底座工艺规程编制及工装设计

1、机械制造工程原理课程设计 题 目: 底座工艺规程编制及工装设计 学生姓名 尹哲 专 业 飞行器制造工程 学 号 0901034133 指导教师 范国勇 李彩霞 系 主 任 马贵春 机电工程学院2012年9月6日目 录1前言22加工工艺规程设计22.1计算生产纲领，确定生产类型22.2零件分析2（1）类型及功用2（2）结构分析22.3零件的毛坯32.4定位基准的选择3（1）精基准的选择3（2）粗基准的选择32.5零件表面加工方法的选择32.6零件加工工艺路线的拟定42.7工序设计4（1）选择机床、刀具及量具4（2）确定机械加工余量5（3）确定切削用量及基本工时53专用量具设计83.1工序尺寸精度

2、分析83.2量具类型确定83.3极限量具尺寸公差确定8 3.4量具公差带图94收获及心得体会9参考文献101前言机械制造工程原理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。机械制造技术基础课程设计是在我们学习完了机械制造技术、机械制造装备设计等课程的基础上，在进行了生产实习之前，进行的一个重要的实践性教学环节。其主要目的是通过机械制造工程原理课程设计，锻炼学生查阅资料、查阅国标手册的能力；培养创新能力，提高工艺设计能力、动手

3、能力和初步的科学研究能力；为以后的毕业设计和工作奠定基础。2加工工艺规程设计 2.1 计算生产纲领 确定生产类型（轻型机械） 计算生产纲领，确定生产类型（轻型机械） （1） 生产纲领：零件的年生产量为 500 件/年，取产品零件的备品率 4%，机加工废 品率 1%，则可以求得该零件的年生产纲领： N=Qm（1+a%+b%）=500x1x（1+4%+1%）=525（件/年） （2） （2）生产类型：查设计指导 P5 表 15 可确定该零件为中批生产类型。2.2 零件分析（1）类型及功用 本次课程设计所设计的凸模，该零件属于轴类零件，在工作过程中多受剪切力和扭矩的作用。 （2）结构分析 本次所设计

4、的凸模结构较为简单，视图正确、完整，尺寸、公差要求齐全。零件各个表面 加工并不困难。该零件的主要加工表面有：1 101 外圆柱面加工；2 40圆柱面加工 3 97.5圆柱面及其外端面加工4 40及101端面加工5 孔深40mm的M20-6H孔。2.3 零件的毛坯零件材料为45钢。由于在车床运行中要经常进行切削运动，零件在工作过程中 则经常承载载荷及切割性载荷，因此应选用型材，保证零 件工作可靠。根据 2.1 可知该零件的生产属于中批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，形 状也不复杂，故做毛坯可以采用切断成型。因为形状较简单，所以毛坯的形状可以与零 件的形状尺寸接近，即外形做成圆柱状。毛坯尺寸通过确定

5、加工余量后确 定。2.4 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保 证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大量报废，使 生产无法正常进行。 （1）精基准的选择 本零件是轴类零件，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选中心线为定位基准，即遵循“基准重合”的准则。即选 101圆柱面中心线为粗、精基准。2.5 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、端面、螺纹孔等。材料为 45钢。加工方法如下：1 101 外圆面：表面粗糙度 Ra=6.3m，； 2 40圆柱面，表面粗糙度为 Ra6.3m，需要粗车、半精车

6、，3 97.5 圆柱面及其外端面，表面粗糙度均为 Ra1.6m，需要粗车、半精车、精车；4 40及101端面粗糙度6.3，需要粗铣，半精铣；5 攻丝孔深40mm螺纹30mm的M20-6H孔。2.6 零件加工工艺路线的拟定最后的工艺路线确定如下： 工序 00：切割毛坯。 工序 10：调质处理。 工序 20：粗车各个圆柱面。 工序 30：半精车各个圆柱面。 工序 40：精车97.5圆柱面以及端面。 工序 50：粗铣，半精铣10140端面。工序 60：钻，扩，攻丝M20-6H深孔。 工序 70：去毛刺。工序 80：终检。 工序 90：入库。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。 该工艺路线是

7、按照工序集中原则组织工序，优点是工艺路线短、减少工件的装夹次数， 易于保证加工面相互位置精度，使需要的机床数量少，减少工件工序间的运输，减少辅 助时间和准备终结的时间，同时在为了保证外圆和内孔的相互位置精度，采用了互为基 准的原则，能达到精度要求。2.7工序设计"底座"零件材料为45钢，硬度为：2832HRC, 生产类型为中批大量成批生产，采用锻锤上合模模锻毛坯。、选择机床、刀具及量具a. 选择机床 工序3、4、5是粗车、半精车和精车加工。零件尺寸不大且精度要求一般，选择最常用的CA6140型卧式车床即可； 工序7是钻孔加工，选用摇臂钻床Z3025； ，工序6是粗铣，半精铣

8、加工。尺寸精度要求一般，采用X51型铣床。b. 选择刀具 在车床上加工，一般都选用硬质合金车刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15。为提高生产效率及经济性，可选用可转位车刀。 .钻20的小孔用锥柄麻花钻 在铣床加工，一般刀具选取面铣刀，刀片采用YG8。c. 选择夹具本零件除钻孔工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。即车床工序用三爪自定心卡盘。d.选择量具 本零件生产属于中批生产，一般采用通用量具。所用到的量具有：游标卡尺、卡规等。、确定机械加工余量 锻件质量 m=V*p p为材料的密度，因为是45钢，所以p=5.6g/ V为毛坯锻件的体积 V=/4*（

9、*h1+*h2）其中其中D=106mm，d=45mm, h1=20mm，h2=50mm带入求得m=1.4kg 加工精度：零件的端面和内孔表面为磨削加工精度，其他表面为一般加工精度； 锻件形状复杂系数S （单边余量:z=2mm）S= 其中=1.4kg=*(h+z) *p*()=1523g所以S=0.919 查表2-1-25锻件形状复杂系数得复杂系数为根据估算的锻件质量、加工精度和锻件形状复杂系数，查得锻件各外径的单边余量为1.7-2.0mm；各轴向尺寸的单边余量为1.7-2.2mm；锻件内孔的单边余量为2.5mm。、确定切削用量及基本工时硬质合金车刀切削速度的计算公式v= 公式1 （相关数据可以

10、根据需要在实用机械加工工艺手册（第三版）中查得）另外查得CA6140车床的技术参数，其主轴转速为10-1400r/min，24级变速；摇臂钻床Z3025技术参数，最大钻孔直径25mm，其主轴转速为32-2500r/min，16级变速；1. 粗车各个外圆 单边余量z=2.2mmA. 确定被吃刀量：=2.0mmB. 确定进给量：根据表11-29查得 0.8mm/rC. 计算切削速度：根据表3-18和上述公式1带入相关数据可得=112.7m/minD. 主轴转速：n=287.1r/min 根据机床数据取n=312r/min 所以实际切削速度=141.2m/min E. 切削工时：= 其中=(Z为加工

11、余量) 计算得=0.114min2. 半精车各个外圆 单边余量z=0.5mmA 确定被吃刀量：=0.5mmB 确定进给量：根据表11-29查得 0.3mm/rC 计算切削速度：根据表3-18和上述公式1带入相关数据可得=206.2m/minD 主轴转速：n=544.9r/min 根据机床数据取n=554r/min 所以实际切削速度=212.3m/minE 切削工时：= 其中=(Z为加工余量) 计算得=0.182min 计算得=1.22min 3. 精车直径97.5外圆及端面 单边余量z=0.1mmA 确定被吃刀量：=0.1mmB 确定进给量：根据表11-29查得 0.20mm/rC 计算切削速

12、度：根据表3-18和上述公式1带入相关数据可得=240m/minD 主轴转速：n=546r/min 根据机床数据取n=554r/min 所以实际切削速度=244.3m/minE 切削工时：= 其中=(Z为加工余量) 计算得=1.64min 4.粗铣直径101上下端面及直径40上端面（1） 选择刀具刀具选取面铣刀，刀片采用YG8,，d=40mm，。（2） 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3）

13、 计算工时切削工时：，则机动工时为5.攻丝M20底孔钻18 表11-268查得确定进给量0.28mm/r =16m/min 主轴转速n=514r/min 根据摇臂钻床Z3025的技术参数取n=546r/min所以实际切削速度=14.55m/min切削工时 其中 计算的0.23min （2）攻丝M20-6H 根据机械加工工艺师手册表40-7和机械制造工艺设计手册表3-55得 切削速度 （s为螺距）所以15.32m/min 主轴转速n=488r/min 根据攻丝机S4010的数据（主轴转速360930r/min，4级变速） 选取n=550r/min 所以实际切削速度=17.3m/min切削工时 其

14、中 计算得t=0.15min3 专用量具设计1.工序尺寸精度分析外圆ø97.5的尺寸精度是h7级的，表面粗糙度Ra1.62.量具类型确定外圆ø97.5所用工作量规为卡规。3.极限量具尺寸公差确定es=-0.02 ei=-0.05查表的IT7 尺寸为ø97.5的量规公差为T=0.0042mm Z=0.0054mm位置要素通规 上偏差=es-Z+T/2 =-0.02-0.0054+0.0018 =-0.0236mm 下偏差=es-Z-T/2 =-0.0272mm磨损极限=es=-0.02止规 上偏差=ei+T =-0.05+0.0035 =-0.0465mm 下偏差=

15、ei=-0.039mm4. 量具公差带图 3. 4收获及心得体会三个星期的课程设计将要进入尾声，自从题目布置以后，我便从查阅资料，设计工序，到设计和计算工序尺寸和机械加工余量，进一步设计和绘制车床离合齿轮的零件图，接着设计和绘制夹具的装配图，通过一系列的设计过程，使我对于工艺规程编制更为了解，为我以后更好地走上工作岗位打下了良好的基础。零件图和专用量具绘制完后，我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，同时又在计算机上绘制了零件图和量具图，然后我有编写了工艺规程报告。时间转眼即逝，近三个星期的设计，紧张而又充实。通过一系列的设计工作，不仅使我更好的复习了以前所学的各

16、门知识，而且牢固地巩固了所学知识，而且在以前所学的基础上也有了更深的提高。而且课程设计也使得我学到了以前书本上学不到的知识，更加丰富了我的头脑，开阔了我的视野，为我以后更好地走上工作岗位提供了丰富的人生资料，同时也大大锻炼和提高了我的分析问题和解决问题的能力，也在一定程度上提高了我的动手能力。这次课程设计虽然结束了，但在我看来，人生的设计还正在进行，它将指导我在以后的人生道路上更好地前进。参考文献1冯之敬，机械制造工程原理，北京：清华大学出本社,20022常兴，李彩霞，刀具课程设计指导书，太原：中北大学印刷厂，20063王先逵，机械制造工艺学，北京：机械工业出版社,2002.4李益民，机械制造工艺简明手册，北京：机械工业出版社，20005余光国，夹具设计，重庆：重庆大学出版社,19956许浩，机械设计，北京：机械工业出版社,20007中国标准全书出版社 全国标准化技术委员会 中国