机械设计课程设计10本.docx

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机械设计课程设计10本

课程设计任务书

题目典型零件的工艺设计及加工

专业、班级学号姓名

主要内容、大体要求、主要参考资料等：

一、主要内容

一、绘制毛坯图二、设计零件的加工工艺3、填写机械加工工艺进程卡片、机械加工工艺卡片4、夹具设计（夹具总装图、零件图）

五、课程设计说明书

二、大体要求

要求学生按照给出的图纸编制零件加工工艺规程和夹具设计。

生产数量为400件/年，备品率5%，废品率2%，每日一班。

三、主要参考资料

一、有关的教科书：

《机械制图》、《公差与配合》、《机械工程材料》、《机械制造技术基础》、《机械制造技术基础课程设计指导教程》等。

二、有关手册：

《实用机械加工工艺手册》、《机械加工工艺设计手册》。

完成期限：

指导教师签名：

课程负责人签名：

年月日

课程设计说明书

题目：

姓名：

院（系）：

专业班级：

学号：

指导教师：

成绩：

时刻：

年月日至年月日

序言

机械设计制造及其自动化课程设计是在学完了机械制造基础，机械设计基础，机械制造装配大部份的专业知识并运用学习过的autoCADpro-e等壮大的画图软件所进行的毕业前的一次小练兵，一次重要的实践性学习，教习环节。

其主要目的是让咱们用所学的工艺理论和实践知识在实践的工艺，夹具设计中综合地加以应用，进而得以加深和进展，提高咱们分析和解决生产实际问题的能力，为以后弄好毕业设计和从事工作奠定了必然基础。

通过本次课程设计，咱们在下述方面能够得以锻炼：

1）能熟练的运用机械制造工艺学及相关课程的大体理论，和在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决一个零件在加工中的定位，加紧和工艺线路地合理拟定等问题，从而保证零件制造的质量，生产率和经济性。

2）通过夹具的工艺，进一步提高了咱们的结构设计能力，你能够按照被加工零件的加工要求设计出高效省力，既经济合理有能保证质量的夹具。

3）进一步提高咱们的计算设计制图能力，能比较专业熟练地查阅和利用各类技术资料。

4）在设计制造中培育咱们严谨的工作作风和独立的工作能力。

在设计中，由于理论知识和实践经验不足，设计中的不妥的地方，敬请老师批评指正。

一、大体要求

要求学生按照给出的图纸编制零件加工工艺规程和夹具设计。

生产数量为400件/年，备品率5%，废品率2%，每日一班。

二、选择毛坯，肯定毛坯尺寸，设计毛坯图

1.选择毛坯

该零件材料为铸钢，零件结构比较简单，生产类型为中批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作靠得住，故采用模锻成形。

这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。

零件形状并非复杂，因此毛坯形状能够与零件的形状尽可能接近，内孔不铸出。

毛坯尺寸通过肯定加工余量后再决定。

2.肯定机械加工余量

按照锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查2-28表得。

锻件孔的精铰：

.粗铰：

.钻：

.

3.肯定毛坯尺寸

毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。

4.设计毛坯

（1）肯定圆角半径

查表得：

外圆角半径r=

内圆角半径R=8mm

（2）肯定模锻斜度

查表得：

模锻斜度为：

5°～10°。

三、选择加工方式，制定工艺线路

1.定位基准的选择

粗基准的选择：

按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。

现以零件的侧面为主要的定位粗基准。

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“基准统一”原则，选择以圆柱体的Φ12H7孔为精基准。

2.零件表面加工方式的选择

（1）左右端面为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra25，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，需进行粗铣

（2）Φ35孔公差品级为IT11，表面粗糙度为，需进行钻和粗铰。

（3）Φ35内表面为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，表面粗糙度为，用平面锪钻。

（4）Φ20孔为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，表面粗糙度为Ra25，需进行钻。

（5）φ41外圆面为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，表面粗糙度为Ra25，粗车即可。

（6）φ50外圆右端面，为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，粗糙度为，对φ35H11孔的垂直度为，采用粗车半精车

（7）φ50外圆，公差品级为IT11，粗糙度为，采用粗车半精车。

（8）φ53外圆右端面为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。

（9）φ53外圆为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。

（10）φ53外圆左端面为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，粗糙度为25，粗车即可。

（11）M36外螺纹为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，采用粗车。

（12）φ孔公差品级为IT8，粗糙度为，采用钻，铰。

（13）φ孔右端面为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，粗糙度为，用平面锪钻

（14）倒角粗糙度为25，粗车即可。

（15）4-φ14孔为未注公差尺寸，按照GB1800-79规定起公差品级按IT13，表面粗糙度为，需进行钻

3.制定工艺线路

工序Ⅰ：

粗铣左右两水平端面。

工序Ⅱ：

钻、粗铰Φ35的孔。

工序Ⅲ：

锪钻鍃平Φ35内表面。

工序Ⅳ：

钻Φ20的孔。

工序Ⅴ：

粗车φ41外圆面。

工序Ⅵ：

粗车、半精车φ50外圆右端面。

工序Ⅶ：

粗车、半精车φ50外圆。

工序Ⅷ：

粗车φ53外圆右端面

工序Ⅸ：

粗车φ53外圆。

工序Ⅹ：

粗车φ53外圆左端面。

工序Ⅺ：

粗车M36外螺纹

工序Ⅻ：

车倒角。

。

工序XIII：

钻、粗铰、精铰φ的孔。

工序XIV：

锪钻鍃平φ孔右端面

工序XV：

钻4-φ14孔。

工序XVI：

清洗。

工序XVII:

终检。

四、工序设计

1.选择加工设备与工艺装备

工序号

设备

工艺装备

工序Ⅰ

X62卧式铣床

铣刀、游标卡尺、专用夹具

工序Ⅱ

组合钻床

麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具

工序Ⅲ

组合钻床

锪钻、游标卡尺、专用夹具

工序Ⅳ

组合钻床

麻花钻、内径千分尺、专用夹具

工序Ⅴ

CA6140卧式车床

车刀、游标卡尺、三角卡盘

工序Ⅵ

CA6140卧式车床

车刀、游标卡尺、三角卡盘

工序Ⅶ

CA6140卧式车床

车刀、游标卡尺、三角卡盘

工序Ⅷ

CA6140卧式车床

车刀、游标卡尺、三角卡盘

工序Ⅸ

CA6140卧式车床

车刀、游标卡尺、三角卡盘

工序Ⅹ

CA6140卧式车床

车刀、游标卡尺、三角卡盘

工序Ⅺ

CA6140卧式车床

车刀、游标卡尺、三角卡盘

工序Ⅻ

CA6140卧式车床

车刀、游标卡尺、三角卡盘

工序XIII

组合钻床

麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具

工序XIV

组合钻床

锪钻、游标卡尺、专用夹具

工序XV

组合钻床

麻花钻、内径千分尺、专用夹具

工序XVI

清洗机

工序XVII

塞规、百分表、卡尺等

2.肯定工序尺寸

由表可查得，Φ14mm的孔粗铰余量Z粗铰=；钻孔余量Z钻=。

查表可依次肯定各工步尺寸的加工精度品级为，粗铰：

IT10钻：

IT12；按照上述结果，再查标准公差数值表可肯定各工步的公差值别离为，粗铰：

;钻：

。

五、专用夹具设计

图1-1所示为阀盖零件图，生产规模为中等批量生产，零件的某些尺寸已经在前工序按要求加工完毕，本道工序要求在Z525立式钻床上加工

14mm个孔，需要设计一专用钻床夹具以便知足零件图上的各项精度要求。

（一）零件的加工工艺分析：

零件对

14mm孔的要求如下：

a.四个孔需要均布排列；

b.两孔的中心距为

；

c.孔的表面粗糙度Ra为；

加工面的凸台面积较小，故需要专用夹具，又由于上下端面均已经加工完毕，所以精基准选上下端面，侧面或中心孔。

（二）定位加紧方案的肯定及论证：

按照工序加工要求分析，工件定位时只需限制六个自由度，沿法阀盖方向的转动自由度也必需予以限制。

此刻有三种定位夹紧方案可供选择。

三种夹紧定位方案简图如下：

方案1图示：

图3-1

方案2图示：

图3-2

方案3图示：

图3-3

A工件以右端面为第必然位基准，限制3个自由度，可知阀盖右端台阶较小，相当于短圆柱销。

其中右端面作为基准，限制的自由度为

，

和

短圆柱销限制

和

，共有X，Y，

和

四个自由度受到限制，V形块限制

和Z，如此即能够保证孔的正确位置。

按照主要夹紧力由V形块和削边销提供，当削边销发生磨损后，主要加紧力由V形块提供，由于是侧面提供夹紧力，故需要对端面施加较大的力。

为使工件稳固，避免产生共振现象等不稳固现象，能够进行自定位支承，在钻削进程中，容易产生较大的轴向力，下面设一辅助支承，以减少工件产生变形，图3-1为该定位夹紧方案的图示。

B工件以右端面为第必然位基准，别离限制了4个自由度，其小平面和长圆柱销供限制里个自由度即

，X，

，Y和

。

又由于短V形块限制了Z，故6个自由度全数被限制。

按照主要夹紧力由螺旋压柱提供，且螺旋压柱的面积和阀盖的接触面积较小，故需提供较大的预紧力。

为肯定加工进程中工件的加工稳固性，需设置辅助支承；为避免过定位情形的出现，能够采用自位支承。

3-2为该定位夹紧方案示用意，但此方案需将加工线路中车螺纹放到了后面。

C由于该工件的形状和结构特点，该定位基准仍采用右端面，该端面属于大平面与阀盖的右端面接触，别离限制了

，X和Y三个方向上自由度。

又V形块限制了

，Z和

三个方向上自由度，如此保证零件的定位靠得住。

按照主要夹紧力作用于定为基准面的原则，主要夹紧力由螺旋压柱和垫块来提供，其中螺旋压柱上的受力较大，又由于钻孔处的的零件较薄弱，为避免工件过大变形，需设置辅助支承，图3-3所示为定位夹紧方案。

比较上述的三种方案，能够看出它们的优缺点。

三种方案都能够知足定位基准和设计基准相重合的原则，这是它们的主要长处。

方案一和方案二别离在中心轴线处采用了削边销和长圆柱销，均出现了局部过定位现象，但仍是能够知足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了专用夹具的复杂性。

前两种方案中的V形块都需要提供较大的夹紧力，而方案三的夹紧力由螺旋压柱与垫块分担，且有辅助支承存在，没出现过定位现象，也不需要提供自定位支承来解除过定位的自由度，且方案三结构紧凑操作方便，定位误差较小，而且能够知足加工精度的要求。

按照孔的位置要求，该夹具上安装有分度装置，从而提高了生产效率，使一次安装能同时加工出四个孔.。

（三）定位误差分析：

第一，在对夹具进行定位误差分析之前，对已经选定的方案工作原理做一下说明：

该夹具用于立式钻床，钻削阀盖上四个孔。

工件以端面，止口和凸台圆弧在夹具体与钻模板定位。

转动手柄，在弹簧作用下使不按期位块向右运动，起角向定位作用，将工件压紧。

当一个划作钻好后，拉动手柄并旋转压紧，使压柱离动工件再向上推动手柄，对离开垫块，转动夹具体至相应位置时，对定位块在弹簧的作用下，推动定位销的槽中分度对定，钻削另一个工件。

其余各件按一样的方式依次加工。

了解了该专用夹具的工作原理以后，将对此夹具在利用进程中的定位误差做如下分析:

1.四个孔均布排列：

该误差主要存在于销与孔的精度问题，在加工完毕一个孔后，需转动夹具

的角度来加工下一个孔，定位夹紧后，通过钻头产生的轴向力会使工件发生倾斜现象，即便有辅助支承的存在，而辅助支承产生的外力很小，本身就会使工件产生倾斜，故需要在设置辅助支承时应注意到这一方面，对均布的

14mm的四个孔有很重要的意义。

2.两孔心距

：

为保证两孔中心距，需要靠得住的夹紧力，开口垫圈上的夹紧力应足够大，以避免工件产生倾斜或加工进程中的扭转现象。

由于加工的公差较大，在夹具制造进程中应略加注意，将会消除这方面的问题，将产生的误差为

，其夹角为

，钻孔平面的尺寸为22mm，具体参照图3-3。

定位误差为：

=

=

=

由于

=<，故能够知足其加工精度。

3.孔表面粗糙度：

由于钻孔的公差品级能达到IT12-IT11，其中Ra值为Ra25~，故钻孔远远不能达到，故需进一步采用铰孔，而该孔又是一个沉孔，需要在铰孔后锪钻进行锪孔。

定位方案仍为带凸缘的夹具定位，进行铰孔后便能知足要求。

夹具设计及操作的简要说明

本套夹具用于加工4-φ14孔。

定位采用常见的一面两销定位方案。

阀盖上平面（一面）及其内孔来实现完全定位。

主要考虑工件便于掏出夹紧装置采用活动垫板夹紧。

工件加工完成后，移动压柱向后退必然距离，工件就可以够很方便的掏出。

工件装夹时，先将工件放到带大端面的长圆柱销和固定定位销处，然后将移动垫板上移，压紧工件，将螺栓拧紧就可以够进行加工了。

加工完成以后将移动压板退出必然距离，就可以够把工件直接掏出。

如夹具装配图上图所示。

六、结束语

要掌握零件制造进程中的一路性规律和解决具体工艺问题的知识和能力，其复杂性就不是一门课程所能解决的，通过量门相关知识学科的学习，掌握其内在的大体规律。

多门学科的综合组成全面地分析和运用机械制造工艺进程的大体内容，圆满完成了这次课程设计的内容。

通过本次毕业设计，让我了解到生产零件进程中需要解决很多问题，从中发觉了很多自己的不足，老师和同窗的热心帮忙，让我多次树立信心，决心完成毕业设计任务，在设计的最后，发觉设计中仍存在有问题，反复纠正，最终完本钱次课程设计。

对本次设计中，帮忙过指导过我的老师和同窗最真诚的谢意！