机械制造技术课程设计-后缸盖的机械加工工艺设计.docx

机械制造技术基础课程设计说明书全套设计加扣 3012250582题目 后缸盖的机械加工工艺设计 专业机械设计制造及其自动化 班级机制四班 学号 学生姓名 指导教师 成绩 2017 年 12 月 28 日 目录 概 述11零件技术分析21.1零件功用21.2零件技术要求21.3零件工艺性分析22零件工艺规程设计42.1生产纲领42.2选择毛坯42.2.1毛坯种类42.2.1确定毛坯42.3定位基准的选择原则52.4制定工艺规程62.5确定工时定额72.6切削用量82.6.1后杠盖两端面切削用量82.6.2钻孔钻削参数9结论12参考文献13概述 机械制造课程设计是在机械制造技术基础课程学习后,进行对该课程学习、掌握及提高的一个关键环节,是机械设计制造与自动化专业的一门主要专业课程的学习过程。它要求我们全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行对零件加工工艺规程的设计的全面掌握, 进一步培养与提高学生分析和解决工程实际问题的机械设计能力。通过本次机械制造课程设计，应该得到下述各方面的训练： 1.能应用机械制造技术基础及有关课程（机械基础、机械设计、互换性与技术测量等）的知识，指导设计实践，树立正确的设计思想，能够独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 2.能熟练运用有关手册、规范、图表等技术资料。 3.进一步巩固识图、制图、运算和编写技术文件等基础技能。 通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，并学会使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深所学到的相关专业课知识。151零件的结构分析和功用1.1 零件的功用后杠盖是用来封闭气缸构成燃烧室，承受燃气的高温、高压作用、机械负荷和热负荷的作用。1.2 零件的技术要求（1） 后杠盖左右端面左端面是其他加工尺寸的基准，表面粗糙度是Ra6.3um，右端面精度要求较高，表面粗糙度是Ra3.2um.（2） 后杠盖外圆前外圆精度较高，表面粗糙度是Ra3.2um，公差为+0.03，其他均为其他加工尺寸标准，表面粗糙度是Ra6.3um。（3） 沉头孔、通孔等沉头孔就是避免螺钉的突起干涉，保证安装平面的平整，其底面粗糙度是Ra6.3um。7的通孔内表面粗糙度是Ra6.3um。其他孔表面粗糙度均为Ra6.3um。（4）槽表面及底面槽左右表面及槽底面粗糙度为Ra3.2，槽宽度要求较高,公差为+0.1。1.3零件的工艺性分析在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。该零件是由内孔、沉头孔、槽、及表面构成。结构简单，尺寸小，精度要求不高.其中后杠盖左右端面用铣削加工，采用粗铣和半精铣加工来保证精度要求。沉头孔采用锪孔加工，通孔采用钻削加工，在正常的生产条件下采用经济的方法加工。零件图如下：2工艺规程设计2.1生产纲领生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起着重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，决定了所应选用的工艺方法和工艺装备1、 生产纲领计算：N=Qn（1 a b）式中：N零件的年产量（件/年）； Q产品的年产量（台/年）； n每台产品中该零件的数量（件/台）；a该零件的备品率（备品百分率）； b该零件的废品率（废品百分率）。根据生产要求可以确定生产类型为中批生产。2.2选择毛坯2.2.1毛坯的种类零件材料是HT200。零件年产量是中批量,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型的金属型铸造。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，工件尺寸为129*53mm。2.2.2确定毛坯根据确定的毛坯加工余量，绘制出零件毛坯图：2.3定位基准的选择原则2.3.1粗基准的选择原则1.应选择不加工表面为粗基准 2.对于具有较多加工表面的加工余量，粗基准的选择，应合理分配各加工表面的余量，以保证：各加工表面都具有足够的加工余量；对某些重要表面，尽量使其加工余量均匀；使工件上各加工表面总的金属切除量最小。 3.作为粗基准的表面，应尽量平整，没有浇口，冒口或飞边等其他表面缺陷，以便定位准确。 4.同一尺寸方向上的粗基准表面只能使用一次。 2.3.2精基准的选择原则精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便、夹具结构简单。选择精基准一般应考虑如下原则： （1）“基准重合”原则 为了较容易地获得加工表面对其设计基准的相对位置精度要求，应选择加工表面的设计基准为其定位基准。这一原则称为基准重合原则 。如果加工表面的设计基准与定位基准不重合，则会增大定位误差。（2）“基准统一”原则 当工件以某一组精基准定位可以比较方便地加工其它表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，这就是“基准统一”原则。（3）“自为基准”原则 当工件精加工或光整加工工序要求余量尽可能小而均匀时，应选择加工表面本身作为定位基准，这就是“自为基准”原则。（4）“互为基准”原则 为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可采用互为基准反复加工的原则。例如加工精密齿轮时，先以内孔定位加工齿形面，齿面淬硬后需进行磨齿。因齿面淬硬层较薄，所以要求磨削余量小而均匀。此时可用齿面为定位基准磨内孔，再以内孔为定位基准磨齿面，从而保证齿面的磨削余量均匀，且与齿面的相互位置精度又较易得到保证。（5）精基准选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。2.4制定工艺规程零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法，只总结出一些综合性原则，在具体运用这些原则时，要根据具体条件综合分析。2.4.1加工方法选择（1） 先基准后其他，先加工基准面，再加工其他表面。（2） 先面后孔，一般情况下，先加工平面，后加工孔。（3） 先主后次，先加工主要表面，后加工次要表面。（4） 先粗后精，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。2.4.2划分加工工艺阶段后杠盖加工路线如下：（1） 粗铣后杠盖两端面（2） 半精铣后杠盖右端面（3） 粗车后杠盖外圆（4） 粗车、半精车、精车后杠盖前外圆（5） 粗车后杠盖后外圆（6） 半精车后杠盖外圆凹槽（7） 钻孔13、7孔（8） 镗孔以上工艺过程详见附表机械加工工艺过程卡片和附表机械加工工序卡片 2.5确定工时定额2.5.1确定工时定额的原则工时定额是指在一定的技术状态和生产组织模式下，按照产品工艺工序加工 完成一个合格产品所需要的工作时间、准备时间、休息时间与生理时间的总和。时间定额是完成一个工序所需的时间，它是劳动生产率指标。根据时间定额可以安排生产作业计划，进行成本核算，确定设备数量和人员编制，规划生产面积。因此时间定额是工艺规程中的重要组成部分。 确定时间定额应 根据本企业的生产技术条件，使大多数工人经过努力都能达到，部分先进工人可以超出，少数工人经过努力可以达到或接近平均先进水平。合理的时间定额能调动工人的积极性，促进工人技术水平的提高。从而不断提高劳动生定额的平均先进水平。 时间定额通常由定额员和工艺人员和工人相结合，通过总结过去的经验并参考有关的技术资料直接估计确定。或者以同类产品的工件或工序的时间定额为依据进行对比分析后推算出来，也可通过对实际操作时间的测定和分析后确定。2.5.2工时定额计算1.计算法工序工时定额=主加工工时+辅助工时主加工工时的确定：根据产品图纸、加工面余量、加工工艺、机床的工艺参数（主轴转速、走刀量、吃刀量）计算。冲床、油压机、压铸机、电炉等可按机床上设定（或技术要求）的工艺时间或节拍来确定。辅助工时的确定：装夹时间、对刀时间、磨刀准备时间、人工休息、换模时间等之总合。这类时间以实测或经验估算为准,有些企业是按标准和制度来执行。2.实测法 以中等水平的操作工在机床上现场操作，实测工时。3.类比法按已有的相似零件的工时定额进行比较、估算，这点全靠成熟工时定额的积累。确定工时定额的实践性、经验性很强，实际运用时先以计算法或类比法估算，然后以实测法验证、修正。这是我们总结的“一算、二比、三验”法，适合于各种工艺和工序上确定工时定额。最后，总合所有工序上的加工工时就能得到产品加工的工时定额。制定工时定额是企业管理的重要基础工作,是编制销售、生产计划以及成本核算、报价的基本数据，同时也是劳动考核的基础。希望大家重视它，掌握它，并灵活运用。2.6切削用量2.6.1后杠盖两端面切削用量1.刀具选择（1） 选择刀具 选择100端铣刀（2） 根据切削用量简明手册粗铣可选择YT15牌号硬质合金（3） 铣刀几何形状主偏角kr=90，负偏角kr=1，前角12，后角8，刀齿螺旋角15齿数8。2.选择切削用量2.1后杠盖两端面粗铣1） 决定铣削深度ap,由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则ap=5mm2) 决定每齿进给量fz 采用不对称端铣以提高进给量。根据切削用量简明手册当使用YT15，铣床功率为7.5kw根据切削用量简明手册查出。fz=0.3mm/z3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册查出。4）铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm；由于铣刀直径do=100mm，故刀具寿命T=180min,切削用量简明手册查出。5）决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc可根据公式计算，也可直接从表中查出。当do=100mm，Z=10，Ad0.24mm/z时，Vt=80m/min，Nt=313r/min ,Vft=263mm/min。各修正系数为：Kmv=Kma=Kmv=1.0 Kav=k=kgv=0.8 Vc=vtKv=80*1.0*0.8=83mm/min 根据XA6132型立铣说明书（切削用量简明手册）选择Nc=330r/min,Vrc=83mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为 Vc=40.5m/min Fgc=0.3mm/z6）检验机床功率 根据机床手册,近似为Pce=3.2KW根据XA6132型立铣说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.50.75KW=5.63KW故PcePem,故此所选择的切削用量可以采用，即ap=5mm,n=100r/min,Vc=40.5m/min,Fc=0.3mm/7）计算基本工时 式中，L=l+q+t,L=164mm,根据表3.26，对称安装铣刀，则L=129mm故 Tm=129/100/0.3=18.43s辅助工时 Tm=18.43*0.15=2.76s2.2后杠盖右端面半精铣从切削用量简明手册查出，选择的YT15的硬质合金刀具。根据切削用量简明手册查出齿数Z=4铣刀几何形状根据切削用量简明手册由于b600Mpa，故选择r=60，re=30，r=5，o=8。2、 选择切削用量1）决定铣削深度ap,由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则ap=3mm决定每齿进给量fz 采用不对称端铣以提高进给量。根据切削用量简明手册当使用YT15，铣床功率为7.5kw根据切削用量简明手册查出。fz=4.2mm/z2)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据切削用量简明手册查出。）3) 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm；由于铣刀直径do=100mm，故刀具寿命T=180min,切削用量简明手册查出。）4) 决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc，当do=100.mm，Z=8，Ad0.24mm/z时，Vt=123m/min，Nt=313r/min ,Vft=263mm/min。根据XA6132型立铣说明书（切削用量简明手册）选择Nc=300r/min,Vrc=235mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为 Vc=40.51m/min Fgc=4.2mm/z5) 检验机床功率 当b5601000MPa，a72mm，ap4.2mm，dc=125mm,Z=4,vc=235mm/min ,近似为Pce=4.1KW根据XA6132型立铣说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.5X0.75KW=5.63KW故PcePem,故此所选择的切削用量可以采用，即Ap=3mm,n=100r/min,Vc=4.2m/min,Fc=4.2mm/z6) 计算基本工时 式中，L=129mm，故 Tm= 129/100/0.3=18.43s辅助工时 Tm=18.43*0.15=2.76s2.6.2钻孔切削参数1.刀具选择选择刀具 7、13钻头 2.选择钻7孔切削用量ap=20mm1)决定每齿进给量fz 采用不对称端铣以提高进给量。根据切削用量简明手册当使用YT15，铣床功率为7.5kw根据切削用量简明手册查出。fz=0.12-0.20mm/z故取 Fz=0.17mm/z2)选择根据切削用量简明手册查出。）根据表Vt=21.10m/min，Nt=960r/min ，Fgc=0.17mm/z3)检验机床功率 ,近似为Pce=3.2KW根据钻床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.5X0.75KW=5.63KW故PcePem,故此所选择的切削用量可以采用，即Ap=20mm ,n=960r/min,Vc=21.10m/min,Fc=0.17mm/4）计算基本工时 Tm=20/0.17/960=7.35s 辅助工时 Tm=7.35*0.15=1.10s同理钻13孔切削参数N=545r/min Vc=22.25m/min f=9 基本工时T=3.54s 辅助工时T=0.53s以上截取部分计算过程：（1） 粗铣后杠盖两端面（2） 半精铣后杠盖右端面（3） 钻7、13孔结论通过一周的课程设计，使我的知识水平和能力又得到了更进一步的提高，自从题目布置以后，我便在老师的指导下开始进行初步的计算和设计，首先开始设计和计算工序尺寸和机械加工余量，进行零件毛坯图的绘制，通过几天的绘制工作，不仅锻炼了我的绘图能力，而且也也大大提高了我绘图和分析的效率和速度，为我以后更好地走上工作岗位打下了良好的基础。 零件毛坯图绘制完后，我们便开始了紧张而有序设计说明书编写工作和机械工艺过程卡和工序卡的填写。一周的课程设计转眼间就结束了，我虽然有点辛苦