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1、机械制造课程设计说明书题 目设计“偏心套（插件槽）”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量4000件） 院(系)、部： 学生姓名： 指导教师： 专 业： 班 级： 完成时间： 机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“偏心套”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件）内容：1、 零件图 1张 2、 毛坯图 1张 3、 机械加工工艺规程 1套 4、 结构设计装配图 1张 5、 结构设计零件图 1张 6、 课程设计说明书 1份全套图纸，加153893706班 级 学 生 学 号 指导教师 2008年12月绪 论机械制造工艺学课程设计使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
2、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,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。机械制造技术是一门非常重要的技术，人类的发展过程就是一个不断的制造过程。因此，制造技术的重要性是不言而喻的，它有以下四个方面的意义。1 社会发展与制造技术密切相关2 制造技术是科学技术物化的基础3 制造技术是所有工业的支柱4 制造技术国力和国防的后盾机械制造工艺学课程设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕
3、业设计进行一次综合训练和准备。学生通过机械制造工艺学课程设计，应在下述各方面得到锻炼：（1）能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的时间知识，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。学生通过设计借据（或量具）的训练，应当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的夹具的能力。（3）学会使用手册及图表资料。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。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计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
4、题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导 目 录序 言11 零 件 的 分 析21.1零件的作用21.2 零件的工艺分析22 工 艺 规 程 设 计32.1确定毛坯的制造形式32.2基面的选择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62.5确定切削用量及基本工时83 夹具设计303.1问题的提出303.2夹具设计30参考文献34致 谢35序 言 机械制造工艺学课程设计是我们在学完大学的全部课程后进行的，是我们对大学三年的学习的一次深入的综合性的总考核，也是一次理论联系实际的训练，这次设计使我们能
5、综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（偏心套）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。 因此，它在我们大学生活中占有重要地位。就我个人而言，我也希望通过这次设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性心理，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，对未来的工作发展打下一个良好的基础。 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。一、 零 件 的 分 析 （一）零件的作用 题目
6、所给定的零件是偏心套（见附图1）， 起偏心定位作用，精度要求很高。要以保证精度为准。 （二）零件的工艺分析 偏心套是一偏心回转体零件,有两组组加工表面,这两组分别是120外圆 ,，包括:两个mm外圆及端面, 100的外圆面，尺寸为mm的内圆柱面。 这两组加工表面是位置度和自身的平面度和圆柱度都有很高的精度要求 ,可以先加工它的一端外圆,再借助专用夹具以这个外圆为定位基准加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 二、 工 艺 规 程 设 计 （一）确定毛坯的制造形式零件材料为GCr，由于零件年产量为10000件，已达到中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故采用锻造。这从提高生产率，保证加工精度上
7、考虑也是应该的。(二)基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1） 粗基准的选择 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。对于一般的轴类零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准（这就是粗基准选择原则里的余量足够原则）现选取120外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有子口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的六个自由
8、度，达到完全定位。2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领一确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工序号工序名称工序内容工艺装备1下料棒料120x165锯床2锻造155x45x1043热处理正火4粗车夹毛坯外圆粗车内孔尺寸至55，粗车端面见平即可车外圆至145长45C6205粗车倒
9、头装夹车外圆至145与上工序接刀保证总长95，再距端面46mm处车100圆至尺寸102，槽宽6使槽宽外面的端面距外端面43C6206精车倒头用三爪卡盘夹工件外圆找正，车内孔尺寸至59，精车另一端面保证总长92，并做标记，精车100圆及两内侧端面，是槽宽为8，保证槽外端面靠外端面的距离为42C6207钳划键槽线非标记面8插已有标记的端面及外圆定位按线找正插键槽，保证尺寸60及键槽尺寸64-64.5B50209钳修锉键槽毛刺10精车精车59内孔及键槽定位用专用偏心夹具装夹工件车偏心尺寸120至121.5长42.5C620专用工装11精车以精车59内孔及键槽定位用专用偏心夹具装夹工件另一端车偏心尺寸
10、120至121.5长42.5C620专用工装12热处理淬火HRC58-6013热处理冰冷处理14热处理回火15磨用专用偏心夹具装夹工件121.5外圆出，按59内孔找正，磨内园尺寸至60M2110A专用工装16钳修锉键槽中氧化皮17磨以60为内孔，键槽和一端面定位装夹工件，磨外圆至图样尺寸，并靠模此端外端面，保证偏心盘的厚度40mm为41mm并保证总长91mmM2110A专用工装18质检检验各部分尺寸19入库（四）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HT250，硬度200HBS，毛坯重量约为2.23KG，生产类型为中批生产，采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确
11、定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1.mm外圆表面外圆表面为IT6级，参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精车外圆1.5121.50.017121.5粗车外圆1.5130+0.3130毛坯31450.51452.外圆表面60内圆表面参照实用机械加工工艺手册确定各工序尺寸及加工余量工序名称工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差磨内圆0.359.760精车外圆0.659.459.4半精车外圆1.258.8粗车内圆2573. 2）精车余量：单边为0.15mm（见实用机械加工工艺手册中表3.2-2），精车公差
12、既为零件公差-0.08；3）半精车余量：单边为0.6mm（见实用机械加工工艺手册中表11-27），半精车公差的加工精度为IT9，因此可以知道本工序的加工公差为-0.12mm；4）粗车余量：粗车的公差余量（单边）为Z=2.0-0.2-0.6=1.2mm； 粗车公差：现在规定本工步（粗车）的加工精度为IT11级，因此，可以知道本工序的加工公差为-0.32mm，由于毛坯及以后各道工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实就是含义上的加工余量，实际上，加工余量有最大的加工余量及最小加工余量之分；（五）确定切削用量及基本工时 工序 1 粗车120端面及外圆柱面，工件材料：HT200 b=220MP
13、a 模铸加工要求：车削100mm端面及外圆柱面， 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm2计算切削用量(1) 粗车120mm端面1) 已知毛坯长度方向的加工余量为3+0.8 -0。7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm2) 进给量f 根据实用机械加工工艺手册中表2.4-3,当刀杆尺寸为1625 mm35mm,以及工件直径为120时，f =0.71.0mm/r按C620车床说明书（见切削手册）取 f =0.9mm/r3) 计算切削速度，按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为(寿命T=60min) (m/min)其中：=342, =0.15,
14、 =0.35, m=0.2。修正系数见切削手册表1.28,即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)确定机的主轴转速 ns= 504r/min按机床说明书(见工艺手册表4.2-8),与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。现选取=480r/min。所以实际切削速度v=110r/min/。5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1L=40mm , =2mm, =0, =0 tm=0.098(min)(2) 粗车120mm外圆柱面，同时应检验机床功率及进
15、给机构强度1) 切削深度，单边余量Z=2mm,分二次切除。2) 进给量，根据机械加工工艺手册取f=0.9mm/r3)计算切削速度132m/min4)确定机床主轴转速 ns= 420r/min 与420r/min相近的机床转速为480r/min现选取480r/min 所以实际切削速度= 5) 检验机床功率其中2985，1.0，0.65，-0.15， =0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削时消耗功率2.81(KW) C620主电机功率为7.5kw.转速为480r/min时主轴传递的最大功率为4.5kw.所以机床功率足够，可以正常加工。6) 校
16、验机床进给系统强度已知主切削力1122.4N.径向切削力其中1940，0.9，0.6，-0.3，=0.59=0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而轴向切削力 其中2880，1.0，0.5，-0.4，=0.34=1.17 轴向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1,则切削罗在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=+(+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而机床纵向进给机床可承受的最大纵向力为3530N(见切削手册表1.30)故机床进给系统可正常工作。7)
17、切削工时t=其中l=10mm =4mm =2mm 所以t=0.1min(3)面1) 切削深度。单边余量Z=30mm.分15次切除2) 进给量根据机械加工工艺手册取f=0.9mm/r3) 计算切削速度 其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系数 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=126m/min4) 确定机的主轴转速 ns= 378r/min与378r/min相近的机床转速为400r/min。现选取=400r/min。所以实际切削速度=5) 切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;
18、其中l=30mm t=i=15=1.25(min)工序 2 粗车60端面及外圆柱面，机床：C620卧式车床 刀具：采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸1625mm,=90,=15,=12,=0.5mm工序 5 半精车100的端面及外圆柱面，半精车B面，半精车90的外圆柱面，车100、90外圆柱面上的倒角，车45两端过渡圆弧，车20孔的左端倒角(1) 半精车120mm端面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。.取f0.5mm/r机床主轴转速480r/min所以切削工时tm=0.44（min）(2) 半精车120mm外圆柱面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故
19、其余在此省略进给量f 根据机械加工工艺手册表2.4-2 取f=0.2mm/r 主轴转速 n=480r/min 所以切削工时t=0.17min(3) 半精车100面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外其它都相同，故在此省略。进给量f 根据实用机械加工工艺手册表2.4-2.取f0.5mm/r机床主轴转速400r/min t=i ;其中l=30mm t=i=15=2.25(min)(2)精车120mm外圆柱面粗精加工的切削用量除了进给量和切削深度外都相同，故其余在此省略进给量f 根据机械加工工艺手册表2.4-2 取f=0.2mm/r 主轴转速 n=480r/min 所以切削工时t=0.33 mi
20、n(工序 8 精车45的外圆，精车90的端面(1) 精车mm内圆柱面 1) 切削深度 单边余量为Z=0.3mm 分1次切除。 2) 进给量 根据机械加工工艺手册取f=0.2mm/r 3) 计算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 确定机床主轴转速ns= 585r/min与585r/min相近的机床转速为600r/min。现选取=600r/min。所以实际切削速度=5)切削工时，按工艺手册表6.2-1。 t=i ;其中l=41m
21、m; =4mm; =0mm; t=i=0.75(min)工序 8 磨60内圆柱面和120的外圆柱面(1) 磨120mm外圆柱面机床MQ1350A轻型外圆磨床1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st 3)切削工时式中D-被加工直径 b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴
22、向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量0.55(min)(2) 磨60mm内圆柱面机床M2110A轻型外圆磨床1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料A46KV6P 35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有工件速度18m/min纵向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.0157mm/st 3)切削工时式中D-被加工直径 b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量0.3(
23、min)其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为350x40x1272)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表33-42有砂轮轮速n=1500r/min (见机床说明书) v=27.5m/s工件速度10m/min轴向进给量 0.5B20mm(双行程)切削深度0.015mm/st3)切削工时式中D-被加工直径b-加工宽度Z-单边加工余量K-系数V-工作台移动速度-工作台往返一次砂轮轴向进给量-工作台往返一次砂轮径向进给量0.53(min)最后，将以上各工序切削用量，工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺综合卡片，见所附卡片
24、。三、夹具设计（一）问题的提出为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。本次设计加工64.5宽20的键槽的插床夹具，本夹具将用于B5020插床上，刀具材料为高速钢。利用本夹具主要用来加工64.5宽20的键槽，这个外圆柱面的粗糙度要求为3.2，因此本工序的加工精度容易保证，主要考虑如何定位夹紧以节省操作时间和保证精度上，同时兼顾提高生产率。（二）、夹具设计定位基准的选择由零件图知，120mm的外圆对孔对60mm的内圆段一定的位置度要求，为了减少定位误差，以120mm外圆端面和外圆面为主要定位基准面，以压板作为压紧，由于插床的力是垂直的，所以之限制片面方向的3个自由度和二个
25、旋转由度就可以了，因此这一定位方案可行。为了提高加工效率，缩短辅助时间，采用用外圆面定位和端面定位。切削力及夹紧力计算查表1-2-7文献1， 摩擦系数查4表3-19，=0.25。 安全系数 ，式中 K基本安全系数1.5；K加工状态系数1.2；K刀具钝化系数1.5，由文献4表3-20查得；K切削特点系数1.0；K考虑加紧动力稳定性系数1.3。L=20mm, H=42mm, l=34mm定位误差分析 夹具的主要定位元件为定位套，该定位套是根据零件定位方案设计的专用件，各定位面加工后对60mm孔的轴向位置偏差影响可以忽略不计。插键槽，以外圆和端面定位，定位夹紧可靠，装卸方便快速，适合大批量生产。夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率，装夹零件时直接以外圆定位装夹到底做坐上，调整好后用夹具压紧，零件图、零件毛坯图和零件图见随附图。陕西理工大学 参考资料1、王光斗、王春福主编机床夹具设计手册上海：上海科学技术出版社2、赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书北京：机械工业出版社3、孙巳德主编机床夹具图册北京：机械工业出版社4、李庆余主编机械制造装备设计北京：机械工业出版社5、王先逵主编机械制造工艺学北京：机械工业出版社致 谢感谢王彤老师在本次课程设计期间给予我的指导和帮助。由于个人能力所限，本设计难免存在缺点和错误，以及许多不足之处，恳请老师批评指正。