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1、机械制造工艺学课 程 设 计 说 明 书班 级 ： 机制084班学 生： 指导老师 ： 学 号： 南昌大学机电学院二零一一年十二月目 录 一、 设计任务3二、计算生产纲领、确定生产类型5三、零件的分析53.1、零件的作用53.2、零件的工艺分析5四、确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯形状7五、工艺规程设计85.1、定位基准的选择85.2、工件表面加工方法的选择85.3、制定工艺路线95.4、确定加工余量、工序尺寸及公差95.5、选择机床及对应夹具、量具、刃具125.5、确定切削用量、基本工时（机动时间）14 六、夹具设计316.1、设计要求316.2、夹具设计的有关计算316.3、夹具结构设计及
2、操作简要说明32参考文献34致谢34一、 课程设计任务书课程设计任务书课程名称： 机械制造技术 题 目： 支撑块零件机加工工艺规程及其夹具设计 学 院： 机电学院 教研室： 机制 专 业： 机械制造及自动化 班 级： 机制084 学 号： 学生姓名： 起讫日期： （三周） 指导教师： 职称： 副教授 分管主任： 审核日期： 一、课程设计内容 设计课题： 支撑块零件机加工工艺规程及其夹具设计 设计零件： ；生产纲领：年产 10 万件成批生产；设计的内容包括如下几个部分：1零件图1张 CAD绘图 2毛坯图1张 CAD绘图3零件三维模型1份 CAD绘图4机械加工工艺过程综合卡片1套 WordCAD绘
3、图5机械加工工艺过程卡片1套 WordCAD绘图6机械加工工序卡片1套 WordCAD绘图7工艺装备设计（ 专用机床夹具）1套 三维建模CAD绘图8课程设计说明书1份 Word文档二、课程设计要求 1、总体要求1）能熟练地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实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧及合理安排工艺路线等问题，以保证零件的加工质量。 2）能完成基本的结构设计。学生通过亲手设计夹具（或量具）的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力，既经济合理，又能保证加工质量的夹具的结构设计能力。 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
4、称及出处，并能够做到熟练运用。 4）按时完成规定的设计工作量2、零件图和毛坯图要求1）在分析产品零件图纸的基础上，完成零件图的绘制。注意审查图纸上结构和技术要求。2）根据产品零件图和给定的材料，设计产品毛坯制造结构及尺寸。3、工艺规程设计1）确定所有加工表面的加工方法（链）。根据表面加工要求、零件结构，参照教材和工艺设计手册，形成合理的工艺路线。注意生产纲领影响加工节拍、设备、加工工艺等诸方面的先进性。工艺方案必须与指导教师审查，接收审查的方案中应该用工序简图表示加工方案。2）完成给定格式的“机械加工工艺过程综合卡片”的填写。4、专用机床夹具设计1）在审定工艺方案后经指导教师同意并指定某一工序
5、的专用机床夹具（或装备）的设计。2）夹具方案的设计。夹具方案包括原理方案和结构方案。夹具原理方案指根据六点多为原理审定工艺规程中确定的定位方案，并确定相应的定位元件，对于精加工工序要求计算定位误差判断方案的合理性；夹具结构方案根据加工要求参照相关的夹具图册（图例）设计。夹具草图（非精确图）要求与指导教师讨论并作方案审定。3）夹具总装图绘制。按照总装图绘制要求完成。5、课程设计说明书要求：参见给定的模板。6、成绩评定成绩评定采用申报+核定工作量+核定错误数。工作量：优，完成1235678，良125678（CAD绘图），中，12478，CAD绘图，及格，12478，无CAD绘图要求。存在原则性错误
6、成绩降档。二、 计算生产纲领、确定生产类型 生产纲领：年产 10 万件成批生产三、 零件的分析3.1零件作用 对工作零件起支承、定位的作用3.2零件的工艺分析零件图如下： 支承块阶梯孔、60mm表面、50mm表面是重要加工表面。根据零件的尺寸、形位要求，60mm表面有平行度要求，50mm表面对阶梯孔37的中心线有垂直度要求。零件材料：支承块的工作性能要求选择45号钢，45号钢为优质碳素结构钢，硬度不高，易切削加工，但要进行热处理。调制处理后45号钢零件具有良好的机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是一些在交变荷载下工作的连杆、螺栓、齿轮、及轴类等。但表面硬度低，不耐磨。可用调制+表面淬
7、火提高零件表面硬度。零件的尺寸及技术要求列于下表中粗糙面度尺寸精度尺寸公差形位公差阶梯孔1.6IT7与上表面有垂直度要求0.02阶梯孔阶梯端面3.2左右表面AB1.6IT8AB表面有对称度要求0.02上下表面CD3.2外圆3.2螺纹底孔3-M5深126.3螺纹底孔M16X1.56.3 四、 确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯形状 4.1选择毛坯的制造方式根据生产纲领的要求，本零件是中批、大批大量生产，还有零件的材料要求（45号钢）及加工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为锻造。根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为45钢，采用模锻
8、，精度可达到IT11-15，因此毛坯的加工余量一般。4.2毛坯尺寸确定（1） 锻件质量 （2） 锻件的形状复杂系数 所以为。 （3）分模线形状：平直对称 （4)锻件的材质系数：45号钢含碳量0.420.5%，所以材质系数为级。根据上述数据参照模锻件机械加工余量与公差标准（JB3834-1985）执行。锻件的公差范围为普通级。查表的尺寸及公差如下：阶梯孔 ，左右表面AB ，外圆 43 ，上下表面CD 53，GH面98，EF面偏离零件设计面1.5mm。4.3绘制毛坯图毛坯图如下： 五、工艺规程设计5.1定位基准的选择（1） 精基准的选择：根据该零件的技术要求，选择37的孔为精基准。零件上的很多表面
9、都可以用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一原则”。为了保证50mm表面与其中心线垂直和保证60mm表面和零件的对称面平行，须先将37的孔加工出来，再用它定位满足其他尺寸要求。（2）粗基准的选择:作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。对于本零件而言，选择50mm表面作为粗基准。该表面毛坯质量好，余量均匀。5.2工件表面加工方法的选择阶梯孔加工方法：粗镗、半精镗、精镗50mm面CD：粗铣、精铣60mm面AB：粗铣、半精铣、精铣直径40mm外圆表面：粗车、精车95mm面GH：粗铣EF面：粗铣螺纹孔M16X1.5：钻孔、攻螺纹螺纹孔3-M5：钻孔、攻螺纹半圆孔4-R3：插齿5.3
10、制定加工工艺路线 加工工艺方案分析：遵循“先基准后其他”原则，应先加工37的孔。按照“先粗后精”的原则，先安排粗加工工艺，后安排精加工工艺。遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面直径37的孔级台阶孔端面，50mm表面，60mm表面，40mm外圆；后加工次要表面M16X1.5螺纹孔和3个M5深12的螺纹孔。遵循“先面后孔”原则，先加工支承块四个表面、外圆表面，在加工3个孔。由于生产类型为成批生产，故采用通用机床配专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应降低成本。因此确定加工路线如下：工序10： 粗铣上下面CD工序20： 粗镗、半精镗、精镗37阶梯孔。粗镗至尺寸31和、半精镗至尺寸、
11、 精镗至尺寸工序30： 精铣上下面CD工序40：粗车、精车40外圆并倒角工序50： 精车37阶梯孔的阶梯端面工序60： 粗铣、半精铣、精铣左右面AB；工序70：粗铣G、H面工序80：粗铣E、F面工序90： 钻螺纹孔、攻螺纹；工序100：钻螺纹孔、攻螺纹；工序110： 插齿工序120：清洗、检验入库 5.4确定加工余量、工序尺寸及公差5.4.1支承块阶梯孔工序尺寸及公差计算阶梯孔孔径，表面粗糙度为1.6，加工方案为粗镗、半精镗、精镗， 阶梯孔端面表面粗糙度为3.2而且有尺寸要求，加工方案为精车，下面求解各道工序尺寸及公差。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下（见课程设计手册表）精
12、镗加工余量=0.5mm 半精镗加工余量=2mm粗镗加工余量=4.5mm毛坯总余量=各工序余量之和=（0.5+2+4.5）mm=7mm 精车加工余量=0.2mm（2）计算各工序尺寸的基本尺寸精镗后孔径应达到图样规定尺寸，因此磨削工序尺寸即图样上的尺寸=mm（设计尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次为半精镗=（37-0.5）mm=36.5mm粗镗=(36.5-2)mm=34.5mm毛坯=（34.5-4.5）mm=30mm（3）确定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-9进行选择。 精镗前半精镗取IT10级，查表得=0.10mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)粗镗取IT12级，查表得=0.25mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册（GB/T 6414-1999），取=0.7mm。（4）工序尺寸偏差按“入体原则”标注精镗：mm半精镗：mm粗镗：mm毛坯孔：mm为了清楚起见，把上述结果汇于表5-1中。 表5-1 孔的工序尺寸
