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1、机械制造技术课程设计说明书设计题目： 制定法兰盘（三）零件（图5-24）的加工工艺，设计铣78.5侧面的铣床夹具 专 业： 机电一体化技术 班 级： 10级一班 学 号： 1030320125 姓 名： 指导教师： 机械工程系2012年11月15日哈尔滨理工大学机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：制定法兰盘（三）零件（图5-24）的加工工艺，设计铣78.5侧面的铣床夹具 设计要求： 1、中批生产； 2、选用通用设备； 3、采用手动夹紧机构； 设计内容： 1、绘制加工工件图，计算机绘图； 2、制订零件的加工工艺过程，填写零件加工工艺过程卡一张和铣78.5侧面工序的工序卡。 3、设计指定的工序
2、夹具，绘制夹具全套图纸； 4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式写； 5、答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说明书、工艺过程卡和工序卡，并交电子文稿 。 设计时间：2012年11月12日至11月23日 答辩时间：2012年11月23日 班 级： 机电10-1班 学 号： 1030320125 学生姓名： 指导教师： 系 主 任： 2012年11月6日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。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
3、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教。全套图纸，加153893706目录设计任务书I序言II课程设计说明书正文：第1章 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析1第2章 工艺规程设计32.1 确定毛坯的制造形式32.2 几面选择32.3 制定工艺路线32.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定42.5 确定切削用量及基本工时4第3章 专用夹具设计63.1 设计主旨63
4、.2 夹具设计63.2.1 定位基准的选择63.2.2 切削力和加紧力计算73.2.3 夹具设计及操作的简要说明7课程设计心得体会8参考文献9第1章 零件的分析1.1 零件的作用题目给的零件是制定法兰盘零件。法兰，又叫法兰盘或凸缘盘。法兰是使管子与管子相互连接的零件，连接于管端；也有用在设备进出口上的法兰，用于两个设备之间的连接。法兰盘的作用就是使得管件连接处固定并密封。1.2 零件的工艺分析题目给的法兰盘零件共有三组加工表面，它们相互间有一定的位置要求。现分述如下：1、62d11孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个62d11的外圆及倒角C1，50mm的孔，31mm的孔。2、4X7mm
5、孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：车2X0.5mm的倒角，钻4X7mm的孔。3、87mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个87mm的外圆及倒角R3，40mm的孔及倒角R2，以7mm的孔为中心钻11mm的孔，磨削直径87mm距离轴线35mm的突台,以87mm孔为中心的加工表面上方4mm处沿竖直方向车R10的圆。技术要求1、前两组表面的平行度、两表面与62d11中心线的垂直度公差0.02mm。2、材料：HT150。第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT150，法兰盘属轻型零件,有设计要求知，该法兰盘的生产类型为中批生产。2.2 基面选择基面的选择是工艺规程设计
6、中的重要工作之一。基面选择得正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法进行。1、精基准的选择根据该法兰盘零件的技术要求，选择法兰盘62d11的外圆面和50mm孔作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。50mm孔的轴线是设计基准，选用其作竟基准定位法兰盘两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的端面跳动度要求。选用法兰盘右端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为该法兰盘在轴向方向上的尺寸多以该外圆面作设计基准。2、粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞
7、边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择法兰盘上端面端面和62d11的外圆面作为粗基准。采用62d11的外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用法兰盘右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。2.3 制定工艺路线综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，制定法兰盘的工艺路线。工序1：铣62d11孔为中心的加工表面。工序2：铣62d11的外圆。工序3：车倒角C1。工序4：粗铣50mm的孔，31mm的孔。工序5：精铣50mm的孔，31mm的孔。工序6：粗铣4X7mm孔为中心的加工表面。工序7：精铣4X7mm孔为中心的加工表面。工序8：钻孔并扩孔4X7mm。工序9：铣87mm的外圆铣40mm的孔
8、及倒角R2。工序10：车87mm的外圆倒角。工序11：以7mm的孔为中心钻并扩11mm的孔。工序12：铣直径87mm距离轴线35mm的突台。工序13：以4X7mm孔为中心的加工表面车2X0.5mm的倒角。工序14：以87mm孔为中心的加工表面上方4mm处沿竖直方向车R10的圆。工序15：终检。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“法兰盘”零件材料为HT150，中批生产，法兰盘在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，毛胚选用铸件即可满足工作要求。该法兰盘的轮廓尺寸不大，形状较复杂，故采用金属型铸造。毛坯简图 2.5 确定切削用量及基本工时在这只计算粗铣距离轴线35mm的面1、粗铣工
9、步1）切削深度的确定取z=0.5mm。2) 进给量的确定由切削手册，选取该工步的每转进给量f=0.08mm/z。3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度v选取为21.6m/min,由公式（5-1）n=1000v/d可求得该工序钻头转速n=43r/min ,参照表n=47.5r/min ,再将此转速代入公式，可求出该工序的实际速度为v=nd/1000=23.87m/min。2、时间定额的计算（1）基本时间tj的计算粗铣工步T=L/fm=27/960=0.029min=1.74s（2）辅助时间ta的计算由，辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=（0.150.2)tj这里取ta=0.15tj
10、,则各工序的辅助时间分别为：粗铣工步的辅助时间为：ta=0.15x1.74s=0.261s(3)其他时间的计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于法兰盘的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%，这里均取3%，则各工序的其他时间可按关系式（3%+3%）（tj+ta）计算，它们分别为：粗铣工步的其他时间为：tb+tx =6%x(1.74+0.261)=0.121s(4) 单件时间tdj的计算这里的
11、各工序的单件时间分别为：粗铣工步tdj钻=1.74+0.261+0.121=2.122s因此，此工序的单件时间tdj=tdj钻=2.122s将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。第3章 专用夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。3.1 设计主旨1、提出问题(1)怎样限制零
12、件的自由度；一个面限制3个自由度，定位心轴限制2个自由度，V型块限制1个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。（3）设计的夹具怎样排屑；此次加工利用铣刀（4）怎样使夹具使用合理，便于卸载。2、设计思想设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。本夹具主要用来对距轴线35mm面进行加工，表面粗糙度Ra6.4，粗铣可满足其精度。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择1、定位分析（1）定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工
13、序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故铣该平面时，采用法兰盘21孔内圆柱面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。j=（TD+Td+S）/2TD=0.050mmTd=0.011mmS=0.010mmj=0.0355mm3.2.2 切削力和加紧力计算刀具：镶片圆锯齿铣刀Fz=9.81CFzae0.85af0.72do-86apzCFz-灰铁30ae-侧吃刀量8af-0.10.2（0.1）d
14、o-铣刀外径160ap-背吃刀量0.5Fz=113N根据定位时所需夹紧力计算公式：式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16螺杆直径螺纹升角Q 手柄作用力L 手柄长度则夹紧力 =766（N）根据手册查得该夹紧力满足要求，故此夹具可以安全工作。3.2.3 夹具设计及操作的简要说明此次设计的夹具夹紧原理为：通过21孔和侧面为定位基准，在圆柱销、平面和定位销实现完全定位，以铣刀进行加工定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。该设计用可换定位销。 课程设计心得体会本次课程设计要求绘制零件图，毛坯图，夹具装配
15、图，夹具零件图以及工艺过程卡片和工序卡片.通过设计，我基本掌握了零件的加工过程，以及加工过程文件的编写。在设计的过程中，我遇到了很多困难，但在老师和同学的帮助下都一一得到了解决，并学习到了不少的知识。总之，这次设计使我不隐隐学会了如何进行机械制造的课程设计的具体过程，也让我了解了将理论知识应用与实践中的重要性。如果不能将理论与实践相结合，那么，再好的理论知识也只能是摆设而已。由于我的知识掌握的还不够完善，因此我的作业中还有愈多不足之处，希望老师能够给予指正。在此次课程设计中，我收获很多，为我以后的学习工作打下了重要的基础。非常感谢在设计的过程中给予我帮助的同学们，更要感谢给我们布置设计任务的陶福春老师，不仅仅在课程设计期间给我们细心地指导，在我们遇到问题时也为我们悉心解答，让我们在课设的同时，获得了更方面的进步。参考文献【1】吴拓主编机械制造工艺与机床夹具课程设计指导【2】李昌年主编 机床夹具设计与制造 机械工业出版社 2006【3】王光斗主编 机床夹具手册上海科学技术出版社 2000【4】吴拓主编 现代机床夹具设计 化学工业出版社 2009【5】曾志新 机械制造技术基础 武汉理工大学出版社 2001【6】艾兴主编 切削用量简明实用手册 化学工业出版社 2000【7】杨峻峰主编 机床及夹具 清华大学出版社 2005
