机械制造技术课程设计说明书
设计题目： 制定分度盘加工工艺，设计钻
8-φ7 孔的钻床夹具 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械09-2 学 号： 0930060207 姓 名： 指导教师： 陶
机械工程系
2012年月 日
哈尔滨理工大学
机械制造技术基础课程设计任务书
设计题目：制定分度盘（一）零件（图5-26）的加工工艺，设计钻8-
设计要求： 1、中批生产；
2、选用通用设备；
3、采用手动夹紧机构；
设计内容： 1、绘制加工工件图，计算机绘图；
2、制订零件的加工工艺过程，填写零件加工艺过程卡一张
和钻8-φ7孔工序的工序卡。
3、设计指定的工序夹具，绘制夹具全套图纸；
4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的写；
5、答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说书、 工艺过程卡和工序卡，并交电子文稿 。 设计时间：2012年11月26日至12月14日 答辩时间：2012年12月14日
班 级： 机械09-2班
学 号： 0000000000
学生姓名： 00000
指导教师：
系 主 任：
2012年月日
目录
序言 ......................................................................................................... 4
第一章 零件的分析 ............................................................ 5
（一）零件的作用 .......................................................... 5
（二）零件的工艺分析 ................................................... 5
第二章 工艺规程设计....................................................... 6
（一）确定毛坯形式....................................................... 6
（二）基面的选择 .......................................................... 7
（三）制定工艺路线....................................................... 7
（四）机械加工余量.，工序尺寸及尺寸的确定............. 8
（五）确定切削用量级基本工时 .................................... 8
第三章 专用夹具设计 ...................................................... 10
（一）设计主旨 ............................................................ 10
（二）夹具设计............................................................. 10
（三）定位基准的选择 ................................................. 10
（四）切削力和夹紧力的计算 ...................................... 11
（五）定位误差分析..................................................... 12
（六）夹具设计及操作的简要说明 ............................... 13
参考文献 ........................................................................... 15
序言
大学临近尾声，我们很多的基础课，比如《机械原理》《机械设计》《机械制造基础》《工装设计》都已经结束了。机械制造工艺学课程设
计就是我们学完了这些基础课，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的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。
对我个人而言，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，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
由于知识范围的限制和能力的欠缺，在整个设计过程中我存在很多的不足，但是在老师的知道下我真的学到了很多以前没有接触到的知识和能力。
一 零件的分析
（一）零件的作用
题目所给定的零件是分度盘(见图)，其主要作用，分度盘是将工件夹持在卡盘上或两顶尖间，并使其旋转、分度和定位的机床附件。按其传动、分度形式可分为蜗杆副分度盘、度盘分度盘、孔盘分度盘、槽盘分度盘、端齿盘分度盘和其它分度盘(包括电感分度盘和光栅分度盘)。按其功能可分为万能分度盘、半万能分度盘、等分分度盘。按其结构形式又有立卧分度盘、可倾分度盘、悬梁分度盘。分度盘作为通用型机床附件其结构主要由夹持部分、分度定位部分、传动部分组成。分度盘主要用于铣床，也常用于钻床和平面磨床，还可放置在平台上供钳工划线用。分度盘主要有通用分度头和光学分度头两类。
（二）零件的工艺分析
1）该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。
2）工序安排以台阶面和Φ206的外圆表面定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。
3）分度盘大端面对Φ56H6孔中心线有垂直度要求；A平面的平面度公差为0.005mm，Φ148对Φ56H6孔的同轴度公差为0.005mm，外圆台阶面对Φ90mm外圆轴心线有垂直度要求；Φ206mm外圆与Φ56h6mm孔有同轴度要求；8XΦ12.5和16XM6有位置度要求可在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。
图1-1
二 工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
根据材料40Cr，生产类型为大批大量生产及零件形状要求，可选择模锻件。毛坯的拔模斜度5°。
2）分度盘Φ206mm外圆与Φ56H6mm孔有同轴度要求，为保证加工精度，工艺安排应粗、精加工分开。
3）主要表面虽然加工精度较高，但可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量地加工出来。
（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，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。
1.粗基准的选择
选择Φ206为粗基准
2 .精基准的选择
精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序 基准不重合时应该进行尺寸换算。
（三）制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当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，使工序集中来提高生产效率。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
工序1：模锻
工序2：热处理
工序3：粗车左
工序4：粗车右
工序5:精车左
工序6:精车右
工序7:钻Φ56孔
工序8:插键
工序9:去毛刺
工序10:钻Φ12.5
工序11:钻-扩16×Φ4
工序12:钻8×φ7孔
工序13：钻-攻16×M6，2×M1
工序14：清洗
工序15：终检
（四）机械加工余量、工序及毛坯尺寸的确定
根据机械加工后零件的形状及零件材料，估算锻件毛坯重量为mt=7.50kg。
1.外圆表面（φ206 φ90 φ154 φ148）
毛胚加工表面直径为为φ220，φ206 φ90的表面粗糙度为
3.2um，φ154 φ148表面粗糙度为2um，粗车余量1.6mm，查表《工艺手册》表2.3-2，精车余量0.2mm，查《工艺手册》表2.3-3
2. 分度盘的毛坯图
图1-2
（五）确定切削用量及基本工时
钻φ12.5孔：
通过[1]中表10.4-1可得：
进给量：f =(0.14-0.18)mm/r
又l/d=4.5，取修正系数为0.95，则
f=(0.14-0.18)×0.95=(0.0665-0.171)mm/r根据Z5125A钻床说明
书，选择f=0.0855mm/r.
通过[1]中表10.4-9并结合表10.4-16可得：
切削速度：v=Cvd0
apTxvmzvfyvkv
其中：Cv=4.4，Zv=0.4，Xv=0，
m=0.2,yv=0.7
通过[1]中表10.4-8查得：
钻头的耐用度T=15min，修正系数为1
则可得出：v=26.78mmin
结合[1]中表10.4-16取v=28mmin(0.47m/s) 综上可得：ns=1000v=31.2rs(1872rminπ⋅d0) 机床主轴转速取nw=23.3rs(1400rmin)
故实际切削速度为：v=
钻孔工时：
通过[1]中表10.4-43可得：
tm钻=lw+lf+l1nwf=40+3+423.3⨯0.0855=23.6sπdwnw1000=21.1mmin(0.35ms)
轴向力、扭矩及功率的计算
通过[1]中表10.4-11并结合表10.4-16可得：
轴向力F=CFd0ZFfyFKF
其中，CF=600，ZF=1.0，yF=0.
则，F=515N
扭矩M=CMd0ZfMyMKM
其中，CM=0.305，ZM=2.0，yM=0.8
则，M=0.98N⋅m
功率PM=
（三）专用夹具设计 M⋅v30d0=0.19KW
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。
经过与指导师协商，决定设计第12道工序—钻φ7孔的钻床专用夹具。
（一）设计主旨
本夹具主要用来钻φ7mm孔。
（二）夹具设计
在给定的零件中，对本序加工的主要考虑同轴度相关要求。
（三）定位基准的选择
出于定位简单和快速的考虑，选择一端面和孔φ12.5和φ90为定位基准面，保证加工基准和设计基准重合，再使用卡紧机构进行卡紧。
（四）刀具导向选择
为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件——钻套。钻套一般安装在钻模板上，此处，采用钻模板与夹具体一体的结构，有利于提高夹具刚度。钻套与工件之间留有排
削间隙。
（五）切削力和加紧力计算
本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 钻削轴向力 ：
Fi=CFkFffd0=600⨯1.0⨯0.2
y
zf
0.7
⨯11=1980N
1
扭矩
T=CTd0f
zt
yt
kt=0.305⨯11
0.8
⨯1.0=0.207⨯10
-6
N∙M
卡紧力为F=
Ff
2μ
=12.1N
取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
则实际卡紧力为 F’=S1*S2*S3*S4*F=24.1N
使用快速定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指
定可靠的卡紧力。
（五）定位误差分析
定位误差由基准不重合误差∆db和基准移位∆jb两部分组成，定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即
∆dw
=∆jb±∆db
由3.2定位方案可知定位基准与工序基准重合，所以∆db=0。零件在定位衬套中定位时，由于∆min（最小间隙）无法通过调整刀具预先予以补偿，所以在加工尺寸方向上的最大基准移位误差可按最大孔和最小轴（配合代号H7/p6)求得（配合代号H7/p6)，则
∆db
=δD+δd+∆min=0.087mm
综上所述，夹具的定位误差为∆dw=∆jb±∆db=0.087mm，满足要求。
（六）卡具设计及操作的简要说明
夹具的夹紧力不大，所以可以使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速夹紧机构。
课程设计心得体会
整个课程设计的过程让我真的学到了太多，而且不仅仅限于有限的知识。当我快要完成老师下达给我的任务的时候,我仿佛经过了一次翻山越岭,登上了高山之颠,顿感心旷神怡,眼前豁然开朗.
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,这是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不可少的过程.“千里之行始于足下”,通过这次课程设计,学会脚踏实地地迈开这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
说实话,课程设计真实有点累。然而,当我一着手清理自己的设计成果,仔细回味这两周的心路历程,一种少有的成功喜悦即刻是我倦意全消。虽然这是我刚学会走完的第一步,使我人生中的一点小小的胜利,然而它令我感到自己成熟许多,这个痛并快乐的过程让我很满足。
通过课程设计,使我深深体会到,做任何事都必须耐心、细致。课程设计过程中,许多计算有时不免令我感觉心烦意乱,有几次因为不小心我算计出错,只能毫不情愿地重来。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,想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故,我不禁时刻提醒自己,一定要养成一种高度责任、一丝不苟的良好的习惯。
这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。最后，我要衷心的感谢老师,是您的严厉批评唤醒了我,是您的敬业精神感动了我,是您的教诲启发了我,是您的殷切期望鼓舞了我。我感谢老师您今天又为我增添了一副坚硬的翅膀.
参考文献
[1]吴 拓主编．机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京：机械工业
出版社，2010
[2]艾兴、肖诗纲主编．切削用量简明手册[M].北京：机械工业出版社. [3]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册[M] .北京：机械工业出版社，1993
[4]孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，1991
[5]王 栋主编.机械制造工艺课程设计指导书[M].北京：机械工业出版社 [6]梅 伶主编.模具课程设计指导．北京：机械工业出版社，2010 [7]王卫卫主编.材料成形设备．北京：机械工业出版社，2010
[8]甘永立主编.几何公差与检测．上海：上海科学技术出版社，2008 [9]孙 桓、陈作模、葛文杰主编.《机械原理》．北京：高等教育出版社，2006
[10]崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993