机械制造工艺学课程设计-填料箱盖零件的机械加工工艺规程及工序的设计.doc

目录课程设计任务书2序言31 零件图样分析31.1 零件的功用31.2 零件结构分析32 毛坯的选择42.1 选择毛坯应考虑的因素42.2 毛坯的制造方法及其工艺特征42.2.1毛坯的制造方法42.2.2 工艺特征42.3 毛坯尺寸、公差与加工余量52.3.1 毛坯公差52.3.2 确定机械加工余量52.3.3确定毛坯尺寸63 工艺过程设计73.1 定位基准的选择73.1.1 粗基准的选择原则73.1.2 精基准的选择原则73.2 零件表面加工方法的选择73.3 工艺规程的拟定83.3.1 制定工艺规程的原则83.3.2 制订工艺路线83.3.3 工艺方案的比较与分析94 工序设计94.1 选用机床94.2工艺装备的选择94.2.1 选用刀具94.2.2选用夹具94.2.3选用量具105 确定切削用量及基本用时105.1 确定切削用量105.2 确定工时定额17结论22参考文献23 课程设计任务书 设计题目： 填料箱盖 零件的机械加工工艺规程及工序的设计计算设计内容及要求 零件图 1张 课程设计说明书 1份设计参数该零件图样一张生产纲领：单件小批量生产生产条件: 金工车间加工进度要求序号内容基本要求时间1准备阶段阅读、研究任务书；明确设计内容和要求。阅读教材和课程设计指导书。准备好绘图工具、设计资料和手册等。课程设计前进行2绘制零件图提高识图和绘图能力了解零件的各项技术要求2天3制定工艺路线掌握工艺路线的制定方法和步骤初步拟定零件的工艺路线1天制定零件的工艺路线1天4工序设计掌握工序设计的方法和步骤4天5编写设计计算说明书整理和编写设计说明书3天6答辩或检验1天小计12天参考资料1 吴拓. 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，20102 李益民. 机械制造工艺设计简明手册. 哈尔滨工业大学：机械工业出版社，1993其它 序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、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，我希望能通过此次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，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良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指正。1 零件图样分析1.1 零件的功用本组选定的零件是机械制造工艺课程设计指导图5-17的填料箱盖。其主要作用是保证对箱体起密封作用，使箱体在工作时不致让油液泄露。对内表面的加工精度要求较高，对配合的表面粗糙度要求也较高。1.2 零件结构分析套类零件的主要加工表面有孔、外圆和端面。其中孔既是装配基准又是设计基准，加工精度和表面粗糙度一般要求较高，内外圆之间的同轴度及端面与孔的垂直度也有一定的技术要求。题目所给填料箱盖有四处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：（1）以65h5轴为中心的加工表面。尺寸为65h5的轴，表面粗糙度为1.6， 尺寸为80与65h5相接的轴肩面, 尺寸为 100f6与65h5同轴度为0.025的外圆表面.。尺寸为60h8与65h5同轴度为0.025的孔。（2）以60h8孔为中心的加工表面。尺寸为78与60h8垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4，须研磨。（3）以60h8孔为中心均匀分布的12孔：6-13.5、4-m10-6h深20孔深24及4-m10-6h。（4）其它未注表面的粗糙度要求均为6.3，粗加工可满足要求。 2 毛坯的选择2.1 选择毛坯应考虑的因素（1） 零件的力学性能（2） 零件的结构形状和外廓尺寸（3） 生产纲领和批量（4） 现场生产条件2.2 毛坯的制造方法及其工艺特征2.2.1毛坯的制造方法零件材料为ht200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本，保证零件工作的可靠，采用铸造。由于是单件小批量生产，而且零件外形轮廓尺寸不大，故可以采用木模手工砂型铸造成型。2.2.2 工艺特征 查表1.1-3（1） 毛坯制造：木模造型，精度低，余量大（2） 机床设备：通用设备（3） 工件尺寸获得方法：试切法，划线找正（4） 夹具：通用夹具（5） 刀具：通用标准刀具（6） 量具：通用量具（7） 生产成本：较高（8） 工人技术水平：高2.3 毛坯尺寸、公差与加工余量2.3.1 毛坯公差查表1.3-1，可知木模手工砂型铸造的工艺特点如下：（1） 精度等级（ct）：it11it13（2） 毛坯尺寸公差：18mm（3） 加工余量等级：h（4） 加工余量：2.53.5mm（5） 由表2.2-2，错型值为1.52.3.2 确定机械加工余量（1） 外圆表面(65、80、75、100、91、155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为84、104、160的阶梯轴式结构，除65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值ra=6.3um,只要粗车就可满足加工要求。（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查表2-12，铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm），故长度方向偏差为mm。长度方向的余量查表2-11，其余量值规定为3.03.5 mm.现取3.0 mm。（3）32、47内孔。毛坯为实心，两内孔精度要求自由尺寸精度要求，表面粗糙度值ra=6.3um，钻扩即可满足要求。（4）内孔60h8。要求以外圆面65h5定位，铸出毛坯孔55。查表2.3-10粗镗59.5 2z=4.5半精镗59.9 2z=0.4精镗60h8 2z=0.1 (5) 60h8孔底面加工.查表2.3-23、表2.3-21 确定研磨余量 z=0.0100.014 取z=0.010 磨削余量 z=0.20.3 取z=0.3铣削余量 z=3.0-0.3-0.01=2.69 即z=2.69(6)底面沟槽采用镗削，经过底面研磨后镗可保证其精度 取z=0.5 (7) 613.5通孔及2m106h孔、4m106h深20孔深24的孔，均为自由尺寸精度要求。 613.5通孔可一次性直接钻出。查表2.3-20，得攻m10螺纹前所用麻花钻直径为8.5，螺距p=1.5.钻孔 8.5 攻螺纹 m102.3.3确定毛坯尺寸（1）外圆表面(65、80、75、100、91、155)考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为84、104、160的阶梯轴式结构。（2）外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差，查表可取余量3.0 mm。（3）32、47内孔，毛坯为实心。（4）内孔60h8，铸出毛坯孔55。 图1 零件毛坯图3 工艺过程设计3.1 定位基准的选择3.1.1 粗基准的选择原则对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准）。3.1.2 精基准的选择原则按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：（1）当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2mm的锥面来代替中心 孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。 （2）采用锥堵或锥套心轴。（3）精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。本加工中粗基准与精基准均采用外圆作为定位基准。3.2 零件表面加工方法的选择 查表2-4表2-9确定重要工序的加工方法如下：（1）外圆65h5（）：=0.013，ra=1.6,粗车半精车精车（2）外圆100f6()：=0.027，ra=6.3,粗车半精车精车（3）内孔60h8（）：=0.048，ra=1.6,粗镗半精镗精镗（4）74.5槽：ra=3.2,采用切槽刀，粗车半精车（5）内孔60h8（）底面：ra=0.4，铣磨研磨（6）右端端面：垂直度it5，ra=6.3，粗车半精车精车3.3 工艺规程的拟定3.3.1 制定工艺规程的原则 按照先基面后其他、先面后孔、先粗后精的原则，制定工艺路线。3.3.2 制订工艺路线方案一工序号 工序内容00 粗车右端面，65、80、75外圆及与80、100、155相接的端面，倒圆角r510 粗车左端面，155、100外圆20 半精车右端面，65外圆及与80相接的端面30 半精车左端面，100外圆40 精车右端面，65外圆及与80相接的端面，倒角50 精车左端面，100外圆，倒角，切槽7x4.560 钻25孔、扩32孔，锪47孔70 粗、半精、精镗60 孔80 铣60孔底面90 磨60孔底面100 镗60孔底面沟槽110 研磨60孔底面120 划线130 钻6-13.5孔、2-m10-6h、4-m10-6h深20孔深24的孔及攻螺纹140 去毛刺，终检方案二工序号 工序内容00 粗车右端面，65、80、75外圆及与80、100、155相接的端面，倒圆角r510 粗车左端面，155、100外圆20 半精车、精车右端面，65外圆及与80相接的端面，倒角30 半精车、精车左端面，100外圆，倒角，切槽7x4.540 钻25孔、扩32孔，锪47孔50 粗、半精、精镗60 孔60 铣60孔底面70 磨60孔底面80 镗60孔底面沟槽90 研磨60孔底面100 划线110 钻6-13.5孔、2-m10-6h、4-m10-6h深20孔深24的孔及攻螺纹120 去毛刺，终检3.3.3 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于： 方案一粗加工、半精加工、精加工明显分开，符合互为基准原则，对于提高零件的位置精度有保障；方案二是在对两端及其外圆进行简单的粗加工后即采用工序集中的原则，对于半精加工、精加工进行同步加工。两相比较起来可以看出，在满足加工质量的前提下，采用第二种方案可大大缩短因零件多次掉头、多次装夹而带来的辅助时间，而且可以有效减小出现定位误差的可能性，故最终采用第二种加工方案。4 工序设计 4.1 选用机床查车床说明书相关表格：卧式车床ca6140，最大加工直径为400mm.摇臂钻床z3025，最大钻孔直径为25mm.金刚镗床t740铣床x63磨床m1158研磨机4.2工艺装备的选择4.2.1 选用刀具yg6外圆车刀 ，切槽刀，25、13.5、8.5麻花钻，32扩孔钻，47锪孔钻，10丝锥，yg30、yg10镗刀，端面铣刀，内孔车刀，砂轮g36 ya6n 20x6x8，金刚玉微粉。4.2.2选用夹具三爪卡盘，机用虎口钳。4.2.3选用量具 卡板，游标卡尺，外径千分尺，塞尺，螺纹塞规，粗糙度仪。5 确定切削用量及基本用时5.1 确定切削用量 工序00：粗车右端面，65、80、75外圆及与80、100、155相接的端面，倒圆角r5车床：ca6140刀具：yg6外圆车刀、成型刀具夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺（测外圆、工件长度）（1） 粗车右端面及与80、100、155相接的端面计算切削用量：确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为3mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.5mm，分两次加工，以a=2mm计。确定进给量f：根据表2-19，当刀杆16mm25mm，a2mm以及工件直径为160时， f=0.50.7mm/r按ca6140车床说明书表 4.2-9取 f=0.5 mm/r计算切削速度:：按表1.27，得 z=3mm 切削速度的计算公式为： v=(m/min) （5-1） =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系数,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97 所以v= =66.7(m/min)确定机床主轴转速 （5-2）由与253r/min相近的机床转速选取n=250r/min，则实际切削速度 （5-3）（2） 粗车65、75、80外圆（先将毛坯84粗车至80） 取 n=250r/min则实际切削速度分别为： (3)倒圆角r5 采用成形刀具加工。工序10：粗车左端面，155、100外圆（1） 粗车左端面确定机床主轴转速： 按机床说明书与133r/min相近的机床转速选取 n=125r/min，则实际切削速度为 （2) 粗车100、155外圆 取 n=125r/min实际切削速度分别为： 工序20：半精车、精车右端面，65外圆及与80相接的端面，倒角（1）半精车、精车右端面及与80相接的端面 z=0.2mm计算切削速度：切削速度的计算公式为（刀具寿命选t=90min） v=(m/min) 式中， ， 修正系数所以：按机床说明书选择机床主轴转速为n=1120r/min所以实际切削速度分别为 ： （2） 半精车、精车65外圆2z=0.3，z=0.15 ，f=0.1mm/r v=(m/min) 式中， ， 修正系数所以： 按机床说明书选择机床主轴转速为n=1120r/min所以实际切削速度 工序30：半精车、精车左端面，100外圆，倒角，切槽7x4.5（1） 半精车、精车左端面取 n=1120r/min，则实际切削速度： （2）半精车、精车100外圆 2z=0.3mm，z=0.15mm，f=0.1mm/r 取n=1120r/min，则实际速度为： （3） 切槽7x4.5，采用切槽刀，刀具倒圆半径为： r=0.4mm 由表4.2-9， 取 f=0.25mm/r n=1120r/min所以实际切削速度： 工序40：钻25孔、扩32孔，锪47孔由表4.2-11查得z3025摇臂钻床的相关技术参数。（1）钻25孔选择进给量： f=0.4mm/r 选择切削速度：v=12.25m/min机床主轴转速： 按机床选取：n=125r/min则实际切削速度： （2）扩32孔、锪47孔根据有关资料介绍，利用钻头进行扩孔时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为 f=（1.21.3） v=（）公式中、为加工实心孔时的切削用量，查表4.2-11得： =0.56mm/r，=19.25m/min） 令：f=1.3 v=0.4 按机床取 f=0.73mm/r， v=7.7m/min所以机床主轴转速分别为： 按照机床表4.2-13选取： 所以实际切削速度： 工序50：粗、半精、精镗60 孔机床：金刚镗床t740刀具：yg30、yg10镗刀夹具：三爪卡盘量具：游标卡尺（测内径与孔深）（1）粗镗孔至59.5 2z=4.5mm，z=2.25mm 查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为v=35m/min，f=0.8mm/r由于t740金刚镗主轴转数为无级调数，查表4.2-28，故以上转数可以作为加工时使用的转数。（2）半精镗孔至59.9 2z=0.4mm， z=0.2mm f=0.1mm/r 实际切削速度 （3）精镗孔至60由于精镗与半精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件半精、精镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。 f=0.1mm/r =425r/min v=80m/min工序60：铣60孔底面铣床：x63系列铣刀：选用立铣刀 d=10mm l=115mm 齿数z=4切削速度：参照有关手册，确定v=15m/min 采用x63卧式铣床，查表4.2-39 取 =475r/min故实际切削速度为： 当时，工作台的每分钟进给量应为： （5-4）查表4.2-40，刚好有故直接选用该值。工序70 ：磨60孔底面查表4.2-29选择磨床： 选用m1158选择砂轮： 结果为a36kv6p 2068mm切削用量的选择： 砂轮转速 ，轴向进给量 径向进给量 工序80：镗60mm孔底沟槽 内孔车刀 保证t=0.5mm，d=2mm工序90：研磨60mm孔底面 采用手工研具进行手工研磨：z=0.01mm工序100：划线 采用钳工划线工序110：钻6-13.5孔、2-m10-6h、4-m10-6h深20孔深24的孔及攻螺纹（1） 钻6-13.5通孔查表4.2-11、4.2-13 选取： f=0.35mm/r v=17mm/min 所以 查表4.2-12 选取 实际切削速度 （2）钻2-m10-6h、4-m10-6h深20，孔深24底孔8.5 查表4.2-11、表4.2-13，取进给量与切削速度为： f=0.35mm/r ， v=13m/min所以 按机床选取 实际切削速度（3） 攻螺纹m10 v=0.2m/s=12m/min所以 按机床选取 实际切削速度 工序120：去毛刺，终检 钳工借助锉刀手工去毛刺5.2 确定工时定额工序00：粗车右端面，65、80、75外圆及与80、100、155相接的端面，倒圆角r5（1） 粗车右端面计算切削工时， 取 l=42mm, l=3mm, l=0mm ,l=0mm （5-5）（2）粗车65外圆计算切削工时，取 l=17mm, l=3mm, l=0mm （3） 粗车75外圆计算切削工时，取l=80mm, l=3mm, l=0mm（4） 粗车80外圆计算切削工时，取l=10mm, l=3mm, l=0mm （5）粗车与80相接的端面计算切削工时，取 l=（84-65）/2=9.5mm, l=3mm, l=0mm （6） 粗车与100相接的端面计算切削工时，取 l=（104-75）/2=14.5mm, l=3mm, l=0mm （7） 粗车与155相接的端面计算切削工时，取 l=（160-100）/2=30mm, l=3mm, l=0mm 工序10：粗车左端面，155、100外圆（1）粗车左端面计算切削工时，取：l=80mm,l=3mm,l=0mm,l=0mm （2）粗车155外圆计算切削工时，取：l=15mm,l=3mm,l=0mm （3）粗车100外圆计算切削工时，取：l=15mm,l=3mm,l=0mm 工序20：半精车、精车右端面，65外圆及与80相接的端面，倒角半精车、精车虽然加工余量及背吃刀量不同，但是主轴转速和进给量相同，故切削加工用时一样。（1）半精车、精车右端面 计算切削工时， 取 l=42mm, l=0.2mm, l=0mm ,l=0mm (2) 半精车、精车65外圆计算切削工时， 取 l=17mm, l=0.2mm, l=0mm (3) 半精车、精车与80相接的端面计算切削工时，取 l=（80-65）/2=7.5mm, l=0.2mm, l=0mm 工序30：半精车、精车左端面，100外圆，倒角，切槽7x4.5(1) 半精车、精车左端面计算切削工时， 取 l=155/2=77.5mm, l=0.2mm, l=0mm ,l=0mm (2) 半精车、精车100外圆计算切削工时， 取 l=15mm, l=0.15mm, l=0mm (3)切槽7x4.5 r=0.4mm计算切削工时，取：l=100-91=9mm, l=3mm, l=0mm 工序40：钻25孔、扩32孔，锪47孔 (1)钻25孔 计算切削工时，取：， (2)扩32孔计算切削工时，取： ， (3) 锪47孔计算切削工时，取： ， 工序50：粗、半精、精镗60 孔 （1）粗镗59.5孔计算切削工时， ，（2） 半精、精镗至60 孔（虽然半精镗、精镗的加工余量不一样，但都是一次走刀切除余量，且选取的主轴钻速以及进给量都一样，故切削用时一样，切削用时按照两倍计算）计算切削工时， ，工序60 ：铣60孔底面计算切削工时，取：l=（60mm-32mm）=28mm 工序70 ：磨60孔底面计算切削工时，当加工一个表面时，l=