机械制造工艺学课程设计软硬管接头制造

机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计说 明 书课 题:软硬管接头制造学生姓名：专 业：机械制造及自动化学 号：班 级：指导教师：机械工程学院2011 年 12 月 28 日机械制造工艺学课程设计任务书一、课程概述 课程名称: 机械制造工艺学课程编号：总学时数: 一周学 分: 1课程类别: 专业课课程要求: 必修授课专业: 机械设计制造与自动化专业先修课程: 机械制图、机械设计、互换性与技术测量、机械制造工艺学等二、本课程的目的和任务本课程设计是学生在学完机械制造工艺学课程、进行了生产实习之后的一个综合性和实践性很强的教学环节，学生通过课程设计，能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。三、 课程设计的基本内容（一）对零件（中等复杂程度）进行工艺分析，画零件图。（二）选择毛坯的制造方式。（三）制订零件的机械加工工艺规程1选择加工方案，制订工艺路线；2选择定位基准； 3选择各工序所用的机床设备和工艺装备（刀具、夹具、量具等） ；4确定加工余量及工序间尺寸和公差；5确定切削用量（四）填写工艺文件1填写机械加工工艺卡片；2填写机械加工工序卡片。（五）编写设计说明书。四、课程设计的基本要求（一）通过本课程设计，应使学生在以下几方面得到锻炼：1能运用机械制造工艺学课程中的基本理论和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.学会使用手册及图标资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称及用途，做到熟练运用。（二）在规定时间内应完成以下任务：1机械加工工艺卡片一张；2机械加工工序卡片一套；3设计说明书一份。五、学时分配建议本课程设计一周时间集中安排，对各步工作不作统一规定，建议指导教师按以下进度进行辅导：课程设计内容 时间熟悉课题、查阅资料 1 天零件分析，画零件图 1 天制订零件加工工艺规程 2 天填写工艺文件 1.5 天编写设计说明书 1.5 天合计 7 天六、其它说明1、设计题目根据老师所给题目保证三周时间内工作量饱满。3、人员分组及分工每班安排老师要求分组进行。每组中每个学生应当完成教师指定的内容。4、设计说明书要求设计说明书用统一纸张书写。内容包括设计任务书，零件的分析，加工工艺规程设计，等。建议编写顺序如下：（1）设计说明书封面（2）设计任务书（3）目录（4）零件的分析（5）加工工艺规程设计（6）小结5、鼓励学生利用计算机进行辅助设计。目录零 件 分 析（一）零件的工艺分析工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式 （二）基准面的选择（三）制定工艺路线（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（五）确定切削用量及基本工时工艺文件（一）机械加工工艺卡片（二）机械加工工序卡片小结参 考 文 献 1 、零件的分析1.1 零件的工艺分析（1）轴的外圆表面都具有较高的精度要求，表面粗糙度 Ra 的值为1.6um，是加工的关键表面。（2）左端外圆直径 ，右端尺寸 ，右端直径 有较高的公02.4505.3-0.3652差要求。（3）轴内孔右端为一锥孔，有 1：20 的锥度要求。（4）32 内孔左端要求有一个 15 的倒角。（5）58 和 78 要求要求圆弧过度，半径为 5mm。（6）45 轴肩处开有一圆弧槽。（7）其余表面要求不高。2、工艺规程设计3、2.1 确定毛坯的制造形式4、由任务书知零件材料为 45 号钢，选零件毛坯为 85110 的 45 号圆钢。根据毛坯的最大轮廓尺寸（108）和加工表面的基本尺寸（ 78），预留圆钢棒为 112mm，直径为 85mm.2.2 绘制毛坯简图，如图一 图一3、定位基准选择3.1 选择精基准精基准的选用原则1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合，以减少定位误差。2、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工个表面，以保证各表面的位置精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一的定位基准。3、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候，可用互为基准的原则反复加工。4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时，可选择加工表面作为自身的定位基准。由精基准的选用原则，因无形状和位置公差要求，选轴的中心线为径向精基准（统一基准原则)，轴的两端面为轴向精基准(基准重合原则)。能够满足零件的径向尺寸和轴向尺寸。3.2 选择粗基准经分析零件图可知，选择毛坯外轮廓面为基准，能方便的加工出 52和50，毛坯外轮廓面的面积较大，符合粗基准的要求。4、机械加工工艺路线：拟定加工路线：一 备料二 粗车，半精车左右端面和粗车轴的左端外圆。三 粗车轴的右端外圆四 半精车轴的左端外圆和右端外圆五 钻 30 的孔。六 粗镗和半精镗轴的左端内孔至 32。七 加工圆锥孔。八 调质热处理九 精车轴的左端外圆和右端外圆十 加工圆弧形退刀槽和圆弧过渡面十一 加工螺纹十二 清洗，去毛刺，倒角。十三 检验。 4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定4.1 零件总的加工余量（1） 由零件图可知，该软硬管接头的加工外表面的粗糙度 Ra 均大于等于1.6。外圆各表面的毛胚加工余量的确定。其粗糙度 1.6m 的要求，对其加工的方案：粗车半精车精车。由机械制造工艺学表 4-12 查得：所有外圆表面精车余量为 0.3；半精车余量为 1.1；粗车余量为 4.5，可得加工总余量为 5.9，取总加工余量为6，并将粗车余量修正为 4.6。确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度。由机械制造工艺学表 4-7查得：精车后为 IT7,Ra1.25m；半精车后为 IT8，Ra3.2m;粗车后为IT11，Ra16um。零件图中，52 和 50 的孔，精车便可达到规定的公差要求，所以就不需要磨了。4.2 工序尺寸（1）78 外圆表面加工余量和尺寸如表一：工序名称工序余量/mm 加工经济精度/mm 表面粗糙度 Ra/um 工序基本尺寸精车 0.3 IT7 1.6 78半精车1.1 IT10 3.2 78.3粗车 4.6 IT12 16 79.4毛坯 2 84表一（2）50 外圆表面加工余量和尺寸如表二：0.24工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm 尺寸、公差/mm精车 0.3 IT7 1.6 50 -0.245半精车 1.1 IT10 3.2 50+0.3=50.3 06.3粗车 4.6 IT12 16 50.3+1.1=51.4 .1-毛坯 2 51.4+4.6=56表二（3）52 外圆表面加工余量和尺寸如表三：0.36工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm尺寸、公差/mm精车 0.3 IT7 1.6 52 -0.3652半精车 1.1 IT10 3.2 52+0.3=52.3 0.-粗车 4.6 IT12 16 52.3+1.1=53.4 .16-34毛坯 2 53.4+4.6=58表三（4）35 外圆表面加工余量和尺寸如表四：05.3工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm 尺寸、公差/mm精车 0.3 IT8 3.2 35 05.3半粗车 0.9 IT10 12.5 35-0.3=34.7 34.7 6.0粗车 1.5 IT12 16 34.7-1.5=33.2 33.2 1.毛坯 2 34.4-1.4=33表四 （2）左端面内孔加工表面的确定，内表面的粗糙度为 3.2。由机械制造工艺学表 4-8 查得粗镗精度为 79，半精镗为 1012。所以半精镗可以满足要求。初步确定加工方法为：粗镗-半精镗。由机械制造工艺学查得粗镗加工余量为 0.5 半精镗加工余量为 3.5，得总加工余量为 432 的内孔加工余量和尺寸如表五：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm半精镗 0.5 IT10 3.2 32粗镗 3.5 IT12 4 32-0.5=31.5毛坯 -2 31.5-3.5=28表五（3）右端锥孔的加工表面的确定，内表面的粗糙度为 3.2。由于此孔为 1:20 的锥孔，用成型刀具加工。（4）每个端面毛胚加工余量的确定。表面粗糙度要求 Ra3.2m，确定其加工方案：粗车半精车由工艺手册查得：半精车余量为 0.4，粗车余量为 1.6，总余量为 2，取总余量为 2。确定各工序的加工经济精度和表面粗糙度。由工艺手册查得：半精车后的为 IT9，Ra2.3m;粗车后为 IT11，Ra16m。轴的加工余量和尺寸如表六：工序名称工序余量/mm加工经济精度/mm表面粗糙度Ra/um工序基本尺寸/mm半精车 0.4 IT10 3.2 108粗车 1.6 IT12 12.5 108+0.4=108.4毛坯 2 110表六由以上分析可知毛坯的长度可取为 112mm。轴肩分析和断面方法相同，取各断面加工余量均取为 2mm.5、确定切削用量及基本工时工序 05 和工序 10 粗车，半精车左右端面和粗车轴左，右端外圆，分别以 轴外圆面、46.4 和 79.4 为定位基准1.粗车端面1. 加工条件工件材料：45 钢 =600MPa(工程材料与成型技术基础表 4-5)b加工要求：粗车左右端面，每端加工余量 1.6mm;刀具： 端面 YT15 硬质合金车刀452. 切削用量1）确定切削深度 ap 因为余量较小，选择 ap=1.6mm，一次走刀即可完成。2）确定每次进给量 fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可以不考虑。根据机械制造基础课程设计指南表 5-114 可知,粗车时,进给量f=0.5mm/r3）计算切削速度 v根据机械制造基础课程设计指南表 5-120 查得 YT15 硬质合金车刀在f=1mm/r，a p=1.6mm 时，切削速度为 120m/min.n= =7.49r/s*610DV3.时间定额的计算1）计算基本工时m= T=m/n=5.3ssfD7.39*24.2）辅助时间 的计算at辅助时间 与基本时间 之间的关系为 =（0.15-0.2 ）T，这里取 mtat=0.15T，则 =5.3*0.15=0.79s.atat2.粗车外圆1. 加工条件工件材料：45 钢, b =600MPa，加工要求：粗车加工余量 4.6mm；刀具：车外圆用 偏头 YT15 硬质合金车刀。902. 切削用量1）确定切削深度 ap 因为余量较大，故粗车选择 ap=2.3mm，分 2 次走刀完成。2）确定每次进给量 f 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑。根据机械制造基础课程设计指南表 5-114 可知,粗车时,加工余量 4.6mm，进给量 f=1mm/r3）计算切削速度 vc根据机械制造基础课程设计指南表 5-120 查得 YT15 硬质合金车刀在f=1mm/r，加工余量 4.6mm 时车外圆，切削速度为 100m/min.3.时间定额的计算1）计算基本工时计算 ；式中 l=112mm，fnlTn= =6.68r/s,i=2,带入得 T=33.53s。*610DV2）辅助时间 的计算at辅助时间 与基本时间 之间的关系为 =（0.15-0.2 ） ，这里取 =0.2mtatmtat，则 =33.53*0.2=6.7s.mta3.半精车端面1. 加工条件工件材料：45 钢, b =600MPa，加工要求：半精车左右端面，加工余量 0.4mm;刀具： 端面 YT15 硬质合金车刀。452. 切削用量1）确定切削深度 ap 因为余量较小，选择 ap=0.4mm，一次走刀即可完成。2）确定每次进给量 fz 由于本工序尺寸精度和表面质量可以不考虑。根据机械制造基础课程设计指南表 5-116 可知,半精车时,进给量f=0.3mm/r3）计算切削速度 v根据机械制造基础课程设计指南表 5-120 查得切削速度，V 230m/min。n=15.37r/s*610DV3.时间定额的计算1）计算基本工时工时计算 =8.6sfnt22）辅助时间 的计算at辅助时间 与基本时间 之间的关系为 =（0.15-0.2 ）T，这里取 mtat=0.15T，则 =8.6*0.15=1.29s.atat左右两端面共用 2*（t +t）=2*(1.29+8.6)=19.78s.a4.轴左，右端外圆1. 加工条件工件材料：45 钢, b =600MPa，加工要求：车 46.4，53.4 外圆，加工单边余量分别为 16.5mm 和13mm；刀具：车外圆用 偏头 YT15 硬质合金车刀。选车刀尺寸为 25*30.902. 切削用量(53.4 外圆)1)确定切削深度 ap 粗车选择 ap=3.5mm，分 3 次走刀完成。2）确定每次进给量 f 由于本工序为尺寸精度和表面质量要求不高。根据机械制造基础课程设计指南表 5-114 可知 f=0.6mm/r故选择：f=0.6mm/r。3）计算切削速度 vc根据根据机械制造基础课程设计指南表 5-120 查得切削速度得v 120m/min.n= =8.02r/s*610DV3.时间定额的计算1）计算基本工时计算 ；式中 L=44，n=9.14r/s,i=3,带入得 T=27.42s。fnlT2）辅助时间 的计算at辅助时间 与基本时间 之间的关系为 =（0.15-0.2 ） ，这里取 =0.2mtatmtat，则 =9.14*0.2=1.83s.mta同理右端 46.4 的外圆用 21.63s，左端 51.4 的外圆用了18.03+1.2=19.23s工序 15 半精车轴左右外圆面和左右轴肩端面，分别以 46.4和 51.4 作为定位基准。1 加工条件工件材料：45 钢, b =600MPa;加工要求：粗车双边加工余量 4.6mm；刀具：YT15 硬质合金圆头车刀。2 切削用量(50.3 外圆)1)确定切削深度 ap 因为双边余量为 1.1mm，选择 ap=0.55mm，1 次走刀完成。2）确定每次进给量 f 由于本工序为尺寸精度和表面质量要求较高。根据机械制造基础课程设计指南表 5-116 可知 f=0.3mm/r3）计算切削速度 vc根据根据机械制造基础课程设计指南表 5-120 查得切削速度得v 230m/min.n= =23.75r/s*610DV3.时间定额的计算1）计算基本工时计算 ；式中 L=30，n=23.75r/s,i=1,带入得 T=4.21s。fnlT2）辅助时间 的计算at辅助时间 与基本时间 之间的关系为 =（0.15-0.2 ） ，这里取 =0.2mtatmtat，则 =4.21*0.2=0.84s.mta同理右端 52.3 和 45.3 的外圆用 1.4s 和 4.87s。工序 20 钻 28 的内孔，以轴的中心线为基准。1. 加工条件工件材料：45 钢, b =600MPa;加工要求：孔的直径为 28mm.刀具：直径为 28 的高速钢钻头。2. 切削用量1）确定每次进给量 f 根据机械制造基础课程设计指南表 5-127 可知,高速钢钻头钻孔时进给量 f=0.5mm/r。2）计算切削速度 vc根据机械制造基础课程设计指南表 5-132 和表 5-132 知道钻头的切削速度为 14m/min.n= =2.65r/s.*610DV3.时间定额的计算1）计算基本工时T= ，钻孔 l=108mm,得 T=81.5sfnl2）辅助时间 的计算at钻孔辅助时间很小，在此就忽略不计。工序 25 粗镗，半精镗左端孔 32，采用卧式镗床，45.3 为定位基准；1. 选择刀具 选择单刃镗刀，材料为硬质合金。规格为 B H L=10 10 50。2.选择镗削用量A.粗镗（1）确定切削深度 ap 粗车选择 ap =1.75mm,分 1 次走刀完成。（2）确定进给量按加工要求确定进给量：根据机械制造基础课程设计指南表 5-115 和表 5-139，切削用量 ，取 f=0.7mm/r0.31/fmr（3）切削速度根据机械制造基础课程设计指南表 5-139，v=40-60m/min,取v=50m/min。B.半精镗（1）确定切削深度 ap 半精镗选择 ap=0.25mm，一次走刀完成。（2）确定进给量按加工要求确定进给量：根据机械制造基础课程设计指南表 5-115 和表 5-139，切削用量 ，取 f=0.5mm/r0.28/fmr（3）切削速度根据机械制造基础课程设计指南表 5-139，v=80-120m/min,取v=100m/min。3、计算工时n = = =9.47r/s, =18.96r/s.1*60DV14.328502n；式中 L=30， =1， =1LTif1i2所以带入得粗镗 =4.52s；半精镗 =3.16s。1T2T工序 30 车锥度为 1：20 内锥孔。以 50.3 作为定位基准。 1 加工条件工件材料：45 钢, b =600MPa;加工要求：锥度为 1：20；刀具：加工锥度为 1：20 的成型车刀。2 切削用量1)确定切削深度 ap 选择 ap=0.5mm，2 次走刀完成。2）确定每次进给量 f 由于本工序为尺寸精度和表面质量要求较高。根据机械制造基础课程设计指南表 5-116 可知 f=0.5mm/r3）计算切削速度 vc根据根据机械制造基础课程设计指南表 5-120 查得切削速度得v 120m/min.n= =8.02r/s*610DV3.时间定额的计算1）计算基本工时计算 ；式中 L=78，n=8.02r/s,i=2,带入得 T=19.5s。fnlT2）辅助时间 的计算at辅助时间 与基本时间 之间的关系为 =（0.15-0.2 ） ，这里取 =0.2mtatmtat，则 =19.5*0.2=4s.mta工序 35 精车 78,45,50 和 52 外圆表面，分别以 50 和45 为定位基准；1. 加工条件工件材料：45 钢, b =600MPa，半精车;加工要求： 精车 50 和 52 外圆表面；使加工精度达到 和 -0.245，使右端尺寸 35 达到精度 35 ，轴环直径到 78，右端轴直径为 45 03.652 05.3，外圆面表面粗糙度为 Ra1.6.2. 切削削用量（45 的外圆）1）确定磨削深度 ap 由加工余量选择 a =0.15mm,选用一次进给完成。2）确定每次进给量 f 根据机械制造基础课程设计指南表 5-116 可知,精车进给量为 =0.2mm：tf3）计算工件车削速度 vc根据机械制造基础课程设计指南表 5-120 查得车削速度 v=200m/min.n=23.6r/s。*610DV3.时间定额的计算1）计算基本工时工时计算 ；式中 L =35mm;T=7.41s.Tinf12）辅助时间 的计算 at辅助时间 的计算辅助时间 与基本时间 之间的关系为 =（0.15-0.2 ） ，这里取 =0.2atmtatmtat，则 t=7.41*0.2=1.48s.mt同理可算加工 50，52 和 78 的时间为 12.29s,3.87s 和 21.09s工序 45 加工右端 M451.5 的螺纹，采用卧式车床 CA6140 加工，以 50 为定位基准；要求：加工右端 M451.5 的螺纹刀具：可转位螺纹车刀（刀片 YT15 硬质合金，刀杆 45 钢）1.切削用量查机械制图附表 4，得螺距 P=1.5,螺纹深为 1.2，根据机械制造基础课程设计指南表 5-139 工件速速 v=50m/min.n = =5.89r/s,进给量1*60DVf=1.5mm/r. 2