机械加长柱管加工工艺设计(小批量)全套图纸.doc

I 目录目录 摘要摘要 .IIII ABSTRACTABSTRACT .IIIIII 前前 言言 .1 1 第一章第一章 零件的分析零件的分析 .2 2 1.11.1 零件的作用零件的作用.3 3 1 1.2.2 零件的工艺分析零件的工艺分析.4 4 第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计 .1 10 0 2.12.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式.1 16 6 2.2.2 2 定位基准的选择定位基准的选择.1 16 6 2.32.3 制定工艺路线制定工艺路线.1 17 7 2.42.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.1 18 8 2.52.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时.1 19 9 设计小结设计小结 .2 20 0 参考文献参考文献 .2 22 2 致致 谢谢 .2 23 3 II 摘要摘要 本次设计内容涉及了机械加长柱管的机械制造工艺、金属切削机床、公差配合与 测量等多方面的知识。 本论文完成了对机械加长柱管零件的工艺规程设计，其中包括了零件加工的工艺 设计、工序设计二部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，通过零件分析可以了 解零件的基本情况，而工艺分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根据零件图提 出的加工要求，确定毛坯的制造形式和尺寸的确定。 然后进行基准面的选择，确定加工过程中的粗基准和精基准。根据选好的基准， 制订工艺路线，以使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保 证。 最后，根据已经选定的工序路线，确定每一步的切削用量及基本工时，并在以后 设计中注意改进。 关键词：机械加长柱管；工艺规程；工艺路线； 全套图纸加 153893706 III Abstract The design is about the special-purpose clamping apparatus of the machining technology process and some working procedures of the gearbox parts. The main machining surface of thegearbox parts is the plane and a series of hole. Generally speaking, to guarantee the workingaccuracy of the plane is easier than to guarantee the holes. So the design follows the principle ofplane first and hole second. And in order to guarantee the working accuracy of the series of hole, the machining of the hole and the plane is clearly divided into rough machining stage and finishmachining stage. The supporting hole of the input bearing and output bearing is as the roughdatum. And the top area and two technological holes are as the finish datum. The main process ofmachining technology is that first, the series of supporting hole fix and machine the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole fix and machine technological hole. Inthe follow-up working procedure, all working procedures except several special ones fix andmachine other series of hole and plane by using the top plane and echnological hole. Themachining way of the series of supporting hole is to bore hole by coordinate. The combinationmachine tool and special-purpose clamping apparatus are used in the whole machining process.The clamping way is to clamp by pneumatic and is very helpful. The instruction does not have tolock by itself. So the product efficiency is high. It is applicable for mass working and machiningin assembly line. It can meet the design requirements. IV Key words gearbox machining technology special-purpose clamping apparatus 前前 言言 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正 向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机 械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具 有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零 件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动 了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。 传统的机械加工手段做为基础，研究其批量的加工生产、工艺的编制及材料的选 择等问题，具有一定的经济价值及技术意义。 工艺夹具：工具是人类文明进步的标志。自 20 世纪末期以来，现代制造技术与机 械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具在不断的革新中，其功能仍然十分显著。 机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传 统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备， 。 工艺在其发展大致经历了三个阶段：第一阶段，夹具在工件加工、制造的各工序 中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内燃机，汽 车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工质量的优越性， 各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床工件工艺装备工 艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主 要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率，自动化夹具在高效，高精度及 适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术，数控技术的发展，现代夹具的自 V 动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一体，使得中，小批量生产的生产效率 逐步趋近于专业化的大批量生产的水平。这是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹 具的主要特点是高精度，高适应性。可以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将 是逐步提高智能化水平。 一项优秀的工艺设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量 得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的工件，几乎各道工序 都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具 的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的 50%80%。生产设计阶段，对夹 具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于对机床设备及各类工艺参数的慎重选 择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具的正确使用，维护和调整，对产品生产的 优劣起着举足轻重的作用。 - 1 - 第一章第一章 零件的分析零件的分析 1.1 零件的作用零件的作用 这次课程设计我选择的题目是机械加长柱管加工工艺的设计（见工件图纸） ，其主 要的作用是用来装夹其它配件的基体，传递运动以及动力，固定里面的零件的结构， 从而达到所需要的功能以及作用。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 1 以车削右端成型为加工的表面 这一组加工的表面包含：车削 185 外圆及端面，钻削加工 227 的孔， 2以 157 孔为中心的加工的表面 这一组加工的表面包含：车 157 孔。 从以上的分析可以知道，相对于这几组加工得表面来说，可以先加工出其中的一 组表面，然后使用专用的夹具来加工另一组的表面，并且确保他们之间的位置的精度 的要求。 第二章第二章 工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 机械加长柱管的零件的材料是 27NiMn，分析机械加长柱管零件起到传递运动以及 动力的作用，所以零件在工作的过程当中要经常的承受交变载荷，要求工作有足够的 强度和抗疲劳度，因此应该选择铸件毛胚，确保工件工作的可靠，因为零件年产量不 是太大，并且零件的轮廓尺寸也不是太小，所以可以选择铸造成型加工的方法，这从 提高零件的生产效率，确保零件加工的精度上来考虑，也是比较好的。 2.2 定位基准的选择定位基准的选择 选取定位的基准 基面的选取是工艺规程设计当中的重要得工作之一。基面选取得正确并且合理 可以使加工得零件质量得到合理的保证，生产的效率得到了提高。否则的话，零件加 工工艺的过程档中就会问题百出，有的还会造成功件的大批量的报废，使生产不能正 常的进行下去。 （1）粗加工基准的选择。对于本机械加长柱管零件来说，尽量的选取不加工得表 面来作为为粗加工基准。当对于有许多个不加工得表面的工件来说，则应该以与零件 加工的表面要求相对位置的精度比较高的不加工的表面来作粗加工基准。按照这个基 准的选取得原则，选取外圆以及侧表面来作为粗加工基准。 （2）精加工基准的选取。主要应该分析基准重合的问题。以通过加工的 157 孔 来作为精加工基准。此外当设计的基准和工序的基准不相重合时，应该进行尺寸得换 算。 2.3 制定工艺路线制定工艺路线 制定机械加工工艺路线的出发点,应该是使零件的几何的形状与尺寸的精度以及位 置的精度等技术的要求能够得到正确的确保。此机械加长柱管零件根据分析零件图选 择通用性的机床配以专用的夹具，并且尽可能使工序集中起来来提高劳动的生产效率， 除了这些，还应该分析工厂的环境和实际的条件，以方便制定出更好并且更正确的加 工的路线。下面是经过各种分析考虑设计出来的机械加工工艺的路线。 工艺路线方案一 工序 号 工艺内容 1铸造成型 2时效处理 3镗 157 孔 4钻 227 孔 5车 183 锥面 6车 185 外圆 7去除锐边毛剌 8检验 工艺路线方案二 工序 号 工艺内容 1铸造成型 2时效处理 3钻 227 孔 4车 185 外圆 5车 183 锥面 6镗 157 孔 7去除锐边毛剌 8检验 上面两个工艺方案的不同点是：工艺方案一是加工工序比较的混乱，对加工零件 的质量影响比较大；当工艺方案二则与这个相反，首先加工外圆，然后再以外圆为加 工基准加工其它的中孔，两个工艺相比较可以知道，首先加工外圆再以外圆为定位的 基准面加工孔的 结构，这时的位置的精度比较容易确保，并且定位以及装夹相对来说 比较的方便。在方案二当中，装夹简单而且方便，精度得比较高，所以确定选择工艺 方案二，具体的工艺过程见附表： 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 机械加长柱管的工件的材料是 27NiMn，生产的类型是小批量的生产方式，选取金 属型方法得铸造的毛坯。 按照上面原始的资料以及加工的工艺，分别确定各个加工表面的机械加工的余量 以及工序的尺寸与毛坯的尺寸绘制毛胚图： 2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序： 钻 227 孔 机床选择 Z525 钻床 刀具的选择根据参考资料4附表 15-179，选取高速钢直柄的麻花钻头，钻孔至 10mm，因此。10dmm 进给量：根据参考资料5附表 2.7-39，选择f0.5/fmm r 切削加工的速度：根据参考资料5附表 2.4-45，选取 V0.45/Vm s 机床主轴的转动速度，得：n ， 10001000 0.45 60 405.6 / min 3.14 10 v nr d 根据参考资料5附表 3.1-39，选取475 /minnr 所以实际切削加工的速度 ：v 3.14 10 475 0.52/ 10001000 60 dn vm s 切削加工工时 被切削层的长度 ：l80lmm 刀具加工切入的长度： 1 l 1 21.2 (1 2)12015.96 22 r d lctgkctgmmmm 刀具加工切出的长度： 取 2 lmml41 2 mml3 2 走刀的次数是 1 机动的时间： 2j t 2 8063 0.37min 0.5 475 j L t fn 选取 Z525 钻床 扩 27mm 孔： 选取 11 高速钢锥柄机用扩钻头，根据参考资料（工艺附表 3.119） ，0.51.0/fmm r:0.10.15 p amm:48/min c Vm: 10001000 (48) 91182( / min) 27 c c V nr D : : 结合机床来选取根据参考资料（工艺附表 4216）140 /minnr 机 27 140 91182( / min) 10001000 c Dn Vr : 根据参考资料（工艺附表 4.516）0.81/fmm r 机 加工基本的工时： 12 2843 0.31(min) 140 0.81 lll t n f 机机 工序：车 185 外圆 车削端面 加工零件的材料是 27NiMn,铸件。 机床选用 CA6140 车床，刀具的材料是 YG6 1)被吃刀量：选取单边的余量， p a2Zmm 2)进给量 f：按照参考资料3附表 2.6-6，选取。0.8/fmm r 3)切削加工的速度： 按照参考资料3附表 2.5-24，切削加工的速度，1.20/ C Vm s 1.20 6072/min C Vm 4)机床主轴的转动的速度： 10001000 72 / min/ min 36 c s w v nrr d 254. 78 c v 切削速度 按照参考资料3附表 3.4-23 可以知道与相接近的转动的速度是/minr254. 78 ，所以实际的速度。 300 /r min 3.14 36 300 84.78/ min 10001000 w d n Vm 5)校验车床的功率：主的切削力 Fc 按照参考资料机械加工工艺手册附表 2.4- 23，可以得到 Fc=1.7kw 根据 CA6140 车床的说明书能够知道，CA6140 车床主电动机的功率是 75KW，当主轴的转动速度是时，主轴传递的功率是，所以机床的功 300 /r min7.5kW 率足够可以正常的工作 6)计算切削加工的工时：按照参考资料3附表 2.5-5，知道 被切削层 的长度：按照参考资料零件毛坯的尺寸可以知道l 67Lmm 加工刀具切入的长度： 1 l 1 /2 3Ltg 主偏角, 0 r k 1 2Lmm 加工刀具切出的长度：选用 2 l 2 0lmm 123 672 min0.14min 300 0.8 m w llll ti n f 粗车 185 外圆 机床选择 CA6140 车床，外圆车刀 1) 被吃刀量选择单边的余量， p a3Zmm 2) 进给量 f：按照参考资料3附表 2.4-5，选用。0.8/fmm r 3) 切削加工的速度： 按照参考资料3附表 2.4-23， 切削加工的速度是，1.14/ C Vm s1.14 6068.4/min C Vm 4) 机床主轴的转动速度： 10001000 68.4 / 185.5 c s w v nr sr s d 253. 3 按照参考资料3附表 3.1-26 能够知道和相接近的转动/minr253. 3 速 度是，所以实际的速度：300 /r min 。 3.14 185.5 300 81.01/ min 10001000 w d n Vm 5)校验机床的功率：主的切削力 Fc 按照参考资料3附表 2.2-20，能够查到 Fc=2.3kw 按照参考资料 CA6140 车床的说明书可以知道，CA6140 车床主电动机的功率是 ，当主轴的转动速度是时，主轴传递的功率是，所以机床的功75KW300 /r min7.5kW 率足够可以正常的工作。 6) 计算切削加工的工时：按照参考资料工艺手册附表 2.7-3，选取 被切削层的长度 ：根据参考资料工件毛坯的尺寸知道l124Lmm 加工刀具切入的长度： 1 l 1 /2 3Ltg c v 切削速度 主偏角,0 r k 1 2Lmm 加工刀具切出的长度：选用 2 l 2 0lmm 123 1242 min0.53min 300 0.8 m w llll ti n f 精车 185 外圆 机床选择 CA6140 车床 刀具选择外圆刀 YG6 1)被吃刀量：按照参考资料3附表 2.3-8，其余量的规定是，。 p a1 p amm 2)进给量 f：按照参考资料3附表 2.4-7，选择。0.8/fmm r 3)切削加工的速度： 按照参考资料2附表 1.29，切削加工速度的公式计算（寿命选取） 。60Tmin vv v cv xym p c vk T af 公式当中： 242,0.15,0.35,0.2 vvv cxym2 v k 见表1. 28，即 故：1.44,0.8,1.04,0.81,0.97 v msvkvkrvbv kkkkk 0.20.150.35 242 1.44 0.8 1.04 0.81 0.97/min92.10/min 6030.8 c vmm 4)机床主轴的转动速度： 10001000 92.10 / min/ min 185 c s w v nrr d 308. 75 c v 切削速度 按照参考资料3附表 3.1-24 可知和相接近的转动速度是，/minr308. 75405 /r min 所以实际的速度 。 3.14 185 405 120.81/ min 10001000 w d n Vm 5)校验机床的功率：主的切削力 Fc 按照参考资料2附表 1.28 所示的计算公式 FF CC CC xn CFpcF FC avk 公式当中：2795,1.0,0.75,0.15 CCCC FFFF Cxyn 0.75 600 0.94,0.89 650650 F P n b Mkr kk 故： 0.750.15 2795 3 0.8120.810.94 0.892890.83 C FNN 切削时所消耗得功率 PC 是: 44 1344.31 120.81 5.82 6 106 10 CC C F v PkWkW 按照参考资料机床的说明书能知，主电动机的功率是，当主轴的转75KW 动速度是时，主轴的传递的功率是，所以机床的功率足够可以正常的405 /r min7.5kW 工作。 6) 计算切削加工工时：按照参考资料3附表 2.5-6,得 被切削层的长度 ：根据零件毛坯的尺寸可以知道l123Lmm 加工刀具切入的长度： 1 l 1 /2 3Ltg 主偏角,0 r k 1 2Lmm 加工刀具切出的长度：选用 2 l 2 0lmm 本加工工序机动的时间： m t 123 1232 min0.62min 405 0.5 m w llll ti n f 工序：车 183 锥面 机床的选择 CA6140 车床 刀具的选择根据参考资料4附表 12-231，选取高速钢的车刀，规格是： ，齿数是 12 齿。160,40,32Dmm dmm Lmm 车削加工的深度： p a1 p amm 每齿的进给量：根据参考资料5附表 2.4-79，选择 f a0.2 0.3 f mm a z 。0.33.6 f mmmm a zr 车削加工的速度：根据参考资料4附表 14-97，得出V ，取15 200.25 0.33 min mm V s 0.3mV s 机床主轴的转动速度：n 10001000 0.3 60 35.83 /min 3.14 160 V nr D 根据参考资料5附表 3.1-78 选用37.5 /minnr 实际切削加工的速度 ： v 3.14 160 37.5 0.31/ 10001000 60 Dn vm s 进给量： f V3.6 12 37.5/6027/ ff Va Znmm s 机床工作台每分钟的进给量： m f27/1620/ min mf fVmm smm 被切削层的长度 ：根据工件毛坯的尺寸能知 l75lmm 刀具加工切入的长度： 1 l 1 0.5(1 2)lD 82mm 刀具加工切出的长度：选择 2 lmml2 2 走刀的次数是 1 机动的时间： 1j t 12 1 75822 0.1min 1620 j m lll t f 工序 镗 157 孔 粗镗 157 孔 机床选择 CA6140 车床 刀具选择硬质合金车刀 D 等于 50； =；L=13；d=16；Z=2075 按照参考资料 6 表可得到 =0.14 至 0.24 f a 根据机床选取 =0.2(mm/z) f a = s v 58. 014 . 0 23 . 0 19 . 0 13 . 0 42 . 0 37 . 0 0 60 508 ZaaaT kd pfe v =等于 33,等于 1,T 等于 10.8*s 等于 180(min) 0 d 2 dD v k 3 10 等于 1, 等于 0.2, 等于 10,Z 等于 20 e a f a p a = =9.68(m/min) s v 52 . 1 *75.10*7 . 1*74 . 0 *05 . 1 *86 . 8 31.1852 =93.4(r.min) s n 0 1000 d vs 按照机床来选择 等于 95(r/min) w n 实际加工的速度 V=9.84(m/min) 1000 wwn d 1000 953314 . 3 机床工作台的进给量 =Z=等于 380(mm/min) m f z f w n95202 . 0 按照机床的工作台选择 等于 375（mm/min） m f 零件加工的工时 =0.24(min) 1 m t m f lll 21 375 2290 机动工时 =2=0.48(min) m t 1 m t 精镗 157 孔 机床选择 CA6140 车床 刀具选择 YG6 车刀 D 等于 50； L 等于 50；d 等于 22；Z 等于 8 查按照参考资料 6 表可以得到 等于 0.14 至 0.24 f a 按照机床来选取 等于 0.2(mm/z) f a V= 58 . 0 14 . 0 23 . 0 19 . 0 13 . 0 42 . 0 37 . 0 0 60 508 ZaaaT kd pfe v 等于 2, 等于 0.2, 等于 35,Z 等于 8 e a f a p a 等于 50, 等于 1,T 等于s 等于 180(min) 0 d v k 3 108 .10 =9.23(m/min) s v 75.1034 . 1 27 . 2 74 . 0 09 . 1 86 . 8 14.2160 =58(r/min) s n 0 1000 d v 根据参考资料 6 表 3.273 知道主轴的转速 等于 60(r/min) w n 实际加工的速度 V=等于 9.42(m/min) 1000 wwn d 机床工作台的进给量 =等于等于 96(mm/min) m f wzZn f6082 . 0 按照机床来选择 等于 95(mm/min) m f 加工的工时 等于=等于 0.42(min) 1 m t m f lll 21 96 40 机动的工时 =2=0.84(min) m t 1 m t 工序 钳工 工序 检验 设计小结设计小结 设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计 使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进 行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我 们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD 等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。 经历了二周的探索与设计，终于要告一段落了。此次课程设计是在一边工作一边 做设计的情况下完成的，这样让我更加深刻的体会到了实际生产与理论知识的区别， 同时也让我把二者融入到了一起。 课程设计是完成教学计划达到专业培养目标的一个重要的教学环节；是教学计划 中综合性最强的实践性教学环节，它在培养和提高我们综合运用专业知识分析和解决 实际问题的能力，并进行工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重 要的意义。课程设计能使我们在以下几个方面有较大提高。 1通过阅读有关资料对当前先进的机械制造业的发展有进一步的了解。 2融汇、贯通几年里所学习的专业基础知识和专业理论知识。 3综合运用所学专业理论知识和技能提高独立分析问题和解决实际问题的能力。 此时回想过去工作之余在做设计的日子，体会很多，感慨也不少。我基本上按照 我初定的三阶段计划认真做我的课程设计的。设计过程也如我所料，遇到不少的问题。 在查阅资料学习阶段，我重新温习了我们以前所学过的知识，查阅了许多有关夹 具设计、机床的图书资料和工艺设计方面的书籍。经过这一阶段的学习，我对工艺具 有了大体的认识，这为接下来最主要的具体设计阶段打下坚实的基础。 具体设计阶段是最主要，最重要，最艰难的阶段。万事开头难，这一阶段的第一 个难点就是总体方案的确定。认真研究往届的