机械制造设计说明书.doc

一、 零件结构工艺性分析：（一）零件的技术要求：1、支座零件，材料为HT2002、零件的技术要求表：加工表面尺寸及偏差mm公差mm及精度等级表面粗糙度 m形位公差mm半精车车支架底端面150H8IT83.2半精车顶端面110h7IT73.2半精车外表面120IT123.2精车顶端面120IT71.6半精车底端内孔锥面80-86IT83.2半精车支座外锥面110-120IT83.2（二）确定支座的生产类型：根据设计题目年产量为10万件，因此该支座的生产类型为大批生产。二、毛坯的选择：（一）选择毛坯：由于该支座在工作过程中要承受弯曲应力和切应力，为增强辊筒体的强度，获得纤维组织，毛坯选用铸件。该支架的轮廓尺寸小，且生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用铸造方法制造毛坯，毛坯拔模斜度为 5。（二）确定毛坯的尺寸公差：1、公差等级：由支架的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2、锻件材质系数：由于该支架材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数为M级。3、锻件分模线形状：根据该支架的形位特点，选择零件方向的对称平面为分模面，属于平直分模线。4、零件表面粗糙度：由零件图可知，该支架的各加工表面粗糙度Ra均大于等于1.6m。三、定位基准的选择：（一）精基准的选择：根据该支架零件的技术要求和装配要求，选择该支架中心孔80H8h7mm和支架顶端面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。轴孔80H8h7mm的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工支架的外圆表面和内圆表面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用辊筒体左端面作为精基准同样遵循了“基准重合”的原则。（二）粗基准的选择：作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠，该支架的外圆表面、底端面作为粗基准，以保证为后序准备好精基准。四、工艺路线的拟定：（一）各表面加工方法的选择：加工表面公差mm及精度等级表面粗糙度 m加工方案顶端内表面IT71.6粗车-半精车-精车支架外表面IT83.2粗车-半精车内侧突起表面IT71.6粗车-半精车-精车底端内表面IT83.2粗车-半精车-精车顶端端面IT71.6粗车-半精车-精车底端端面IT83.2粗车-半精车（二）加工阶段的划分该支架加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。（三）加工顺序的安排：1、机械加工工序：（1）遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准-中心孔80H8h7mm。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。2、具体方案：基准加工-主要表面粗加工-主要表面精加工3、工序的集中与分散：该支架的生产类型为大批生产，可以采用万用型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。五、工序内容的拟定：（一）工序的尺寸和公差的确定：加工表面加工方案加工余量精度等级尺寸及精度顶端孔半精车1IT780 0 -0.20精车0.25IT7800 -0.039中间较小孔半精车1IT8650.25精车0.25IT7650 -0.20底端孔半精车1IT8注：底端面孔为锥孔，顶端孔径为800.25 ，底端孔径为860.25（二）设备及工艺装备的选择：1、设备：模具 C6140 2、工艺装备：通用、专用车刀、专用夹具等等。（三）切削用量的选择及工序时间计算：工序 铸造通过模具，铸造支座工件毛坯，内径50，外径130。底端最大外径160工序 支架两端面 以底端面为粗基准：1. 加工条件工件材料：HT180,b =170240MPa，锻造;工件尺寸：aemax=150mm，l=140mm加工要求：精车支架顶端面，粗车支架底端面，加工余量5mm; 机床：C6140车床刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae90,深度ap6, ,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=5mm一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端车刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，C6140车床） fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于车刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5）计算基本工时 底端 tmL/ vf，L=l+ y+，l=160mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/ Vf=(160+40)/390=0.51min。顶端tmL/ Vf=(130+40)/390=0.44min。此工序时间t=0.51+0.44=0.95min工序 半精车内孔：（1）选择刀具：与粗车 轴端面同一把。(2）确定切削用量（a）确定背吃刀量粗车外圆，加工余量为10=5=15mm,三次走刀，则asp=15/32=2.5mm。(b)确定进给量由切削用量简明手册HT200，刀杆尺寸16 25，as 3,工件直径为150mm，则f=0.81.2。再由简明手册表4.23查取f =0.76。(c)选择刀具磨钝标准及耐用度由切削用量简明手册表1.9查取后刀面磨损最大限度为0.81.0，焊接耐用度T=60mm。(d)确定切削速度VC根据切削用量简明手册表1.11查取：VC=1.33 (由182199HBS、asp=2.5、f =0.76mm/r、车刀为YG硬质合金),由于实际车削过程使用条件的改变，查取切削速度修正系数：K =1.0,K =1.0,K =0.73,K =(190/HBS)1.25=1.0,KSV=0.85,Kkv=1.0。则VC =VC 60V = VC K K K K KSV K =1.33 60 1.0 1.0 0.73 1.0 0.85 1.0=49.5n = = =157.6r/min按C365L车床转速（机械制造工艺设计简明手册表4.22）选择与157.5r/min相近似的机床转速n =183r/min,则实际切削速度V = n /1000=3.14 100 183/1000=57.5m/min。综上，此工步的切削用量为：a =2.5mm，f =0.76, n =183r/min, V =57.5m/min。tmL/ Vf=(150+40)/390=o.49min工序 车外表面顶端内孔及顶端面：1. 加工条件工件材料：HT180,b =170240MPa，锻造;工件尺寸：aemax=150mm，l=140mm加工要求：精车支架顶端面，粗车支架底端面，加工余量5mm; 机床：C6140车床刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae90,深度ap6, ,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=5mm一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端车刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，C6140车床） fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于车刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=150mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/ Vf=(150+40)/390=0.49min。工序 精车顶端面及内孔：1. 加工条件工件材料：HT180,b =170240MPa，锻造;工件尺寸：aemax=150mm，l=140mm加工要求：精车支架顶端面，粗车支架底端面，加工余量5mm; 机床：C6140车床刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae90,深度ap6, ,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=5mm一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端车刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，C6140车床） fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于车刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=150mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：顶端tmL/ Vf=(130+40)/390=0.44min顶端内孔tmL/ Vf=(20+40)/390=0.15min外表面tmL/ Vf=(130+40)/390=0.44min此工序t=0.44+0.15+0.44=1.03min工序 半精车底端内孔锥面：1. 加工条件工件材料：HT180,b =170240MPa，锻造;工件尺寸：aemax=150mm，l=140mm加工要求：精车支架顶端面，粗车支架底端面，加工余量5mm; 机床：C6140车床刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae90,深度ap6, ,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=5mm一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端车刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，C6140车床） fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于车刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=150mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：顶端面tmL/ Vf=(110+40)/390=0.38min。顶端内孔tmL/ Vf=(20+40)/390=0.15min65孔tmL/ Vf=(60+40)/390=0.26min此工序t=0.38+0.15+0.26=0.79min工序 半精车底端内孔锥面1. 加工条件工件材料：HT180,b =170240MPa，锻造;工件尺寸：aemax=150mm，l=140mm加工要求：精车支架顶端面，粗车支架底端面，加工余量5mm; 机床：C6140车床刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae90,深度ap6, ,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=5mm一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端车刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，C6140车床） fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于车刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=150mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/ Vf=(62+40)/390=0.26min。工序：半精车支座外锥面1. 加工条件工件材料：HT180,b =170240MPa，锻造;工件尺寸：aemax=150mm，l=140mm加工要求：精车支架顶端面，粗车支架底端面，加工余量5mm; 机床：C6140车床刀具：YG6硬质合金端车刀。铣削宽度ae90,深度ap6, ,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=5mm一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端车，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3