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机械制造工程原理课程设计说明书
第一部分工艺设计 1.设计任务 本次所要加工的零件为底板，示意图如下图 1：
图1
技术要求：
1.4-MLeabharlann 0-7H 配作2.锐角倒钝 R0.5
3.去毛刺
材料： 45
零件生产类型：中等批量。
2.零件工艺性分析
底板零件图的视图正确、完整， 尺寸、公差齐全， 但技术要求中未注明淬火层的
方案比较：方案二中将磨削放在钻孔加工之前，其理由是为其后的钻孔加工 和铰孔加工准备较好的辅助基准，但这样做会使工件在两台机床之间来回移 动，浪费工时，降低了生产效率，而且这样做对提高钻孔加工精度的意义并不 大。在淬火前进行磨削加工，由于材料较软，对磨削加工不利，且会在零件的 表面产生很大的残余应力。方案二在磨削后无去应力处理，会使表面有较大的 残余应力。综上所述，选择方案一作为此零件的加工路线。
③ 粗铣 → 精铣 → 刮研 / 宽刃精刨（加工经济精度： IT6~IT7 ，表面粗糙度：
Ra0.1~0.8 ）
相对来说第二种方法才适用。
4.3 制定工艺路线 机械加工工序
（ 1） 遵 循 “ 先 基 准 后 其 他 ” 原 则 ， 首 先 加 工 精 基 准 — 板 件 底 面 。 （ 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 ， 即 先 加 工 上 面 ， 后 加 工 螺 纹 孔 以 及 紧固螺栓圆槽。
深度，且底板下表面及与其他部件配合的地方的表面粗糙度要求最高，为
0.8。所
有的螺栓紧固孔粗糙度要求适中，为 1.6。其他的表面精度要求不高，为 6.3。
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加工表面
机械制造工程原理课程设计说明书 表 1 车安装底板的技术要求
基本尺寸 /mm 公差及精度等级 表面粗糙度 Ra/μm
f z=0.2~0.29mm/z
故选择： f z=0.2mm/z
3）确定刀具寿命及磨钝标准
根据《切削手册》表 3.7 ，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于铣刀直
径 d0=100mm，故刀具使用寿命 T=180min（据《简明手册》表 3.8 ）。
4）计算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf
kv
其中 ae 66mm， ap 2mm， Cv 203， qv 0. 2 ， xv 0.15 ， yv 0.35 ，
kv k Mv k Sv 1.0 0.8 0.8 ， uv 0.2 ， pv 0 ， m 0.32 ， T 180 min ，
f z 0.18mm / z ， Z 8，将以上数据代入公式：
第一种方法对中等大批量生产的零件而言成本 成本较高， 第三种方法精度太
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机械制造工程原理课程设计说明书 高，在此处用不着，所以第二种方法比较容易实现。
（ 2）配作的螺纹孔内表面粗糙度精度要求也比较高，粗糙度：为
Ra1.6，精
度等级： IT7
能达此要求的加工经济精度的加工路线有：
5.确定毛坯尺寸、机械加工余量及工序尺寸 5.1 确定毛坯尺寸
铣削安装底板的上表面 1. 加工条件： 工件材料： #45,σ b =170~240MPa; 加工要求：铣削安装底板的上表面，加工余量 3mm； 机床： X61W 万能铣床 刀具： YG6 硬质合金端铣刀。铣削宽度 ae≤90,深度 ap≤6,齿数 z=8,故根据《机 械制造工艺设计简明手册》 （后简称《简明手册》）表 3.1，取刀具直径 d0=100mm。 根据《切削用量手册》 （后简称《切削手册》 ）表 3.2，选择刀具前角 γ 0＝ 0°后角 α0＝ 8°，副后角 α0’=10°，刃倾角： λ s =－10°,主偏角 Kr=60 °,过渡刃 Kr ε=30°,副偏角 Kr ’ =5°。 2.零件的长、宽、高最大值为 450×200× 22 外表面的路线为： 粗铣 →精铣
毛坯的尺寸通过确定加工余量后确定为 455× 205×25，毛坯示意图如图 2：
图 1 长×高
图 1 长×宽
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机械制造工程原理课程设计说明书 4.工艺过程设计
4.1 零件定位基准的选择 对于此底板的各表面的加工均利用外表面定位， 对于相对的面定位以 “基准重合”
原则，当掉头装夹的时候使用相对的那面来定位。
203 100 0.2 vc 1800.32 4 0.15 0.2 0.35 66 0.2 100 0.8
111m/ min
确定机床主轴转速：
ns 1000 vc 353r / min 。 dw
根据《简明手册》表 4.2-36 ，选择 nc=300r/min,v fc =390mm/min,因此，实际进
许 功 率 Pcm=4.5× 0.75kw=3.375kw>Pcc 。 故校 验 合 格 。 最 终确 定 :a p=2.0mm，
精度等级： IT7
能达此要求的加工经济精度的加工路线有：
① 粗铣 → 精铣 → 刮研 / 宽刃精刨（加工经济精度： IT6~IT7 ，表面粗糙度：
Ra0.1~0.8 ）
② 粗铣 →精铣 →磨削（ IT7 ，Ra0.2~0.8 ）
③ 粗铣 →精铣 →粗磨 →精磨（ IT6~IT7 ，Ra0.025~0.4 ）
① 钻 →粗铰 →精铰（加工经济精度： IT7~IT8 ，表面粗糙度： Ra0.8~1.6 ）
② 钻 →扩→ 粗铰 → 精铰（ IT7 ， Ra0.8~1.6 ）
③ 钻 →扩→ 机铰 → 手铰（ IT6~IT7 ，Ra0.2~0.4 ）
第二、 三种方法适用于孔径较大的孔加工 （大于 15mm~20mm) ， 第三种方法
加工槽平面使用外表面以及与之最靠近的表面来定位， 这也符合 “基准重合” 原
则，示意图如图 3：
图3 4.2 零件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有上下表面、 螺纹孔、 槽等，这里只列举其中较为典型的三个
表面来说明其加工方法：
（ 1）底板与其他部件配合的地方的表面粗糙度要求最高，粗糙度：为
Ra0.8，
根据《切削手册》表 3.16 ，当 d0=100mm， Z=8，ap≤ 7.5 ， f z≤0.18mm/z 时，
vt =98m/min,n t=250r/min,v ft =471mm/min。各修正系数为： kMV= 1.0 ， kSV= 0.8 。切
削速度计算公式为：
vc
cvd 0qv T mapxvfzyvaeuvz pv
方案二： 工序 00：下料 工序 05：粗铣各个外表面 工序 10：精铣各个外表面 工序 15：中检 1 工序 20：磨削各个表面 工序 30：钻螺纹孔 工序 35：铰螺纹孔
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机械制造工程原理课程设计说明书 工序 40：攻螺纹孔 工序 45：铣底面槽
工序 50：中检 2 工序 55：高频淬火 工序 60：去应力退火 工序 70；磨削各个外表面 工序 75：去应力退火 工序 80：终检 工序 85：油封入库
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机械制造工程原理课程设计说明书 给量和每分钟进给量为：
v c= d0n = 3.14 100 300 m/min=94m/min
1000
1000
f
v = = fc
zc
390
mm/r=0.16mm/r
nc z 300 8
5) 校验机床功率
根据《切削手册》表 3.24 ，近似为 Pcc=3.3kw, 根据机床使用说明书，主轴允
粗铣的余量为 2mm 精铣的余量为 1mm 所以选择的毛坯的尺寸：长为 450+（1+2）× 2=456mm ，宽为 200+（ 1+2）
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机械制造工程原理课程设计说明书 ×2=206mm ，高为 22+（1+2）× 2=28mm 的长方体块料。
3.1.0 粗铣上表面切削用量
安装的下底板表面
--
IT7
0.8
螺纹孔
?10
IT7
1.6
两侧紧固螺栓孔
R10
IT8
6.3
底板表面精度要求高， 刨削需要刨床或者铣床， 然而表面的精度要用磨床磨削加 工来要保证。
零件为长方体形状， 所以在表面磨削加工和键槽加工过程中可设计专用夹具在机 床上加工。 3.毛坯的选择
由于安装底板所受载荷不大， 底板的生产纲领为中等批量生产， 所以可以选用型 材直接加工，以提高生产效率，节约成本。
这里制定了两种工艺路线方案，并进行比较，从中选出最合理的一种方案。 方案一： 工序 00：下料 工序 05：粗铣上表面及侧表面 工序 06：粗铣下表面及精铣下表面
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机械制造工程原理课程设计说明书 工序 10：精铣上表面及侧表面 工序 12：中检 1 工序 15：铣两侧紧固螺栓孔 工序 20：钻螺纹孔 工序 30：粗铰螺纹孔 工序 35：精铰螺纹孔 工序 40：攻螺纹孔 工序 45：中检 2 工序 50：铣底面槽 工序 51：铣侧面斜角 工序 55：中检 3 工序 60：高频淬火 工序 65：去应力退火 工序 70：中检 4 工序 75：磨削上表面及侧表面 工序 76：粗磨底面精磨底面 工序 80：中检 5 工序 85：去应力退火 工序 90：终检 工序 95：油封入库
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目录
第一部分工艺设计 1.设计任务 ........................................................................................................2 2.零件工艺分析 ................................................................................................2 3.毛坯的选择 ....................................................................................................3 4.工艺过程设计 ................................................................................................4 5.确定毛坯尺寸、机械加工余量及工序尺寸 ....................................... ........7 第二部分夹具设计 1.设计任务 ........................................................................................................13 2.确定定位方案、选择定位元件 ....................................................................14 小结 ...................................................................................................................15 参考书目 ...........................................................................................................15