机械制造工艺课程设计任务说明（共5篇）

第一篇：机械制造工艺课程设计任务说明

机械制造工艺课程设计

题目：XXX 零件的机械加工工艺及XXX夹具设计

说明：

生产类型为：中批生产；对零件进行工艺分析，制订出工艺规程；对其某一道工序设计出专用夹具一套。

要求：

编写设计说明书一份，不少于30页：制定工艺卡片，画出被加工零件的工作图，画出专用夹具的装配图和其中的两个主要零件图。设计说明书格式：

1、内容摘要

2、目录

3、前言

4、XXX零件的机械加工工艺设计

(1)零件结构工艺性分析

(2)工艺路线拟订及论证

(3)制订机械加工工艺规程

5、XXX（专用）夹具设计

(1)针对某道工序进行加工质量分析，拟订并论证定位方案；

(2)专用夹具总体方案设计与论证；

(3)定位误差分析；

6、结束语

7、参考文献

主要参考资料：

1、《金属切削机床夹具设计手册》机械工业出版社

2、《机床夹具设计》国防工业出版社、上海科技出版社

3、《工艺员手册》机械工业出版社

4、《机床夹具设计手册》上海科技出版社

5、《机床夹具图册》机械工业出版社、贵州科技出版社

6、《机械制造工艺与夹具设计指导》张进生主编，机械工业出版社

7、《机械加工工艺手册》

8、《机械制造工艺学》

9、《机床夹具设计》

第二篇：机械制造工艺及夹具课程设计

目 录

设计任务书„„„„„„„„„„„„„„„„„„„(1)

一、零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„(2)1.1 零件的作用 1.2 零件的工艺分析

二、工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„(4)2.1 定位基准的选择 2.2 重点工序的说明 2.3 制订工艺路线 2.4 机械加工余量的确定 2.5 确定切削用量及基本工时

三、夹具设计„„„„„„„„„„„„„„„„(14)3.1 问题的提出 3.2 夹具设计

四、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„(17)

五 心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„（18）

机械制造工艺及夹具课程设计任务书

设计题目： “CA6140车床拨叉零件”机械加工工艺规程及夹具

生产纲领:年产量为5000件

设计内容：1.零件图一张

2.毛坯图一张

3.机械加工工艺过程 工序卡片一张

4.机床夹具设计 每人一套

5．夹具零件图一张

6.课程设计说明书一份

23456

采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

ns=1000v10000.35==0.637r/s(38.2r/min)3.14175πdw按机床选取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

πdwns 故实际切削速度ν==0.29m/s

1000切削工时

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 2）粗铣右端面

粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。

切削工时

l=45mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 3）精铣左端面

αfll1l2751753= =121.2s=2.02min

nwαfZ0.5220.2516ll1l2451753= =106.8s=1.78min

nwαfZ0.5220.2516=0.10mm/Z(表3-28)ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

ns=1000v10000.30==0.546r/s(32.76r/min)3.14175πdw按机床选取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

πdwns 故实际切削速度ν==0.29m/s

1000切削工时

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm

tm=

ll1l2751753= =302.92s=5.05min

nwαfZ0.5220.1016工序Ⅱ：钻、扩花键底孔 1）钻孔Ø 20㎜

f=0.75mm/r·Klf=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）s=1000vπd=10000.35=5.57r/s(334r/min)w3.1420按机床选取 nw=338r/min=5.63r/s 故实际切削速度 ν=πdwns1000=0.35m/s 切削工时 l=80mm，l1= 10mm，l2=2mm tm=ll1l280102n= wf5.630.71=23s（0.4min）2）扩孔Ø 22㎜ f=1.07(表3—54)ν=0.175m/s（10.5m/min）1000v10000.s=πd=175w3.1422=2.53r/s(151.8r/min)按机床选取 nw=136r/min=2.27r/s 故实际切削速度 ν=πdwns1000=0.16m/s 切削工时 l=80mm，l1= 3mm，l2=1.5mm t1l2m=lln= 8031.5=35s wf2.271.07（0.6min）

n

n

工序Ⅲ：倒角1.07×15

f=0.05㎜/r(表3—17)ν=0.516m/s（参照表3—21）ns=1000vπd=10000.516=6.3r/s(378r/min)w3.1426 按机床选取 nw=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm，l1= 2.5mm，tm=ll1n= 2.02.5=14s（wf6.330.050.23min）

工序Ⅳ：拉花键孔

单面齿升 0.05㎜（表3—86）v=0.06m/s（3.6m/min）（表3—88）

切削工时（表7—21）thlKm=1000vS

zZ式中：

h——单面余量1.5㎜（由Ø 22㎜—Ø 25㎜）； l——拉削表面长度80㎜；

——考虑标准部分的长度系数，取1.20； K——考虑机床返回行程的系数，取1.40； V——切削速度3.6m/min； Sz——拉刀同时工作齿数 Z=L/t。t——拉刀齿距，t=(1.25—1.5)L=1.3580=12㎜

 Z=L/t=80/126齿

 t1.5801.201.40m=10003.60.066=0.15min(9s)工序Ⅴ：铣上、下表面 1）粗铣上表面的台阶面

αf=0.15mm/Z(表3-28)

ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。

nv10000.30s=1000πd=w3.14175=0.546r/s(33r/min)按机床选取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故实际切削速度ν=πdwns1000=0.27m/s 切削工时

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tll1l2m=

n= 801753wαfZ0.50.1516=215s=3.58min 2）精铣台阶面 αf=0.07mm/Z(表3-28)ν=0.25m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃铣刀，dw=175mm,齿数Z=16。n1000v10000.25s=

πd=w3.14175=0.455r/s(33r/min)按机床选取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故实际切削速度ν=πdwns1000=0.27m/s 切削工时

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tll1l280175m=

n= 3wαfZ0.50.0716=467s=7.7min）粗铣下表面保证尺寸75㎜

本工步的切削用量与工步1）的切削用量相同

112

三 夹具设计

3.1 问题的提出

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具 经过与指导老师协商，决定设计铣30x80面的铣床夹具。

3.2 夹具设计

1．定位基准的选择

由零件图可知，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（A）和花键心轴的中心线为主定位基准。1．切削力和夹紧力计算

(1)刀具： 高速钢端铣刀 φ30mm z=6 机床： x51W型立式铣床

由[3] 所列公式 得 FCFapXFqVyufzzaeFzwFd0n

查表 9.4—8 得其中： 修正系数kv1.0

CF30 qF0.83 XF1.0

yF0.65 uF0.83 aP8 z=24 wF0

代入上式，可得 F=889.4N

因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。

安全系数 K=K1K2K3K4 其中：K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.1 K3为刀具钝化系数1.1 K4 为断续切削系数1.1 所以 FKF1775.7N

2.定位误差分析

由于30x80面尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。3．夹具设计及操作说明

如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。

夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。铣床夹具的装配图及夹具体零件图分别见附图中。

四、参考文献

1.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版，1994年 2.机械制造工艺设计简明手册，李益民主编，机械工业出版社出版，1994年 3.机床夹具设计软件版V1.0，机械工业出版社，2004 4.互换性与测量技术基础，刘品 刘丽华主编，哈尔滨工业大学出版社出版，2001年1月

5.机床夹具设计，哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，上海科学技术出版社出版，1983年

6.机床夹具设计手册，东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，上海科学技术出版社出版，1990年

7.机械工程手册 第8、9卷，机械工程手册、电机工程手册编委会，机械工业出版社出版，1982年

8.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月 9.机械工艺装备设计实用手册，李庆寿主编，宁夏人民出版社出版，1991年 10.机械制造工艺学，郭宗连、秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1997年

11.机床夹具设计，秦宝荣主编，中国建材工业出版社出版，1998年 12.机械制造工艺学习题集，陈榕王树兜主编，福建科学技术出版社出版，1985年

13.机械制造工艺学课程设计指导书，赵家齐主编，哈尔滨工业大学出版社出版，2002年

14.金属切削机床夹具设计手册 第二版，浦林祥主编，机械工业出版社出版，1995年12月

15.机械零件手册，天津大学机械零件教研室编，人民教育出版社出版，1975年9月

五 心得体会

为期三周的工艺、夹具课程设计结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。课程设计作为《机械制造技术基础》课程的重要教学环节，使理论与实际更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

本次课程设计主要经过了两个阶段。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。第一阶段中本人认真复习了有关书本知识学会了如何分析零件的工艺性，学会如何查有关手册，选择加工余量、确定毛坯类型、形状、大小等，绘制出了毛坯图。为了可以更深刻清楚的完成本次课程设计向老师请教了很多关于夹具方面的知识，而且自己也参阅了很多夹具设计的资料。又根据毛坯图和零件图构想出两种工艺方案，比较确定其中较为合理的工艺方案来编制工艺。其中运用了基准选择、切削用量选择计算、时间定额等方面的知识。还结合了我们生产实习中所看到的实际情况选定设备，填写了工艺文件。夹具设计阶段，运用工件定位、夹紧及零件结构设计等方面知识。

通过这次设计，我基本掌握了一个中等复杂零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具的设计的方法和步骤等。学会查阅手册，选择使用工艺设备等。

总的来说，这次设计，使我在基本理论的综合运用以及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我独力思考问题、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

由于自己能力有限，设计中还有很多不足之处，恳请老师、同学批评指正。

第三篇：机械制造工艺课程设计法兰说明书

前言

机械制造工艺课程设计使我们学完了机械制造技术，机械制造装备设计，机械制造工艺学等课程，进行了生产实习之后，所进行的一个重要实践性教学环节。其主要目的是让学生不所学的工艺理论和实践知识在实践的工艺，夹具设计中综合地加以应用，进而得以加深和发展，提高学生分析和解决生产实际问题的能力，为以后搞好毕业设计和从事工作奠定了一定基础。通过本次课程设计，我们在下述方面可以得以锻炼：

1)能熟练的运用机械制造工艺学及相关课程的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决一个零件在加工中的定位，加紧和工艺路线地合理拟定等问题，从而保证零件制造的质量，生产率和经济性。

2)通过夹具的工艺，进一步提高了我们的结构设计能力，你能够根据被加工零件的加工要求设计出高效省力，既经济合理有能保证质量的夹具。

3)进一步提高我们的计算设计制图能力，能比较专业熟练地查阅和使用各种技术资料。

4)在设计制造中培养我们严谨的工作作风和独立的工作能力。在设计中，由于理论知识和实践经验不足，设计中的不妥之处，敬请老师批评指正。

一、零件的分析

（一）零件的功用：

机械制造工艺设计我们组的零件是法兰，法兰的种类很多，用途也很广。法兰的一端可以是封闭的，用于变速箱用于变速箱主轴侧面，阻止外界灰尘进入箱体内，也可用于固定轴承，起到轴向定位的作用，本例中的法兰，其内部有M901.5的螺纹可以起到定位轴的零件作用，外圆1100.0360.071和一端面均有Ra=1.6的配合要求，9和4-5.5起到固定法兰的作用。

（二）零件的工艺分析：

由零件图可以看出，该法兰的结构不是很复杂，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。下面将主要表面分为四部分，见图1-1。

1、以内孔为中心的一组加工面：

这组加工面包括：94孔、M901.5螺纹孔及其倒角。

2、以外圆为中心的一组加工面：

这组加工面包括：1100.071外圆、134及其倒角。

3、以1200.1定位的两个孔 这组加工面包括：9孔和4-5.5孔。

4、左右端面：

这组加工面包括：9的端面和4-5.5表面的端面和面。

以上各表面的主要技术要求如下：

0.0361100.0710.036的端

1、94孔的表面粗糙度为Ra=3.2，M901.5螺纹的表面粗糙度为Ra=3.2。

2、外圆0.0361100.071mm的Ra=1.6，同轴度要求为0.02，倒角为145°，134mm表面粗糙度为Ra=3.2。3、4-5.5mm的端面与轴心线有位置0.02mm的要求。其Ra为1.6。

4、孔4-5.5mm和9mm。

零件要求调质HRC30~45，其坯重为2.2kg。

由分析可知，四组加工表面可以选择其中一组表面为粗基准进行加工，然后再以加工过的表面为精基准加工其他各组表面，并保证他们之间的相互位置精度。

二、零件的工艺规程设计

（一）确定零件的生产类型：

零件的生产纲领为：N=Q²n（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，产品年产量Q为台/年, 每台产品中该零件的数量为n件/台，零件备品率为a%，零件废品率为b%。从初始资料和计算结果可知，该零件为中批生产。

（二）确定零件毛坯的制造形式：

零件为45钢，在工作时法兰在某些场面要经常正反转，与接触表面受摩擦作用，所以零件在工作过程中受到交变载荷和冲击载荷，要求有较高的强度，因此应该选择锻件毛坯。由于零件的轮廓尺寸不3 大，生产纲领达到中批生产水平，可以采用模锻成型，这对于提高生产率，减少切削加工的劳动量，保证加工精度，都是有利的。

(三)拟定零件的机械加工工艺路线：

1、定位基准的选择：

定位基准的选择是拟定零件的机械加工路线，确定加工方案中首先要做的重要工作。基面选择正确、合理与否，将直接影响工件的技工质量和生产率。在选择定位基准时，需要同时考虑一下三个问题：（1）以哪一个表面作为加工时的精基面或统一基准，才能保证加工时精度，使整个机械加工工艺过程顺利地进行。（2）为加工上述精基面或统一基准，应采用哪一个表面作为精基面。

（3）是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一基准以外的精基面。

另外，我们还应从粗精基准选择的基本原则为出发点：

a．“基准重合”原则。应尽量选择被加工表面的设计基准为精基准。

b.“基准统一”原则。应选择多个表面加工都能使用的表面作为基准。

c.“互为基准”原则。当两个表面相互位置精度和其自身尺寸及形状精度都要求很高时，可互为基准，反复进行加工。

d.“自为基准”原则。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均匀，应尽量选择加工表面本身作为基准。

2、粗基准选择：

a.如果必须保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作为粗基准。

b.应选择加工余量最小的表面作为粗基准。

c.应尽量选择与加工表面的位置精度要求较高的非加工面为粗基准。

d.选作粗基准的表面，应尽可能平整光洁，不能有飞边。浇冒口及其他缺陷，以保证定位准确可靠。.e.粗基准一般只使用一次，不再重复使用。

精基面选择：根据精基面的选择原则。选择精基面时，首先应考虑基准重合问题，即在可能的情况下，应尽量选择螺纹孔和端面作为精基准。根据该工件的特点和加工要求，选择螺纹孔和端面作为精基面。加工1100.0360.071mm，94mm，134mm，20mm，5mm，1200.1mm等主要尺寸以螺纹孔和右端面作为精面。这样才能实现同轴度和位置的要求。对于45.5mm有相互位置要求，加工笫一个孔时应以螺纹孔和右端面为精基准。其余三个孔应以螺纹孔和已加工出的孔作为精基准，实现周向定位。

粗基面选择：为了加工出上述精基面，很显然，应以外圆和一个端面作为粗基面，镗，半精镗内孔。

零件各表面加工方法和方案的选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还需考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙5 度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。

该工件毛坏经模锻成型，根据表2-9得知孔已锻出。《金属加工工艺及工装设计》黄如林主编。其各表面加工方法选择如下：

94mm孔，M901.5螺纹孔

粗镗——精镗；

各外圆表面

粗车——精车；

9mm，45.5mm

钻——铰；

螺纹孔

车螺纹。

M901.5mm3、零件各表面加工顺序的确定：

1）加工阶段的划分：为达到规定的技术要求，该法兰盘的加工可分为如下三个加工阶段：

a.粗加工阶段：车外圆，端面，内孔；

b.半精加工阶段：以精车后为主要精基准，精车，外圆，端面；

c.精加工阶段：以端面和9孔定位，加工另外三个孔。

对于精度要求很高，表面粗糙度参数值要求很小（IT6及IT6以上，Ra0.02m）的零件，还需要专门精度和减小表面粗糙度为主，一般不用纠正形状精度和位置精度。

2）加工工序的安排：

a.机械加工顺序的安排：根据机械加工顺序安排时应遵循的原则，考虑到该工件的具体特点，先安排外圆，端面，内孔的加工。由于螺纹内孔是主要精基准，又由于车螺纹后作为定位基准，会破坏螺纹，须以精加工后的未车螺纹之前的内孔作为主要精基准，精车外圆，端面，然后加工出一个孔，最后加工出四个孔。b.热处理工序的安排：由于毛坯为模锻件，在机械加工之前，首先安排正火处理，以消除锻造应力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次热处理——调质处理，以获得均匀细致的回火索氏体，提高零件的综合力学性能。

c.辅助工序安排：检验工序：在热处理工序后安排中间检验工序，最后安排终结检验工序。在终检前应安排清洗工序，最后将零件油封，入库。

3）工序的组合：

在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模以及工件的结构特点与技术条件，为了尽可能地减少工件的安装次数，在一次安装中加工多个表面，以便于保证高的表面相互位置精度，考虑使用通用机床配以专用夹具，并采用工序集中的原则来组合工序。

工序集中和分散各有特点，应根据零件的生产纲领，技术要求，现场的生产条件和产品的发展情况来综合考虑。一般情况下，单件小批生产适于采用工序集中的原则。而大批量生产则可以集中，也可以分散。由于数控机床，加工中心，柔性制造系统等的发展，今后发展趋向于采用工序集中且柔性较高的原则来组织生产。

零件法兰由于是中批生产，又考虑到该零件结构特点，选用通用机床配以夹具，这样得到零件的工艺路线如下：

（1）下料；（2）锻造毛坯；（3）正火；（4）粗车小端外圆，端面，镗孔及倒角；（5）粗车大端外圆，端面，镗孔及倒角；（6）调质处理；（7）检验；

（8）精车各档外圆，端面，倒角，攻螺纹；（9）钻5.5mm孔，锪5.5mm孔直到9mm；（10）清洗；（11）检验；（12）油封，入库。

以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡和工序卡片。

（四）确定加工余量：

合理选择加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大，则浪费材料及工时，增加机床和刀具的消耗；余量过小，则不能去掉加工前存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。所以合理确定加工余量是一项很重要的工作。故应在保证在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。确定工序加工余量的方法有以下三种：

1）分析计算法； 2）查表修正法； 3）经验估算法。

工艺路线确定后，就要计算各个工序加工时所应能达到的工序尺寸及其公差的确定与工序余量的大小，工序尺寸的标注方法，基准选8 择中间工序安排等密切相关，是一项繁琐的工作，但就其性质和特点而言，一般可以归纳为以下两大类：

a.在工艺基准不变的情况下，某表面本身各次加工工序尺寸的计算。对于这类简单的工序尺寸，当决定了各工序间余量和工序所能达到的加工精度后，就可计算各工序的尺寸和公差。计算顺序是从最后一道工序开绐，由后向前推。

b.基准不重合时工序尺寸的计算。在零件的加工过程中，为了加工和检验方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用设计

毛坯图1-2 9 基准作定位基准，出现基准不重合的情况。形状较复杂的零件在加工过程中需要多次转换定位基准，这时工艺尺寸的计算就比较复杂，应利用尺寸链原理进行分析和计算，并对工序间余量进行必要的验算，以确定工序尺寸及其公差。

机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量，余量过大，增加机械加工劳动量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，从而增加了成本，所以必须合理安排加工余量。

根据零件毛坯条件：材料为45钢，硬度为HRC30-45，生产类型为中批生产，采用在锻模毛坯。

1、本设计采用查表修正法和经验估计法相结合确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。

（1）外圆表面加工余量

小端外圆长度7.5mm，加工表面公差等级为IT6-IT8，表面粗糙度Ra1.6，故锻造时外径加工余量按f110外圆查表得：精车1100.0360.071，2Z=1.2；精车可以达到该公差等级，按照“入体原则”，粗车111.22Z=5.8；毛坯1172，2Z=7±2。

00.63（2）轴向长度方向加工余量，左、右端面及中间台阶面的加工。余量查表得Z=3±1，故毛坯总长为26±2mm，小端台阶长为13.5±2mm。

（3）内孔表面加工余量。工件内孔为螺纹孔和光孔。由于94和90相差较小，故锻造时取统一内径，加工余量按94内孔查表得：车螺纹M90³1.5，2Z=0.2；精镗内孔88.376，2Z=0.8；精镗内孔86，10 2Z=8；毛坯81.2±2，2Z=9±2，毛坯图见1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸详见工序卡片。

2、确定各工序所用机床及工艺装备：

零件的加工精度和生产率在很大程度上是由使用的机床所决定的。在设计工艺规程时，主要是选择机床的种类和型号。选择时参考有关手册，产品样本。选择工艺装备即选择夹具、刀具、量具等，在选择时应考虑产品的生产纲领、生产类型及生产组织结构；产品的通用化程度及产品的寿命周期；现由设备、工艺规程的特点等情况。

由于该工件生产规模为中批生产，根据工件的结构特点和技术要求，选用通用机床余专用夹具较为合适。具体的选择如下：

（1）粗车各档外圆、端面，镗孔及倒角。选用CA6140普通车床。夹具：三爪卡盘。

（2）精车134mm右端面。选用CA6140普通车床。夹具：专用心轴。

（3）精车左端面及110心轴。

（4）钻铰5.5mm孔。选用Z525。夹具：专用夹具。（5）锪9mm孔。选用Z525。夹具：专用夹具。

另外刀具的选择主要取决于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用机床性能，生产率及经济性等。量具主要根据生产类型和所要求检验的精度来选择。其选择的型号详见工序卡片。

3、确定切削用量及工时定额：

0.0360.071mm。选用CA6140普通车床。夹具：切削用量应在机床、刀具、加工余量等确定以后，综合考虑工序的具体内容、加工精度、生产率、刀具寿命等因素正确选择。

选择切削用量的基本原则是：首先选取尽可能大的背吃刀量（即切削深度）¶p，其次要根据机床动力和刚性限制条件或已加工表面粗糙度的规定等，选取尽可能大的进给量f，最后利用切削用量手册选取或用公式计算确定最佳切削速度v。

a.估算工时定额：TP=TB+TS+Tr=Tb+Ta+TS+Tr

TP——单件时间；

TB——作业时间； TS——布置工作地时间； Tr——休息与生理需要时间； Ta——辅助时间； Tb——基本时间。

Te。b.准备与终结时间 c.单件计算时间

Tc=Tb+Ta+TS+Tr+

Ten。

其具体计算过程如下：

（1）加工条件：

工件材料：45钢正火，sb=0.35GPa,模锻。

加工要求：车端面134mm,Ra3.2；粗车外圆134mm，1100.071mm。Ra0.036分别为3.2，1.6。车螺纹M90 ³1.5，Ra3.2。

机床：CA6140普通车床

刀具：端面车刀，刀具材料YT15，刀杆尺寸16 ³25 mm2，Kr=90°，r0=15°，¶0=12°，rx=0.5mm，60°螺纹车刀；刀具材料：

W18Cr4v。

（2）计算切削用量：

1)粗车端面时，根据加工余量Z= 3±1，取Z=3，即¶=3mm，p走刀量f=0.4 mmr（表3-13）；

计算切削速度（表3-18），耐用度t=45min，vcvkvtpxvfmyv292450.1830.150.40.30.810.81.54163 m/s2.72m/s

确定机床主轴转速

ns1000vdw10002.723.141346.46r/s(387.87r/min)

按机床选取nw=6.67

rs(400rminms)(表4-3)

mmin）所以实际切削速度v=2.57 切削I时：

l=134-902（154.4

=22mm, l1=2mm, l2=0, l3=5mm(试切长度)lmll1l2l3nwf2926.670.421.7s(0.36min)

2)粗车外圆: a.切削深度：单边余量Z=2.8mm可一次切除。

b.进给量：考虑刀杆尺寸、工件直径及规定的切除深度。从表3-13中选用f=0.6

mmr。

c.计算切削速度（表3-18）

vcvtpmxvfyvkv292450.182.90.150.60.30.99146mmin(2.4ms)d.确定机床主轴转速：

ns1000vdw10002.43.141345.7rs(342r/min)

按机床选取nw=6.67 所以实际切削速度

vwrs(400rmin)dwnw10003.141345.710002.4ms(144r/min)

e.切削I时：

切入长度l1=4mm，切出长度l2=0，试切长度l3=5mm tm1ll1l2l3nwfll1l2l3nwf13.5456.670.67.5456.670.63.6s(0.06min)

tm24.13s(0.07min)

3）车螺纹：

a.切削速度的计算（表3-55），刀具耐用度t=60min，螺距s=1.5mm，取¶p=0.15mm。

v14.8600.1110.30.50.735.6mmin(0.6m/s)

b.确定机床主轴转速

ns1000vdw10000.63.141341.43rs(85r/min)

按机床选取nw=1.67rs（100r所以实际切削速度

vwmin）

dwnw10003.141341.6710000.703r/s

c.切削I时：

取粗行程次数3次，精行程2次，切入长度l1=3mm 14 tmll1nwf13.531.67549.5s(0.82min)

4）钻孔5.5mm：

f0.42ktf0.420.9mm/r0.38mm/r（表3-38）

v=0.25ms(15mmin)（表ns1000v10000.253.145.53-42）

dwr/s14.48r/s(868.6r/min)

按机床选取nw=15

rs(900 rmin)

所以实际切削速度

vwdwnw10003.145.5151000r/s0.26r/s

切削I时：

切入l1=10mm，切出l2=2mm, l=13.5mm, tmll1l2nwf13.5102150.384.47s(0.07min)

5）镗孔94mm 取刀杆直径D= 加工余量z=225mm，刀杆伸出量125mm，=2mm，一次可切除完毕。94-90选用90°硬质合金YT5镗刀,f=0.21mmr（表3-15）

v1.6ms(120%)1.28ms（表3-19及手册P102“镗孔切削用量”）

ns1000v10001.283.14944.34rs(260.2rmin)

dw按机床选取nw=5.25 所以实际切削速度: 15

rs(315 rmin)vwdwnw10003.14945.2510001.55rs(92.98rmin)

切削I时：（表7-1）

l=13.5 , l1=2mm

tmll1nwfi13.525.250.21228.2s

三、专用夹具设计

图1-1所示为法兰零件图，生产规模为中等批量生产，零件的某些尺寸已经在前工序按要求加工完毕，本道工序要求在Z525立式钻床上加工5.5mm个孔，需要设计一专用钻床夹具以便满足零件图上的各项精度要求。

（一）零件的加工工艺分析： 零件对5.5mm孔的要求如下：

a.四个孔需要均布排列； b.两孔的中心距为1200.1； c.孔的表面粗糙度Ra为3.2；

加工面的凸台面积较小，故需要专用夹具，又由于上下端面均已经加工完毕，所以精基准选上下端面，侧面或者中心孔。

（二）定位加紧方案的确定及论证：

根据工序加工要求分析，工件定位时只需限制六个自由度，沿法兰方向的转动自由度也必须予以限制。现在有三种定位夹紧方案可供选择。三种夹紧定位方案简图如下： 方案1图示：

图3-1

方案2图示：

图3-2 方案3图示：

图3-3

A 工件以右端面为第一定位基准，限制3个自由度，可知法兰右端台阶较小，相当于短圆柱销。其中右端面作为基准，限制的自由度为Z，X和Y短圆柱销限制Y和Z，共有 X，Y，Y和Z四个自由度受到限制，V

形块限制X和Z，这样便可以保证孔的正确位置。

根据主要夹紧力由V形块和削边销提供，当削边销发生磨损后，主要加紧力由V形块提供，由于是侧面提供夹紧力，故需要对V形块施加较大的力。为使工件稳定，防止产生共振现象等不稳定现象，可以进行自定位支承，在钻削过程中，容易产生较大的轴向力，下面设一辅助支承，以减少工件产生变形，图3-1为该定位夹紧方案的图示。

B 工件以右端面为第一定位基准，分别限制了4个自由度，其18

小平面和长圆柱销供限制里个自由度即X，X，Y，Y

和Z。又由于短V形块限制了Z，故6个自由度全部被限制。

根据主要夹紧力由短V形块提供，且V形块的面积和法兰的接触面积较小，故需提供较大的预紧力。为确定加工过程中工件的加工稳定性，需设置辅助支承；为防止过定位情况的出现，可以采用自位支承。3-2为该定位夹紧方案示意图，但此方案需将加工路线中车螺纹放到了后面。

C 由于该工件的形状和结构特点，该定位基准仍采用右端面，该端面属于大平面与法兰的右端面接触，分别限制了Z，X和Y三个方向上自由度。又V形块限制了X，Z和Y三个方向上自由度，这样保证零件的定位可靠。

根据主要夹紧力作用于定为基准面的原则，主要夹紧力由V形块和开口垫圈来提供，其中V形块上的受力较大，又由于钻孔处的的零件较薄弱，为防止工件过大变形，需设置辅助支承，图3-3所示为定位夹紧方案。

比较上述的三种方案，可以看出它们的优缺点。三种方案都可以满足定位基准和设计基准相重合的原则，这是它们的主要优点。方案一和方案二分别在中心轴线处采用了削边销和长圆柱销，均出现了局部过定位现象，但还是可以满足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了专用夹具的复杂性。前两种方案中的V形块都需要提供较大的夹紧力，而方案三的夹紧力由开口垫圈和V形块分担，且有辅助支承存在，没出现过定位现象，也不需要提供自定位支承来解除过定19 位的自由度，且方案三结构紧凑操作方便，定位误差较小，并且可以满足加工精度的要求。根据孔的位置要求，该夹具上安装有分度装置，从而提高了生产效率，使一次安装能同时加工出四个孔.。(三)定位误差分析：

首先，在对夹具进行定位误差分析之前，对已经选定的方案工作原理做一下说明：

该夹具用于立式钻床，钻削法兰上四个孔。工件以端面，止口和凸台圆弧在夹具体7和V形块9上定位。转动手柄10，在弹簧作用下使V形块9向右运动，起角向定位作用，拧紧螺母2，通过开口垫圈3将工件压紧。当一个孔钻好后，拉动手柄10并旋转900，使V形块9脱离工件再向上推动手柄5，对髽脱离分度盘8，转动夹具体7至相应位置时，对定爪6在弹簧销4的作用下，插入分度盘8的槽中分度对定，钻削另一个孔。其余各孔按同样的方法依次加工。了解了该专用夹具的工作原理之后，将对此夹具在使用过程中的定位误差做如下分析: 1.四个孔均不排列：

该误差主要存在于分度装置的精度问题，在加工完毕一个孔后，090需转动夹具体的角度来加工下一个孔，定位夹紧后，通过钻头产生的轴向力会使工件发生倾斜现象，即便有辅助支承的存在，而辅助支承产生的外力很小，本身就会使工件产生倾斜，故需要在设置辅助支承时应注意到这一方面，对均布的5.5mm的四个孔有很重要的意义。2.两孔心距1200.1：

为保证两孔中心距，需要可靠的夹紧力，开口垫圈上的夹紧力应足够大，以防止工件产生倾斜或加工过程中的扭转现象。由于加工的公差较大，在夹具制造过程中应稍加注意，将会消除这方面的问题，将产生的误差为，其夹角为，钻孔平面的尺寸为22mm，具体参照图3-3。定位误差为：

=22tan

=22(0.0150.05)7017.5

=0.016 由于=0.016<0.05，故可以满足其加工精度。

3.孔表面粗糙度Ra3.2：

由于钻孔的公差等级能达到IT12-IT11，其中Ra值为Ra25~Ra12.5，故钻孔远远不能达到Ra3.2，故需进一步采用铰孔，而该孔又是一个沉孔，需要在铰孔后锪钻进行锪孔。定位方案仍为带凸缘的夹具定位，进行铰孔后便能满足要求。

四、结束语

要掌握零件制造过程中的共同性规律和解决具体工艺问题的知识和能力，其复杂性就不是一门课程所能解决的，通过多门相关知识学科的学习，掌握其内在的基本规律。多门学科的综合组成全面地分析和运用机械制造工艺过程的基本内容，圆满完成了这次课程设计的内容。

通过本次课程设计，让我了解到生产零件过程中需要解决很多问题，从中发现了很多自己的不足，老师和同学的热心帮助，让我屡次树立信心，决心完成课程设计任务，在设计的最后，发现设计中仍存在有问题，反复纠正，最终完成本次课程设计。

对本次设计中，帮助过指导过我的老师和同学最真诚的谢意！

五、参考文献:

《机械制造工艺学基础》

傅水根主编

清华大学出版社2000.9 《机械制造装备设计》

冯辛安主编

机械工业出版设 2004.1 《机械制造工艺学》

顾崇衔主编

西科学技术出版社

2006.8 《机械制造工艺手册》 王绍俊主编

哈尔滨工业大学

1981.8 《机械设计》

濮良贵主编

高等教育出版社

2006.12 《金属切削机床夹具图册》

南京机械研究所主编加工

1984.12 《机床夹具设计手册》编委会主编

机械工业出版社

2002 23

第四篇：机械制造课程设计

成都纺织高等专科学校

机械制造工艺学

课程设计说明书

设计题目：设计“法兰盘”零件的机械加工

工艺规程及工艺装备

班

级： 设 计 者： 指导教师： 评定成绩：

设计日期

****年**月**日至

月

日 目录

设计任务书········································1

课程设计说明书正文································2

序言··············································2

一、零件的分析·····································2

二、工艺规程设计···································2

（一）、确定毛坯的制造形式·····························2

（二）、基面的选择·····································2

（三）、制定工艺路线···································3

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定··········3

（五）确定切削用量及基本工时··························4

三、课程设计心得体会···························6

四、结论········································7

五、参考文献······································7

成都纺织高等专科学校

机械制造工艺学课程设计任务书

设计题目 设计“法兰盘”零件的机械加工及工艺规程

设计内容 1.产品零件图

1张

2.产品毛坯图

1张

3.机械加工工艺过程卡

1张

4.机械加工工序卡片

1套

5.课程设计说明书

1张

班

别：

设

计 者 ：

指 导 教 师 ：

****年**月**日

序言

机械设计制造工艺学课程设计是我们学完了大学里的全部课程、技术基础课以及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链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。

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的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国现代化建设打下一个良好的基础。

由于能力有限，设计尚有不足之处，恳请各位老师给予指教。

一．零件的分析

（一）零件的作用

我所设计的零件是法兰盘，它的作用是使管件连接处固定并密封，它连接于管端，法兰上有3个直径为20mmEQS的孔眼，可穿螺栓，使两法兰紧密连接，压紧两法兰间的衬垫以达到密封效果，还有三组直径为12mm的斜孔与水平孔组合的通油孔。因此，法兰盘承受较大的压力，所以采用锻件，提高零件致密性，以使承受压力的能力增强。

（二）零件的工艺分析

此法兰盘共有两组加工表面

1）直径为90mm的孔的轴线为基准加工的表面

本组表面包括直径为 320mm、248mm、190mm的外圆的轮廓表面及左右端面，表面粗糙度为12.5。

直径为90mm的孔的表面粗糙度为3.2，尺寸上偏差为+0.054,下偏差为0 2）直径为12mm的孔的加工

包括平行于轴线的三组孔及斜孔的加工，其表面粗糙度为2.5，直径为20的三个均布孔，表面粗糙度为6.3，直径为17.5mm的孔的加工，表面粗糙度为6.3。

二．工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形势

零件材料为45钢，锻造，考虑到法兰盘在连接两管的工作过程中，要承受螺钉连紧时的压力，要有一定的韧性，因此选用锻件，尽可能使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。零件为大批量生产。

（二）基面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会使零件大批量报废，使生产无法进行。1.粗基准的选择

对于一般的盘类零件，可以以外圆作为粗基准。对零件来说，按照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准，若零件有若干个不加工表面时，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为粗基准），现选取直径为320mm的外圆作为粗基准的，（三爪卡盘夹持，自动定心，限制x、y、z三个方向的移动自由度及y、z方向上的旋转自由度，不完全定位，但不影响加工）。粗基准的选择应保证足够的加工余量，且应避免粗基准的重复使用。2.精基准的选择 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，应进行尺寸换算。精基准的选择原则有：基准重合、基准统一、自为基准、互为基准等。精基准选择应保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线的出发点应该是使零件的几何形状 尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配有专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案如下：

工序1.粗车A面，粗车直径320mm的外圆表面

工序2.粗车直径248mm、190mm、147mm的外圆，右端面及轮廓上的圆弧，倒角7mm。

工序3.粗镗直径为90mm的孔（不到尺寸）工序4.半精镗直径为90mm的孔

工序5.钻3x直径12mm的孔及斜孔，3x直径17.5mm的孔及3x20mm的均布孔。（均6到尺寸）

工序7铰3x直径12mm的孔及斜孔

工序8.扩3x直径17.5mm的孔及3x20mm的均布孔。工序9.钳工修锐边毛刺及倒角C1。工序10.检验

以上工艺过程详见附表的机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

法兰盘零件材料为45钢，硬度为207-241HBW，毛坯重量约10kg，生产类型为大批生产，毛坯采用锻件。

确定锻件的加工余量和公差的主要因素有如下5种：

1.锻件的质量、按图样尺寸加上其尺寸上偏差的一般进行计算得到

锻件形状复杂系数S S=m锻件/m外轮廓包容体

（式中m锻为锻件的质量，m外包容体为锻件外廓包容体的质量）

2.分模线形状

有平分直分模线和对称弯曲分模线、不对称弯曲分模线两类 3.锻件的质量系数分M1和M2两级 4.零件加工表面粗糙度，适用于机械加工表面粗糙度Ra>=1.6um的表面，当加工表面粗糙度Ra<1.6um时，其余量要加大 5.锻件法兰的余量a的计算公式

a=0.25H0.2D0.5（本法兰孔取0.75a，外表面取0.5a）

式中H为总高，D为直径 根据以上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：

1.外圆表面（直径320mm外圆及直径248mm、190mm、147mm的外圆表面）

考虑其长度为150mm，表面粗糙度值均为12.5，只要求粗加工，此时直径余量2Z=3mm已能满足加工要求。

2.外圆表面沿轴线长度方向上的加工余量及公差（A面及右端面）

查《实用机械制造工艺设计手册》（以下简称《工艺手册》）得，锻件质量为10kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件轮廓尺寸（长度方向）大于0小于等于315mm,故长度方向偏差为+1.5-0.7mm，长度方向加工余量为2.0~2.5mm，径向为2.0~2.5mm(均为锻件单面余量)，均取2mm。3.直径为90mm的孔（中心孔）

孔径为90mm，可锻出，孔的精度为IT8，参照《工艺手册》确定其加工的工序尺寸及余量为

直径90mm

2Z=1.3mm（1.5mm）

直径88.7mm(88.5)

2Z=2mm

（2.5mm）4.3x直径12mm的孔及斜孔

铰孔12mm

2Z=0.2mm 钻孔11.8mm

5.3x直径17.5mm的孔（与同轴线平行的直径12mm的孔相通）

扩孔17.5mm

2Z=1mm

钻孔16.5mm 5.3x20mmEQS（三孔均布）

扩孔20mm

2Z=1.2mm 钻孔18.8mm

五）确定切削用量及基本工时

在已经选择了刀具材料和几何角度的基础上，用查表法按如下步骤合理的选择切削用量，首先用工序余量确定被吃刀量ap，全部余量尽可能在一次进给中去除，也可以多次进给完成，而后，在切削力允许的条件下选择大的进给量f（粗加工）或按本工序的加工表面粗糙度确定进给量f（精加工），在机床允许的情况下，选择大的切削速度v（粗加工）或按刀具使用寿命确定切削速度（精加工），选择机床所具有的主轴转速中最接近的速度，最后验算机床的功率是否足够。

工序1.车削外圆、端面。本工序采用计算法确定切削用量。1.加工条件

工件材料：45钢，锻件，时效处理。

加工要求：粗车直径320mm端面及外圆，表面粗糙度为12.5um。机床：CA6140卧式机床

刀具：刀具材料为硬质合金刀，刀杆尺寸为20mmx25mm，kr=90°，r0=15°，a0=8°。

2.计算切削用量

1）粗车直径320mm的外圆及端面

1)确定外圆及端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2上偏差为1.5，下偏差为0.7mm，故毛坯长度方向上的最大加工余量为7mm，因为两端面要求不高，只一次车削即可达到要求，可取加工余量为6mm，取ap=3mm，长度加工公差按IT12级，取-0.46mm（入体方向）.2)确定进给量f：查《工艺手册》得

ap小于等于3mm时，f取0.8~1.2mm/r 按CA6140车床说明书取f=0.91mm/r 3)计算切削速度v：

车削速度不限,此处取vc=1.2m/s。

4）确定机床主轴转速：

ns=1000vc/πdw=1.2r/s=72r/min 按机床说明书，与之接近的转速为80r/min，现取ns=80r/min，所以实际切削速度v=1.34m/s。

5）计算切削工时：按《工艺手册》，取

l=（D-d）/2=3mm l1=17,l2=0 ,l3=0 t=l+l1+l2+l3)i/nwf=0.31min

（2）粗车外圆轮廓表面

1）被吃刀量：单边余量1.5mm，可一次切除。

2)进给量与切削速度: 查《工艺手册》得外圆切削速度计算，查《工艺手册》得ap=2~6mm时，f=0.3~0.6mm/r，vc=1.167-1.500m/s，取f=0.5mm/r vc=1.5m/s。3）确定机床主轴转速：

ns=1000vc/πdw=2r/s=120r/min 按机床说明书，与之接近的转速为120r/min，现取ns=120r/min，所以实际切削速度v=1.5m/s

4）计算切削工时：按《工艺手册》，取

l=（D-d）/2=3mm l1=17,l2=0 ,l3=0 t=l+l1+l2+l3)i/nwf=0.3min（3）镗直径90mm的孔

查表得卧式镗床的镗削余量如下：

粗镗

vc=0.3~0.66m/s 现取vc=0.6m/s

fc=0.3~1.0mm/r

半精镗

vj=0.5~0.8m/s 现取vj=0.8m/s

fj=0.2~0.8mm/r

由工艺手册查得fc=0.27mm/r , f=0.74mm/r

(镗杆悬伸时vc取小值，加工孔径较大时，ap取大值，孔径小且加工精度要求高时，ap取小值。

确定机床主轴转速：

nsc=1000vc/πdw=129.55r/min nsj=1000vc/πdw=169.85r/min 查工艺手册得机床转速为nsc=125r/min, nsj=160r/min, 所以实际切削速度 vc=0.58m/s ,vj=0.75m/s。

时间定额的计算

Tj=Li/fb=(l+l1+l2)i/fn(i为进给次数)式中l1=ap/tankr+（2~3）=7 l2=（3~5）取4，l=2mm 经计算的tjc=0.14min，tjj=0.11mi（4）钻孔（高速钢钻头）立钻Z535查《工艺手册》得

1)进给量

钻头直径>10-13mm

f=0.19~0.23mm/r查表取f=0.2mm/r 钻头直径>16-20

f=0.26~0.32mm 查表取f=0.32mm/r 2）切削速度

V=0.25m/s

3)主轴转速

直径12mm孔

ns1=1000vc/πdw=398r/min 直径17.5mm孔

ns2=1000vc/πdw=272r/min 直径20mm孔

ns3=1000vc/πdw=239r/min 查工艺手册得机床转速为ns1=400r/min, ns2=ns3=275r/min,所以实际切削速度v1=0.25m/s, v2=v3=0.29m/s 4)计算切削工时

由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj1=1.5min, tj2=0.38min, tj3=0.38min

(5)扩孔切削用量

查《工艺手册》得

1)进给量

f=（2.2~2.4）f钻（f钻

为钻孔的进给量）

直径小于等于15mm时，f=0.5-0.6mm/r取f=0.46mm/r

直径大于15~20mm时，f=0.6-0.7mm/r 取f=0.7mm/r

2）被吃刀量

ap=0.05D（加工孔直径）

扩直径20mm的孔ap=1mm

扩直径17.5mm的孔 ap=0.9mm 3）切削速度v V=（1/2~1/3）V钻（V钻

为钻孔的切削速度）=0.15m/s

4)计算切削工时

由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj1=0.4min, tj2=0.4min，（6）铰孔的切削用量

1）进给量f 加工不通孔时，进给量取0.2-0.5mm/r 取f=0.5mm/r

2)切削速度

孔直径大于10-20时，v=0.65-1.4m/s 取v=1.0m/s

4)计算切削工时

由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj=1.56min

注：

钻扩铰圆柱孔时，tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn

式中l1=（D-d）cotkr/2+(1~2)1.钻扩铰不通孔时，l2=0 2.扩钻，扩孔时l2=2~4，铰圆柱孔时l1=0.56，l2=22 3.d为扩、铰孔前的直径，D为扩、铰孔后的孔径，l为板厚。

辅助时间（min）确定：

1.清扫工件或清扫夹具定位基面

0.1~0.2

2.变换刀架或转换方位

0.95

3.拿取工件并放在夹具上

0.5~1.0

4.启动机床、变速或变换进给量、放下清扫工具

0.02

5.工件或刀具退离并复位

0.04~0.05

6．在钻头铰刀上刷油

0.1

7.在工作台上用手翻转钻模，用游标卡尺测孔深度

0.2

三． 课程设计心得体会面

课程设计结束了，快要完成这项艰巨的任务时，内心充满惊喜与期待，惊喜的是自己终于完成了一份课程设计，过程虽然有些复杂曲折，但看着自己的小小成果，还是忍不住的兴奋，期待的是想看看自己的设计有哪些不足，希望老师能予以指正，好让我能更进一步。

通过这次的课程设计，我了解到工艺设计是一门复杂、繁琐、需要耐心、细心与恒心的工作，尤其计算部分，过程十分繁琐，稍不注意便会出错，每逢此处，我便有些心烦，便拖到第二天在做，因此花费了大量的时间，把作业拖到了最后。但该来的早晚要来，一味的推迟不仅没有任何收益，反而因时间逼近而更加手忙脚乱。所以在以后的生活中，我一定养成今日事今日毕的好习惯。

这次课程设计也使我深深地受了打击，知道了自己学识的局限、狭窄。当遇到问题时才晓得自己的知识是多么的贫乏。“书到用时方恨少”，此刻，我深深地体会到了这句名言的真理。但我知道，从现在努力为时不晚，我一定更加努力的充实自己。

最后，希望老师能认真的提出修改意见，我将不胜感激。

四． 结论

我的课程设计虽完成了，但还有许多不足之处。如使用镗床，成本比较高；加工右端外圆轮廓表面时对工人技术要求很高等等。

五． 参考文献

吴拓、方琼珊主编的《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》

机械工业出版社

王凡主编《使用机械制造工艺设计手册》

机械工艺出版社

倪森寿主编《机械制造基础》

高等教育出版社

第五篇：机械制造课程设计

先进制造技术论文 院系：机械工程系

专业：机械设计制造及其自动化姓名：

学号：

班级：

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工业机器人的发展和应用

摘要：

在当今这个工业时代，工业机器人的应用范围越来越广泛，各个企业对工业 机器人的需求也逐日增加。显而易见，工业机器人各个方面的技术也必须迅速地 发展，这将提高社会生产率和产品的质量，为社会创造巨大的财富！

关键词：

工业 机器人 应用领域 性能 关键技术

正文：我曾经进行过机器人的实习，虽然只是根据图纸进行机器人简单的组装，然后在计算机上实现其特定的功能，这之间进行了反复的实验，最终达到了实验的目的。所以自此对机器人有了浓厚的兴趣，所以下面简单说一下关于机器人的发展及应用。

不负所望，自从20 世纪 50 年代末英格尔伯格和德沃尔联手制造的第一台工业机器人面世以后，工业机器人就显示出了它极为强大的生命力，在短短几十年的时间中，工业机器人的技术不但得到了迅速的发展，而且工业机器人广泛的应用于了很多工业发达国家的各种生产中。目前，广泛应用工业机器人的行业有汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、橡胶及塑料工业、电子电气行业、食品工业、木材与家具制造业等等。

工业机器人不一定像人，大部分工业机器人的形状都是以机械臂的形式制造，但它一定能在某方面可以替代人工作。除此之外，工业机器人还有对环境状态快速反应和分析判断的能力，和可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境等能力。总的来说，工业机器人是一种拟人的，结合了人的特长和机器特长的电子机械装置。工业机器人的技术是综合了计算器、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，涉及面非常广，不同的工业机器人 的关键技术都有所区别。但是，各种各样的技术有其共同的几个特点，它们都集 精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，是工业自动化水平的最高体现。

工业机器人领域的发展

在工业机器人的诞生地美国，自 1959 年研制出世界上第一台工业机器人开始，由于 60 年代到 70 年代只在几所大学和少数公司等小范围中研究用于军事、宇宙、海洋、核工程等特殊领域高级机器人，一直未能高速发展工业机器人，进入80 年代以后，美国才开始研制带有视觉、触觉的第二代机器人，目前美国的机器人技术具有以下几个特点：

一、性能可靠，功能全面，精确度高；

二、机器 人语言类型多、应用广，水平高居世界之首；

三、智能技术发展快，其视觉、触 觉等人工智能技术已在航天、汽车工业广泛应用；

四、高智能、高难度的军用机 器人、太空机器人等发展迅速，在国际上处于领先地位。

日本在 1967 年由川崎重工业公司从美国 Unimation 公司引进机器人及其技 术，1968 年的时候，日本试制出了第一台川崎的“尤尼梅特”机器人。80 年代 中期，日本生产的工业机器人在数量、种类方面则居世界首位，号称“机器人王国”。

德国机器人的总数占世界第三位。70 年代中后期，德国政府在“改善劳动条件计划”中规定，对于一些有危险、有毒、有害的工作岗位，必须以机器人来代替人的劳动。这个计划推动了机器人技术的发展。德国除了将机器人应用在汽车工业外，还在纺织工业使用机器人，使纺织业重新振兴。目前，其智能机器人的研究和应用方面，在世界上处于公认的领先地位。

在 20 世纪八十年代的高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我 国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持，并且在“七五”计划中把 机器人列为国家重点科研规划内容。于是第一个机器人研究示范工程在沈阳建 立，全面展开了机器人基础理论与基础元器件研究。十多年来，相继研制出示教 再现型的搬运、点焊、弧焊、喷漆、装配等门类齐全的机器人及水下作业、军用 和特种机器人。中国自行研制的机器人喷漆流水线在长春第一汽车厂及东风汽车 厂已投入运行。但总的来看，虽然

中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和 国际同行相比，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平还存在着一定的距 离，如：可靠性低于国外并产品，机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。从市场占有率来说，更无法相提还没论。主要原因是我国有形成规范的工业机器人产业，当前我国的工业机器人生产都是 “一个 客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期 长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此我国现阶段的工业机器人的研 究，迫切需要解决的是产业化前期的关键技术，并且要对产品进行全面规划，搞 好系列化、通用化、模型化设计，积极推进产业化进程。

工业机器人技术发展趋势

工业机器人的性能正向高速度、高精度、高可靠性、低价格、便于操作和维 修方面发展；机器人的机械结构正向模块化、可重构化发展，例如关节模块中的 伺服电机、减速机、检测系统三位一体化。目前，工业机器人研究机构正在研究 由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机的技术，在国外，已经有模块 化装配机器人产品问巿。随着技术的进步，机器人本体结构近十年来发展变化很快。

工业机器人的控制系统正在向基于 PC 机的开放型控制器方向发展，便于标 准化和网络化。目前，机器人的器件集成度的提高，控制柜日见小巧，机器人控 制网络化已成为发展趋势。工业机器人的传感器作用十分重要，除了釆用传统的位置、速度、加速度等 传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、触觉等传感器，而遥控机器人则釆 用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制。多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。虚拟现实技术在机器人的作用也在不断发展，已从仿真、预演发展到用于过 程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远程作业环境中的感觉来操纵机器 人。当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与 机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完

整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳（Sojanor）”机器人就是成功应用的最著名的实例。

工业机器人的应用 当前，工业机器人的应用领域主要有弧焊、点焊、装配、搬运、喷漆、检测、码垛、研磨抛光和激光加工等复杂作业。在众多制造业领域中，应用工业机器人 最广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业。多年来，我国汽车零部件生产一直是 手工焊、专机焊占据焊接生产的主导地位。这使得生产过程中，劳动强度大，作 业环境恶劣，焊接质量不易保证，而且生产的柔性也很差，无法适应现代汽车生 产的需要。近年来由于焊接机器人的大量应用，提高了零部件生产的自动化水平及生产效率，同时使生产更具有柔性，焊接质量也得到了保证。工业机器人还广泛应用于电子电气行业、金属制品业、橡胶及塑料工业和食 品工业等领域。随着科学与技术的发展，工业机器人的应用领域也不断扩大。目前，工业机器人不仅应用于传统制造业如采矿、冶金、石油、化学、船舶等领域，同时也已开始扩大到核能、航空、航天、医药、生化等高科技领域。而且，随着 人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩，未来各种专业服务机器人和家 庭用消费机器人将不断贴近人类生活，其市场将繁荣兴旺。工业机器人在未来的工业领域仍然有着很大的发展空间，而我国情 况相对于全球范围而言，面临更多的是机遇和挑战。

参考文献

1.先进制造技术刘忠伟 编国防工业出版社2006

2.机械制造技术李华编高等教育出版社1989

3.工业机器人吴振彪 编华中科技大学出版 1986