械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 圆周支座的机械加工工艺规程及加工
φ13H7孔的夹具设计
班 级： 机械10-2 姓 名： 单紫薇 学 号： 1007100203 指导教师： 魏永乐 完成日期： 2013.7.1
辽宁工程技术大学课程设计
任 务 书
一、设计题目:圆周支座的机械加工工艺规程及加工φ13孔的夹具设计
二、原始资料
(1) 被加工零件的零件图 1张 (2) 生产类型:（中批或大批大量生产）
三、上交材料
1．所加工的零件图 1张 2．毛坯图 1张 3．编制机械加工工艺过程卡片 1套 4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 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。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张
7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（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，绘制零件图。
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，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。
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，完成夹具装配图的绘制。 5．第14～15天，零件图的绘制。
辽宁工程技术大学课程设计 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
五、指导教师评语
该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 。
综合评定成绩：
指导教师
日 期
辽宁工程技术大学课程设计 摘 要
设计内容：设计圆周支座零件的机械加工工艺规程及工艺装备，
并绘制零件图、毛坯图、夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。
设计意义：机械制造工艺课程设计是在全部学完机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础是进行的一个教学环节。它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行工艺及结构的设计，也为以后做好毕业设计进行一次预备训练。
辽宁工程技术大学课程设计 ABSTRACT
This topic is mainly design that designs the circular bearing to process the craft and tongses, adopting to design first in the design circular bearing processes the craft at according to process the craft to select by examinations the tongs of the project of the design and concrete design of the tongs;But the point of design is the design of the tongs.Because bore 17 of accuracy have high request, and position the size error margin small, for guarantee the position of the bore and process the accuracy we certainly at process the bottom to face of time pass to draw the line to find out the bottom to face of process the amount of remaining.Thus can with better assurance bore 17 of position and process the accuracy!Process the bore 14 of tongs was in processing the foundation that the bottom faces the furniture to add one 45 degrees of gradient plank in fact.Process the bore 17 of time is opposite for assurance to run parallel with B face of in the A we have to design accurately with the AN and B faces to settle for of tongs!Return in consideration of a degree of the work piece and the error margin of the cylinder degrees are small, the furniture that we design have to the bore 17 of tongs fixed position is accurate, and process the vibration of time small, that have to in the bore 17 of neighborhood seek a fixed position to step up the point!
辽宁工程技术大学课程设计
目 录
序言....................................................１ 1 零件的工艺分析及生产类型的确定.........................1 1.1 零件的作用..........................................２ 1.2零件的工艺分析.......................................2 1.3 零件的生产类型......................................３ 2 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图.....................错误！未定义书签。
2.1 选择毛坯.............................................错误！未定义书签。
2.2 确定机械加工余量.....................................3 2.3 设计并确定毛坯尺寸...................................4 3 选择加工方法﹑制定工艺路线.............................5 3.1 定位基准的选择.......................................5 3.2 零件表面加工方法的选择...............................5 3.3 制定工艺路线.........................................6 4 工序设计...............................................7 4.1 确定工序尺寸.........................................7
辽宁工程技术大学课程设计 4.2 选择加工设备与工艺装备...............................8 5 确定切削用量及基本时间.................................8 5.1 切削用量的计算.......................................8 5.2 基本时间tm的计算....................................9 6 夹具设计..............................................10 6.1 定位方案............................................10 6.2 夹紧机构............................................10 6.3 导向装置............................................10 6.4 夹具体..............................................11 7 设计体会..............................................11
辽宁工程技术大学课程设计 序言
机械制造技术基础课程设计使我们学完了机械制造技术基础和大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对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合， 锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。
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。
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辽宁工程技术大学课程设计 1 零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1 零件的作用
圆周支座的作用是将穿过支座上端中心孔φ22的轴或者杆，通过两端的耳孔6-M4中安装螺钉各用一垫片进行夹紧，使轴杆固定；松开螺栓后轴杆可转动或者滑动。使穿过中部中心孔φ22的轴或者杆转动或者滑动。底板4×φ7大孔是固定支座的螺栓孔，2×φ4是定位销孔。
1.2 零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是圆周支座需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
圆周支座底板上下端面、上部大圆端面、中部圆形端面，上端圆心与底座下端面中心线的误差为0.2mm，中部圆中心线与其底面的误差为0.1mm，中部圆心与地面的平行度为0.01。
由上面分析可知，可以粗加工圆周支座下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求，再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
圆周支座的技术要求表 加工表面 尺寸及偏差 公差及精度表面粗糙度形位公差 mm 底座下端面 15±0.02 底座上端面 15±0.02 φ36圆柱两50 0-0.3 侧端面 等级 IT8 I8T IT8 Ra／μm 6.3 6.3 3.2 2
辽宁工程技术大学课程设计 φ20圆柱两50 0-0.3 侧端面 IT8 3.2 上面的φ13mm孔 Φ130+0.058 IT10 12.5 ∥ 0.01 A 下面的φ13mm孔 Φ130+0.01 IT8 0.8 ∥ 0.01 A 1.3 零件的生产类型
依题目设计知：Q=8000台／年，m=1件／台；结合生产实际，备品率a％和废品率b％分别取％3和％0.5，代入公式得
N=8000台／年×﹙1+3％﹚×﹙1+0.5％﹚＝8281.2件／年 查表知，该圆周支座的生产类型为大批生产。
2 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
2.1 选择毛坯
零件材料为 HT200。考虑圆周支座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，生产类型为大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大故可以采取熔模铸造成型有助于提高生产率，保证加工质量。
2.2确定机械加工余量
由表2-10至表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 1 公差等级
由圆周支座的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2 零件表面粗糙度
由零件图可知，该圆周支座各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6μm。根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表中。
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辽宁工程技术大学课程设计 圆周支座铸件毛坯尺寸公差及机械加工余量 项目／mm 加工余量等机械加工余量尺寸公差／mm 级 厚度50 H ／mm 3 3(±1.4) 厚度50.01 H 3 3(±1.4) 厚度15 H 3 3(±1.2) 厚度15 H 3 3(±1.2) 2.3 设计并确定毛坯尺寸
零件毛坯图
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3 选择加工方法﹑制定工艺路线
3.1 定位基准的选择
1精基准的选择：根据该圆周支座零件的技术要求和装配要求，选择后端面和φ36的外圆面作为精基准，遵循“基准统一”原则，φ36外圆面的轴线是设计基准。
2粗基准的选择：作为粗基准的表面应平整，没有飞边，毛刺或者其他表面缺陷，所以选择φ36的外圆面和圆周支座前端面作为粗基准，采用φ36外圆面定位加工内孔可以保证孔的壁厚均匀，采用圆周支座前端面作为粗基准加工后端面，可以为后续工序准备好精基准。
3.2 零件表面加工方法的选择
圆周支座零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度Ra加工方案 ／μm 100×46底座下IT8 端面
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6.3 粗铣-半精铣 辽宁工程技术大学课程设计 100×46底座上I8T 端面 φ36圆柱两侧IT8 端面 φ20圆柱两侧IT8 端面 上面的φ13mmIT10 孔 下面的φ13mmIT8 孔 2×φ4mm孔 4×φ7mm孔 IT11 IT11 6.3 粗铣-半精铣 3.2 粗铣-精铣 3.2 粗铣-精铣 12.5 钻-粗铰 0.8 钻-粗铰-精铰 12.5 12.5 0.8 钻 钻 钻-攻丝 6-M4深12的螺IT12 纹孔 3.3 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采用万能性机床配以专用夹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：
工序Ⅰ 粗铣100×46底座下端面，以底座上端面为粗基准，粗铣100×46底座上端面，以底座下端面为粗基准
工序Ⅱ 半精铣100×46底座下端面，以底座上端面为基准，半精铣铣100×46底座上端面，以底座下端面为基准
工序Ⅲ 钻4-φ7孔，以及钻2-φ4的配作孔，以100×46底座下端面为基准
工序Ⅳ 粗铣、精铣φ36和φ20两圆柱两侧端面，以底座为精基准
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辽宁工程技术大学课程设计 工序Ⅴ 钻φ13孔在φ36和φ20两圆柱上，以外圆柱面为粗基准；以及钻M4在上端圆柱两端各3个
工序Ⅵ 粗铰在φ36和φ20两圆柱上钻的φ13孔；在圆柱Φ36两端内半精镗、精镗Φ17深2.5孔；精铰φ13孔在圆柱φ20内，以孔轴线为精基准
工序Ⅶ 钳工台去毛刺，攻丝，加工倒角 工序Ⅷ 终检
4 工序设计
4.1确定工序尺寸（工序Ⅴ和工序Ⅵ-钻、粗铰φ13孔）
1 确定加工方案：由表可查得，孔的基本尺寸为Φ13mm。其公差等级为IT10，在查表可得确定其加工方案为钻-粗镗。
2 用查表法确定加工余量。查表可知，对于大批量生产熔模铸造机器造型，可以取公差等级为IT10，加工余量等级为H级。查表得到毛坯每侧的加工余量为0.5mm，查表得到：
Z（粗铰）=1mm Z（钻）=12mm
3 计算各基本尺寸。扩孔后的基本尺寸为Φ13mm。（设计尺寸）其他的工序尺寸为：
钻：13-1=12mm 毛坯为实心
4 确定工序尺寸公差及偏差。 粗铰：IT10 尺寸公差为0.058 钻：IT12 尺寸公差为0.15
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，粗铰：φ130+0.058，钻孔：φ120+0.15，它们的相互关系如图。
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4.2 选择加工设备与工艺装备
工 序 号 1 2 3 4 5 粗铣100×46底座两端面 半精铣100×46底座下端面 X62卧式铣床 卧式铣床 铣刀、游标卡尺、专用夹具 铣刀、游标卡尺 麻花钻、卡尺、塞规 端铣刀、游标卡尺 麻花钻、卡尺、塞规 工 序 名 称 机 床 设 备 工 艺 装 备 钻4-φ7孔以及钻2-φ4的配作孔 Z525型立式钻床 粗铣、精铣φ36和φ20两圆柱两侧端面 立式铣床X51 钻φ13孔在φ36和φ20两圆柱上 四面组合钻床 粗镗φ13孔；半精镗、精镗Φ176 深2.5孔；半精镗、精镗φ13孔T616坐标镗床 在圆柱φ20内 镗刀、卡尺、塞规 7 8 去毛刺，攻丝，加工倒角 中检 钳工台 平锉、丝锥 百分尺、卡尺、塞规等 5 确定切削用量及基本时间
5.1 切削用量的计算
工序Ⅴ、Ⅵ-钻、粗铰φ13孔
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辽宁工程技术大学课程设计 钻孔工步
背吃刀量的确定 取ap=7.5mm。
进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.2。
切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为22mm／min，由公式（5-1）n=1000v／лd可求得该工序钻头转速n=583.9r／min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r／min.再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nлd／1000=22.2m／min。 粗铰工步
背吃刀量的确定 取ap=0.14mm。
进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.6mm／r. 切削速度的计算 由表5-31切削速度v可取为2m／min。由公式（5-1）n=1000v／лd可求得该工序铰刀转速n=50r／min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r／min,再将此转速代入公式（5-1），可求得该工序的实际切削速度v=nлd／1000=4.0m／min。
5.2 基本时间tm的计算
工序Ⅴ、Ⅵ-钻，粗铰φ13孔 1 钻孔工步
根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=L／fn=(l+l1+l2)／fn求得。式中l=50mm,l2=1mm,l1=D／2cot kr+(1~2)=5.4mm,f=0.2mm／r,n=960r／min,将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=L／fn=(l+l1+l2)／fn=0.35min=21s.
fn=(l+l1+l2)／fn求得。式中l1、l2由表5-42按kr=15°、ap=0.3mm的条件查得l1=1.1mm、l2=45mm,而l=50mm,f=0.6mm／r,n=97r／min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=1.7min=99s。 2 辅助时间ta的计算
取tf=0.15tj
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辽宁工程技术大学课程设计 则工序Ⅴ钻孔工步的辅助时间：tf=0.15×21s=3.15s; 工序Ⅵ粗铰工步的辅助时间：tf=0.15×99s=14.85s; 3 其他时间的计算
准备与终结时间忽略不计；布置工作地时间tb是作业时间的2%~7%；休息与生理需要时间tx是作业时间的2%~4%，取3%，则其他时间为：
工序Ⅴ钻孔工步的其他时间：tb+tx=1.45s; 工序Ⅵ钻孔工步的其他时间: tb+tx=6.83s; 4 单件时间tdj的计算
钻孔工步tdj钻=21+3.15+1.45=25.6s; 粗铰工步tdj粗铰=99+14.85+6.83=120.68s;
因此，工序ⅤⅥ的单件时间tdj=tdj钻+tdj粗铰=146.28s.
6 夹具设计
6.1 定位方案
工件以一端面和Φ13圆柱外圆柱面作为定位基准，采用支承板和V型块组合定位方案，其中平面限制3个自由度、短V型块限制2个自由度，共限制了五个自由度，满足钻孔所需限制的自由度。
6.2.夹紧机构
根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用压板夹紧机构，通过拧螺母实现对工件的上表面夹紧。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向相同，所以可免去夹紧力的计算。
6.3.导向装置
采用钻套作为导向装置，选用JB/T 8045.2-1999。
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辽宁工程技术大学课程设计 6.4.夹具体
由于被加工零件的孔有平行度要求，所以定位平面与定位V型块在安装时平行度在Φ13范围内允差0.01mm。
7、设计体会
在这次设计中，我深切体会到了基础的重要性.我综合应用了所学专业知识,培养了自主动手能力.将理论与实际结合起来.在设计过程中,我遇到了很多的困难什么都不会，压力很大,出现过很多的错误, 经过我自己查阅资料、和同学一起讨论、与老师一起研究，终于把大概的思路弄清了。首先我们要熟悉零件和了解其作用，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定壳体的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。
经过这次课程设计,我有了更充分的自信.我相信一切困难都会有解决的办法.同时通过这次设计为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。我会在将来的学习中掌握基础知识，为以后的工作打下良好基础。
其实过程是很重要的，它能锻炼我们独立思考的能力。通过这次课程设计，使我的理论知识得到了实践，进而从实践中学得更多更实际的理论知识，并加深了印象，对于以后的工作有极大的帮助。通过这次课程设计也让我知道自己缺乏哪些知识，对什么方面还不够了解。最重要的一点是，我学会了利用图书馆这个有利的资源。在刚开始设计时，我很迷茫，于是在图书馆里查阅许多和夹具设计有关的资料，慢慢的积累了很多知识，于是做起来就很顺手。在加上老师的指点，我能站在正确的出发点，自然设计起来就没有走太多的弯路。回头看看这两周的生活，我觉得很充实，正因为我合理的安排时间才能够及时的完成我的课题。
知识在于积累，知识在于运用。此次课程设计让我学会了，如何综合运用知识。为我们以后参加工岗位，打下了坚实的基础。我觉得此次的课程设计比较有意义，它能够结合实际来锻炼同学们的能力。为我为以后的工作打下良
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辽宁工程技术大学课程设计 好的基础。
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辽宁工程技术大学课程设计 参考文献
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