 钻1/8锥孔，攻螺纹，以D1、D2和T3为基准工序15 去毛刺工序16 终检2.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定2.3.1圆柱表面工序尺寸前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大52IT7铸件7CT1245粗镗3IT116.30.045.8半精镗2.5IT93.22.342.66精镗1.5IT71.61.47
17、31.57418IT9钻17IT1116.8917扩0.85IT106.30.780.96铰0.15IT93.20.1050.2210.5钻10.5IT1112.510.3910.558IT7铸件4CT12622.8粗车1.6IT111.414.4半精车2.2IT96.32.1262.39精车0.2IT73.20.170.2742.3.2平面工序尺寸工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件5.0CT1201粗铣 52mm下端面517122.77.4803粗车10.5的下端面314120.35.4804精铣零件上端面541122.77.5509半精车10.5mm下端
18、面212101.822.362.3.3确定切削用量及时间定额工序01 粗铣 52mm下端面，以T3为粗基准1.加工条件工件材料：KTH350-10,铸造工件尺寸：ae=77 mm，l=118 mm加工要求：粗铣 52mm下端面,加工余量mm机 床：X52K立式铣床刀 具：查切削用量简明手册表1.2，选择硬质合金端铣刀，铣削宽度ae90mm，深度ap6mm, 齿数z=12，故根据切削用量简明手册表3.1取刀具直径do=125mm。根据切削用量简明手册表3.2选择刀具前角，后角，副后角，刀刃倾角，主偏角，过度刃，副偏角2.切削用量1)确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=5mm，一次走到即可完
19、成。2)确定进给量由于本工序为粗加工 ，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削用量简明手册表3.5，使用硬质合金端铣刀，机床功率为7.5kw（据简明手册表4.2-35，立式铣床）时，fz=0.140.24mm/r,故选择fz=0.24mm/r。3)确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5 mm；由于铣刀直径do=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据切削手册表3.8）。4)计算切削速度Vc和每分钟进给量Vfc根据切削手册表3.16，当do=125mm，z=12, ap =7.5, fz，故校验合格。最终确定a
20、p=5mm，=375mm/min，=0.16mm/z。6)计算基本工时 ，,l=118mm查切削手册表3.26，入切量及超切量为：=40mm,则：=（118+40）/375=0.42min工序02 粗车 58mm外圆面，以D1为定位基准1.已知条件与工序01相同加工要求：粗车77mm108mm的矩形为62的外圆 粗车62的外圆，单边加工余量为0.8mm机 床：C620-1型卧式车床刀 具：YT5硬质合金可转位车刀，根据切削手册表1.1，由于C620-1型卧式车床的中心高为200mm(表1.30)，故选择刀杆尺寸16 x25，刀片厚度为4.5mm。根据切削手册表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带
21、倒棱前刀面，前角，后角，刀刃倾角，主偏角，副偏角，刀尖圆弧半径2.切削用量1)确定切削深度ap粗车矩形为圆形时，需要切削的余量为41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。 粗车62的外圆时，单边余量为0.8mm，ap=（62-60.4）/2=0.8mm ,1次走刀完成。2)确定进给量根据表1.4，在粗车可锻铸铁KTH350-10、刀杆尺寸16 x25时：若切削深度ap 812mm，工件直径为60100mm时，则进给量为f=0.60.8mm/r。若切削深度ap 3mm，工件直径为60100mm时，则进给量为f=0.61.2mm/r。再根据C620-1车床说明书，取f =0.65mm/r。确定的
22、进给量尚需满足车床进给机构强度的需求，故需进行校验。根据表1.30，C620-1车床进给机构允许的进给力=3530N；根据表1.23，在=350MPa,f0.75mm/r, ,v=65m/min（预计）时：ap 9.7mm时，进给力=2750N；ap 2.8mm时，进给力=800N。的修正系数为，故实际进给力分别为=27501.17N=3217.5N, =18201.17N=2129.4由于切削时的进给力小于车床进给机构允许的进给力，故所选f =0.65mm/r的进给量可用。3)选择车刀磨钝标准及寿命根据切削手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.81.0。焊接车刀耐用度T=60mm。4)确定
23、切削速度 根据切削手册表1.11，加工=350MPa,f0.75mm/r时： ap 9mm，切削速度v=80m/min; ap 0.8mm, 切削速度v=114m/min切削速度的修正系数为，,，故=800.80.92=58.9m/min; =1140.80.92=83.9m/min ;根据C620-1车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择: =120r/min , =380r/min这时实际切削速度（）得：=54.6m/min, =74m/min5）校验机床功率由表1.25，当=350MPa,f0.75mm/r时:ap 9.7mm,v59m/min时，=5.8kw;ap 2.8m
24、m,v84m/min时，=2.4kw切削功率的修正系数为，,， ，（表1.28）故实际切削时的功率为：=4.26kw; =1.77kw根据表1.30，当=120r/min、=380r/min 时, 机床主轴允许功率= 5.9kw，故满足条件，校验成立。6）计算基本工时：，,l=3.5mm，查切削手册表1.26，入切量及超切量为：=2mm,则：=55.5/（1200.65）=0.35min；=5.5/（3800.65）=0.02min工序03 粗车10.5的下端面，以T3为定位基准1.本工序仍为粗车，已知条件与工序相同，可采用与工序相同的可转位车刀，采用工序确定切削用量的方法。2.切削用量1)确
25、定切削深度需要切削的余量为41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。 2)确定进给量 f =0.65mm/r3)选择车刀磨钝标准及寿命根据切削手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.81.0。焊接车刀耐用度T=60mm。4)确定切削速度 切削速度的修正系数为，,，故=1010.80.92=74.3m/min; 根据C620-1车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择: =305r/min,这时实际切削速度（）得：v=74.3m/min 5）校验机床功率切削功率的修正系数为，,， ，（表1.28）故实际切削时的功率为：=4.9 0.8 0.92kw=3.6kw6）计算基本工时，,l=
26、1mm，查切削手册表1.26，入切量及超切量为：=1mm,则：=2/（3050.65）=0.01min工序04 精铣零件上端面，以T2（10.5的下端面）为定位基准本工序为粗加工，已知条件与工序相同，切削用量及其计算过程同工序计算基本工时： ，,l=222mm 查切削手册表1.26，入切量及超切量为：=44mm,则： =266/375=0.71min工序05 粗镗52孔，以58外圆为定位基准1.机 床：T68立式镗床2.切削用量：1)确定切削深度 单边余量为z=3mm，取ap=3mm，1次走刀完成。 2)确定进给量 由简明手册4.2-21查得，取f =0.52mm/r3)确定镗床转速 由简明手
27、册4.2-20查得，取n =200r/min4）计算基本工时： =(46+2 2)/（2000.52）=0.48min工序06 钻、扩零件上、下侧的18孔，以D1为定位基准1.刀具选择：查切削手册表2.1、2.2，选用高速钢麻花钻钻头。粗钻时，do=17mm，钻头采用双锥后磨横刃，后角，二主刃长度，横刃长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度=1.5mm,2,2.切削用量选择：1)确定进给量按加工要求确定进给量:查切削手册得：f=0.700.86mm/r , l/d=40/17=2.353再由切削手册表2.7，系数为0.5，则：f =（0.700.86）0.5=0.350.43mm/r。按钻头强度
28、选择：查切削手册表2.8，钻头允许进给量为：f=1.75mm/r。机床进给机构强度选择：查切削手册表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为：f=1.2mm/r。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量时工艺要求，其值为：0.350.43mm/r，根据简明手册表4.2-16，最终选择的进给量：f=0.36mm/r。由于是加工通孔，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给改为手动进给。根据切削手册表2.19查出，钻孔时的轴向力=3580N，轴向力修正系数为1.0，故=3580N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N，故所选进给量可用。
29、2)选择车刀磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.6mm。寿命T=60mm。3)确定切削速度 查切削手册表2.30，切削速度计算公式：Vc=，其中，=16.4，=0.25，=0，=0.4，m=0.125查得修正系数：，故实际的切削速度：=4） 校验机床扭矩及功率查切削手册表2.21，当f0.41mm, 17.5mm, =30.41N.m,修正系数均为1.0，故=30.41N.m查机床使用说明书：=52 N.m查切削手册表2.23，钻头消耗功率：=1.3kw查机床使用说明书：=2.80.81=2.26kw由于,故切削用量可用，即f=0.36mm/r,n=545r/min, =30.
30、2m/min3.计算基本工时：=(41+10)/（5450.36）=0.26min；4.扩孔至17.85：查切削手册表2.10，扩孔进给量f=0.901.1mm/r, 查机床使用说明书，最终选定进给量f=0.81mm/r。根据资料，切削速度v=0.4v钻。其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时切削速度，故v=0.4 30.2=12.08m/min故查机床使用说明书选取：=272r/min 基本工时：=(41+10)/（2720.81）=0.23min工序07 钻、扩零件上四个10.5的安装孔，以D1、D2为定位基准1.刀具选择：查切削手册表2.1、2.2，选用高速钢麻花钻钻头。粗钻时，do=9mm
31、，钻头采用双锥后磨横刃，后角，二主刃长度，横刃长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度=1.5mm,2,。2.切削用量选择：1)确定进给量按加工要求确定进给量:查切削手册得：f=0.700.86mm/r , l/d=40/17=2.353再由切削手册表2.7，系数为0.5，则：f =（0.700.86）0.5=0.350.43mm/r按钻头强度选择：查切削手册表2.8，钻头允许进给量为：f=1.75mm/r机床进给机构强度选择：查切削手册表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为：f=1.2mm/r以上三个进给量比较得出，受限制的进给量时工艺要求，其值为：0.350.43mm/r，根
32、据简明手册表4.2-16，最终选择的进给量：f=0.36mm/r由于是加工通孔，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给改为手动进给。根据切削手册表2.19查出，钻孔时的轴向力=3580N，轴向力修正系数为1.0，故=3580N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N，故所选进给量可用。2)选择车刀磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.6mm。寿命T=60mm。3)确定切削速度 查切削手册表2.30，切削速度计算公式：Vc=，其中，=16.4，=0.25，=0，=0.4，m=0.125查得修正系数：，故实际的切削速度：=4）校验机床
33、扭矩及功率查切削手册表2.21，当f0.41mm, 17.5mm, =30.41N.m,修正系数均为1.0，故=30.41N.m；查机床使用说明书：=52 N.m；查切削手册表2.23，钻头消耗功率：=1.3kw；查机床使用说明书：=2.80.81=2.26kw。由于,故切削用量可用，即f=0.36mm/r,n=545r/min； =30.2m/min。3.计算基本工时：=(12+10)/（5450.36）=0.16min4.扩孔至9.85查切削手册表2.10，扩孔进给量f=0.901.1mm/r, 查机床使用说明书，最终选定进给量f=0.81mm/r根据资料，切削速度v=0.4v钻。其中v钻
34、为用钻头钻同样尺寸实心孔时切削速度，故v=0.4 30.2=12.08m/min故查机床使用说明书选取：=272r/min 基本工时：=(12+10)/（2720.81）=0.12min；工序08 半精车58mm外圆面，以D1为定位基准1.选择刀具：车刀形状、刀杆尺寸、刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号为YT15,车刀几何形状为:前角，后角，刀刃倾角，主偏角，副偏角，刀尖圆弧半径2.切削用量：1)确定切削深度ap单边余量为1.1mm，ap=1.1mm ,1次走刀完成2)确定进给量半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。根据表1.6，当表面粗糙度为6.3，f=0.400.50mm/r ，
35、再根据C620-1车床说明书，取f =0.4mm/r。3)选择车刀磨钝标准及寿命根据切削手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.81.0。焊接车刀耐用度T=60mm。4)确定切削速度 根据切削手册表1.11，加工=350MPa,f0.42mm/r，ap 1.8mm， v=128m/min切削速度的修正系数均为1，故=128m/min根据C620-1车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择：=610r/min，这时实际切削速度（）得：=115.7m/min5）校验机床功率由表1.25，当=350MPa,f0.47mm/r,ap 2.8mm, =115.7m/min时，=2.4kw;根据
36、表1.30，当=610r/min时, 机床主轴允许功率= 5.9kw，故满足条件，校验成立。3.计算基本工时：=5.5/（6100.4）=0.02min工序09 半精车10.5mm下端面，以T1为定位基准1.本工序仍为半精车，已知条件与工序相同，可采用与工序相同的车刀和确定切削用量的方法。2.切削用量1)确定切削深度 需要切削的余量为41.5mm，取ap=9mm，5次走刀完成。 2)确定进给量 f =0.4mm/r3)选择车刀磨钝标准及寿命根据切削手册表1.9，取车刀后面最大磨损量为0.81.0。焊接车刀耐用度T=60mm。4)确定切削速度 切削速度的修正系数为，,，故=144m/min; 根
37、据C620-1车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.28）选择: =305r/min,这时实际切削速度（）得：v=138.9m/min 5）校验机床功率切削功率的修正系数为，,， ，（表1.28），故实际切削时的功率为：=2.9kw。3.计算基本工时：，,l=0.5mm，查切削手册表1.26，入切量及超切量为：=1mm,则：=1.5/（316.30.4）=0.012min。工序10 半精镗52孔，以58外圆为定位基准1.机 床：T68立式镗床2.切削用量：1)确定切削深度 单边余量为z=1.25mm，取ap=1.25mm，1次走刀完成。 2)确定进给量 由简明手册4.2-21查得，取f =0.20mm/r3)确定镗床转速 由简明手册4.2-20查得，取n =630r/min3.计算基本工时： =46/（6300.20）=0.37min工序11 铰2-18孔，以D1为定位基准1.刀 具：专用铰刀机 床：Z525立式钻床2.切削用量：1)确定进给量 根据有关手册规定
