152机械制造工程原理课程设计任务书解读.docx
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152机械制造工程原理课程设计任务书解读
东莞理工学院
《机械制造工程原理》课程设计
设计题目：
学生姓名：
学号：
院（系）：
机械工程学院
专业班级：
机械设计制造及其自动化12级班
指导教师：
黄健求韩立发
起止时间：
2015年6月日——2015年月日
东莞理工学院
《机械制造技术基础》课程设计任务书
学生姓名
专业班级
12级机械（）班
学号
指导教师姓名及职称
黄健求教授韩立发副教授
题目
（单学号组）拨叉零件机械加工工艺规程制定及钻螺纹M10底孔钻床夹具设计
（拨叉零件为教材P211图7-9所示零件,材料HT250;年产10000件）
设计主要任务、具体要求和进度安排（课程设计时间共两周10个工作日）
1.零件工艺审查,选择毛坯并手工绘制毛坯图（0.5天）;
2.机械加工工艺规程设计:
选择加工方法和方案,拟定工艺路线（1天）;
进行工序设计计算（1天）;
填写工艺卡和钻螺纹M10底孔加工工序卡（1天）;
3.夹具设计:
设计钻螺纹M10底孔工序的钻床夹具结构方案,绘制夹具设计装配草图（手工绘图）（1天）
绘制夹具设计装配图（手工/电脑绘1#图幅1张）（1天）
绘制钻模板、钻套、夹具体等零件图（电脑绘图3-4#图幅各1张）（2.5天）
4.编写并打印课程设计计算说明书（含工艺规程）10页1万字（2天）
5.课程设计答辩（1天）
主要参考文献
1.黄健求主编《机械制造技术基础》北京:
机械工业出版社,2011.8
2.邹青等主编《机械制造技术基础课程设计指导教程》北京:
机械工业出版社,2011.6
3.《机械设计手册》
4.《夹具设计图册》
5.《夹具设计手册》
6.《机械加工工艺手册》
任务下达人（签字）
2015年月日
任务接受人（签字）
2015年月日
备注：
1、本任务书一式二份，由指导教师填写相关栏目后教师和学生各执一份。
2、本任务书须与学生的课程设计计算说明书一并装订（封面后一页）存档。
东莞理工学院
《机械制造技术基础》课程设计任务书
学生姓名
专业班级
12级机械（）班
学号
指导教师姓名及职称
黄健求教授韩立发副教授
题目
（双学号组）支架零件机械加工工艺规程制定及钻螺纹M18底孔钻床夹具设计
（支架零件为教材P255图7-62所示零件,材料HT250;年产10000件）
设计主要任务、具体要求和进度安排（课程设计时间共两周10个工作日）
1.零件工艺审查,选择毛坯并手工绘制毛坯图（0.5天）;
2.机械加工工艺规程设计:
选择加工方法和方案,拟定工艺路线（1天）;
进行工序设计计算（1天）;
填写工艺卡和钻螺纹M10底孔加工工序卡（1天）;
3.夹具设计:
设计钻螺纹M10底孔工序的钻床夹具结构方案,绘制夹具设计装配草图（手工绘图）（1天）
绘制夹具设计装配图（手工/电脑绘1#图幅1张）（1天）
绘制钻模板、钻套、夹具体等零件图（电脑绘图3-4#图幅各1张）（2.5天）
4.编写并打印课程设计计算说明书（含工艺规程）10页1万字（2天）
5.课程设计答辩（1天）
主要参考文献
1.黄健求主编《机械制造技术基础》北京:
机械工业出版社,2011.8
2.邹青等主编《机械制造技术基础课程设计指导教程》北京:
机械工业出版社,2011.6
3.《机械设计手册》
4.《夹具设计图册》
5.《夹具设计手册》
6.《机械加工工艺手册》
任务下达人（签字）
2015年月日
任务接受人（签字）
2015年月日
备注：
1、本任务书一式二份，由指导教师填写相关栏目后教师和学生各执一份。
2、本任务书须与学生的课程设计计算说明书一并装订（封面后一页）存档。
东莞理工学院
《机械制造技术基础》课程设计考核成绩表
学生姓名
专业班级
学号
课程设计
题目
起止日期
指导教师
黄健求
职称
教授
学生
课程设计
总结
指导教师
评阅
评阅人签名：
年月日
指导教师
成绩评定
平时成绩
（30%）
设计成绩（70%）
总评成绩
等级评定
优
（90-100）
良
（80-89）
中
（70-79）
及格
（60-69）
不及格
（59以下）
备注：
本表须用黑色钢笔填写或打印,装订在学生课程设计封底前,与学生课程设计一起存档
表2机械加工工艺卡
单位
机械加工工艺卡
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
共1页
第1页
材料牌号
HT250
毛坯种类
铸造
毛坯外形尺寸
每坯件数
每台件数
备注
工序号
工序名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
工序时间
准终
单件
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
描图
描校
底图号
装订号
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化（日期）
会签
（日期）
指导
教师
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
粟志娟
表3机械加工工序卡
单位
机械加工工序卡
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
共页
第页
（工序简图）
车间
工序号
工序名称
材料牌号
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每坯件数
每台件数
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
夹具编号
夹具名称
切削液
工位器具编号
工位器具名称
工序时间
准终
单件
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
（r/min）
切削速度
（m/min）
进给量
（mm/r）
背吃刀量/mm
走刀
次数
工时定额
基本
辅助
1
钻M10底孔
钻孔夹具
描图
描校
底图号
装订号
设计
（日期）
审核
（日期）
标准化（日期）
会签
（日期）
指导
教师
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
设计计算说明书提纲（可参照附件）
1.序言
2.零件工艺分析
2.1零件的作用
2.2零件工艺分析
3.工艺规程设计
3.1确定毛坯的制造形式
3.2基面的选择
3.2.1粗基准的选择。
3.2.2精基准的选择。
3.3制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
1）工艺路线方案一:
2）工艺路线方案二:
3）工艺路线方案三:
以上工艺过程详见工艺过程卡。
3.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
3.5确立切削用量及基本工时
4.夹具设计
4.1问题的提出
4.2夹具设计
4.3定位基准的选择
4.4定位误差分析
4.5夹紧力计算
4.6夹具设计及操作的简要说明
参考文献
附件:
机械制造技术基础
课程设计说明书
设计题目:
滑块零件的机械加工工艺规程和夹具设计
班级：
机械09-1班
学号：
设计者：
指导老师：
设计日期：
2012.9.24——2012.10.5
1.设计任务书
2.序言
3.零件工艺分析
4.零件工艺规程设计
5.零件的夹具设计
6.总结
7.参考文献
8.附录
附图1零件图
附图2毛坯图
滑块零件机械加工工艺卡
滑块零件机械加工工序卡
滑块零件工艺及铣槽专用夹具设计
一.序言
机械制造技术基础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,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。
设计目的：
机械制造技术基础课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。
同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。
通过课程设计达到以下目的：
1、能熟练的运用机械制造技术基础的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。
通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强我们解决工程实际问题的独立工作能力。
二.零件工艺分析：
（1）加工表面的尺寸精度和形状精度。
（2）主要加工表面之间的相互位置精度。
（3）加工表面的粗糙度及其他方面的表面质量要求。
（4）热处理及其他要求。
（一）零件的作用：
滑块机构的主要作用是在导轨上起一个直线往复运动，孔Ф140+0.027和孔Ф60+0.018的尺寸要求很高，因为在滑块滑移时如果孔的尺寸精度不高或间隙很大时，滑块得不到很高的位置精度。
所以孔Ф140+0.027和孔Ф60+0.018与其对应的轴的配合精度要求很高。
（二）确定生产类型：
生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，以及所选用的工艺方法和工艺装备。
零件生产纲领可按下式计算。
N=Qn（1+a%+b%）
根据教材中生产纲领与生产类型及产品大小和复杂程度的关系，确定其生产类型。
如附图1为某产品上的一个滑块零件。
该产品年产量为5000台。
设其备品率为2%，机械加工废品率为1%，每台产品中该零件的数量为1件，现制定该滑块零件的机械加工工艺规程。
N=Qn（1+a%+b%）
=5000*1*（1+2%+1%）
=5150件/年
滑块零件的年产量为5150件，现已知该产品属于轻型机械，根据生产类型与生产纲领的关系查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：
加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
（三）零件的工艺分析：
滑块的加工共有两组，它们相互间有一定的尺寸和位置要求。
现分析如下：
（1）Ф14孔为中心的加工要素
这一组加工要素包括一个Ф140+0.027的孔及与Ф140+0.027的孔相垂直的两个平面，与Ф140+0.027的孔轴心线相距230+0.2的平面。
其中主要加工要素为Ф140+0.027与距轴心线230+0.2的平面。
（2）Ф6孔为中心的加工要素
这一组要素包括一个Ф60+0.018的孔及与Ф60+0.018的孔相垂直的两个平面以及以Ф60+0.018的轴心线为基准的对称度为0.2的两侧面。
其中加工要素为Ф60+0.018两侧面。
这两组加工要素有一定的技术要求，主要如下：
①这两组加工端面及斜面的粗糙度值是Ra6.3，两孔的粗糙度均为Ra1.6上端两侧面的粗糙度为Ra3.2
②大孔的上偏差为+0.027小孔的上偏差为+0.018
③两个孔轴线尺寸精度要保证在一定的公差为±0.08范围
④零件上端两侧面的对称度为0.2，为了保证其耐磨性，两侧表面应进行淬火处理
由以上分析可知对于这两组表面而言，可以先加工其中一组表面，然后该组表面为基准，借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证他们之间的位置精度关系，最后在以第一组基准钻和绞两个孔，分别是Ф140+0.027和Ф60+0.018以及以Ф6孔的轴心线为基准加工零件上端两侧面。
三.工艺规程设计：
（一）确定毛坯的制造形式
零件的材料为HT200（倾向于逐层凝固，易于获得紧实铸件，切削性能好，价格低廉且减震性和耐磨性也比较好，有较低的缺口敏感性）。
考虑到此零件的工作过程中受较小载荷，因此选用铸件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。
由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，形状并不复杂，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。
查《机械制造手册》第208页表5-3,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。
确定铸件加工余量及形状：
查《机械制造手册》第208页表5-3，选用加工余量为MA-H级，并查表5-2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，如下表所示：
简图
加工面代号
基
本
尺
寸
加工余量等级
加工
余量
说
明
1
14
H
3.5
2
孔降一级双侧加工
2
10
H
3.5
2
双侧加工
3
6
H
3.5
2
孔降一级双侧加工
4
8
H
3.5
2
双侧加工
5
44
H
3.5
2
双侧加工
（二）基准面的选择
1粗基准的选择：
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对于有若干个不加工面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。
根据这个基准选择原则，选择其中一个侧面作为粗基准，加工另一侧面。
2精基准的选择：
精基准的选择主要考虑的是基准的重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算，以Ф14的孔的轴心线为基准。
（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。
工艺路线方案一：
工序1：
砂型铸造（HT200）
工序2：
清砂（去冒口）
工序3：
检验（检验铸件是否有残缺）
工序4：
热处理（时效）
工序5：
铣削两侧面
工序6：
铣削轮廓
工序7：
钻铰Ф140+0.027孔（Z3025立式钻床及专用钻模）
工序8：
钻铰Ф60+0.018孔（Z3025立式钻床及专用钻模）
工序9：
铣削槽
工序10：
去毛刺
工序11：
感应加热表面淬火
工序12：
检验
工序13：
入库
工艺路线方案二：
工序1：
砂型铸造（HT200）
工序2：
清砂（去冒口）
工序3：
检验（检验铸件是否有残缺）
工序4：
热处理（时效）
工序5：
钻铰Ф140+0.027孔（CA6140车床及专用夹具）
工序6：
钻铰Ф60+0.018孔（CA6140车床及专用夹具）
工序7：
铣削两侧面
工序8：
铣削轮廓
工序9：
铣削槽
工序10：
去毛刺
工序11：
感应加热表面淬火
工序12：
检验
工序13：
入库
工艺方案的比较与分析:
上述两套方案的区别在于：
方案一是将铣削加工放在钻削前，而钻削时选择在Z3025立式钻床上加工。
方案二是将铣削加工放在钻削后，而。
钻削时选择在CA6140车床上加工
以上两种方案看似一致，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，发现仍有问题，具体表现在：
方案一中在Z525上钻孔时，工件不动，钻头旋转（主运动），钻头容易引，偏使得被加工孔的轴线发生歪斜，而孔径无显著变化。
方案二中在CA6140上钻孔时，钻头不动，工件旋转（主运动），钻头的引偏仅仅引起孔径的变化，发生锥度和腰鼓等缺陷，而被加工轴线是直的，并且与工件的回转轴线一致。
而该零件对孔的尺寸精度要求不高，而且钻削前为防止钻头钻偏，应先铣削一个工艺平台。
所以钻削加工前应先进行铣削加工。
综上所述，方案一优于方案二，故选择方案一。
根据工序方案一制定详细的工序内容如下：
工序1：
砂型铸造（HT200）
工序2：
清砂（去冒口）
工序3：
检验（检验铸件是否有残缺）
工序4：
热处理（时效）
工序5：
铣削前后两端面,保证其厚度为10mm
工序6：
铣削上、下两端面保证其高度为40mm
工序7：
铣削两斜侧面
工序8：
铣削两外圆面R10
工序9：
钻铰Ф140+0.027孔（Z3025立式钻床及专用钻模）
工序10：
钻铰Ф60+0.018孔（Z3025立式钻床及专用钻模）
工序11：
铣削槽
工序12：
去毛刺
工序13：
感应加热表面淬火
工序14：
检验
工序15：
入库
选择机床及夹具、刀具、量具
（1）根据零件加工精度、轮廓尺寸和批量等因素，合理确定机床种类及规格。
（2）根据质量、效率和经济性选择夹具种类和数量。
（3）根据工件材料和切削用量以及生产率的要求，选择刀具，应注意尽量选择标准刀具。
（4）根据批量及加工精度选择量具。
由于生产类型为中、大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线。
工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。
A：
工序5，6，7，8：
是粗铣和半精铣。
本零件外轮廓尺寸不大。
精度要求不是很高，选用X—53T。
B：
工序9、10：
可以在立式钻床上加工。
可选用Z3025立式钻床。
C：
工序9、10：
可以在卧式铣床上加工，可选用X60W。
②选择夹具
本零件除铣宽8mm的槽需设计专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。
③选择刀具
A，铣端面时，铣刀选YT15圆柱铣刀。
B，钻、扩Φ14mm和Φ6mm的孔至尺寸Φ14H7mm和Φ6H7mm，选用高速钢麻花钻。
C，铣槽时，铣刀选用端面铣刀。
④选择量具
本零件属中大批生产，一般均采用量具选择量具的方法有两种一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量具的测量方法极限误差选择。
A：
按计量器具的不确定度选择该表面的加工时所用量具，按工艺人员手册计量器具的不确定度允许值为u=0.016㎜。
各端面加工面的量具：
可选择分度值为0.01㎜，测量范围为0～150㎜游标卡尺。
B：
选择加工孔用量具，可选内径百分尺，选分度植为0.01mm。
C：
选择加工槽所用量具，选用分度植为0.02mm,测量范围为0～150mm游标尺进行测量。
机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:
根据上述资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铣上下两端面：
查机械加工工艺手册，表3.2-25得：
①铣上、下两端面
半精铣10mm2Z=1mmIT=11
粗铣11.4mm2Z=2mmIT=13
毛坯13mm
②铣两个斜侧面
半精铣18mm2Z=1mmIT=11
粗铣20mm2Z=2mmIT=13
毛坯24mm
③铣两圆弧
半精铣R10mm2Z=1mmIT=11
粗铣R11mm2Z=2mmIT=13
毛坯R13mm
④孔Ф140+0.027
毛坯为实心不冲孔。
孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照工艺手册表2.3—9及表2.3—12确定工序尺寸及余量。
钻孔Ф13.8mm
铰削Ф14
⑤孔Ф60+0.018
毛坯为实心不冲孔。
孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照工艺手册表2.3—9及表2.3—12确定工序尺寸及余量。
钻孔Ф5.8mm
铰削Ф6
确定切屑用量及基本工时
制订切削用量，就是要已经选择好刀具材料和几何角度基础上，合理确定切削深度ap、进给量f和切削速度υc。
所谓合理切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床性能，保证加工质量前提下，获高生产率和低加工成本切削用量。
不同加工性质，对切削加工要求是不一样。
，选择切削用量时，考虑侧重点也应有所区别。
粗加工时，应尽量保证较高金属切除率和必要刀具耐用度，故一般优先选择尽可能大切削深度ap，其次选择较大进给量f，最后刀具耐用度要求，确定合适切削速度。
精加工时，首先应保证工件加工精度和表面质量要求，故一般选用较小进给量f和切削深度ap，而尽可能选用较高切削速度υc。
单件小批生产时，一般可由操作工人自定，大批生产条件下，工艺规程必须给定切削用量的详细数值，选择的原则是确保质量的前提下具有较高的生产率和经济性，具有选用可参考各类工艺人员手册。
1）工序5：
铣削两侧面，机床选用立式铣床X-53T。
选择刀具:
由于是铣端面，所以选用端面铣刀，刀具直径120mm.
选择切削用量：
查有关手
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