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1、 西南科技大学城市学院 City College of Southwest University Of Science and Technology 制造技术基础课程设计说明书 2012 2013 学年第 1 学期 设计题目 ： 手轮零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计 指导教师 ： 专业班级 ： 姓 名 ： 学 号 ： 日 期 ： 2013年 3月 26日 西南科技大学城市学院课程设计 1 目录 概述 2 一 设计任务 3 1.1 上交材料 3 1.2 进度安排 3 二 零件的分析 4 2.1 零件的分析 4 2.2 确定毛坯 5 三 工艺 规程设计 7 3.1 选择定位基准 7 3.2 制
2、定工艺路线 7 3.3 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 8 3.4 确定切削用量及时间定额： 10 四 机床夹具设计 19 五 设计小结 21 参考文献 22 西南科技大学城市学院课程设计 2 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设计能力培养的实践课程；是综合运用机械制造技术的基本知识、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应用训练。 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。即以给定的一个中等复杂程度的中小型
3、机械零件为对象，在确定其毛坯制造工艺的基础上，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夹具设计。 让学生在学习了机械制造技术基础和进行了校内外的生产实习之后让学生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。同时，课程设计也是为了毕业设计进行一次综合训练和准备。机械制造技术基础的课程设计可以使学生在下述三方面得到锻炼： （ 1）能把机械制造技术基础课程中的基本理论和在校内外生产实习中学到的实践知识有机的相结合，从而解决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，从而确保零件的加工质量。 （ 2）提高学生的机械结构设计能力。通过针对某一典型零件的夹具
4、（或量具）的设计，从而使学 生能够通过所给出的被加工零件的加工要求，设计出高效率、低成本、装夹简单、省力、省时而能保证加工质量的夹具的能力。 （ 3）锻炼学生使用手册及图表资料的能力。能够熟练地依据给定的任务而查找相关的资料、手册及图表并掌握其中的设计信息用于设计参数的确定。 西南科技大学城市学院课程设计 3 一 设计任务 1.1 上交材料 1） 绘制零件图 1 张 2） 毛坯图 1 张 3） 编制机械加工工艺过程综合卡片 1 套 4） 编制机械加工工艺卡片 1 套 5） 绘制夹具装配图（ A0 或 A1） 1 张 6） 绘制夹具中 1 个零件图（ A1 或 A2） 。 1 张 7） 编写课程
5、设计说明书。 1 份 1.2 进度安排 本课程设计要求在 3 周内完成。 1） 第 l 2 天查资料，熟悉题目阶段。 2） 第 3 7 天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。 3） 第 8 10 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4） 第 11 13 天，完成夹具总装图的绘制。 5） 第 14 15 天，零件图的绘制。 6） 第 16 18 天，整理并完成设计说明书的编写。 7） 第 19 天，完成图纸和说明书的输出打印。 8） 第 20 21 天，答辩 西南科技
6、大学城市学院课程设计 4 二 零件分析 2.1 零件的分析 2.1.1 制造的零件如图所示： 其材料为： Q235 2.1.2 零件的作用： 1）可以维持调节阀的调节功能； 2）可以作为调节阀行程的限位器； 3) 可以提高调节阀的可靠性 2.1.3 零件的工艺分析： 碳素结构钢 Q235是一种塑性好好的钢，有一定的强度，用于制造受力不大的零件。 根据手轮的用途和性能，其毛坯件选用锻造件。 以下是 手轮 需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 西南科技大学城市学院课程设计 5 （ 1）轴 18有精度要求，其端面与轴心有垂直度要求 及粗糙度要求 ； （ 2）中心孔 6有精度要求，并且还有同轴度
7、要求 及粗糙度要求 ； （ 3）垂直轴向孔 4有精度要求 及粗糙度要求 ； （ 4） 孔 25有粗糙度要求 ； （ 5）还有深度为 8，外径为 25，内径为 18的圆环槽。 由上面分析可知，可以先加工大端面，再加工与大端面相邻的外围，先以这两个面为粗基准， 进行粗加工，因为零件尺寸小，精度要求高，粗糙度高，并且还有位置度要求，所以所有加工工序均用专用夹具。其圆环槽的加工是用电火花加工。 2.2 确定毛坯 2.2.1 确定毛坯种类： 零件材料为 Q235。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为 大 批生产，故 锻 件毛坯。 锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻造
8、件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命，采用精密模锻生产的锻件，都是铸件所无法比拟的，但是锻造件的精度不是太高，此毛坯件的精度为 IT-13。 2.2.2 确定铸件加工余量及形状 表 3-1 表 3-2 孔径 孔深 大于 到 大于 0 63 100 140 200 西南科技大学城市学院课程设计 6 到 63 100 140 200 280 25 2.0 - - - - 25 40 2.0 2.6 - - - 40 63 2.0 2.6 3.0 - - 63 100 2.5 3.0 3.0 4.0 - 100 160 2.6 3.0 3.4 4.
9、0 4.6 160 250 3.0 3.0 3.4 4.0 4.6 查机械制造技术课程设计第 13页表 1-13锻件内孔直径的机械加工余量 ，如表 3-2所示 ，其孔的加工要以面为基准 ； 查机械制造技术课程设计第 14页 查表 1-14确定各个加工面的锻件内外加工表面余量，如表 3-1所示： 2.2.3、绘制铸件毛坯图 ： 图 3-3 图 3-3 西南科技大学城市学院课程设计 7 三 工艺规程设计 3.1 选择定位基准： 1 粗基准的选择 ： 先 以零件的小 小圆柱端面为主要的定位粗基准，以小圆环面为辅助粗基准 。 然后以 大端面为粗基准，以小圆环面为辅助基准。 2 精基准的选择 ： 考虑要
10、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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以 六个小 外圆柱表面为辅助的定位精基准。 3.2 制定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑 铣床，钻床，电火花加工机床及 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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工 步 1 粗 铣 40的大 端面 （ A面） ，以 端面 D为 粗 基准，采用 X51立式 铣床 加专用夹 具； 工 步 2 粗铣
11、 6个凹圆面及 6个凸出的部分 （ B面） ，以 中心线 为定位基准，采用 X51立式铣床加专用夹具； 工 步 3 粗铣 40的大 端面 （ C面） ，以 A面 为定位基准，采用 X51立式铣床加专用夹具； 工 步 4 粗铣圆柱面 18，以中心线为定位基准， 采用 X51立式铣床加专用夹具； 工 步 5 粗铣 18的端面，以 A端面为定位基准， 采用 X51立式铣床加专用夹具； 工 步 6 半 精 铣 40的大 端面 （ A面） ，以 端面 D为 精 基准，采用 X51立式 铣 床加专用夹 具； 工 步 7 粗 铣 25的 孔 ，以 中心线 基准，采用 X51立式 铣床加专用夹 具； 工 步
12、8 精 铣 25的孔 ，以 中心线 基准，采用 X51立式 铣床加专用夹 具 工 步 9 半 精 铣 6个凹圆面及 6个凸出的部分（ B面） ，以 中心线 为定位基准，采用 X51立式铣床加专用夹具； 工 步 10 半 精 铣 40的大 端面 （ C面） ，以 A面 为定位基准，采用 X51立式铣床西南科技大学城市学院课程设计 8 加专用夹具； 工 步 11 粗 铣圆柱面 18，以中心线为定位基准， 采用 X51立式铣床加专用夹具； 工 步 12 精 铣 18的端面，以 A端面为定位基准， 采用 X51立式铣床加专用夹具； 工 步 13 倒 40凸出部分的角，以中心线为定位基准， 采用 X51
13、立式铣床加专用夹具； 工 步 14 钻 10，深为 5的孔，以中心线为定位基准， 采用 Z525钻 床加专用夹具； 工 步 15 铰 10，深为 5的孔，以中心线为定位基准， 采用 Z525钻 床加专用夹具； 工 步 16 钻 6，深为 17的孔，以中心线为定位基准， 采用 Z525钻 床加专用夹具； 工 步 17 铰 6，深为 17的孔，以中心线为定位基准， 采用 Z525钻 床加专用夹具； 工 步 18 钻 圆柱面 25上的 4通 孔 ，以 圆柱 D端面 为定位基准， 采用 Z525钻床加专用夹具； 工 步 19 铰圆柱面 25上的 4通 孔 ，以 圆柱 D端面 为定位基准， 采用 Z525钻床加专用夹具； 工 步 20 用电火花加工外圆为 25，内圆为 18，深度为 8的圆环槽， 以中线为定位基准，采用数控电火花成型加工
