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1、九江学院机械与材料工程学院课程设计说明书题 目填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级A1211学 生郑*军学号11213010115指导教师 戴青玲2015年 6 月 9日机械制造技术基础课程设计任 务 书设计课 题：填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计设计内容：1、抄画工件零件图（零件图见附图）1张2、绘制毛坯图1张3、零件加工工艺规程卡1套4、机床夹具总装图1张5、机床夹具零件图12张6、课程设计说明书（不少于4000字）1份第一章概述机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为 主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运 用机械制造技术的基
2、本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际 工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技 术基础”知识及相关知识的一次全面训练。机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内 容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为 对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用火 具设计。一、课程设计的目的机械制造技术基础课程设计是作为未来从事机械制造技术工作 的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程 和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中， 学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。1、能熟练运
3、用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产 实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧 以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2、提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据 被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工 质量的夹具的能力。3、学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各 种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。二、课程设计的内容1、课程设计题目。机械制造技术基础课程设计题目为：填料箱盖零件的机械加工工 艺规程及工艺装备设计2、课程设计的内容课程设计包括编制工艺规程、设计夹具及编写课程设计说明书三 部分内容。
4、(1)编制工艺规程工艺规程的编制主要包括以下四个内容：零件工艺分析。抄画零件图，熟悉零件的技术要求，找出加工 表面的成型方法。确定毛坯。选择毛坯制造方法，确定毛坯余量，画出毛坯图。拟定工艺路线。确定加工方法，选择加工基准，安排加工顺序， 划分加工阶段，选取加工设备及工艺装备。进行工艺计算，填写工艺文件。计算加工余量、工序尺寸，选 择、计算切削用量，确定加工工时，填写机械加工工艺过程综合卡及 机械加工工序卡。(2)夹具设计。夹具设计主要进行下面四个方面的工作：夹具方案的确定。根据工序内容的要求，确定定位元件，选择 夹紧方式，布置对刀、导引件，设计夹具体。夹具总体设计。绘制夹具结构草图、绘制夹具总
5、装图，拆画夹 具体零件图。夹具计算。定位误差的计算，夹紧力的计算。(3)课程设计说明书。内容包括：课程设计封面、课程设计任 务书、目录、正文(工艺规程和夹具设计的基本理论、计算过程、设 计结果)、参考资料。三、课程设计的要求1、基本要求(1)工艺规程设计的基本要求机械加工工艺规程是指导生产的重要技术文件。因此制定机械加 工工艺规程应满足如下基本要求:应保证零件的加工质量，达到设计图纸上提出的各项技术要 求。在保证质量的前提下，能尽量提高生产率和降低消耗。同时要尽 量减轻工人的劳动强度。在充分利用现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工 艺技术。工艺规程的内容，应正确、完整、统一、清晰。工艺
6、规程编写， 应规范化、标准化。工艺规程的格式与填写方法以及所用的术语、符 号、代号等应符合相应标准、规定。(2)夹具设计的基本要求设计的夹具在满足工艺要求，有利于实现优质、高产、低耗，改 善劳动条件的同时，还应满足下列要求：所设计夹具必须结构性能可靠、使用安全、操作方便。所设计夹具应具有良好的结构工艺性，便于制造、调整、维修， 且便于切屑的清理、排除。所设计夹具，应提高其零部件的标准化、通用化、系列化。夹具设计必须保证图纸清晰、完整、正确、统一。2、学生在规定的时间内应交出的设计文件(1)零件图1张(2)毛坯图1张(3)机械加工工艺规程卡1套(4)机床夹具总装图1张(5)机床夹具零件图12张(
7、6)课程设计说明书(不少于4000字)1份四、课程设计进度安排课程设计计划时间三周，具体安排如下：1、布置设计任务、查阅相关资料；0.5天2、绘制零件图、毛坯图；2天3、设计零件的加工工艺规程；3天4、设计夹具结构、绘制草图；2天6、绘制夹具装配图；2天7、拆画零件图；1天8、整理设计说明书；2.5天五、注意事项：1、设计中制图按照标准、规范进行。标题栏、明细栏格式见附 录。2、综合工艺过程卡、工序卡按照附录规定格式要求填写。3、工序简图应标注的四个部分：(1)定位符号及定位点数；(2)夹紧符号及指向的夹紧面；(3)加工表面，用粗实线画出加工表面，并标上加工符号，其 中该工序的加工表面为最终工
8、序的表面时，加工符号上应标注粗糙度 数值。其他工序不标粗糙度数值；(4)工序尺寸及公差。定位、夹紧符号参见附录。目录、零件的分析 11.1 零件的作用 11.2 零件的工艺分析 1、机械加工X艺规程设计 12.1 毛坯的制/式 12.2 基准面的选择 12.2.1 fflS准的选择22.2.2 精基准的选择22.3 制订工艺路线 22.4 机砌口工、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 32.5 确定切削用量 42.5.1 工序I:车削端面、外圆42.5.2 工序H:粗车65, 80, 75, 100外圆以及槽和倒角52.5.3 工序田 钻扩32 mm及43mm孑L Z3025S臂钻床72.5.4 工序I
9、V 钻6 13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6探孔深2492.5.5 工序V :精车65mm的外圆及与80mmffi 接的端 面102.5.6 工序VI:精、粗、细链 60H 8( 00.046 )mrSL122.5.7 工序即：铳60孔底面132.5.8 工序磨60孔底面132.5.9 工序IX:链60ma底沟槽142.5.10 工序X:研磨 60ma底面14、指定工序的专用机床夹具设计 143.1 问题的指出 143.2 夹具 143.2.1 定W准的选择143.2.2 切削力及夹紧力的计算153.3 定位误差的分析 163.4 夹具及操作的简要说明 16四、本次的方案小阳介与结
10、论 17五、本次的*W#会 17参考资料 18一、零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是填料箱盖，其主要作用是保证对箱体起 密封作用，使箱体在工作时不致让油液渗漏。1.2 零件的工艺分析填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：01 .以65h5 (0.013)轴为中心的加工表面。0包括：尺寸为(J)65h5 ( 0.013)的轴，表面粗糙度为1.6, 尺00.036寸为 80的轴与 65h5 (。013)相接的肩面，尺寸为100f8 ( 0.090)00.046与 65h5 ( 0.013)同轴度为0.025 的面.尺寸为 60H8 ( 0)与065h5 ( 0.013)同轴度为0.0
11、25的孔.2 .以60H8 (+0.046 0) 孔为中心的加工表面.尺寸为78与60H8 (+0.046 0) 垂直度为0.012 的孔底面， 表面粗糙度为0.4,须研磨.3 . 以 60H8 (+0.0460)孔为中心均匀分布的 12孔，6-13.5 ,4-M10-6H 深 20 ,孔 深 24 及 2-M10-6H.4 .其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求二、机械加工工艺规程设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为HT200,考虑到零件材料的综合性能及材料成本 和加工成本，保证零件工作的可靠，采用铸造。生产类型：中批或 大批大量生产。2.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设
12、计中的重要工作之一。也是保证加工精 度的关键。2.2.1 粗基准的选择对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。 按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀 时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证 各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准0） 2.2.2 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则； 可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统 一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新 建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：1 .当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于 2MM的锥
13、面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外 圆作为定位基面，来保证定位精度。2 .采用锥堵或锥套心轴。3 .精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以 支承轴颈本身找正。2.3 制订工艺路线工艺路线确定如下：工序I 车削左右两端面。工序H 粗车 65,80,75,155,91,100外圆及倒角。工序出 钻30孔、扩32孔，扩47孔。工序 IV 钻 6- 13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H 深 20 孔深 24的孔及攻螺纹.工序V 精车65外圆及与80相接的端面.0.046、工序VI粗、精、细链60H8 (。)孔。工序VH铳60孔底面工序Vffl磨60孔底面。工序IX键
14、60孔底面沟槽。工序X研磨60孔底面。工序XI终检。以上工艺过程详见械加工工艺过程卡片2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为190241HBS, 毛坯质量约为5kg,生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛 坯。根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工 余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1) .外圆表面(65,80 ,75,155,91,100)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构 取为84、104、160的阶梯轴式结构，除力65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为 Ra = 6.3um,只要粗车就可满足加工要求。
15、2) .外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查机械 制造工艺设计简明手册(以下简称工艺手册表2.2-1,铸 件轮廓尺寸(长度方向100160mm，故长度方向偏差为 2.5 mm. 长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为3.03.5 mm.现取 3.0 mm o3) .毛坯为实心。两内孔精度要求自由尺寸精度要求，Ra为 6.3,钻孔再扩孔即可满足要求0.04604) .内孔60H 8(0)。要求以外圆面65h5 ( 0013)定位，铸出毛坯孔59。0.0465) 60H8 ( 0)孔底面加工.按照 表2.3-21及2.3-23研磨余量 Z=0.010 0.014 取 Z=0.010磨削
16、余量 Z=0.20.3取Z=0.3铳削余量 Z=3.0 0.3 0.01=2.696) .底面沟槽.采用链削，经过底面研磨后链可保证其精度.Z=0.57) 6 X(J)13.5 孔及 2M106H 孔、4M106H 深 20 孔。均为自由尺寸精度要求。2.5 确定切削用量2.5.1 工序I :车削端面、外圆本工序采用计算法确定切削用量加工条件：工件材料：HT200,铸造。加工要求：粗车 65、155端面及 65、80、75、100, 155外圆，表面粗糙度值为6.3um。机床：C620 1卧式车床。刀具：刀片材料为 YG6, 刀杆尺寸为16mmX25mm,k =90 ,r 0=15 计算切削用
17、量：1)粗车65、155两端面确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为3 1.25mm则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加p工,a =2mm计。长度加工方向取IT12级，取 0.04mm确 定进给量f:根据切削用量简明手册(第三版)表1.4,当刀杆16mmX25mm, a F钻削时T=17.34 N*M切向方向所受力：T 17.34F1=3267NL 65 10 3取 f 0.1F f =4416 0.1 441.6(N)F f F 1所以，钻削时工件不会转动，故本夹具可安全工作。3.3 定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而0该定位元件
18、的尺寸公差为。.03,而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可 满足加工要求。3.4 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机 动夹具，本道工序的钻床夹具选用气动夹紧方式。本工序由于是粗加 工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这将使整 个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个： 一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可 能的情况下，适当提高压缩空气的工作压力（由0.5M Pa增至0.6 MPa） 以增加气缸推力。结果，本夹具结构比较紧凑。钻床夹具的装配图及零件图分别见附图3及附图4四、本次设计的方案综合评价
19、与结论本夹具加工过程稳定，经济方面也大大减少了开支，生产效率也提 高了很多，因此本方案适合大批量生产。五、本次设计的心得体会本次课程设计是我们在结束所有专业课程以后的一次综合性设 计，它不仅测试了我们所学的知识是否扎实，而且还为我们接下来的 毕业设计做好了铺垫。通过这次课程设计，让我们所学的专业知识得到了巩固，增强了 我们的自信心。在完成本次设计过程中，虽然遇到过很多的困难，但 是我们经过小组讨论以及老师的细心教导，使我们一次次地突破困 难，最终圆满的完成了设计。参考资料1 .机床夹具设计第2版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社2 .机械制造工艺及专用夹具设计指导孙丽媛主编 冶金工业出 版社3 .机械制造工艺学周昌治、杨忠鉴等 重庆大学出版社4 .机械制造工艺设计简明手册李益民 主编 机械工业出版 社社6 .机床夹具设计手册王光斗、王春福主编上海科技出版社7 .机床专用夹具设计图册南京市机械研究所 主编 机械工 业出版社8 .机械原理课程设计手册邹慧君主编机械工业出版社9 .金属切削手册第三版 上海市金属切削技术协会 上海科学 技术出版社10 .几何量公差与检测第五版甘永立主编上海科学技术出版 社11 .机械制造工艺学课程设计指导书张龙勋 机械工业出版社12 .机床夹具设计王启平主编哈工大出版社