机械制造工艺学课程设计-设计“导向套”零件的机械加工工艺规程（大批生产）.doc

机械制造工艺学课程设计说明书题目：设计“导向套”零件的机械加工工艺规程（大批生产） 院、系别 物 理 与 机 电 工 程 学 院 班 级 2009级机械设计制造及其自动化（2）班姓 名 学 号 指导老师 三 明 学 院 20xx 年 xx 月 xx日目 录机械制造工艺学课程设计任务书. 序 言.11 零件分析.2 1.1零件的生产类型及生产纲领.21.2 零件的作用 .21.3 零件的工艺分析.22 铸造工艺方案设计.32.1确定毛坯的成形方法.32.2确定铸造工艺方案.32.3确定工艺参数.33 机械加工工艺规程设计4 3.1基面的选择.4 3.2确定机械加工余量及工序尺寸.63.3确定切削用量及基本工时.84 夹具选用.185 总结.19 参考文献.20I机械制造工艺学课程设计任务书设计题目： 设计“导向套”零件的机械加工工艺规程（大批生产）设计要求： 1.未注明铸造圆角R1.5X45 2.去毛刺锐边3.材料QT600-3设计内容： 1.熟悉零件图 2.绘制零件图（1张） 3.绘制毛坯图（1张） 4.编写工艺过程综合卡片(1张)5.工序卡片（6张） 6.课程设计说明书（1份） 2012年 5月28日 序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了机械制造技术基础和机械制造工艺学等课程之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。就我个人而言，课程设计是对我们学习和知识的融汇、运用和贯通，是迅速提高我们实践经验的一条重要途径。在实践中教导我们发现问题，以及怎样分析问题并最终解决问题。让我们的综合能力有所提高，扎实巩固专业基础知识。课程设计是对学生进行工程师基本训练的重要环节。通过课程设计我们能巩固，熟悉并综合运用所学知识；培养理论联系实际的学风；掌握零件机械加工工艺规程编制，专用工艺装备基本技能；学会查阅，运用各种技术资料，手册。初步掌握对专业范围的生产技术问题进行分析综合研究的能力；使我受到比较全面的训练本设计的内容是制订导向套加工工艺规程。通过分析导向套从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。针对导向套零件的主要技术要求，选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。1 零件分析1.1 零件的生产类型及生产纲领生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。在本次课程设计题目中，已知该零件的生产类型为大批生产。由于导向套轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，该零件的年生产纲领大于5000(件/年)。1.2 零件的作用本次课程设计题目给定的零件是导向套，导向套的作用，是机床进给机构的零件，具有确保加工工件位置准确度的作用。 1.3 零件的工艺分析由零件图可知，其材料为QT600-3，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知，导向套有两组加工面有位置准确度要求。该零件的主要加工面可分为两组：1.以外圆为基准的加工面，这组加工面包括，外圆自身和端面，内圆。2.一个是以内圆为基准的加工面，这个主要是外圆的加工和各个孔槽的钻削。 有以上的分析可知，可以先加工外圆表面，然后借助外圆面加工其他表面。这样子对于后续的加工，其精度要求更加容易得到保证。2 铸造工艺方案设计2.1 确定毛坯的成形方法导向套零件材料为QT600-3，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。2.2 确定铸造工艺方案2.2.1铸造方法的选择根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用QT600-3为材料，铸件的表面精度要求不很高，并且为大批量生产，（参考机械工程师手册第三篇第2节）选用砂型铸造。2.2.2造型的选择因铸件制造批量为大批生产（参考机械工程师手册第三篇第2节），故选用砂型机器造型。2.2.3 分型面的选择选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响，本零件选择最大的截面作为分型面。这样有利于铸件的取出。2.3 确定铸造工艺参数2.3.1加工余量的确定按机械砂型铸造，查机械制造工艺设计简明手册表2.2-5，查得铸件尺寸公差等级为810，加工余量等级为G，按10公差等级制造，则单侧加工余量为2.5mm，双侧加工余量为2mm，则可推出毛坯总尺寸。2.3.2拔模斜度的确定零件总体长度小于200mm（包括加工余量值在内），采用分模造型后铸件的厚度很小，靠松动模样完全可以起模，故可以不考虑拔模斜度。2.3.3收缩率的确定通常，QT600-3的收缩率为1.3%2% ，在本设计中铸件取2% 的收缩率2.3.4不铸孔的确定为简化铸件外形，减少型芯数量，直径小于25mm的孔均不铸出，而采用机械加工形成。2.3.5铸造圆角的确定为防止产生铸造应力集中，铸件各表面相交处和尖角处，以R =2mm4mm圆滑过渡。3 机械加工工艺规程设计3.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。3.1.1 粗基准的选择 对导向套这样的回转体零件来说，选择好粗基准是至关重要的。对回转体零件我们通常以外圆作为粗基准。3.1.2 精基准的选择 精基准的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用孔作为精基准。3.1.3 制订工艺路线生产为大批量生产，故采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。同时还可降低生产成本。工艺路线方案一：工序I：铸造；工序II：热处理；工序III：车端面A、B；工序IV：车内孔E；工序V：车外圆C、D工序VI: 半精车外圆D工序VII：精车内孔E工序VIII：钻4x10孔；工序IX：钻4x6孔工序X：车倒角工序XI：拉削槽R1.5工序XII：镗孔槽工序XIII：去毛刺；工序XIV：终检；工序XV：入库。工艺路线方案二： 图1-1 导向套工序I：铸造； 工序II：热处理；工序III：车端面A、B工序IV：车外圆C、D车内孔E工序V：半精车端面A,B，半精车外圆D，并倒角工序VI:半精车内孔E，精车内孔E并倒角工序VII：钻4x10孔,钻孔46，并倒角工序VIII：拉削槽R1.5工序IX：镗孔槽工序X：去毛刺；工序XI：终检；工序XII：入库。 3.1.4 工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一将每个工序细分，分别进行加工。方案二将部分工序集中起来，这样有利提高效率，定位精度也比较高，使用于大批量生产。经比较，从生产条件出发及生产效率方面考虑，选择工艺路线方案二。3.2 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下：根据端面的精度要求，查机械加工工艺师手册表4-12得，可用粗车达到要求精度，端面参照实用机械加工工艺手册，确定工序尺寸，表3.9用查表法确定各加工表面的总量表3-1各加工表面的总量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明105的端面75H3.0顶面降一级，单侧加工105的外圆柱端面105G2.5整体加工（取下行值）10的孔10H3.0孔降一级，双侧加工70的端面70G2.5双侧加工（取下行值）槽R1.5G0加工（取下行值60的孔60H3.0孔降一级，双侧加工表3.2 铸件主要尺寸的公差如下表：主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT圆柱的两端面长754 7912.5内孔面6035712.5小圆柱面7057512.5孔内表面104612.5大外圆柱面105511012.5面的加工（所有面） 根据加工长度的为75mm，毛坯的余量为4mm，粗加工的量为2mm。根据机械工艺手册表2.3-21加工的长度的为75、加工的宽度为105，经粗加工后的加工余量为1.5mm。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 孔的加工 1). 60mm. 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：30mm 2z=25mm 钻孔：55mm. 2z=4.5mm 镗孔: 59.5mm 2z=0.25mm 扩孔：59.75mm 2z=0.18mm 粗铰：59.93mm 2z=0.07mm 精铰：60H9 2). 10mm. 毛坯为实心，冲孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：9.8mm. 2z=0.2mm 精铰：10 3).钻6mm孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：5.8mm 2z=0.2mm 精铰：6H73.3 确定切削用量及基本工时3.3.1车端面A、B（1） 选择刀具和机床车削深度，因为本工序为车105mm，75mm的端面。已知工件材料为QT600-3，因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择a=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度，选硬质合金车刀 （2） 选择切削用量 车削深度，选择a=1.0mm 机床功率为7.5kw。查，切削手册f=0.140.24mm/z。粗车选f=0.20mm/z，半精车选较小量f=0.14mm/z。 查后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min 计算切削速度按切削手册，查的Vc=98mm/s,n=439r/min,Vl=490mm/s.据CA6140卧式车床 车床参数选择nc=475r/min，Vfc=475mm/s，则实际切削速度 实际进给量为。 机床校验功率 查切削手册Pcc=1.1kw，而机床所能提供功率PcmPcc。故校验合格最终确定ap=1.0mm，nc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z. 计算工时Tm=L/Vf=110/2x475=0.116min Tm=L/Vf=78/2x475=0.082min 3.3.2车外圆C、D 选硬质合金刀 1）车削深度，因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择a=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为7.5kw。查，切削手册f=0.140.24mm/z。粗车f=0.20mm/z，半精车选f=0.18mm/z，精车选较小量f=0.14mm/z。 3）查后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min，查切削手册表3.8，寿命T=180min 4）计算切削速度按切削手册，查的Vc=98mm/s,n=439r/min,Vl=490mm/s.据CA6140卧式车床 车床参数选择nc=475r/min，Vfc=475mm/s，则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min，实际进给量为=0.16mm/z 机床校验功率 查切削手册Pcc=1.1kw，而机床所能提供功率PcmPcc。故校验合格最终确定=1.0mm，=475mm/s,=119.3m/min,=0.16mm/z.6)计算工时=L/=10/475=0.021min。=L/=65/475=0.137min。 半精车D工时 =L/=65/475=0.137min 半精车车端面A、B和外圆D 选硬质合金刀 1）车削深度，因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择a=0.14mm，两次次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为7.5kw。查，切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14mm/z。 3）查后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min查切削手册表3.8，寿命T=180min 4）计算切削速度按切削手册，查的Vc=98mm/s,n=439r/min,Vl=490mm/s.据CA6140卧式车床 车床参数选择nc=475r/min，Vfc=475mm/s，则实际切削速度Vc3.14*80*475/1000=119.3m/min，实际进给量为 fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z。 机床校验功率 查切削手册Pcc=1.1kw，而机床所能提供功率PcmPcc。故校验合格，最终确定ap=1.0mm，nc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z. 5)计算工时 A、B端面 Tm=L/Vf=52.5+35/475=0.184min 外圆CTm=L/Vf=65/475=0.143min 车削完成并倒角3.3.3车内孔E切削用量本工序车孔60、孔口倒角，加工条件为：工件材料为ZQSN6-6-3,选用CA6140车床。刀具选择，后角o120，45度车刀。 1）车孔切削用量 查切削手册 所以，按钻头强度选择 按机床强度选择，最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 2）车刀磨钝标准及寿命： 后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm，寿命。切削速度，查切削手册： 修正系数 故 查切削手册机床实际转速为 故实际的切削速度 3）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。查切削手册机床实际转速为 实际的切削速度 4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。5）计算工时：tm=76.6/316=0.2689min 3.2.4精车内孔E 选硬质合金刀 1）车削深度，因为尺圆弧面车时精度要求不高，所以选择a=0.14mm，两次次走刀即可完成所需长度。 2）机床功率为7.5kw。查，切削手册f=0.140.24mm/z。选较小量f=0.14mm/z。 3）查后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min查切削手册表3.8，寿命T=180min 4）计算切削速度按切削手册，查的Vc=98mm/s,n=439r/min,Vl=490mm/s.据CA6140卧式车床 车床参数选择nc=475r/min，Vfc=475mm/s，则实际切削速度Vc=119.3m/min 实际进给量 fzc=Vfc/ncz=475/（300*10）=0.16mm/z机床校验功率 查切削手册Pcc=1.1kw，而机床所能提供功率PcmPcc。故校验合格最终确定ap=1.0mm，nc=475mm/s,Vc=119.3m/min,fz=0.16mm/z. 5)计算工时Tm=75/475=0.157min3.2.5钻孔 机床：Z525式立式钻床 刀具：根据机械制造工艺设计简明手册表4.2-14选取高速钢麻花钻1.切削用量 本工序为钻、半精铰，精铰6mm的孔。铰刀选用5.85的标准高速钢铰刀， 1）确定进给量f 根据参考文献表4.2-15查出f表=0.10.81.按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.36。 2）确定切削速度v和转速n 根据切削用量简明手册表2.24取,切削速度的修正系数可按切削用量简明手册表2.31查出，kmv=1。切削速度的修正系数为：，故：=(m/min) m/min根据Z525立式钻床说明书选取：n=195r/min，所以， 3）确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表2.12，当= 5.85mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.6mm，故刀具磨钝寿命T = 35min。因此，所选择的切削用量： f =0.36mm/r，=212r/min，= 5.51m/min。4）计算基本工时min 根据以上计算确定切削用量如下： 半精铰：d0=5.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min 精铰：d0=5.95mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min 5）半精铰基本工时：l=1.75-2.75 n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm, T= 0.126精铰基本工时：l=2.77-3.77取l1=3.5mm, l2=3mm.T= 0.185s Vc =Vc=56.52m/min f=0.16mm/z 6）钻头磨钝标准及寿命： 后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm，寿命。切削速度，查切削手册： 修正系数 故 查切削手册机床实际转速为 故实际的切削速度 7）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。8）计算工时： 3.2.5工序7切削用量及基本时间的确定10的孔（1）选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册表3.16，选择9.8mm硬质合金锥柄麻花钻，机床选择Z525立式钻床。（2） 选择切削用量进给量f根据切削用量简明手册表2.7，取f = 0.47 mm/r 0.57mm/r，查阅机械制造工艺设计简明手册表4.2-16，故取f = 0.43mm/r。根据切削用量简明手册表2.19，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.51mm/r，25mm时，轴向力= 4270N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 4270N。根据立式钻床Z525说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N，由于，故 f = 0.43mm/r可用。切削速度根据切削用量简明手册表2.15，根据f = 0.43mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故：=(m/min) 根据立式钻床Z525说明书，可以考虑选择选取：，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以， 确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 9.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为1.2mm，故刀具磨钝寿命T =75min。检验机床扭矩及功率根据切削用量简明手册表2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即：f = 0.43mm/r，=195r/min，= 6m/min。计算基本工时3.3.5 铰孔10：（1） 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册表3.117，选择10高速钢锥柄机用铰刀，机床选择Z525立式钻床。（2） 选择切削用量进给量f查阅切削用量简明手册表2.11及表2.24，并根据机床说明书取。根据表4.216，得。切削速度根据切削用量简明手册表2.24，取。根据切削用量简明手册表2.31，切削速度的修正系数为：，故=6 (m/min) 根据Z525立式钻床说明书选取：， 确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表2.12，当= 10mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.9mm，故刀具磨钝寿命T =75min。因此，所选择的切削用量：f =1.22mm/r，= r/min，=6.13m/min。计算基本工时 (3)倒角倒1X45，绞孔完成后，接着倒角即可。3.3.6拉削槽R1.5 查阅实用机械加工工艺手册表13.11，选择下拉式内拉床 查阅机械加工工艺手册32-132-5选择速度，进给量f=0.05mm，切削力F=83N机床功率p=5.2kw 拉削使用时3.3.7镗孔槽3.38