机械加工工艺与编程课程设计说明书设计题目: 角形轴承箱设计者：学号：指导老师：课设时间：2014年6月广西科技大学机械工程学院《数控编程与工艺》课程设计任务书设计题目：具体零件加工工艺设计及程序编制班级：姓名：指导教师：设计要求：设计要求包括以下几个部分：1．数控加工编程任务书；2．数控加工工序卡数控刀具卡片和数控刀具明细表；3．夹具方案图和刀具进给路线图；4．根据零件平面图建立零件三维模型；5．至少编制一个工步的加工程序；6．编写设计说明书（不少于20页）7．相关参考文献不少于5篇目录一、课程设计的目的 (4)二、课程设计的内容与要求 (5)三、零件分析 (5)四、工艺规程设计 (8)五、专用夹具的设计 (10)六、课程设计总结与感想 (15)七、参考文献 (18)一、课程设计的目的机械制造工艺学课程设计是在学完了《数控加工工艺与编程》课程，进行生产实习之后的一个重要教学实践环节。

它要求学生综合应用本课程及有关先修课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削机床、金属切削原理与刀具等）的理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺规程设计，是毕业设计前的一次综合训练。

通过本次机械制造工艺学课程设计，应达到以下目的：1.能熟练运用“数控加工工艺与编程”课程中的基本理论以及生产实践中学到的实践知识，正确制定一个中等复杂零件的工艺规程。

2.能根据被加工零件的工艺规程，运用夹具设计的基本原理和方法，设计一套专用夹具。

3.培养熟悉并快速高效运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。

4.进一步培养了识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。

二、课程设计的内容与要求设计要求：设计要求包括以下几个部分：1数控加工编程任务书；2数控加工工序卡数控刀具卡片和数控刀具明细表；3夹具方案图和刀具进给路线图；4根据零件平面图建立零件三维模型；5至少编制一个工步的加工程序；6编写设计说明书（不少于20页）7相关参考文献不少于5篇三、零件分析（一）分析零件的作用1．固定轴承的运转2．让轴承保持润滑状态（二）零件的工艺分析该零件是箱体类零件，形状不规则，加工面大，尺寸精度、形位精度、表面精度要求均较高，零件的主要技术要求分析如下：（参阅附图零件图- ）1.孔径为φ180H7的孔, 在φ180孔处倒角2×45°，表面粗糙度为1.6。

2.角形轴承箱的两大端面,表面粗糙度为 6.3,保证两大端面之间的距离为100h11。

3.角形轴承箱两垂直面，表面粗糙度为12.5,保证端面到孔中心距离为148mm。

4.角形轴承箱的两个槽，表面粗糙度为6.3, 垂直度为0.12,并保证槽底面到孔中心距离为140h11，槽宽为50H11,并保证槽两个侧面的粗糙度为6.3。

5.角形轴承箱两端面上的6个孔的表面粗糙度为12.5,六个小孔均匀分布在φ220mm的圆周上，孔径为φ130+0。

4mm。

6.角形轴承箱两槽上的两个大孔，表面粗糙度为12.5，两孔的中心线到槽底面的距离为310 mm，孔径为φ25mm。

7．角形轴承箱的两个小面的表面粗糙度为12.5，保证其到角形轴承箱垂直面的距离为58mm，并保证小面的水平距离为75mm。

图1 角型轴承箱零件图图2 角型轴承箱三维图对于题目要求的形位精度,在加工中保证方法如下:a.180φ内孔有0.008的圆度要求,由于在加工内孔时以平面定位,故加工平面用的定位元件如非标准圆柱销,非标准底板等精度要求应达到相应标准.同时对内孔进行粗镗—半精镗—精镗,即可以保证圆度.b.六个小孔具有较高的位置要求，为保证它与大孔的同轴度,采用分度盘在一个工序内完成，避免重复加工可能引起的位置误差.c.两相互垂直的槽由于其有垂直度和平行度和同轴度的要求，所以采用互为基准原则反复加工，且采用一面两孔和一面一孔一支承钉的定位方法，保证其精度和粗糙度要求；至于两槽中的孔，也采用一面两孔的定位方法保证其精度。

四、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式由于毛坯零件的结构比较简单，所以采用砂型铸造。

工件的材料为HT200，毛坯的尺寸精度要求为IT11～12级。

（二）基准的选择根据零件的图纸及零件的使用情况分析，知Φ180H7孔,槽宽等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以准确的分析。

在粗加工时,按照粗基准不能重复使用原则,在加工一个端面后以其为基准加工它的相对端面,之后再以已加工端面为精基准加工另一端面,即可达到加工精度要求。

在选择精基准时,以半精铣过的端面为统一基准加工180φ孔,继而用端面及180φ孔加工6个直径为13的小孔，然后以一面两孔为定位基准加工大小端面以及槽上的25φ孔。

由于槽有较高的平行度，垂直度要求，又采用了互为基准原则，交互加工两槽。

（三）工艺路线的拟定1、制定机械加工工艺路线为了保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。

由于生产纲领为成批生产，所以采用通用机床配以专用的夹具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。

工艺路线方案1．砂型铸造2．人工时效热处理3．铣两端面（卧式升降台铣床，圆柱形铣刀，互为基准定位）4．镗180φmm的孔及倒角（卧式镗床，专用夹具，机夹单刃镗刀，端面及外圆定位）5．钻Φ13mm孔（摇臂钻床，麻花钻，以中心大孔、两端面、两大平面定位）6．铣大平面（立式升降台铣床，钩形压板，立铣刀，一面两孔定位）7．铣两槽（立式升降台铣床，钩形压板，立铣刀，一面两孔定位，互为基准定位）8．铣小平面（立式升降台铣床，钩形压板，立铣刀，一面两孔定位）9．钻2-Φ25mm孔（立式钻床，专用夹具，麻花钻，一面两孔定位）10．钳工去毛刺11．终检此方案是先加工端面，180φmm孔和6个13φmm孔，然后以一面两孔为基准加工后面的工序,故基准是重合的。

2.工艺路线及具体的工序详细请见工艺路线卡和工艺卡片。

3.刀具、量具的选择见工艺卡片。

五、专用夹具的设计工序25——钻6-Φ13mm孔夹具设计零件的加工要求为：孔的基本公差上偏差0.4下偏差0，位置度公差为0.6，需满足最大实体尺寸要求，粗糙度为12.5。

（一）专用夹具设计的基本要求1.保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的定位误差计算与分析，确保所设计夹具满足加工精度要求。

2.提高生产率，降低成本夹具的复杂程度要与工件的生产纲领相适应。

应根据批量大小选用各种快速高效夹紧装置，以缩短辅助时间，提高生产率。

另外考虑到经济型要求，设计夹具时夹具结构应尽量简单，并尽可能采用标准件。

3．具有良好的结构工艺性设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整、维修。

4.实用性好夹具的操作应简便、省力、安全可靠，且便于切屑的清理、排除。

（二）定位方案及定位夹紧元件选择和设计1.定位方案的选择根据工序加工要求，工件在夹具中的定位方案如下：以底面为主要定位基准，限制3个自由度（绕X，Y轴转动、 Z 方向的移动），φ180mm孔处的定位销限制2个自由度（X，Y方向移动），左边的支承钉限制一个自由度（绕Z轴的转动）。

按照基准重合以及精基准的原则，X,Z方向用设计基准作为定位基准，以避免基准不重合而引起的基准不重合误差，有利于保证加工精度。

图3 夹具总装图主视图（部分）２.定位元件设计本工序采用底面和定位销、支撑钉作为主要定位元件。

如夹具总装图所示这样能较容易、较稳定地保证加工精度。

用夹具装夹工件时，工件相对与刀具的位置由夹具保证，基本不受工人技术水平的影响，因而能较容易、较稳定地保证工件的加工精度。

能提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。

采用夹具后，工件不需划线找正，装夹方便迅速，显著地减少了辅助时间，提高了劳动生产率。

夹紧力的计算：因采用的是手动夹具故夹紧力无须计算。

3.确定导向装置本工序所钻6个孔有一定的精度要求，一次装夹要完成6个孔的加工，采用固定钻套；有考虑到要求结构简单且能保证精度，因此采用固定式钻模板，钻模板与夹具体需用销定位、螺钉或螺栓紧固。

图4 钻模板及钻套装配方案（主视图）4.夹紧装置的选择及设计夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。

夹紧力作用点的选择应遵循的规则：a．为了使定位稳定，夹紧力作用点应该落在主要的定位支承面上，活络在主要的定位支承面上的支承点所围成的面积内。

b．夹紧力应作用在工件刚性较好的部位上，不应该使工件产生夹紧变形或使工件产生翻砖力矩；c．为了防止工件在加工过程中产生振动，夹紧力的作用点应尽量靠近被加工表面；d．夹紧力作用点的数目，应尽量在工件的整个接触面上分布均匀，以减小夹紧变形。

图5 夹具总装图俯视图（部分）如图5所示，该夹具是用2块钩形压板手动夹紧，在装夹过程中方便简单，节约了大量的装夹时间，操作方便，使用安全、可靠，且改善工人的劳动条件，减轻劳动强度。

在夹紧过程中也不会使工件产生变形，能保证加工过程中加工件位置的确定。

5.夹具体毛坯制造方法的选择综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸：在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。

6. 确定分度装置由于需要加工6个沿圆周均匀分布的孔，因此需要分度装置分度，该夹具采用通用分度装置雨夹具体连接、分度。

图6 分度装置剖视图六、课程设计总结与感想纵观我们以前学过的课程：工程图学教会我们如何识图，理论力学和材料力学教会我们如何分析工件的力学性能，机械原理和机械设计教会我们如何设计出机械来，现代加工技术教会我们多种加工方式，互换性教会我们如何检验工件，剩下来没解决的问题就是如何把它加工出来了，而工艺就是这样的一门课程。

一学期下来，我收获颇多，而现在又有幸借数控加工工艺与编程课程设计这样一个机会来小试牛刀，真实体会了一下零件加工全过程。

从选择毛柸到制定工艺路线，再到专用夹具的设计，需要查询很多书和手册，有关于材料的，关于互换性的，关于各种零件的，关于机床和刀具的，还要考虑零件的力学性能等，深刻体会到了工艺是一门复合性的学科，其中包含了很多方面的知识。

在这个过程中，我收获了许多。

1.提升了分析、解决问题的能力。

在开始构思的时候以为这种方案没问题了，可到真正把它画在图纸上的时候才会发现有问题，这时候你就得想怎么办，怎么改进才能在保证要求的前提下尽可能弄得好一些。

在这样的一边做一边改中收获了几许经验，锻炼了解决问题的能力。

2.对理论知识起到了加深巩固的作用。

在设计的过程中我们翻阅了许多书籍，对材料如何选择，工艺路线如何制定及常用的定位夹紧方案和元件等都有了个了解，对于课堂内容有了更加深刻的认识。