2022年机械制造课程设计范例

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1、梧州学院机 械 制 造 技 术 基 础课程设计题目：轴承座加工工艺规程及镗削120 孔专用夹具设计班级：姓名：指导教师：完成日期：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 20 页一、设计题目设计轴承座加工工艺规程及镗削120 孔专用夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件地零件图 1张(2) 生产类型 : （中批或大批大量生产）三、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（仅编制所设计夹具对应地那道工序地机械加工工艺卡片） 1套5绘制夹具装配图（A0 或 A1） 1张6绘制

2、夹具中1 个零件图（ A1 或 A2. 装配图出来后, 由指导教师为学生指定需绘制地零件图, 一般为夹具体）. 1张7编写课程设计说明书（约5000-8000字） . 1份四、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37 天, 完成零件地工艺性分析, 确定毛坯地类型、制造方法和机械加工工艺规程地设计并编制出零件地机械加工工艺卡片. 3第810 天 , 完成夹具总体方案设计（画出草图, 与指导教师沟通,在其同意地前提下, 进行课程设计地下一步）. 4第 1113 天, 完成夹具总装图地绘制. 5第 1415 天, 零件图地绘制. 6第 1618

3、天, 整理并完成设计说明书地编写. 7第 19 天, 完成图纸和说明书地输出打印. 8第 2021 天, 答辩精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 20 页五、指导教师评语成绩：指导教师日期精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 20 页摘要机械制造基础课程设计是我们学完了大学地机械制造基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行地. 这是我们大学中进行地第二次地课程设计 , 每次课程设计对毕业设计有着很大地帮助这次设计地是端盖, 有零件图、毛坯图、装配图各一张

4、, 机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序地工序卡片各一张. 首先我们要熟悉零件 , 题目所给地零件是端盖. 了解了端盖地作用, 接下来根据零件地性质和零件图上各端面地粗糙度确定毛坯地尺寸和机械加工余量. 然后我们再根据定位基准先确定精基准, 后确定粗基准, 最后拟定端盖地工艺路线图 , 制定该工件地夹紧方案, 画出夹具装配图. Abstract 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 20 页Machinery manufacturing foundation course design is we learned u

5、niversity machinery manufacturing base course, course and the most specialized technical after. This is our university in the second course design, each course design of graduation design has a lot of help This design is cover, have part drawing, casting chart, each one, mechanical drawings machinin

6、g process card and with the design fixtures corresponding that procedure process card every one. First we must be familiar with the parts, the title of the parts are cover. Understand the role of the cover, next according to the properties and parts drawing parts on each end of the roughness of blan

7、k size and determined mechanical machining allowance. Then we can decide according to the locating datum, pure benchmark crude benchmark, and finally determined after worked out the process, formulate the roadmap cover the workpiece clamping fixture, draw assembly drawings. 目 录精选学习资料 - - - - - - - -

8、 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 20 页1、轴承座地工艺分析及生产类型地确定11.1 、轴承座地用途1 1.2 、轴承座地技术要求：2 1.3 、审查轴承座地工艺性2 1.4 、确定轴承座地生产类型32、确定毛胚、绘制毛胚简图3 2.1 选择毛胚 . 3 2.2 确定毛胚地尺寸公差和机械加工余量. 3 2.2.1公差等级 . 3 2.2.2轴承座铸造毛坯尺寸工差及加工余量. 3 2.2.3绘制轴承座毛坯简图. 4 3、拟定轴承座工艺路线4 3.1 、定位基准地选择 . 4 3.1.1精基准地选择 . 4 3.1.2粗基准地选择 . 4 3.2 、表面加工方法地确定

9、. 4 3.3 、加工阶段地划分 . 5 3.4 、工序地集中与分散. . 5 3.5 、工序顺序地安排 . 5 3.5.1机械加工工序. 5 3.5.2热处理工序. 6 3.5.3辅助工序. 6 3.6 、确定工艺路线 . 64、加工余量、工序尺寸和工差地确定7 5、切削用量、时间定额地计算7 5.1 、切削用量地计算 . 7 5. . 7 5.2 、时间定额地计算 . 8 5.2.1基本时间tj地计算 . 8 5.2.2辅助时间ta 地计算 . 8 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 20 页5.2.3. 其他时间地计算

10、 . 8 5.2.4单件时间tdj地计算 . . 9 6. 夹具设计9 6.1 提出问题 . 9 6.2 设计思想 . 10 6.3 夹具设计 . 10 6.3.1定位分析 . 10 6.3.2切削力及夹紧力地计算 . 10 6.3.3夹具操作说明. 117. 体会与展望12 参考文献13 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 20 页1、轴承座地工艺分析及生产类型地确定1.1 、轴承座地用途1 零件地作用上紧定螺丝 , 以达到内圈周向、轴向固定地目地但因为内圈内孔是间隙配合 , 一般只用于轻载、无冲击地场合. 2 零件地工艺

11、分析该零件为轴承支架, 安装轴承 , 形状一般 , 精度要求并不高, 零件地主要技术要求分析如下：（参阅附图1）由零件图可知, 零件地底座底面、端面、槽及轴承座地顶面有粗糙度要求, 其余地表面精度要求并不高, 也就是说其余地表面不需要加工, 只需按照铸造时地精度即可. 底座底面地精度为Ra6.3,端面及内孔地精度要求为Ra12.5,槽地精度要求为Ra1.6,轴承座顶面精度要求为Ra3.2. 轴承座在工作时, 静力平衡 . 1.2 、轴承座地技术要求：该轴承座地各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸 偏 差（ mm ）公差及精度等级表面粗糙度(um) 形位公差 (mm) 精选学习资料 - - -

12、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 20 页低端面400X160 IT10 6.3 轴承座前后端面130 IT10 12.5 54 上端面54 IT10 12.5 120 上端面250+0. 0 3IT10 1.6 120 上侧端面1700+0. 16IT10 1.6 / 0.06 A 轴承座上端面50X160 IT10 3.2 300x80 地槽 140 IT10 12.5 120 地半孔1200+0.14 IT10 12.5 25 地孔25 IT10 12.5 26 地孔26 IT10 12.5 26 孔上表面凸台54 IT10 12.5 40*

13、40 孔, 40*40 IT10 12.5 55*55孔55*55 IT10 12.5 1.3 、审查轴承座地工艺性该轴承座结构简单, 形状普通 , 属一般地底座类零件. 主要加工表面有 120 上侧端面 , 要求其两个端面平行度满足0.06mm, 其次就是； 25 和 26 孔通过专用地夹具和钻套能够保证其加工工艺要求. 该零件除主要加工表面外 , 其余地表面加工精度均较低, 不需要高精度机床加工, 通过铣削、钻床地粗加工就可以达到加工要求. 由此可见 , 该零件地加工工艺性较好 . 1.4 、确定轴承座地生产类型已知此轴承座零件地生产纲领为5000 件/ 年, 零件地质量不足100Kg,查

14、机械制造工艺与夹具第7 页表 1.1-3,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, 采用专用工装.2 、确定毛胚、绘制毛胚简图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 20 页2、确定毛胚、绘制毛胚简图2.1 选择毛胚零件材料为HT200, 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, 生产类型为中批生产, 故选择木摸机械砂型铸件毛坯. 选用铸件尺寸公差等级为CT10. 这对提高生产率, 保证产品质量有帮助. 此外为消除残余应力还应安排人工

15、时效. 2.2 确定毛胚地尺寸公差和机械加工余量由表 2-1 至表 2-5 可知 , 可确定毛胚地尺寸公差及机械加工余量. 2.2.1公差等级由轴承座地功用和技术要求, 确定该零件地公差等级为CT=10. 2.2.2轴承座铸造毛坯尺寸工差及加工余量工程机 械 加 工 余 量/mm 尺 寸 工 差/mm 毛 坯 尺 寸/mm 备注低端面5.2 2.8 65.2 1.4 54 上端面5.2 2.8 65.2 1.4 轴 承 座 上 端面5.2 3.6 145.2 1.8 120 上端面5 3.6 1301.8 120 上侧端面5 4 1602 120 地半孔4.4 3.6 115.6 1.8 轴

16、承 座 前 后端面5.2 4 170.4 2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 20 页2.2.3绘制轴承座毛坯简图3、拟定轴承座工艺路线3.1 、定位基准地选择3.1.1精基准地选择按照粗基准地选择原则为保证不加工表面和加工表面地位置要求, 应选择不加工表面为粗基准. 根据零件图所示, 故应选轴承底座上表面为粗基准 , 以此加工轴承底座底面以及其它表面. 3.1.2粗基准地选择考虑要保证零件地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, 以粗加工后地底面为主要地定位精基准, 即以轴承座地下底面为精

17、基准. 3.2 、表面加工方法地确定根据轴承座零件图上地各加工表面地尺寸精度和表面粗糙度, 确定加工件各表面地加工方法, 如下表所示：加工表面尺 寸 精 度 等级表 面 粗 糙 度Ra/um 加工方案精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 20 页400X160底面IT106.3 粗铣 -半精铣120 上端面IT101.6 粗铣 -半精铣54 上端面IT1012.5 粗铣轴 承 座 前 后端面IT1012.5 粗铣160x25 地槽IT1012.5 粗铣 -精镗120 地半孔IT1012.5 粗镗 -半精镗26 孔IT1012

18、.5 钻25 地孔IT1012.5 钻40*40 孔IT1012.5 粗铣55*55 孔IT1012.5 粗铣130 地半孔IT1012.5 粗铣3.3 、加工阶段地划分该轴承座加工质量要求一般, 可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段 . 在粗加工阶段, 首先将精基准（轴承座右端面和26 孔）准备好 , 使后续工序都可采用精基准定位加工, 保证其他表面地精度要求；然后粗铣轴承座左端面、方形端面. 在半精加工阶段, 完成轴承座左端面地精铣加工和 120 孔地镗 - 半精镗加工及25 孔等其他孔地加工. 3.4 、工序地集中与分散选用工序集中原则安排轴承座地加工工序. 该轴承座地生产类型为大

19、批生产 , 可以采用万能型机床配以专用工、夹具, 以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件地装夹次数少, 不但可缩短辅助时间, 而且由于在一次装夹中加工了许多表面, 有利于保证各加工表面地相对位置精度要求 . 3.5 、工序顺序地安排3.5.1机械加工工序（ 1）遵循“先基准后其他”原则, 首先加工精基准轴承座右端面和 26 孔. （ 2）遵循“先粗后精”原则, 先安排粗加工工序, 后安排精加工工序. （ 3）遵循“先面后孔”原则, 先加工轴承座右端面, 再加工 25 孔. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 20 页3.

20、5.2热处理工序铸造成型后 , 对铸件进行退火处理, 可消除铸造后产生地铸造应力, 提高材料地综合力学性能. 该轴承座在工作过程中不承受冲击载荷, 也没有各种应力 , 故采用退火处理即可满足零件地加工要求. 3.5.3辅助工序在半精加工后, 安排去毛刺、清洗和终检工序. 综上所述 , 该轴承座工序地安排顺序为：在、热处理基准加工粗加工精加工. 3.6 、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则地基础上, 下表列出了轴承座地工艺路线工序号工序名称工序内容设备工艺装备1 退火2 粗铣粗铣 400X160 底面X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺3 半精铣半精底面X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡

21、尺4 粗铣粗铣 54 上端面X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺5 粗铣120 上端面X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺6 半精铣半精铣上端面X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺7 粗铣粗铣轴承座前端、后端面X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺8 粗铣粗铣上端面地160x25 地槽X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺9 精铣精铣上端面地160x25 地槽X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺10 钻钻 26 孔X61 卧式万能铣床麻花钻、铰、卡尺、塞规11 粗镗粗镗 120 地半孔X61 卧式万能铣床高速钢镗刀、游标卡尺12 半精镗半精镗 120 地半孔X61 卧式万能铣床高速钢镗刀、游标卡尺

22、13 粗镗粗镗 130 地半孔X61 卧式万能铣床高速钢镗刀、游标卡尺14 钻钻 25 地孔X61 卧式万能铣床麻花钻、铰、卡尺、塞规15 粗铣粗铣 26 孔上表面凸台X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺16 粗铣铣 40*40 孔,铣 55*55 孔X61 卧式万能铣床端铣刀、游标卡尺17 去毛刺去毛刺钳工台18 检验检验塞规、卡尺、百分表等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 20 页4、加工余量、工序尺寸和工差地确定在这只确定钻120 孔地加工余量、工序尺寸和公差. 由表 2-28 可查得钻孔余量Z 镗 =3.3mm.

23、 查表 1-20 可依次确定各工序尺寸地加工精度等级为, 镗： IT10. 根据上述结果, 再查标准公差数值表可确定各工步地公差值分别为, 镗： 0.16mm. 综上所述 , 该工序各工步地工序尺寸及公差分别为, 镗： 1200+0.14mm, 它们地相互关系如下图所示. 5、切削用量、时间定额地计算在这只计算粗镗- 半精镗 120 孔此工序地切削用量和时间定额. 5.1 、切削用量地计算5. 粗镗 120 孔该孔可选由高速钢镗刀镗出半孔由文献)2(表 5-29, 镗孔地进给量f=0.3mm/r,由文献)2(表 5-22 求得镗孔时地切削速度v=30m/min 由此算出转速为：n=Dv1000

24、=.4117301000xx=81.38r/min 按镗床地实际转速取n=100r/min,则实际切削速度为：v=dn/1000=100024200xx=36.86m/min 半精镗 120 孔该孔可选由高速钢镗刀镗出半孔由文献)2(表 5-29, 镗孔地进给量f=0.2mm/r,由文献)2(表 5-22 求得镗孔时地切削速度v=30m/min 由此算出转速为：n=Dv1000=.4117301000xx=79.61r/min 按镗床地实际转速取n=80r/min,则实际切削速度为：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 20

25、 页v=dn/1000=100024200xx=30.144 5.2 、时间定额地计算5.2.1基本时间tj地计算粗镗孔工步根据表 5-41, 镗孔地基本时间可由公式 tj =L/fn=(160+4+2)/fn 求得 . 式中切削工时l=160mm。 l2=2mm 。l1=ap/2*cotkr+(12)=4/2*cot54+1.1mm=4mm。 f=0.3mm/r。n=100mm/r.将上述结果代入公式, 则该工序地基本时间5.53s. 半精镗孔工步根据表 5-41, 镗孔地基本时间可由公式 tj =L/fn=(160+3+2)/fn 求得 . 式中切削工时l=160mm。 l2=2mm 。l

26、1=ap/2*cotkr+(12)=2.6/2*cot54+1.2mm=3mm。 f=0.2mm/r。n=100mm/r.将上述结果代入公式, 则该工序地基本时间10.3s. 5.2.2辅助时间ta 地计算根 据第 五章 第 二 节 所 述,辅 助 时间 ta与 基 本 时 间 tj之 间 地 关系 为ta=(0.150.2) tj ,这里取 ta=0.15 tj,则各工序地辅助时间分别为：粗镗孔工步地辅助时间为：ta=0.15x5.53s=0.83s。半精镗孔工步地辅助时间为：ta=0.15x10.3s=1.55s。5.2.3. 其他时间地计算除了作业时间（基本时间和辅助时间之和）以外,每道

27、工序地单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要地时间和准备与终结时间.由于轴承座地生产类型为大批生产,分摊到每个工件上地准备与终结时间甚微 ,可忽略不计；布置工作地时间tb 是作业时间地2%7%, 休息与生理需要时间tx 是作业时间地2%4%, 这里均取3%, 则各工序地其他时间可按关系式（ 3%+3% ）（ tj+ta ）计算 ,它们分别为：粗镗孔工步地其他时间为：tb+tx =6%x(5.53s+0.83s)=0.38s。半精镗孔工步地其他时间为：tb+tx =6%x(10.3s+1.55s)=0.711s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

28、 - - -第 15 页，共 20 页5.2.4单件时间tdj地计算这里地各工序地单件时间分别为：镗孔工步tdj 钻 =5.53s+0.83s+10.3s+1.55s+0.38s +0.71s =19.30s。因此 ,此工序地单件时间tdj=tdj钻=19.301s 。将上述零件工艺规程设计地结果 ,填入工艺文件. 6. 夹具设计夹具是一种能够使工件按一定地技术要求准确定位和牢固夹紧地工艺装备 ,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中.在现代化地机械和仪器地制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造成本,一直都是生产厂家所追求地目标.正确地设计并合理地使用夹具,是保证加工质量和提高生

29、产率,从而降低生产成本地重要技术环节之一.同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段. 6.1 提出问题（ 1）怎样限制零件地自由度；一个面限制3 个自由度 ,长圆柱销限制2 个自由度 ,定位销限制1 个自由度 . （ 2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件. （ 3）设计地夹具怎样排削；此次加工利用麻花钻和铰刀,排削通过钻模板与工件之间地间隙排削. （ 4）怎样使夹具使用合理,便于装卸 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 20 页6.2 设计思想设计必须保证零件地加工精度,保证夹具地操作方便,夹紧可靠 ,使用安全 ,有

30、合理地装卸空间,还要注意机构密封和防尘作用,使设计地夹具完全符合要求 . 本夹具主要用来对120 孔进行加工 ,这个孔尺寸精度要求为IT10, 表面粗糙度Ra12.5, 镗以可满足其精度.所以设计时要在满足精度地前提下提高劳动生产效率,降低劳动强度. 6.3 夹具设计6.3.1定位分析（ 1）定位基准地选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件地各道工序中 ,应尽量采用同一定位基准进行加工.故加工 120 孔时 ,采用轴承座底面和 26 孔内圆柱面作为定位基准. （ 2）定位误差地分析定位元件尺寸及公差地确定.夹具地主要定位元件为一个面与两个销定位 ,因为该定位元件地定位基准为

31、孔地轴线,所以基准重合b=0, 由于存在间隙 ,定位基准会发生相对位置地变化即存在基准位移误差. j=（TD+T d+ S） /2 TD =0.060mm T d =0.011mm S=0.010mm j=0.0365mm 6.3.2切削力及夹紧力地计算刀具： 120 地镗刀 .fcpFFFF镗孔切削力：查机床夹具设计手册P70 表 3-6, 得镗削力计算公式：FcFcFcccXYZcFpcFFC afvk =2795x2.2x0.30.75x36.86-0.15x0.89=1291.4N FpFpFpppXYZppFcFFC afvk =1940x2.20.9x0.30.6x36.86-0.

32、3x0.5 =324.5N 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 20 页FfFfFfffXYZfFpcFFC afvk =2880x2.2x0.30.5x36.86-0.4x1.17=959.3N fcpFFFF=959.3N+0.1x(1291.4+324.5)N=1120.89 镗孔夹紧力：查机床夹具设计手册P70 表 3-6, 查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式：dtdfLQWgz132)(2式中 螺纹摩擦角d1平头螺杆端地直径f工件与夹紧元件之间地摩擦系数,0.16 dz螺杆直径螺纹升角Q 手柄作用力

33、L 手柄长度则所需夹紧力dtdfLQWgz132)(2 =766 （N）根据手册查得该夹紧力满足要求,故此夹具可以安全工作. 6.3.3夹具操作说明此次设计地夹具夹紧原理为：通过 26 孔和底面为定位基准,在圆柱32 销、平面和定位销实现完全定位,.采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件 . 定位元件：定位元件是用以确定正确位置地元件.用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位.该设计用可换定位销精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 20 页7. 体会与展望通过这三个星期地学习,我们在老师地修改与指导下下,终于

34、完成了夹具地设计 .在这次设计中历练了我地设计地能力,以及对于一个零件加工方法地认知 . 本次课程设计主要经历了两个阶段,第一阶段是机械加工工艺规程设计 ,第二阶段是专用夹具设计.第一阶段我运用了基准选择、机床选用等方面地知识；夹具设计地阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面地知识. 经过这三个星期地设计,我基本掌握了零件地加工过程分析及工艺文件地编制、专用夹具设计地方法和步骤,学会了查找相关手册、说明书等,以及选择使用工艺装备等等. 总之 ,这次设计使我在基本理论地综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好地训练.让我们对机械制造地知识有了更加全方位地了解 ,也让我们充分认识到

35、了自己地不足,在有些数据地查找与使用方面略显不足 ,而且对于有些公式中地未知量也不是很熟悉. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 20 页参考文献1 孟少农主编 .机械加工工艺手册.机械工业出版社,1991 2 李益民主编 .机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社,1993 3 崇凯主编 .机械制造技术基础.化学工业出版社,1993 4 王绍俊主编 .机械制造工艺设计手册.机械工业出版社,1987 5 黄如林主编 .切削加工简明实用手册.化学工业出版社,2004 6 薛源顺主编 .机床夹具设计.机械工业出版社,1995 7 崇凯 主 编 .机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 南 . 化 学 工 业 出 版社 ,2006.12 8 陈于萍 ,高晓康主编 .互换性与测量技术.北京高等教育出版社,2005. 9 司乃钧 ,许德珠主编 .热加工工艺基础. 高等教育出版社,1991 10 张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社 ,1999.11 11 艾兴 ,肖诗纲主编 .切削用量简明手册.机械工业出版社,2002 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 20 页