机械制造课程设计.doc

序言机械制造工艺学课程设计使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总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这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。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导。 一、零件的工艺分析及生产类型的确定1.零件的作用题目所给的零件是ZW-6/7型空气压缩机的填料箱盖（见附A3图纸）主要作用是保证与填料箱体联接后保证密封性，使箱体在工作时不致让油液渗漏。同时对内表面的加工精度要求比较高，对配合面的表面粗糙度要求也较高。2.零件的工艺分析通过对该零件图的绘制，知原图的完整尺寸、公差及技术要求等。由于该零件为套类零件，其主要加工表面有孔、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两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：由零件图可知，65H5和60H5的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为三组深20孔深24及4-M10-6H。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外两组。3.零件的生产类型 依设计题目知：Q=2000台/年，n=1件/台，每日1班：结合生产实际，备品率a和废品率阝分别取为10%和1%。代入公式得该零件的生产纲领： N=2000*1*（1+10%）*（1+1%）=2222件/年零件为填料箱的盖，质量约为5KG查表2-1可知其属于轻型零件，生产类型为中批生产。二选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1.选择毛坯零件材料为HT200。考虑在运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。由于零件年产量为2222件，生产类型为中批生产，而车尺寸不大，可采用机器造型铸造毛坯。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。2.确定机械加工余量1、铸件材料为HT200，机械加工余量按JB3835-85确定，有机械制造工艺设计简明手册可查得外圆表面及轴向加工余量，孔的加工余量由表2.3-10查得为单边余量。 外径方向双边余量2.0mm，轴向方向为2.5mm，孔的加工余量4mm（双边）3、确定毛坯尺寸：上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6um, Ra1.6um的表面,余量要适当增大. 分析本零件,除60内孔深78的右端面要求研磨为R0.4以外,其余各加工表面为R=1.6,因此,这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可.60内孔右端面的加工精度要求达到R0.4,参考磨孔余量(表5-39)研磨端面的单边余量为0.4MM. 综上所述,确定毛坯尺寸见下表:由机械制造技术基础课程设计指南表5-1可知，查得该铸件的尺寸公差等级CT为812级，取CT=10级。再由其CT等级查表5-3和5-4,查得其CT值和RMA值,再根据其加工方式判断其单侧还是双侧加工,代入公式,得出毛坯的实际尺寸:R=F+RMA+CT/2 单侧加工R=F+2RMA+CT/2 双侧外圆加工R=F-2RMA-CT/2 双侧内圆加工查表5-3和5-4确定各加工表面的总余量4.确定毛坯的尺寸公差 5.设计毛坯图 毛坯的圆角半径: 外圆角半径r=5 内圆角半径R=3毛坯的详细尺寸见A4图纸。 三选择加工方法，制定工艺路线基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（三）制定工艺路线按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则，布置工艺路线如下：工艺路线方案:工序：以155mm外圆及端面定位，粗车小端端面，粗车65mm外圆及台阶端面，错镗孔37mm和47mm工序：以粗车后的65mm外圆及端面定位，粗车大端面、粗车155mm外圆面、粗车左端台阶面、粗车环槽、粗车75mm、80mm外圆面。粗镗60H8、倒角145.工序：以粗车后的155mm外圆及端面定位半精车65mm外圆及台阶面。工序：以65mm外圆定位，半精车155mm、75mm、80mm环槽，半精镗60内孔。工序：以155mm外圆及端面定位，精车65mm外圆。工序VI：以65mm外圆及端面定位，精镗60内孔、研磨内端面、倒角。工序VII：钻床钻6-13.5小孔、钻M10螺纹孔。工序Viii：丝锥攻丝。工序XI：终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定毛坯图如下：（五）选择加工设备与工艺装备1、选择机床工序I 、 II 、 III、VI是粗车和半精车。选用卧式车床就能满足要求。本零件尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的C620-1型卧式车床即可。工序V、VI是精车和精细车还有精镗。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小选用精密的车床能满足要求。故选用C616A型车床。工序VII钻孔。可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，可选用Z3025型摇臂钻床。2、选择夹具本零件除钻削加工需设计专用夹具，其他工序使用通用家具即可，车床上用三爪自定心卡盘。3、选择刀具在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用YG型硬质合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工和精细加工用YG10，切槽宜用高速钢。钻孔用麻花钻，攻螺纹用丝锥。4、确定工序尺如下表：加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗半精精粗半精精粗半精精外圆2155+0.166.3210.2566.5-0.3065.5+0.0665+0.0136.33.21.6437+0.0396.3447+0.0396.3275+0.0466.3280+0.0466.321164+0.3062+0.0.1560+0.0466.33.21.67.5417.5+1.306.31372137+0.306.378278+0.306.31.60.4五确立切削用量及基本工时 切削用量包括背吃刀两AP、进给量F和切削速度V，确定顺序是先确定AP、F，再确定V。1.工序切削用量及基本时间的确定（1）切削用量 本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。已知加工材料为HT200，铸件。机床为C620-1型卧式车床，工件装夹在三爪自定心卡盘。确定65mm外圆的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀，根据表5-112，由于C620-1机床的中心高为200mm（表5-55），故选用刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm，根据表5-113，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角o=12，后角o6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=10、刃倾角s=0、刀尖圆弧半径=0.8mm。A.确定切削深度ap 粗车双边余量仅为2mm,可一次走刀完成，故B确定进给量f 根据表5-114，在粗车灰铸铁、刀杆尺寸为16 mm25 mm、ap3 mm、工件直径为100 mm 400 mm时，f=0.6-1.2 mm/r按C620-1机床的进给量（表5-57），选择f=0.65 mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据表5-55，C620-1机床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据表5-124，当灰铸铁170212HBS，ap2 mm，f0.75 mm/r，Kr=45，v=65m/min(预计)时，进给力Ff=950N.Ff的修正系数为，（表2-12），故实际进给力为Ff=9501.17=1111.5N,由于切削时的进给力小于机床进给允许的进给力，所选的f=0.65 mm/r可用。C选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。D确定切削速度v 根据表5-121，当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁时，ap1.8 mm，f0.75 mm/r时，切削速度v=71m/min。切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min按C620-1机床的转速（表5-56），选择n=90r/min=1.5r/s，则实际切削速度v=44.4m/min。E最后确定切削用量为：，f=0.65 mm/r，n=90r/min=1.5r/s，v=44.4m/min确定车端面及台阶面的ap=1.25mm，f=0.52 mm，主轴转速与车65mm外圆相同。确定粗镗37mm和47mm孔的切削用量 所选刀具为YG6硬质合金、直径为20 mm的圆形镗刀。A确定切削深度ap47mm: ap=（47-43）/2=2mm 32mm: ap=（32-28）/2=2mmB确定进给量f根据表5-115，当粗镗灰铸铁时、镗刀直径为20mm,镗刀伸出长度为100 mm时按C620-1机床的进给量，选择f=0.20 mm/r。C确定切削速度v按表2-8的计算公式式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.90.80.65=0.468,则 对32mm内孔： 对47mm内孔：（2）基本时间确定粗车外圆65mm的基本时间 根据表2-21车外圆基本时间为式中 l=17mm, kr=90,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,n=1.5r/s,i=1,则确定粗车端面的基本时间式中 d=65mm,d1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1则 确定粗镗32mm、47mm孔的基本时间 选镗刀的主偏角xr=45,则l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,对32mm孔n=5.48r/s,对47mm孔n=6.98r/s,i=1对32mm孔2.工序II切削用量及基本时间的确定：车端面、车台阶、车环槽、车外圆、镗孔、倒角。（1）. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HBS=200-217,铸造。加工要求：粗车端面保证尺寸、车台阶保证17和32、车环槽保证尺寸、粗车外圆保证尺寸、粗车外圆保证和。机床与刀具与工序相同（2）. 切削用量的选择与计算方法与工序基本相同，里表表示如下：主轴转速F/mia切削速度m/min进给量mm/r切削深度mm进给次数工步工时12035.40.651.2512212035.40.651112045.60.651.31184800.221303.工序三 切削用量及基本时间的确定：（1）切削用量。本工序为半精车外圆，保证尺寸，已知条件与粗加工工序相同。确定半精车外圆的的切削用量。所选用的刀具为YG8硬质合金刀，车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度为：BH=16mm25mm，刀片厚度为4.5mm根据表5-113，选择车刀几何形状为卷槽带倒棱型前刀面，前角o=12，后角o6、主偏角Kr=90、,副偏角Kr=10、刃倾角s=0、刀尖圆弧半径=0.5mm。A确定切削深度ap0.75mm。B确定进给量f根据表5-116及C620-1车床的进给量（表5-57），选择f=0. mm/r。由于是半精加工，切削力小，故不需要校核机床进给机构强度。C.选择车刀磨钝标准及耐用度 根据表5-119，车刀后刀面最大磨损量取为0.4mm，可转位车刀耐用度T=30min。D.确定切削速度v 根据表5-121，当用YG8硬质合金车刀加工灰铸铁时，ap0.8mm f0.56mm/r时，切削速度v=128m/min。切削速度的修正系数为KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12,KMV=0.85,故V=710.81.00.731.120.850.85=33.55m/min按C620-1机床的转速选择n=380r/min=6.3r/s则实际切削速度v=141.6m/min。最后确定切削用量为：ap=0.75mm， f=0.3mm/r， n=380r/min=6.33r/min, v=141.6m/min确定半精车外圆65mm的基本时间 根据表2-24车外圆基本时间为式中 l=17mm, kr=90,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,n=1.5r/s,i=1,则工序IV工序VI的切削用量及基本时间的确定列下表所示工序主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时工步760283.20.11134.5工步760183.20.11120工步14004760.050.5130工步140044.40.030.5140工序：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=477.7r/min采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见工艺手册表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查机床说明书，刚好有故直接选用该值。倒角1x45采用90锪钻2.5.8 工序：磨60孔底面选择磨床：选用MD1158（内圆磨床）选择砂轮：见工艺手册第三章中磨料选择各表，结果为A36KV6P 20x6x8mm切削用量的选择：砂轮转速 ，m/s轴向进给量 径向进给量 2.5.9工序： 镗60mm孔底沟槽内孔车刀 保证t=0.5mm，d=2mm2.5.10 工序： 研磨60mm孔底面采用手工研具进行手工研磨：Z=0.01mm7.工序VII的切削用量及基本时间的确定：本工序为钻孔，Z3025摇臂钻床，专用夹具，刀具采用麻花钻头，直径d=13.5mm,钻6个通孔，使用切削液。确定进给量f 由于孔径和深度均较小，宜采用手动进给。确定钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm,耐用度T=30min确定切削速度v 由表5-132，HBS=200-217及表5-127确定切削用量f=0.13mm/r,由表5-131，可查得v=26m/min,n=613r/min,基本时间的确定 钻6个的通孔时间约为90s。钻613.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24（1） 钻6-13.5f=0.35