齿轮泵主动轴课程设计说明书..

第一篇：齿轮泵主动轴课程设计说明书..

目录

序言

一、零件的分析-----------------------3

二、工艺规程的设计-----------------4

（一）确定毛坯的制造形式--------4

（二）基准的选择--------------------8

（三）工艺路线的拟订及工艺方案的分析---------------------9

（四）机械加工余量及毛坯尺寸的确定------------------------------11

（五）各工序的定位夹紧方案、切削用量选择及基本工-----------12

三、总结28

四、主要参考资料-------------------29

序言

机械制造工艺学课程设计，是我们在学完了大学的全部基础课和大部分专业课后进行的。这也是我们在进行毕业设计之前对所学各课程做一次综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，它在我们四年的学习中有着很重要的地位。

通过此次此次设计，应该得到下述各方面的锻炼： 1)能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2)提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效省力，经济合理，而且能保证加工质量的夹具的能力。

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称出处，能够做到熟练使用。

由于能力有限，设计中尚有许多不足之处，请各位老师给予批评指教。本设计书包括： 1.零件图：齿轮泵主动轴 2.零件的毛坯图 3.机械加工工艺过程卡 4.机械加工工序卡 5.课程设计说明书

一、零件的分析

（一）零件的作用

轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支撑齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传动扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、各种丝杠等，其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面的反映轴类零件的加工规律和共性。

所设计的为齿轮油泵的主动轴。其作用是：一是支撑回转零件，支撑主动齿轮使其正常转动；二是把旋转运动通过主动齿轮传递给其他部件。如在18h6mm出安装齿轮，以传递扭矩使其正常工作。在工作中主轴不仅承受扭转力矩，而且承受弯曲力矩。

（二）零件的工艺分析

通过对该零件的重新绘制知，原样图的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。根据零件的尺寸图，可以初步拟定零件的加工表面，其间有一定位置度要求。所设计的轴的尺寸图中下图所示： 分述如下：

1、外圆柱表面：

外圆柱加工表面包括一个18h6mm的圆柱面，要求粗糙度为0.8，以及17.8f6mm和17.8h11mm的两个圆柱面, 其中17.8h11mm的圆柱面粗糙度要求为1.6。其余粗糙度为6.3。

2、键槽、通孔：

以轴线为中心的键槽宽度为5N9mm的半圆键槽，槽的两侧面平行于基准A（φ17.8f6mm孔的轴线），其平行度公差为0.12mm。通孔为4mm的通孔无要求。

3、槽口：

左端以以轴线为中心的槽口宽度为6H9mm的槽。槽的两侧面平行于基准B（φ17.8h11mm孔的轴线），其平行度公差为0.12mm。

根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，由以上分析可知可以先加工外圆柱面，然后借助专用夹具加工键槽、通孔及槽口，并保证它们之间的位置要求。

二、工艺规程的设计

（一）确定轴的材料及毛坯的制造形式

1、材料 机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。

金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铁。

（1）、铸铁

常用的铸铁有灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁等。其中灰铸铁和球墨铸铁属脆性材料，不能辗压和锻造，不易焊接，但具有适当的易熔性和良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。灰铸铁的抗压强度高，耐磨性、减振性好，对应力集中的敏感性小，价格便宜，但其抗拉强度较钢差。灰铸铁常用作机架或壳座。球墨铸铁强度较灰铸铁高且具有一定的塑性，球墨铸铁可代替铸钢和锻钢用来制造曲轴、凸轮轴、油泵齿轮、阀体等。

（2）、钢

钢的强度较高，塑性较好，可通过轧制、锻造、冲压、焊接和铸造方法加工各种机械零件，并且可以用热处理和表面处理方法提高机械性能，因此其应用极为广泛。

钢的类型很多，按用途分，钢可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。结构钢可用于加工机械零件和各种工程结构。工具钢可用于制造各种刀具、模具等。特殊用途钢（不锈钢、耐热钢、耐腐蚀钢）主要用于特殊的工况条件下。按化学成分钢可分为碳素 钢和合金钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量，含碳量越多，其强度越高，但塑性越低。碳素钢包括普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。普通碳素结构钢（如Q215、Q235）一般只保证机械强度而不保证化学成分，不宜进行热处理，通常用于不太重要的零件和机械结构中。碳素钢的性能主要取决于其含碳量。低碳钢的含碳量低于0.25%，其强度极限和屈服极限较低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺钉、螺母、垫圈和焊接件等。含碳量在0.1%~0.2%的低碳钢零件可通过渗碳淬火使其表面硬而心部韧，一般用于制造齿轮、链轮等要求表面耐磨而且耐冲击的零件。中碳钢的含碳量在0.3%~0.5%之间，它的综合力学性能较好，因此可用于制造受力较大的螺栓、螺母、键、齿轮和轴等零件。含碳量在0.55%~0.7%的高碳钢具有高的强度和刚性，通常用于制作普通的板弹簧、螺旋弹簧和钢丝绳。合金结构钢是在碳钢中加入某些合金元素冶炼而成。每一种合金元素低于2%或合金元素总量低于5%的称为低合金钢。每一种合金元素含量为2%~5%或合金元素总含量为5%~10%的称为中合金钢。每一种合金元素含量高于5%或合金元素总含量高于10%的称为高合金钢。加入不同的合金元素可改变钢的机械性能并具有各种特殊性质。例如铬能提高钢的硬度，并在高温时防锈耐酸；镍使钢具有良好的淬透性和耐磨性。但合金钢零件一般都需经过热处理才能提高其机械性能；此外，合金钢较碳素钢价格高，对应力集中亦较敏感，因此只用于碳素钢难于胜任工作时才考虑采用。用碳素钢和合金钢浇铸而成的铸件称为铸钢，通常用于制造结构复杂、体积较大的零件，但铸钢的液态流动性比铸铁差，且其收缩率的铸铁件大，故铸钢的壁厚常大于10ｍｍ，其圆角和不同壁厚的过渡部分应比铸铁件大。

2、材料选用原则

从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：

（1）载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况

对于承受拉伸载荷为主的零件宜选用钢材，承受压缩载荷的零件应选铸铁。脆性材料原则上只适用于制造承受静载荷的零件，承受冲击载荷时应选择塑性材料。（2）零件的工作条件

在腐蚀介质中工作的零件应选用耐腐蚀材料，在高温下工作的零件应选耐热材料，在湿热环境下工作的零件，应选防锈能力好的材料，如不锈钢、铜合金等。零件在工作中有可能发生磨损之处，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢。金属材料的性能可通过热处理和表面强化（如喷丸、滚压等）来提高和改善，因此要充分利用热处理和表面处理的手段来发挥材料的潜力。（3）零件的尺寸及质量

零件尺寸的大小及质量的好坏与材料的品种及毛坯制取方法有关，对外形复杂、尺寸较大的零件，若考虑用铸造毛坯，则 应选用适合铸造的材料；若考虑用焊接毛坯，则应选用焊接性能较好的材料；尺寸小、外形简单、批量大的零件，适于冲压和模锻，所选材料就应具有较好的塑性。（4）经济性

选择零件材料时，当用价格低廉的材料能满足使用要求时，就不应选择价格高的材料，这对于大批量制造的零件尤为重要。此外还应考虑加工成本及维修费用。为了简化供应和储存的材料品种，对于小批制造的零件，应尽可能减少同一部设备上使用材料的品种和规格，使综合经济效益最高。

3、确定轴的材料

由以上分析可以选择轴的材料，35钢、45钢、T10、40Cr等都可以满足要求，因为45钢的硬度在220HBS～250HBS之间，其综合力学性能好、承受交变弯曲载荷或交变扭转荷。结合以上两点以及其经济性选用45钢。

4、确定毛坯的制造形式

零件材料为45钢，本可以先用模锻，其精度高加工余量小又可以用与形状复杂、大批量生产，但其设备昂贵。又考虑到轴的应用场合在齿轮泵中其受力不大强度要求不高生产纲领又不是太大。结合生产条件以及经济性故选取型钢又因为其最大直径处为Ф18mm故选取直径为Ф23mm的型钢为毛坯。

（二）、基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

1、粗基准的选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，选取零件的上面和右面的直角平面为粗基准。

2、精基准的选择：主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸链换算。

（三）工艺路线的拟定及工艺方案的分析

1、工艺路线的拟定

为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工、夹、量具，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。该轴材料为45钢且为Ф23mm的形钢，此主动轴应首先车削成形，对于精度较高在车削之后还应磨削。车削和磨削时以两端的中心孔作为定位精基准，中心孔可在粗车之前加工。因此，该传动轴的工艺过程主要有

加工中心孔、粗车、半精车和磨削四个阶段。结合以上几点制定加工工艺路线如下：

工艺路线如下： 工序1 车端面、钻中心孔，表面粗糙度6.3，； 工序2 加工21退刀槽；

工序3 粗车Ф18mm及两端Ф17.8mm的外圆柱面直径余1mm，采用一夹一顶，表面粗糙度6.3、尺寸公差14级。工序4 半精车各阶梯轴，直径余量0.5mm；

工序5 精加工各阶梯部分表面，粗糙度1.6、尺寸公差6级；

工序6 钻φ4孔

工序7 加工槽口宽度为6H9mm的槽 根据此工艺方案制定出详细的工序划分如下所示：

工序1：车端面，以Ф23mm的外圆轮廓为定位基准，选CA6140卧式车床；

工序2：车21退刀槽,车后直径为Ф16mm;工序3：粗车左端Ф17.8mm，直径余量1mm，表面粗糙度6.3、尺寸公差14级；

工序4：粗车右端Ф17.8mm、Ф18mm,直径余量1mm，定位基准都用左端Ф17.8mm采用一次装夹减少定位误差采用一夹一顶，表面粗糙度

16、尺寸公差14级；

工序5：半精车各阶梯轴，直径余量0.5mm，并车倒角，表面粗糙度3.2、尺寸公差9级,倒圆角1×45°；

工序6：淬火;工序7：钻Ф4mm的通孔，采用专用夹具立式钻床加工, 麻花 钻；

工序8：铣6H9mm的槽口，采用专用夹具，卧式铣床，盘形槽铣刀，表面粗糙度3.2；

工序9：精加工整个轴的各阶梯部分,直径余量0.2mm，表面粗糙度1.6、尺寸公差8级；

工序10：磨Φ18mm外圆，表面粗糙度0.8；

工序11：划线铣半圆键槽，采用专用夹具卧式铣床加工表面粗糙度3.2，采用是宽度为5mm的半圆键槽铣刀；

工序12：质检。

根据此工序安排，编出机械加工工艺过程卡及工序卡片。见附表1：机械加工工艺过程卡；附表2:机械加工工序卡。

（四）机械加工余量及毛坯尺寸的确定

齿轮油泵主动轴零件材料为45钢，硬度为220～250HBS毛坯重量约为10Kg，生产类型为中小批量生产，结合生产条件及其经济性选用Ф23mm的型钢作为毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下（机械加工余量及其工序尺寸可用反求法计算即从零件的最后一道工序向前推算）：

1．磨削余量查《简明手册》可预留0.3mm～0.4mm，表2.3-4； 2．精加工余量0.5mm-0.6mm（表2.3-3）;3．半精加工余量0.9 mm～1mm（表2.3-2）;4．粗加工余量2.5 mm～3.5mm;从毛坯到成品总的加工余量为4.2 mm～5.5mm，轴的最大直径处为Ф18 mm。

18(4.2 mm～5.5mm）＝22.2mm～23.5mm 故选用Ф23 mm的棒料作为毛坯。

(五)、各工序的定位夹紧方案、切削用量选择及基本工时

工序

1、车削端面。1.加工条件

工件材料：45钢正火，硬度220HBS～250HBS，毛坯为Ф23mm的形钢。

加工要求：车端面，表面粗糙度值为6.3um。

机床：CA6140卧式车床。刀具、刀片材料为YT5，刀杆尺寸为16mm×25mm，刀具几何角度：Kr＝90°、r＝15°、a＝8°、r＝0.5mm。

2.计算切削用量

（1）确定端面最大加工余量：已知毛坯总长129mm，两端面都应切削且应平均分配，一端面切除2.5mm,即a＝2.5mm，长度

poo公差IT＝13。

（2）确定进给量f：根据《切削用量简明手册》（以下简称《切削手册》）表1.4，当刀杆尺寸为16mm×25mm，a≤3 mm以

p及工件直径为16 mm时 f＝0.3-0.4mm／r 按CA6140车床说明书取f＝0.4mm／r（3）计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T＝60min）

vc=cvxvTmapfyvkv

式中cv=242，xv0.15，yv0.35，m=0.2 kV见《切削用量简明手册》表1.28即

kmv1.44,ksv0.8,kkv0.83,kkrv0.81

所以

vc600.22421.440.80.810.8399mm/min

2.50.150.40.35（4）确定机床主轴转速

ns1000vcdw100099r/min1371r/min

3.1423按机床说明书，与1371r/min相近的有1400r/min，现选取1400r/min。所以实际切削速度

vdn318101.26mm/min

（5）切削工时

按《金属切削原理与刀具》1-5公式

tmDLA3.1423382.5r/min0.08min

1000apfvc10002.50.4101（6）校验机床功率 查《金属切削原理与刀具》由表2-1查得得当比切削功率puc32.76KW/mm3/min)由表2-8查得Kr75时，KKFv1。故切削功率为

pc1000pucvcafKfFvKkFv10006 CA6140型车床电动机功率为7.8kw,转速为1400r/min时传递的最大功率为7.2kw故可以满足使用要求.（7）校验机床进给机构的强度

查《金属切削原理与刀具》表2-1可知比切削力ks1962N/mm2

故主切削力为: FvksafkfFvKkFv1962

查表2-7当Kr＝75°时F/FPV=0.35,Ff/FV=0.4

因此Ff0.443081507N

Fr0.3543081507N

若机床进给导轨与溜板磨擦系数为0.1,进给机构在纵向进给方向受力为: Ffu(FvFr)15070.1(26931507)1927N

由机床的说明书可知机床允许的最大进给力不低于3000N.因此可以满足要求.工序2：车21退刀槽,车后直径为Ф16mm;1.加工条件

工件材料：45钢正火，硬度220HBS～250HBS，毛坯为Ф23mm的形钢。

加工要求：车2X1退刀槽。

机床：CA6140卧式车床。刀具、刀片材料为YT5，刀杆尺寸为16mm×25mm，刀刃宽度为2mm的切断刀

2.计算切削用量

（1）确定端面最大加工余量：1mm（2）确定进给量f：根据《切削用量简明手册》（以下简称《切削手册》）表1.4，当刀杆尺寸为16mm×25mm，a≤3 mm以

p及工件直径为Ф16mm时

f＝0.3-0.4mm／r 按CA6140车床说明书取f＝0.4mm／r（3）计算切削速度：按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T＝60min）

vc=cvxvTmapfyvkv

式中cv=242，xv0.15，yv0.35，m=0.2 kV见《切削用量简明手册》表1.28即

kmv1.44,ksv0.8,kkv0.83,kkrv0.81

所以

vc600.22421.440.80.810.8399mm/min 0.150.3510.4（4）确定机床主轴转速

ns1000vcdw100099r/min1371r/min

3.1423按机床说明书，与1371r/min相近的有1400r/min，现选取1400r/min。所以实际切削速度

vdn318101.26mm/min

（5）切削工时

按《金属切削原理与刀具》1-5公式

tmDLA3.1423382.5r/min0.08min

1000apfvc10002.50.4101（6）校验机床功率

查《金属切削原理与刀具》由表2-1查得得当比切削功率puc32.76KW/mm3/min)由表2-8查得Kr75时，KKFv1。故切削功率为

pc1000pucvcafKfFvKkFv10006 CA6140型车床电动机功率为7.8kw,转速为1400r/min时传递的最大功率为7.2kw故可以满足使用要求.（7）校验机床进给机构的强度

查《金属切削原理与刀具》表2-1可知比切削力ks1962N/mm2

故主切削力为: FvksafkfFvKkFv1962

查表2-7当Kr＝75°时F/FPV=0.35,Ff/FV=0.4

因此Ff0.443081507N

Fr0.3543081507N

若机床进给导轨与溜板磨擦系数为0.1,进给机构在纵向进给方向受力为: Ffu(FvFr)15070.1(26931507)1927N

由机床的说明书可知机床允许的最大进给力不低于3000N.因此可以满足要求.工序

3、粗车左端Ф17.8mm的外圆柱面直径余1mm 1.加工条件

工件材料：45钢正火，硬度220HBS～250HBS，毛坯为Ф23mm的形钢。

加工要求：粗车左端Ф17.8mm的外圆柱面，直径余量1mm，表面粗糙度值为6.3um。尺寸公差14级。

机床：CA6140卧式车床。

刀具：刀片材料为YT5刀杆尺寸为20mm×30mm，Kr＝75°，α0＝6°γ0=8°。

2．计算切削用量

（1）粗车Ф17.8mm的切削用量 A．切削深度

按加工余量计算的结果粗加工应加工到Ф19mm，查《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》

Ф23mm-Ф19mm=4mm 故可分为二次切削加工即ap4mm B．进给量

查《机械设计指导》表2-19取f合机床说明书取f0.4mm/r。

0.3mm/r0.5mm/r之间并结C．切削速度

工件材料45钢正火查《机械设计指导》表2-20，并考虑已选vc的600.2切24220.15削

0.35深度和进给量得0.41.440.80.810.83102.64mm/min，刀具寿命T60min。

D．确定机床主轴转速 机床主轴转速的计算值为

n1000vcdw102.6410001421r/min

3.1423/min。故实际切削对照机床主轴转速表取实际转速为1400r速度为 vcdwn10003.14231400101.1mm/min

1000 E．计算切削工时

tmdlA3.142338min0.04min

1000apfvc100040.4101.1 F．校验机床功率

查《金属切削原理与刀具》由表2-1查得得当比切削功率puc32.76KW/mm3/min)由表2-8查得Kr75时，KKFv1。故切削功率为

pc1000pucvcafKfFvKkFv10006

CA6140型车床电动机功率为7.8kw,转速为560r/min时传递的最大功率为6.2kw故可以满足使用要求.G.校验机床进给机构的强度

查《金属切削原理与刀具》表2-1可知比切削力ks1962N/mm2

故主切削力为: FvksafkfFvKkFv1962

查表2-7当Kr＝75°时F/FPV=0.35,Ff/FV=0.4

因此Ff0.443081507N

Fr0.3543081507N

若机床进给导轨与溜板磨擦系数为0.1,进给机构在纵向进给方向受力为: Ffu(FvFr)17220.1(43081507)2303.5N

由机床的说明书可知机床允许的最大进给力不低于3000N.因此可以满足要求.工序4：粗车右端Ф17.8mm、Ф18mm

各步骤及参数与工序2相同。工序5：半精车各阶梯轴，直径余量0.5mm；

1.加工条件

工件材料：45钢正火，硬度220HBS～250HBS，毛坯为Ф23mm的形钢。

加工要求：半精车阶梯轴外圆柱面，直径余量0.5mm，表面粗糙度值为6.3um。尺寸公差9级，倒圆角145。

机床：CA6140卧式车床。

刀具：刀片材料为YT5刀杆尺寸为20mm×30mm，Kr＝90°，a06，ls0°。

2．计算切削用量

（1）半精车Ф17.8的切削用量 A．切削深度

按加工余量计算的结果粗加工应加工到19mm

19-18.5=0.5mm 查《机械制造设计指导》表2-15可知应分为一次切削加工即ap0.5mm

B．进给量

查《金属切削》表4-9切削深度小于2mm并结合机床说明书取f0.41mm/r。

C．切削速度

工件材料45钢调质查《金属切削》表4-9，并考虑已选的切削深度和进给量得vc110mm/min，刀具寿命T=60min。

D．确定机床主轴转速 机床主轴转速的计算值为

n1000vc1000110660r/min

dw对照机床主轴转速表取实际转速为710r/min。故实际切削速vcpdwn3.1417710116m/min 10001000E．计算切削工时

tmdLA1000apfvc0.17min

（2）半精车Ф18mm的切削用量以及Ф17.8mm等各处与Ф17.8mm处大同小异故此不在重复叙述，只是削切工时不同。详见工序卡片2-2。工序6：淬火

工序7：钻Ф4mm的通孔，采用专用夹具立式钻床加工, 麻花钻； 1.加工条件

工件材料：45钢正火，硬度220HBS～250HBS，毛坯为Ф23mm的形钢。

加工要求：钻Ф4mm的通孔 机床：Z525型立式钻床。刀具：选用标准高速钢麻花钻头，其直径为Ф4mm。2．计算切削用量（1）、决定进给量

1)、根据加工要求，及表2.7，进给量f=0.14～018mm/r。由于L/d=4.5,故应该乘以孔深修正系数0.95 进给量f=（0.14～0.18）×0.95mm/r＝＝0.133～0.171mm/r 2）、按钻头强度决定进给量：根据表2.8，可知钻头允许进给量为f=0.46mm/r。

根据Z525型立式钻床说明书，选择进给量f=0.1mm/r 由于是加工通孔，为了防止在即将钻穿时钻头折断，应该在即将钻穿是停止自动进给改为手动进给。

(2)、根据表2.12，刀具最大磨损量为0.4mm，寿命T=15min。（3）、切削速度，由表2.14知道加工性属5类。

由表2.13，当加工性为第5类时，切削速度为vc22m/min 切削速度修正系数Kv110.8510.85

n1000vcdw1000220.851488r/min

3.1441360r/min。根据Z525立式钻床说明书，选择n（4）、检验机床扭矩及功率 根据表2.20

3、计算基本工时 TmL nf其中L=入切量+超切量+切削量=30mm TmL300.22min nf0.11360工序8：铣6H9mm的槽口

1、加工条件

工件材料：#45 加工要求：以轴线为基准，铣6H9mm的槽口 机床：铣床，XA6132 卧式万能铣床。

刀具：高速钢盘形铣刀。铣削深度ap=38mm,宽度ae=6mm。根据《切削手册》表3-1取刀具外径d=100mm, 选择刀具前角γo＝10°，后角αo＝16°，副后角αo’=8°，主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°，z=12。由于其表面粗糙度值为3.2um，故进行一次铣削即可达到要求。

2、切削用量（1）确定切削进给量

根据参考文献[2]表5-13，XA6132型卧式万能铣床的功率为7.5kW，工艺系统刚性为中等，细齿盘形铣刀加工45刚，查表3.14得每齿的进给量af=0.012～0.008mm/z，现取af=0.010mm/z。（2）铣刀磨钝标准及寿命

根据参考文献[2]表3.7及3.8，用高速钢盘铣刀粗加工45刚，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.2mm，铣刀直径d=100mm，耐用度T=120min。

（3）确定切削速度和工作台每分钟进给量ν

f 铣削速度可以通过计算得出，但是其计算公式比较复杂，实际生产中使用并不多，这里通过查表确定。查表5-30知，高速钢铣刀铣削速度为15～20m/min,则所需铣床主轴转速范围是 n1000v47.863.7r/min（式5.2）100根据XA6132机床的标准主轴转速，由表5-13选取n=60r/min,则实际铣削速度为v=18.84m/min,工作台每分钟的进给量

vf=0.1×12×60=72mm/min（式5.3）

根据参考文献[2]XA6132型卧式万能铣床工作台进给量表5-13，选择vf=75mm/min，则实际每齿的进给量

af750.104mm/z 1260（4）校验机床功率

根据参考文献[2]表5-31和表5-32中的计算公式，铣削是的功率（kW）为

Pc FcFcv（式5.4）1000wFxFuFCFapfzyFaezdnqFkFc(N)（式5.5）

式中CF=30，xF=1.0，yF=0.65，uF=0.83，qF=0.83，ap=90mm，ae=4mm，fz=0.264，z=12，d=80mm，n=60r/min，kFC=0.63。将上述数据带入公式可得Fc=744.96N V=18.84m/min，则Pc=5.614kW XA6132型卧式万能铣床主电动机功率为7.5kW，故所选用切削用量可以采用，所确定的切削用量为af=0.104mm/z，vf=75mm/min，n=60r/min，v=18.84m/min。

3、基本时间

根据参考文献[2]表5-33，盘形铣刀铣槽口的基本时间为 Till1l2（式5.7）vf 式中，l260mm,l1ae(dae)(1～3)，ae4mm，d100mm。则l1=20mm，l2=4mm，vf=75mm/min，；

Ti=3.79min 工序9：精加工整个轴

同工序5：精车轴各部位只是切削时各主要参数不同，详见 工序10：磨Φ18mm外圆

加工要求：磨Φ18mm外圆，表面粗糙度值为0.8um。机床：M1432万能外圆磨床。

（1）选择砂轮

查《机械加工工艺设计手册》选砂轮选择结果为：A46KV6P 300×50×230。查《金属工艺人员手册》砂轮耐用度为1800s。（2）确定切削用量

砂轮转速 =1500r/min(查《机械制造工艺设计手册》)，V=27.5m/min

砂fa=(0.5~0.6)B=20~32 fa=20mm Vw=18m/min fr=0.0056mm/st（3）计算基本工时t12LbZbk2x74x37.68x0.2x1.10.609min

1000vfafr1000x18x20x0.0056工序11：铣键槽

按铣削用量的选择原则为保证表面质量增加切削速度减小进给量。

1.查《切削手册》表3.13确定切削用量。A.铣削深度为4.5mm B.进给量0.25mm/z C.铣削速度vc23mm/min

采用高速钢半圆键槽铣刀铣刀d=16mm齿数Z=3则主轴转速为

n1000vc100023810r/min pdw3.145现选用X6132万能铣床，根据机床使用说明书取n=750r/min，故实际切削速度为：

vdn10003.1424.6m/min

1000当n=800r/min时工作台每分钟进给量f应为：

fmfzzn0.25380092.5

查机床说明书fn65mm/min D.铣削工时

tlm1f4.50.07min n65升降进给选60mm/min，在高度行程为8 tm28600.13min 则ttm1tm20.070.130.20min 验证切削功率

pFcVccxpFfVZFaufaeFzc1000 Fcdq oFnwF查《切削手册》表3.28 F651.00.720.86c160.86125.45N

p125.4524.6c10003.086KW

而X6132万能铣床铣床电机功率为4.5KW，800r/min时传递功率为3.8KW，故可以满足要求。

而转速为

三、总结

通过这次课程设计，我深深体会到，干任何事都必须耐心、细致。毕业设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱；但一想起老师平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到一次难得的磨练。

从熟悉零件的结构特点、绘制零件三维图和平面二维图，到为零件各个待加工表面制定合理可行的工序、有机组合完成工序卡片的制定，再到工序定位方案的设计和专用夹具的设计绘制，整个课程设计充实而有条不紊地进行。

在此过程中遇到很多问题，如制定工序时面临多种加工方案可供选择，需要综合考虑加工经济型、基准重合性等因素合理选择；填写工序卡片时如何简洁而正确地表达定位夹紧及加工面、加工余量的各种信息，工序卡片的各种规定等；分析每一道工序、计算其定位误差时很容易出现概念性错误导致理解错误；绘制夹具图时待加工零件要透明化处理、兼顾各项设计原则……

遇到问题，想方设法解决问题，这就是一个锻炼和进步的过程。除了熟知了机械制造工艺制定流程之外，课设中我对很多书本上的概念（如定位误差、基准等）有了深层次的理解。只靠书本上的简单讲解和一两个例题来学习是远远不够的，实践出真知，的确如此！

另一个收获，各种应用软件在工程科学中的重要性在此次课设中 得到很彻底的体现，广泛了解各类应用软件并精于本专业某些软件，是作为一名合格的大学生需要努力的方向。

总之，在这次设计过程中使我收益不小，为我今后的学习和工作打下一个坚实而良好的基础。在此，我感谢各位老师对我的帮助和指导。

四、主要参考资料

⒈《机械制造工艺设计手册》.李益民.机械工业出版社.1994 ⒉《切削用量手册》.艾兴、肖诗.⒊《机械制造技术基础课程设计指导教程》.邹青.机械工业出版 社.2012 ⒋《机械制造工艺学课程设计指导书》.王栋.机械工业出版社.2011

第二篇：课程设计说明书

计算机辅助工艺设计

课

程

设

计

说

明

书

设计题目：

制定CA6140车床法兰盘的加工工艺

设计钻4×φ9mm孔的钻床夹具

设 计 者：金 凯 敏

学

号：040101220

班

级：A04机械（2）班

指导教师：李 静 敏

机械设计制造及其自动化系

2008年1月16日

目录

一、序言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..3

二、设计任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..3

三、计算生产纲领、确定生产类型„„„„„„„„„„„„„„„„..3

四、零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..3

1、零件的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2、零件的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

五、确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯形状„„„„„„„„„„„..4

六、工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..4

1、定位基准的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

2、工件表面加工方法的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„4

3、制定工艺路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.5

4、以工序Ⅱ为例说明确定切削用量的依据„„„„„„„„„„„.6

七、夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„..7

1、设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.7

2、夹具设计的有关计算„„„„„„„„„„„„„„„„..„„..7

3、夹具结构设计及操作简要说明„„„„„„„„„„„„....„„7

八、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „..8

（一）序言

机械辅助工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、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。

通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。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称、出处、能够做到熟练运用。

就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。能够顺利的完成这次课程设计，首先得助于李静敏老师的悉心指导。在设计过程中，由于对零件加工所用到的设备的基本性能和加工范围缺乏全面的了解，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多的问题，但在通过请教老师和咨询同学，翻阅资料、查工具书，解决设计过程中的一个又一个的问题。在这个过程中，使我对所学的知识有了进一步的了解，也了解了一些设计工具书的用途，同时，也锻炼了相互之间的协同工作能力。在此，十分感谢任晓智老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不段提高自己。

本说明书主要是CA6140卧式车床上的法兰盘的有关工艺规程的设计说明,由于本本人专业能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正。

（二）零件作用及设计任务

CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。分析法兰盘的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。设计机床专用夹具总装图中某个主要零件的零件图。

（四）零件的分析

一、零件的作用

题目给的零件是CA6140卧式车床上的法兰盘，它位于车床丝杆的末端，主要作用是标明刻度，实现纵向进给。零件的Φ100外圆上标有刻度线，用来对齐调节刻度盘上的刻度值，从而能够直接读出所调整的数值；外圆上钻有底部为Φ4mm上部为Φ6mm的定位孔，实现精确定位。法兰盘中部的通孔则给传递力矩的标明通过，本身没有受到多少力的作用。

二、零件的工艺分析

法兰盘共有三组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：

1、以Φ45外圆（中间）为中心的加工表面

这一组加工表面包括：外圆，端面及倒角；过度倒圆；内孔及其左端倒角。

2、以Φ45外圆（端）为中心的加工表面

这一组加工表面包括：端面，外圆，倒角；切槽3×2；内孔的右端倒角。

3、以4—Φ9的孔为中心加工表面

这一组加工表面包括：外圆，端面，侧面；外圆，过度圆角；4—Φ9孔和同轴的孔。

它们之间有一定的位置要求，主要是：

1）、左端面与Φ20孔中心轴的跳动度为0.05 ；

2）、右端面与Φ20孔中心轴线的跳动度为 0.05；

3）、Φ90的外圆与4—Φ9孔的圆跳动公差为 0.06。

经过对以上加工表面的分析，我们可先选定粗基准，加工出精基准所在的加工表面，然后借助专用夹具对其他加工表面进行加工，保证它们的位置精度。

（五）确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状

零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，内孔不铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。

（六）工艺规程设计

一、基准的选择

定位的选择是工艺规程设计中重要的工作之一。定位选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得宜提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正进行。

1、粗基准的选择

因为法兰盘可归为轴类零件，执照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准），所以对于本零件可以先以法兰盘右端Φ45的外圆及Φ90的右端面作为粗基准，利用三爪卡盘夹紧Φ45外圆可同时削除五个自由度，再以Φ90的右端面定位可削除一个自由度。

2、主要就考虑基准重合问题

当设计基准与定位基准不重合时，应该进行尺寸换算。这在以后还要专门计算，此处不再计算。

二、工件表面加工方法的选择

本零件的加工面有个圆、内孔、端面、车槽等，材料为HT200。参考《机械制造工艺设计简明手册》表1.4—

6、表1.4—

7、表1.4—8等，其加工方法选择如下：

1、外圆面：公差等级为IT6~IT8，表面粗糙度为 , 采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

2、Φ20内孔：公差等级为IT7~IT8，表面粗糙度为，采用钻→扩→铰→精铰的加工方法，倒角用车刀加工。

3、外圆面：公差等级为IT13~IT14，表面粗糙度为，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

4、Φ90外圆：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗车—半精车—磨削。

5、Φ100外圆面：公差等级为IT11，表面粗糙度为，采用粗车→半精车→磨削的加工方法。

6、右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗车。

7、Φ90突台右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。

8、Φ90突台左端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。

9、Φ100突台左端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗车→半精车→精车。

10、槽3×2：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗车。

11、Φ100突台右端面：未注公差等级，根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗车→半精车→磨削。

12、Φ90突台距离轴线34mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗铣→精铣.13、Φ90突台距离轴线24mm的被铣平面:未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为粗铣→精铣→磨削.14、4—Φ9孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为钻削。

15、Φ4的孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为钻削。

16Φ6的孔：未注公差等级,根据GB1800—79规定公差为IT13，表面粗糙度为，采用的加工方法为钻→铰。

三、制定工艺路线

制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本，多方面考虑而制定的工艺路线为：

1、工序Ⅰ

粗车Φ100柱体左端面。

2、工序Ⅱ

钻、扩、粗铰、精铰Φ20mm孔至图样尺寸并车孔左端的倒角。

3、工序Ⅲ

粗车Φ100柱体右端面，粗车Φ90柱体左端面，半精车Φ100左、右端面、Φ90左端面，精车Φ100左端面、Φ90左端面，粗车外圆Φ45、Φ100、Φ90，半精车外圆Φ45、Φ90、Φ100、，车Φ100柱体的倒角，车Φ45柱体的过度倒圆。

4、工序Ⅳ

粗车、半精车、精车Φ90右端面，车槽3×2，粗车、半精车外圆及倒角。

5、工序Ⅴ

粗车φ45 右端面，倒角（内孔右侧），倒角（φ45 右侧）

6、工序Ⅵ

粗铣、精铣Φ90柱体的两侧面。

7、工序Ⅶ

钻Φ4孔，铰Φ6孔。

8、工序Ⅷ

钻4—Φ9孔。

9、工序Ⅸ

磨削B面，即外圆面、Φ100右端面、Φ90左端面。

10、工序Ⅹ

磨削外圆面Φ100，Φ90。

11、工序Ⅺ

刻字刻线。

12、工序Ⅻ

镀铬。

13、工序ⅩⅢ

检测入库。

四、以工序Ⅱ为例说明确定切削用量及基本工时的依据

(一)钻Φ18孔

（1）刀具选择：查《机械制造工艺设计简明手册》选用Φ18高速钢锥柄标准花钻。

（2）切削用量选择：

查《切削用量手册》得：f=0.70~0.86mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L

车床进给量取f =0.76mm/r。查《切削用量简明手册》取V =0.33m/s=19.8m/min

n =1000 V / D=1000×19.8/3.14×18=350r/min

按机床选取n =322r/m,故V = D n /1000=3.14×18×322/1000=18m/min

(3)计算基本工时：

T=（L+L1+L2）/(f×n)=(91+11+0)/(0.76×322)=0.42min。

其中L=91，L1=（D/2）×cotKr+2=11,L2=0

(二)扩Φ19.8 孔

（1）刀具选择：选用Φ19.8高速钢锥柄扩孔钻。

（2）确定切削用量：

查《切削用量简明手册》得：f=0.90~1.1mm/r,再由《机械制造工艺设计简明手册》C365L

车床进给量取f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由《现代机械制造工艺流程设计实训教程》得公式：VC=（1/2~1/3）VC

查《切削用量简明手册》取VC =0.29m/s=17.4m/min

VC=（1/2~1/3）VC =5.8~8.7m/min

n=1000 VC/ D=1000×(5.8~8.7)/(3.14×18)=93~140r/min

按机床选取n =136r/min,故V = D n /1000=3.14×19.8×136/1000=8.5m/min

(3)计算基本工时：

T=（L+L1+L2）/(f×n)=(91+14+2)/(0.92×136)=0.86min。

其中L=91，L1=14,L2=2

(三)粗铰Φ19.94

（1）刀具选择：Φ19.94高速钢锥柄铰刀。后刀面磨钝标准为0.4~0.6，耐用度T=60min

（2）确定切削用量：

背吃刀量asp=0.07

查《切削用量简明手册》得：f=1.0~2.0mm/r，取f=1.68mm/r。

计算切削速度V=CVdoZvKV/(601mTmapXvfYv)，其中CV=15.6,ZV=0.2,XV=0.1,YV=0.5,m=0.3,KV=(190/HB)0.125=1,则：

V=15.6×(19.94)0.2/[601－0.3×36000.3×(0.07)0.1×(1.68)0.5]

=0.14m/s=8.4m/min

n=1000×V/(d)=1000×8.4/(3.14×19.94)=134r/min

按机床选取n =132r/min

V = d n /1000=3.14×132×19.94/1000=8.26m/min

(3)计算基本工时：

T=（L+L1+L2）/(f×n)=(91+14+2)/(1.68×132)=0.48min。

其中L=91，L1=14,L2=2

(四)精铰Φ20

（1）刀具选择：Φ20高速钢锥柄机用铰刀

（2）确定切削用量：

背吃刀量asp=0.03。切削速度与粗铰，故n =132r/mmin。

由《切削用量简明手册》f=1.0~2.0mm/r,取f=1.24

VC= d n /1000=3.14×132×20／1000＝8.29r/min

(3)计算基本工时：

T=(L+L1+L2)/(f*n)

=(91+14+2)/(1.24*132)

=0.65min

其中L=91,L1=14,L2=2

(五)倒角（内孔左侧）

（１）刀具选择：用粗车Φ100外圆左端面的端面车刀。

（２）确定切削用量：

背吃刀量asp=1.0mm,手动一次走刀。

V＝30，n ＝1000*Ｖ /（d）＝1000*30／（3.14*20）=477.7r/min

由机床说明书，n=430r/min

V= d n /1000=3.14*430*20/1000=27m/min

（七）夹具设计

通过跟老师商量并指定设计第Ⅶ道工序钻4×Φ9孔的专用夹具，本夹具将用于Z525摇臂钻床。

一、设计要求

本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，面精度不是主要考虑的问题。

二、夹具设计的有关计算

定位误差分析：

1、定位元件尺寸及公差的确定：夹具的主要定位元件为一平面一短销，该定位短销的尺寸与公差规定和本零件在工作时的尺寸与公差配合，即

2、由于存在两平面配合，由于零件的表面粗糙度为，因此需要与配合平面有一粗糙度的要求为

3、钻削力的计算：

刀具选用高速钢材料

查《机床夹具设计手册》表1-2-8 得Kn=1.03、、4、夹紧力计算：

查《机床夹具设计手册》由表1-2-23

可以知道采用点接触螺旋副的当量摩擦半径为0

查表1-2-21：

2°29′

选用梯形螺纹有利于自锁 8°50′最终得：

=1120N

由于工件为垂直安装在夹具之间，所以夹紧力，所以夹具设计符合要求。

三、夹具结构设计及操作简要说明

在设计夹具进应该注意提高劳动生产率。因此，使用铰链式钻模，一次固定4个钻套，在一次装夹中可以加工4个孔。本工序是粗加工，切削力较大，但是由于钻削重要生产的轴向力指向定位面，和夹紧力方向相同，所以夹紧力不直接对消切削力。但是切削力产生颠覆力矩，应该使夹紧力主法平衡。利用钻模板夹紧Φ90突台。

装夹工件时，先翻开钻模板把工件放在夹具上，由平面上的短销定位，再把钻模板合上，转动手柄利用升降工作台来实现对工件的夹紧。这样就可以钻削了。

本夹具装配图和零件图，见附图。

（八）参考文献

1、《现代制造工艺设计方法》。段明扬主编2007年1月。广西师范大学出版社

2、《现代机械制造工艺设计实训教程》。段明扬主编 2007年1月。广西师范大学出版社

3、《机械制造工艺设计简明手册》。李益民主编1999年10月 机械工业出版社

4、《切削用量简明手册》。艾兴等编2000年3月 机械工业出版社

5、《机床夹具设计手册》。王光斗等主编2000年11月 上海科学技术出版社

6、《金属机械加工工艺人员手册》。上海科技出版社

7、《机床夹具设计原理》。龚定安等主编

8、《机械制造技术基础》。华楚生 主编2000年4月 重庆大学出版社

(责任编辑：admin)

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第三篇：protel课程设计说明书

北京理工大学珠海学院

课程设计说明书

题目: 用PROTEL绘制原理图电路及PCB板

学 院： 专业班级： 学 号：

学生姓名：

指导教师：

2011年 12月 24日

课程设计任务书

2011～2012

学年第 1 学期

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作部门：

一、课程设计题目 用PROTEL绘制原理图电路及PCB板

二、课程设计内容（含技术指标）

用PROTEL绘制一个单片机最小系统原理图电路及PCB板。

三、进度安排

1、用PROTEL设计电子电路讲授 4学时。

2、练习画原理图6学时。

3、练习画PCB图6学时。

4、验收和答辩4学时。

四、基本要求

1、理解用PROTEL设计电子电路的基本思想。

2、掌握用PROTEL绘制电子电路原理图的基本方法。

3、掌握用PROTEL绘制电子电路PCB板的基本方法。

教研室主任签名：

2011年 12 月

日2

开始手写

用PROTEL绘制原理图电路及PCB板

摘 要。。。200字

关键词：protel 绘制 电路 PCB板

目 录

1.课程设计的目的............................................................................................第1页 2.课程设计用到的仪器和器件......................................................................第1页 3.课程设计电路结构及基本工作原理.......................................................第1页 4.课程设计电路的组装与调试.................................................................第1页 5.课程设计发生的问题和心得体会.........................................................第2页 6.附图...............................................................................................................第X页

1.课程设计的目的

1、理解用PROTEL设计电子电路的基本思想。

2、掌握用PROTEL绘制电子电路原理图的基本方法。

3、掌握用PROTEL绘制电子电路PCB板的基本方法。

2.课程设计用到的仪器和器件

装有protel软件的电脑计算机一台

3.课程设计电路结构及基本工作原理百度

4.课程设计电路的组装与调试百度 5.课程设计发生的问题和心得体会

6，附图（打印）：4个元件 6个封装 1个原理图 1个布线图 1个铺地图（最终的图）

1个网络表（自己去调整好那个网络表的里面内容）

第四篇：抢答器课程设计说明书

专业课程设计说明书

课题名称：六人抢答器电路设计

姓名：胡星

学号：21006021026

专业：电子信息工程

班级：电本一班

成绩：

指导教师：宁仁霞

课题时间：2012年11月7日--2013年1月9日

黄山学院教务处制

目录

一、设计目的...............................................................................1

二、课程设计任务及基本要求...................................................1

1、设计任务.........................................................................1

2、设计要求..........................................................................1

三、进度安排................................................................................1

四、摘要........................................................................................1

1、中文摘要...........................................................................1

2、英文摘要...........................................................................1

五、系统框图.................................................................................2 六、六人抢答器总电路图及原理.................................................3

七、各分电路及其作用................................................................3

1、时序控制电路.......................................3

2、封锁电路..........................................................................4

3、编码电路.........................................................................5

4、译码报警电路.................................................................5

5、语音提示电路.................................................................6

6、显示驱动电路...............................................................6

八、心得体会...............................................................................7

九、参考文献...............................................................................7

一、设计目的

1.掌握六人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

二、课程设计任务及基本要求

1、设计任务

设计一台可供6名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止

2、设计要求

(1)6名选手编号为：1, 2, 3, 4, 5, 6 各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1, 2, 3, 4, 5, 6

(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

(4)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0

三、进度安排

设计时间为两周，第一周查资料、方案论证，完成数字抢答器电路设计，对元器件进行筛选，第二周组装、调试，进行实物检查、设计答辩并完成设计报告。

四、摘要

1、中文摘要：本文介绍了一种采用数字电路制作的多功能数显抢答器，它主要采用了74系列的常用集成电路，它除了具有基本的抢答功能之外，还具有定时报警的功能，和数显的功能，当抢答开始后，系统会自动倒计时，并且时间是可以预设的，期间有人抢答的话系统会停止计时，如果期间没人抢答，系统会有短暂的报警，提示抢答结束。

关键字：PLC、抢答、报警、数显

2、英文摘要

Abstract：This paper introduces a kind of adopting digital circuit made multi-function digital display responder, it mainly adopts the 74 series of common integrated circuit, it not only has basic vies to answer first function, but also has the timing alarm function, and digital display function, when vies to answer first began, the system will automatically count down, and the time can be preset, someone vies to answer first words during the system will stop time, if no one during the contest, the system will have a short warning and prompt vies to answer first end

key words： microcomputer PLC、vies to answer first、alarm、digital display

五、系统框图

当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。报警电路给出声音提示。当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出。如图1.六、六人抢答器总电路图

图1-2 抢答器总电路图

工作原理：抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。抢答时间设定9秒，报警响声持续1秒。接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。

七、各分电路图及其作用

1、时序控制电路

图1-3 时序控制电路电路图

时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：

1）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。

2）当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。3）当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。

2、封锁电路

图1-4 封锁电路电路图

封锁电路的作用是当有选手抢答成功时，封锁其他选手的输入信号。

3、编码电路

图1-5 编码电路电路图

4、译码报警电路

图1-6 译码报警电路电路图

译码报警电路的功能是将优先抢答的输入信号变成报警信号，以提醒是哪个选手抢答成功。

5、语音提示电路

图1-7 语音提示电路电路图

语音提示电路的功能是提醒本次的抢答选手是哪一位。

6、显示驱动电路

图1-8 显示驱动电路电路图

显示驱动电路有六个反相器构成，其功能是若有选手抢答成功，驱动相应的指示灯发光。

八、心得体会

这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对数 字电子技术这门课程的兴趣。了解了更多电子元件的工作原理，如：74LS121、74LS48、74ls192等。但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如：Multisim等，因此使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。加上在设计过程中遇到了一些问题，使得我得查找相关资料，从而增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能耐。这一课程设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。所以在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。

做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所 以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的 使用有了更多的认识。

平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解 了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践 是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个课程设计对我 的作用是非常大的。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识 是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的际动手能力和独立思考的能力。此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出 现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。

九、参考文献

[1]钱培怡.电子电路实验及课程设计.西安电子科技大学出版社.1992 [2]王毓银.数字电路逻辑设计（第三版）.高等教育出版社.1999 [3]谢自美.电子线路设计实验测试.华中科技大学出版社.2000

[4]阎石，《数字电子技术基础》，清华大学电子学教研组，高等教育出版社，1983 [5]童诗白.模拟电子技术基础 第四版[M]北京高等教育出版社2005 [6]彭华林等编数字电子技术长沙：湖南大学出版社，2004年

[7]李士雄.数字集成电子技术教程，北京，高等教育出版社，1993年

第五篇：泵站课程设计说明书

污水泵站课程设计说明书

污水泵站组成：集水池、机器间、辅助间；

已知条件：

1)泵站进水管的最大小时流量问520.11L/S，平均流量434.32L/S；

2)泵站进水管管底标高为154.75m，管径为700mm，充满度0.73；

3)泵站出水直接送至污水处理厂的沉砂池，沉砂池的睡眠标高为173.49m，输水管管道采用铸铁管，泵站至沉砂池的管道总厂度为931m，泵站外局部水头损失占管道水头损失的25%；

4)泵站选定位置不受洪水威胁，室外地面标高167.01m；

5)地质条件为亚粘土，地下水位标高为150.62m，冰冻深度为-1.67m。

1.水泵的选择

1)初选泵：拟用5台泵（四用一备）

则每台泵的流量为Q。=Q/4=520.11/4=130.03L/S

2)水泵的选择及其他

a)扬程的估算

通过格栅的水头损失为0.1m

集水池设计最高水位：进水管内水面标高-格栅水头损失= 154.75+0.7*0.73-0.1=155.16m

集水池设计最低水位：设计最高水位-有效水深=

155.161-2=153.16m

静扬程：沉砂池标高-集水池最低水位=173.49-153.16=20.33m

假设泵站内部管线水头损失2m，取安全水头2m，出水总管中心埋深2.1m；

则水泵设计扬程H=20.33+2+2+931*3.11/1000*1.25=27.95m b)水泵型号的确定

根据扬程27.95m，流量130.03L/S，查询《给排水设计手册第11册常用设备》，选用200TLW-380IB型立式污水泵，配套电机。200TLW-380IB型立式污水泵性能参数：

流量Q=117.5L/s扬程H=29.6m转速1450r/min

电动机功率N=55kw效率ŋ=74%气蚀余量(NPSH)r=8.0 重量=1515kg。

3)水泵扬程校核：

a)吸水管路水头损失计算：

每根吸水管130.03L/S，选用DN350mm铸铁管，v=1.30m/s1000i=6.89

喇叭口直径D`=1.428D=500mm

设计集水池尺寸：15.5*3.2（m*m）

喇叭口距离集水坑底最小距离：1.3D=650mm

喇叭口最小间距：2*D`=2*500=1000mm

喇叭口高度：5（D`-D）=5*(500-350)=750mm

喇叭口距离井壁边缘：1*D`=500mm

吸水管长1480mm

喇叭口ɕ=0.1闸阀(DN700)ɕ=0.06

闸阀(DN350)ɕ=0.07偏心渐缩管(DN350*250)ɕ=0.18 渐扩管(DN350*200)ɕ=0.25 渐扩管(DN500*350)ɕ=0.21

渐扩管(DN700*500)ɕ=0.24 四通（汇合流）ɕ=6

90°弯头ɕ=0.6三通（直流）ɕ=0.1查表知道:DN350时v=1.3m/s1000i=6.89

DN500时v=1.28m/s1000i=4.21

DN700时v=1.35m/s1000i=3.11

取最远处管路进行计算：

① 局部阻力损失：(0.1+0.18+0.07+0.25+0.07+0.6+0.1)*1.30²/(2*9.81)+(6+0.24)*1.28²/(2*9.81)+(0.6+0.06)*1.35²/(2*9.81)=0.1158+0.51+0.06=0.69m

② 沿程阻力损失：

(1.48+0.45+0.45+0.45+0.45+1.17+2.56+0.59)*6.89/1000+(2.11+1.00+0.55)*4.21/1000+(0.66+1.12+9.76)*3.11/1000=0.0523+0.0154+0.0359=0.104m

③ 水泵入口处水头损失：1.0*1.30²/(2*9.81)=0.0861m

④ 水泵所需扬程： 0.69+0.10+0.09=0.88m

0.88+27.95-2=26.83<29.6m

故所选泵合适。

4)基础的设计：

已知水泵重量1515Kg根据要求设计基础重量为水泵的2.5倍，基础采用钢筋混凝土密度取2400Kg/m³。参照水泵安装图后设计成如图所示。设计基础在地脚螺栓位置开边长100mm*100mm，深度1200mm长方形孔，方便螺栓安装浇筑（地脚螺栓宽度上留出10cm保护尺寸，长度上留出15cm保护尺寸，螺栓在基础内长度960mm，基础1400mm高。螺栓高出基础部分180mm，供泵安装及螺帽等小部件的安装）。

2.集水池设计

集水池的容积首先应该满足安装吸水管的要求，其次应保证水泵工作时的水里条件及能够及时将污水抽走的前提下，尽量使集水池的容积小些，本设计采用满足一台泵连续工作5min的容量。集水池的容积：130.03/1000*5*60=39.01m³

集水池的有效水深采用2m，则集水池的最小面积F=39.01/2=19.50㎡

因为本设计采用自灌式，又根据喇叭口间距最小距离（375mm）、基座间距最小距离（800mm），池底做成0.1坡度坡向集水坑，集水坑底部与喇叭口下端相距1300（>1.3D`）mm，格栅离墙0.5m，最终得出集水池总长15.5m总宽3.2m。集水坑深度1.45m，喇叭口底端距集水坑墙375mm集水坑底标高150.39m，进水管底与格栅底落差870mm。

3.水泵机器间布置：

1)机械间设五台水泵（四用一备），并联工作

基础横放，总长为2150mm，宽为950mm，基础间距1125mm（>800mm）基础距集水池墙1200mm，基础下埋920mm；

2)泵房管路上方、阀门边上铺设钢格栅板过道，方便行走。出水管备用闸阀设在过道下方，过道开出闸阀开关口，方便操作。

4.辅助设备选择

1)排水沟：在管路底部设排水沟，坡度0.005坡向集水池方向，排水沟水由泵吸入排除

2)起重设备：为了方便得拆装水泵以及其他大型部件，在屋顶安装电动单轨起重机。泵总厂2216mm，屋顶距离室外标高5m，选用LD-A型电动单梁起重机（型号ZDY21-4），起重2t，跨度22.5m，电葫芦高度1790mm，起升高度24m。

3)房门：所有房门高度2m，宽度1m，转轴部分距离内墙30cm

4)大门：大门采用电动卷帘门，高度5m，宽度3m（由普通大货车宽度2m、高度1.5m估算，最高设备污水泵泵高2.2m估算）

5)通风设备：泵房内采用风机通风，地上泵房四周都设窗户，面积为泵房面积1/6；