加工机械制造工艺学课程设计设计定位销零件的机械加工工艺规程及工艺装置

1、【关键字】加工机械制造工艺学课程设计设计定位销零件的机械加工工艺规程及工艺装置目录一.序言二.零件的分析（1） 零件的作用（2） 零件的工艺分析3 .机械加工工艺规程制订（1） 确定毛坯制造形式（2） 选择定位基准（三）选择加工方法（四）制定工艺路线（五）确定加工余量及毛坯尺寸（六）工序设计（七）确定切削用量和基本时间4 .专用夹具设计5 .课程设计心得体会一.序言机械制造工艺学课程设计是在我们学习了大学的技术基础课和大专部分专业课之后进 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链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的学习生活中占有十分重要的地位。我希望通过这次

2、课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问的能力，为 今后参加祖国的现代化建设做出一些贡献。由于能力有限，设计上有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。二.零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是定位销， 定位销的主要作用是用来固定零件之间的相对位置，起定位作用，也可以用于轴与毂的连接，定位销传递的载荷不大，还可以为安全装置中的过载尖端 元件。（二）零件的工艺分析定位销的加工要求表面光滑些好，硬度不用太高的，空的精度要求高一些，从5-5零件图上可以看出：该零件表面粗糙度要求较高，表面粗糙度最高的是6的圆柱表面，达到0.8Ra 。从图中的行为标注可以看出定位

3、销的底部锥度允许圆跳动范围为0.02, A基准。三.机械加工工艺规程制定（一）确定毛坯的制造形式由零件的工作状况及功能可知，销所起固定的作用，所以要求销有较高的的强度和抗冲击能力。该零件所选的材料为45号钢，模锻（二）选择定位基准定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线面。基准的选择是工艺 规程设计的重要工作之一。基面选择的正确，合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否 则，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。1粗基准的选择由5-5零件图可知，该定位销的定位基准为不规则的上表面，以上面凸台为粗加工基准，加工6的圆柱表面和圆柱下端角度 10的锥

4、度，以及3X0.5的外沟槽。2精基准的选择精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算，对于定位销而言可根据基准统一原则，采用 两面一孔”的方法加工。所以该零件的精加工基准为上表面与底面，即用两顶尖加工。（三）选择加工方法平面的加工方法有很多种，如：车、包IJ、铳、磨、拉等圆柱面的表面粗糙度达到 Ra0.8m ,经查表得经济精度IT6 - IT9 ,尺寸精度为16所以必 须选择车床进行，先由车床进行粗车 一一半精车+ 精车，再选择磨床，进行精磨，表1.4-6 机械制造工艺设计简明手册对于表面粗糙度为 Ra3.2wm的底面，加工方法应在车床上进行粗车一半精车

5、一精车。16圆柱下的角度为10的圆锥，圆跳动应选择精加工，精车 一磨。内孔的加工方法有钻、扩、链等，该零件图中的 。10H11内孔的加工方法应先钻，由于要求 大批量生产，所以应选择钻 一钱，查表得该孔的经济精度为IT11IT13 ,极限偏差为10.2。（四）、制定工艺路线工序1:夹住毛坯，伸出长度大于等于，光端面，打中心孔；2.粗车长度的锥度，粗车的外圆，粗车3X0.5外沟槽3:半精车底面，长度的锥度，半精车 。6的外圆，半精车精度1,6科的勺沟槽面4:精车底面及精度1,6科的勺沟槽面5 :上磨床，精磨长度为的锥度，磨 外圆6:精铳角度为10的对称斜面7;光另一端端面，取总长8:钻孔9:精钱。

6、10H11内孔10:粗铳距中心的平面、25斜面及R8.5的外圆面11:半精铳25 的斜面12:精铳25的斜面13:钳工去毛刺14:终检（五）、确定加工余量及毛坯尺寸5.1确定机械加工余量钢质模锻件的机械加工余量按 TB35-85确定，确定时根据锻件质量，加工精度及锻件形状复杂系数，由表2.2-25简明手册可查得除孔以外各内外表面的加工余量，表中余量值为单面余量。(1)锻件质量 根据零件成品重量0.09639 kg估算为0.15 kg(2)加工精度 零件除孔、梢以外的各表面为磨削加工精度 F2 (3)锻件形状复杂系数Sm 外廓包容体=12.2795 cm3X 7.85g/cm3 =96.39g=

7、0.09639 kgm 锻体=0.15 kg按表2.210,可定形状复杂系数为S,属简单级别(4)机械加工余量根据锻件重量F2, S?查表2.225简明手册，得直径方向为1.5 2mm,水平方向为1.01.5mm。即锻件各 外径的单面余量为1.72.2,各轴向尺寸白单面余量为1.01.5mm 5.2确定毛坯尺寸上面所查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ran 1.6区m,RaU?不能选用。必须IKU?,故应选分度值0.01mm的外径千分尺(U=0.004)测量范围025 (GB1216-85即可满足要求半精较。10 0.09的内孔，可用游标卡尺量，分度值为0.02,测量范围 0-150 (G

8、B1214-85)精较0 10H11孔，由于精度要求高，加工时每个工件都需要测量，故选用极限量规，按表5.2-1,根据孔径可选用直柄圆规塞规(GB6322-86)轴向尺寸所选量具工序尺寸及偏差(mm)量具1-30.3 0.152 0.3分度值0.02mm测量 氾围0150mmW标K 尺(GB1214-85410 0.1561 0.17-830 0.1磨100 02,的斜面，精度较高可选用I型测量范围0o320o的万能角度尺(GB6315-86) 二、确定工序尺寸确定工序尺寸一般的方法，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标准。 当无基准转换时，同一表 面多次加工的工

9、序尺寸只与工序的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面根据有关资 料已查出本零件各圆柱面的总加工余量(毛坯余量)，应将总加工余 量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及偏差、表面粗糙度如下表：圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度加工表面工1予双边余量(mm)工序尺寸及偏差(mm)表面粗糙度粗车半精车精车磨粗车半精车精车磨粗车车精车磨0 16外圆2 .60.90.30.217.40 161616Ra6.3Ra3.2Ra1.6

10、Ra0.8 10内孔0.20.04-9.80 9.9610-Ra6.3Ra3.2Ra1.6距中心18 mm 的表面1.30.218.218长度方向的工序加工余量、工序尺寸加工长度工序余量(mm)工序尺寸及偏差(mm)粗车半精车精车粗车半精车精车1110.8111110.811110.10.15251.8525251.852520.10.16160.8616160.861610.10.1(七)确定加工用量及基本时间工序2本工序为粗车（粗车端面、外圆及沟梢）。已知加工材料为45钢, 抗拉强度0 b=670MPa,模锻件，有外皮，机床为 CA6140卧式车床，（一）确定粗车外圆0 17.4的切削用量

11、，所选刀具为 YT5硬质合 金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分1.1 * ,由于CA6140机床的中心高为200mm （表1.31*）,故刀杆尺寸BX H=16mm X 25 mm o刀片厚度为4.5 mm,根据表1.3*,选择车刀几何形状为卷屑，带倒 棱型前刀面，前角丫。 二12o,后角口。=6o,主偏角冗r=90o,副偏角 k r=10o,刃倾角入s=0o,角尖圆弧半径尸0.8 mmo（二）（1）确定切削深度ap由于单边余量为1.3项，可在一次 走刀内完成（2）确定进给量f根据表1.4*，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm X25mm,ap 3mm,工件直径为2040mm时按CA614

12、0的机床的进给量（表4,2-9）选择确定进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验.根据表1,30*,CA6140机床进给机构允许的进给力（1）纵走刀Fmax 3530N （2）横走刀 Fmax 5100N根据表1.21*,当钢b=570670Mpaap 2mm, f 0.53mm/r,Kr=45 0,V=50m/min（预计）进给力 Ff =630NFf 的修正系数为 KroFf =1.0,K sFf=1.0,KkrFf =1.17（表 1.29-2）故实际进给力为Ff=630X 1.17N=737.1N由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的f =0.4mm/r ,

13、可用(3)选择车刀磨钝标准及耐用度根据1.9*车刀后刀面最大磨损量取1mm,可转位车刀的寿命一般为 T=30min(4)确定切削速度V 切削速度V可根据公式计算，也可直接由表中 查出，现采用查表法确定切削速度根据表1,10*,当用YT15硬质合金车刀加工b =630700 Mpa钢料, ap 2mm, f 0.53mm/r,切削速度 V=138m/min切削速度的修正系数为 3=1.0,人1=0.81,=0.8,。=0.65人心=1.0(见 表1.28)，故V c=Vtkv=138 X 0.81 乂 0.8X 0.65 m/min=58.12561000Vc 1000 X58.1256n= r

14、 / min =925r / minQ冗 X20根据CA6140机床说明书，选择nc=1120r/min这时实际切削速度Vc为?Dnc / X20 X1120 一/一 八一/ Vc= = m/min=70 m/min10001000校验机床功率切削时的功率可由表1.24查出，当b =580970Mpaap 2mm f 0.47 mm/r Vc 70 m/min 时，pc =1.7kw切削功率的修正系数 K krPc= KkrFc=0.89, KroPc= K/。=1.0(表 1.29-2) 故实际切削功率时的功率为 pc =1,7X0.89kw=1.5kw,根据CA6140车 床说明书，当nc

15、 =960r/min时，车床主轴允许功率PE =7.5kw,因pc PE, 故所选择的切削用量可在 CA6140车床上进行.最后决定 的车削 用量为ap =1.3mm, f 0.4mm/r , n=1120 r / min ,Vc=70m/min.（三）计算基本时间tm = :nf式中L= l y ,l=52,根据表1.26车削时的入切量及超切量y =3.5mm,贝U L=52+3.5 mm=55.5 mm,故55 5tm =lI2。x0 4 min=0.124min工序3,本工序为半精车外圆（1）选择刀具车刀形状，刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号选为YT15,车刀几何形状为（

16、表1.3） ,Kr=45 k,r=5r o=12 o o =8 0 o =3 丫 =1.0mm 丫 01=-10 b ri =0.3mm,卷屑梢尺寸为Bn=4mm Wn=3.5mm CBn=0.4mm（2）切削用量1）切削深度ap17.4 16.5 .ap =0.45mm2决定进给量f,半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制，根据表 1.6,当表面粗糙度为 Ra1.6H m, 丫 e=1.0mm,v=50100m/min（预计时）f =0.160.25mm/r根据CA6140车床说明书，选择f =0.22mm/r（3）选择车刀磨钝标准及耐用度根据1.9*车刀后刀面最大磨损量取0.4mm,可转

17、位车刀的寿命一般为 T=60min(4)决定切削速度Vc,根据表1.10当b =630700 Mpa钢料,ap 1.4mm, f 0.25mm/r切削速度 V=176m/min切削速度的修正系数为 大=0.65,仁“=0.81,=0.8卜”=1.0上心=1.0故Vc=Vtkv=176 X 0.81X0,8X0.65 m/min=74.1 m/minr / min =1354r / min1000Vc 1000 X74.1n=tDu X17.4根据CA6140机床说明书，选择nc=1400r/min 这时实际切削速度Vc为Vc=Qnc _ uX17.4X140010001000m/min=76.

18、49 m/min校验机床功率切削时的功率可由表1.24查出，当b =580970Mpa ap 2mmf 0.25 mm/r Vc 86 m/min 时,pc =1.2kwCA6140主电动机功率PE=7.3kw,因p0 Pe ,故所选择的切削用量可在CA6140车床上进行.最后决定的车削用量为 ap =0.45mm, f 0.22mm/r , n=1400 r / min ,Vc=76m/min.(三)计算基本时间tm =Lnf式中L= l y ,l=52,根据表1,26车削时的入切量及超切量y =3.5mm,贝U L=52+3.5 mm=55.5 mm,故tm55.51400 X0.22mi

19、n=0.18min工序6本工序为精铳角度为10的对称斜面1、选择铳刀1）根据表1.2选择高速钢立铳刀，根据表3.4,铳削宽度 W8时,铳刀直径do =40mm2、选择切削用量1）由于加工余量不大，可在一次走刀内切完，则 ap=10mm2）决定进给量fz根据表3.4,每齿进给量fz=0.080.05mm/z, fz应取0.053）选择铳刀磨钝标准及刀具寿命根据表3,7铳刀刀齿后面最大磨损量为 0.5mm,由于do 40mm,故刀具寿命 T=90min （表3.8)4)决定切削速度乂和每分钟进给量vf切削速度M可根据表3.27中的公式计算VcCvdoqvm xv yv Vv pvT ap fz a

20、e zkv =21,5 X40 45=90900.3 X100X0.05,5 X60.5 X240.1m/min1000 X99 一 .QQ .n=r/min=788 r/min冗X40根据X62W型卧式铳床主轴转速表（4.2-39）选择n=750 r/min根据X62W 型机床说明书选择 n=750r/minvfc=600mm/minv fc600fzc=mm/z=0.033 mm/zncz 750 X24cz5)检验机床功率根据表 3.23,当 b=5601000M Paae 1,1 ap 15aepdo =40mm, z=24 vf =600mm/minpcc=3.6kw根据X62W型卧

21、式铳床说明书（表 3.30）机床主轴允许的 功率为Pcm=7.5X0.75kw=5.63kw,因为Pcc Pcm,所以所选择的切削 用量可以采用，即ap =10mm ,vf =600mm/min , n = 750 r/min ,vc =99m/min, fz=0.033mm/z3、计算基本时间tm = ：nfL=l y ,1=10根据表3.26，不对称安装铳刀，车削时的入切量及超切量 y =40mm,贝U L=10+40mm=50 mm,故tm = min=0.083min m 600工序8、钻孔加工材料 45钢，b =670Mpa加工要求孔径d=10mm,孔深i=30mm,精度为IT11,

22、用乳化液冷却机床 Z525型立式钻床1、选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径 do =9.8mm钻头几何形状为（表2.1及表2.2）,标准刃磨B =30 2。=1182（|）?=70 %。=12 b=1mm i =2mm(1)决定进2量f1) 按加工要求决定进给量，根据表2.7,当加工要求为H11精度，钢的强度 b800Mpa do =9.8 时f =0.220.28mm/r2) 按钻头强度决定进给量，根据表 2.8,当b = 670Mpa d。=9.8mm时钻头强度允许的进给量 f =0.65mm/r按机床进给机构强度决定进给量，根据表2.9当b=840Mpa、 do 10.2mm机床进给机构

23、允许的轴向力为8330N (Z525钻床允许的轴向力为8330N)见表2.35,进给量为f =0.75mm/r,根据Z525钻 床说明书，选择f=0.28mm/r,机床进给机构强度也可根据初步确定 的进给量查出轴向力再进行比较来校验，由表 2.19可查出钻孔时的 轴向力，当 f=0.28mm/r, d。w 10.2mm 时,轴向力 Ff=2520N,轴 向力的修正系数均为1.0,故Ff=2520N根据Z5252钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大向力 Fmax=8830N,由于 FfFmax,故 f =0.28mm/r 可用(2)决定钻头磨钝标准及寿命由表2.12当do =9.8mm时，钻头

24、后刀面最大磨损量取为0.6mm,寿命T=25 min(3)决定切削速度 根据表2.14 b=670Mpa的45钢力口工性属5类, 由表2.13,当加工性为5类，f =0.28mm/r,标准的钻头，d。=9.8mm 时，Vt = 12 m/min切削速度的修正系数为 K tv = 1.0,K cv=1.0,K iv =0.85,ktv = 1.0,V=Vtkv=12 x 1,0X 1.0X0.85 m/min=14.4m/min 1000Vt1000 X12n= r / min =389.9r / minTid.冗 X9.8根据Z525钻床说明书，可考虑选择nc=392r/min，但因所选择转速

25、较 高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f =0.22mm/r也 可选择较低一级转速nc=272r/min ,仍用f =0.28mm/r,比较这两种选 择方案1)第一方案，f =0.28mm/r, nc=392r/minn c f =0.28X392 mm/min=109.76 mm/min第二方案，f =0.22mm/r, nc =272r/minnc f =0.22X272 mm/min =59.84 mm/min因为第一方案nc f的乘积较大，基本时间较少，故第一方案较好， 这时 VC = 12 m/min f =0.28mm/r(4)校验机床的扭矩及功率根据表 2.20,当

26、 f 0.26mm/r d。wil.lmm 时，Mt=13.24N. m, 扭矩的修正系数均为1,故Me =13.24 N. m,根据Z525钻床说 明书，当 nc=392r/min , Mm=72.6 N. m。根据表 2.22,当 b = 570680Mpa d。 10mm f 0.38mm/r V C = 12 m/min Pe=1.1kw 根据 Z525 钻床说明书 PE=2.8X0.81=2.26kw,由于 MeMm, Pc Pe,故选择之切削用量可用，即f =0.28mm/r, nc=392r/min , Ve = 12 m/min,3、计算基本时间tm = -T nfL=l y

27、,l =30根据表2.29车削时的入切量及超切量y =5mm, 贝U L=30+5 mm=35 mm,故tm =35392 X0.28min=0.319min工序9本工序为精校孔1、选择校刀选择硬质合金钱刀，其直径d=10mm,钱刀几何形状为表2.6硬质 合金钱刀2、 选择车削用量(1)决定进给量f1)按加工要求决定进给量，根据表2.11,当钢的强度 b 900MPa,钱刀直径)510,进给量为0.250.35且只用于加工通孔， 加工盲孔时，进给量应取为 0.20.5 mm/r,根据Z525钻床说明书，选 f =0.28 mm/r(2)决定较刀磨钝标准及寿命由表2.12当钱刀直径do 20mm

28、,较刀后刀面最大磨损限度为 0.40.6mm,寿命T=20min(3)决定切削速度 由表2.25当钢b=670M Pa ,较刀直径为10mm,切削深度ap =0.050.12mm时，切削速度为 812m/min表 2.30z0 3V c = CvdoV kv = J2”._ = 79 =26m/minTmapxvfyv20 X0,1X0,280.89397。=咏=典逊 r/min=828 r/minUi 3.14 X10根据Z525机床说明书，选择n=960r/min(4)检验机床扭矩及功率根据表 2.20,当 f 0.33, do 1.1, Mt=15.89Nm扭矩的修正系数均为1,故Mc=

29、15,9 Nm,根据Z525钻床说明书，当nc=960r/min,Mm=42.2 Nm ,功率 Pc = McVc =15,89 x26 kw=1.38kw 30do30 10根据表2.35, Z525的钻床的功率 PE=2.8kw,由于McMm,Pc Pe,故选择之切削用量可用，即f=0.28mm/r, nc=960r/min , Vc =26 m/min,3、计算基本时间tm吟nfL=l y ,l =30根据表2.29车削时的入切量及超切量y =5mm,贝U L=30+5 mm=35 mm,故tm =35960 X0.28min=0.13mintm =Lnf工序10本工序为铳25o梢粗铳梢

30、，所选刀具为高速钢角度铳刀，铳刀直径d=40mm,深度为10则 齿数Z=25，表3.2.由于加工钢料的b在6001000Mp能围内，故选前刀丫。= 15 ,后角%。=25 （周齿），0co =8 （端齿）.已知铳削宽度ae=6mm,铳削深度ap=8mm,机床选用X62W理卧式铳 床，铳20的梢.1,确定每齿进给量Fz根据表3.3, X62W型卧式铳床的功率为 7.5KW（表4.2-38）工艺系统刚性为中等，查得每齿进给量Fz=0.060.03 mm / z（表3.4）现取Fz=0.05 mm / z2 .选择铳刀磨钝标准及耐用度根据表3.7,角铳刀后刀面最大磨损量为0.2 则 铳刀直径=40

31、mm,耐用度T=120mm(表3.8)3 .确定切削速度U和工作台每分钟进给量根据表3.27(P107)中公式计算V=kvCvdqv丁 m xv yv v PvT ap fz ae z v、卜48 X400.25V=0.20.10.20.30.1120 X8 X0.05 X6 X2548 X2.52.6 X1.23 X0.55 X1,7 X0.38m/min=29m/min1000 X29 / n=r/min=230.89 r/min冗X40根据X62Vffi卧式铳床主轴转速（表4.2-39）选才I n=235 r/min根据X62V卧式铳床说明书选择n=235 r/min vfc=190mm/min因此实际每齿进给量fzc = t=-190-mm/z=0.032 mm/z ncz 235 X254、检验机床功率根据表 3.23,当 b =560-1000M Pa ae 38 ap 8.4vf =190mm/min近似值pcc=3.8kw根据X62W型卧式铳床说明书（表4.2-39）机床主轴允许的 功率为Pcm=7.5X0.75kw=5.63kw,因为Pcc Pcm,所以所选择的切削 用量可以采用，即ap =8mm , vf=190mm/min , n = 235 r/min ,vc =29m/min, fz=0.032m