机械制造工艺学课程设计说明书[1]

1、机械制造课程设计说明书题 目:法兰盘内套轴机械加工工艺规程及工艺装备设计学生姓名朱江华专 业工业工程学 号 20101935班 级2010级6班指导教师机械工程学院2012年5月15日目录一. 机械制造工艺学课程设计任务书 错误！未定义书签。二. 计算生产纲领，确定生产类型 错误！未定义书签。三. 工艺规程设计53.1零件分析 5类型及功用 6结构分析 63.2零件的毛坯 63.3定位基准的选择 6粗基准的选择7精基准的选择 73.4零件加工工艺路线的拟定 83.5工序设计 8工序尺寸的计算 9切削用量的计算9四专用夹具的设计 124.1定位方案的选择 124.2夹紧方案的选择 134.3夹紧

2、力方向、作用点的选择及确定 14五. 机械加工工艺过程卡六. 机械加工工序卡片七. 收获及心得体会 14致谢1516参考文献机械制造工艺学课程设计任务书重庆大学本科学生课程设计任务书课程设计题目工艺课程设计学院 机械工程学院专业工工年级 2008级已知参数和设计要求： 已知参数：1）零件图；2）生产批量。设计要求：1）确定零件生产类型，对零件进行工艺分析；2 ）确定毛坯的种类及制造方法，确定毛坯余量，完成毛坯图；3 ）在计算机辅助工艺设计软件下 KMCAPP勺支持下，拟定零件的机械 加工工艺规程，并确定指定工序的加工余量、工序尺寸、工时定额、机床设备、工 艺装备等；4 ）夹具设计（完成指定工序

3、的夹具草图、总装图及夹具零件图设计）；5 ）撰写课程设计说明书。学生应完成的工作：1 绘制零件图；2 绘制毛坯图；3 制定零件的机械加工工艺规程（或工艺过程卡片和工序卡片）；4. 夹具总装图、夹具主要零件图；5. 撰写课程设计说明书。目前资料收集情况（含指定参考资料）：1 机械制造工艺及专用夹具设计指导；2. 机械制造工艺设计手册；3. 材料成型技术基础4. 机械制造技术基础5. 机床夹具设计图册6. 机床夹具设计手册7. 切削用量手册课程设计的工作计划：1. 第一周：1）设计动员，完成零件分析，绘制零件图；2）完成毛坯的选择， 绘制毛坯图；3）制定零件的机械加工工艺过程；4）完成指定工序的工

4、序设 计；2. 第二周：1）明确夹具设计任务；2）定位方案的确定；3）夹紧方案的确定； 4）对刀导向元件的确定；5）夹具总图的绘制；6）夹具有关尺寸及技术要求 的标注；7）撰写设计说明书；8）课程设计答辩。任务下达日期2010年12月20日完成日期2011年1月8日指导教师 鞠萍华 （签名）学 生 郑晓敏 （签名）计算生产纲领，确定生产类型1. 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。 零件在计划期为一年的生产纲领 N可按下式计算：N=Q n（1+a%）（1+b%）式中Q产品的年生产纲领（台/年）N 每台产品中该零件的数量（件/台）A备品的百分数B废品的百分数。2。生产

5、类型，生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。生 产类型的划分，主要取决于生产纲领，即年产量。不同生产类型的零件的加工工艺有很大的不同（见表 4-8）。因此，制订工艺规程时，首先 应根 据零件的生产纲领确定其相应的生产类型。生产类型确定以后，零件制造 工艺过程的总体轮廓也就勾画出来了 。表4-8各种生产类型的生产纲领及工艺特点生产类型纲领及特点单件生产成批生产大量生产小批中批大批生产类重型机械V 551001003003001000> 1000中型机V 20202002005005005000> 5000型械

6、轻型机械V 1001005005005000500050000> 50000工艺 特 点J 、毛坯的制造方法及加工余量自由锻造，木模手工造型；毛破精度低，余量大部分采用模锻，金属模造型；毛坏精度及余量中等广泛采用模锻、机器制造型等咼效方法；毛坯精度高，余量小机床设备及机床布置通用机床按机群式 排列；部分采用数 控机床及柔性制造单元通用机床和部分专用机床及咼效 自动机床；机床按零件类别分工段 排列咼效专用夹具；定程及自动测量控制尺寸夹具及尺寸保证通用夹具，标准福建或组合夹具；划线试切保证尺寸通用夹具，专用或组成夹具；定程法保证尺寸高效专用夹具；定程及自动测量控制尺寸刀具、量具通用刀具，标准

7、量具专用或标准刀具、量具专用刀具、量具，自动测量零件的互换性配对制造。互换性低。多采用钳工修配多数互换，部分试配或修配全部互换，高精度偶件采用分组装配、配磨工艺文件的要编制简单的工艺过程卡片编制详细的工艺过程卡片及关键编制详细的工艺过程、工序卡片及调整卡片求工序的工序卡片用传统加工方法，生产率生产率低，用数控中等高机床可提咼生产率成本较咼中等低对工人的技术要求需要技术熟练的工人许一定熟练程度的技术工人对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较咼发展趋势采用成组工艺，数控机床，加工中心及柔性制造单元采用成组工艺，用柔性制造系统或柔性自动线用计算机控制的自动化制造系统、车间过无人工厂，实现自

8、适应控制该零件为法兰盘内套轴，生产类型为重型机械大批量生产，工艺特点如上表要求，广泛采用模锻、机器制造型等高效方法；毛坯精度高，余量小； 高效专用夹具；定程及自动测量控制尺寸；专用刀具、量具，自动测量； 零件的互换性：全部互换，高精度偶件采用分组装配、配磨；工艺文件的 要：编制详细的工艺过程、工序卡片及调整卡片；生产率高；成本低；对 工人的技术要求：对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较 高；发展趋势：用计算机控制的自动化制造系统、车间过无人工厂，实现 自适应控制。三.工艺规程设计3. 1零件类型及其功能本题目所用的是法兰盘内套轴，该零件属于轴类零件，是一个法兰盘的内套轴，主要用于实

9、现法兰盘的连接支撑的功能，在其工作过程中经常 承受冲击、径向载荷。3. 1. 1结构分析该法兰盘内套轴是连接法兰盘，并其支撑作用。主要的加工表面有：直径为35mm宽为35mm勺圆轴表面。直径为40mm长为21mm勺圆轴表面。直径为46mm长为18mm勺圆轴表面。直径为38mm长为6mnt勺圆轴表面。直径为25的中心孔。直径为76mm宽50mm的圆盘。3. 2零件的毛坯零件材料为45钢。考虑到零件在工作过程中则经常承载载荷及冲击性 载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。 属于大批大量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用模锻成型。这 从提高生产率、保证加工精度上也考

10、虑，也是应该的。3. 3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。基准选择的正确和合理， 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。3. 3. 1粗基准的选择在轴类零件的加工中，应该以内孔的中心线做为基准，现选取25mm的轴中心孔作为粗基准3. 3. 3精基准的选择在精基准的选择过程中要考虑多方面的问题，应遵循“重合基准”原 则、“基准统一”原则、“互为基准”等原则。当设计基准和工序基准不 能重合时，应进行换算，另外以后也要专门计算，现不做详述。选择精基 准时，一定要保证工件定位准确，加紧稳定可靠，

11、夹具结构简单、操作简 便。3. 4零件加工工艺路线的拟定最后的工艺路线确定如下：工序1: 车两大端面工序 2: 粗车©35mm 040mm 046mm 038mn外圆工序 3:半精车©35mm *40mm *46mm *38mn外圆工序 4: 精车© 35mm © 40mm * 46mm © 38mn外圆工序5: 车左右圆盘端面工序6: 钻中心孔25mm工序7: 铰中心孔25mm工序& 端面倒角工序9: 轴热处理工序10: 终检以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。3. 5工序设计"法兰盘内套轴"零件材料为4

12、5钢，硬度为：207241HBS,生产类型为大批大量成批生产，采用锻锤上合模模锻毛坯，公差等级CT:810，取为 10级。机械造型加工余量等级为 EG级，取F级。351 工序尺寸的计算现采用经验法查找机械加工余量：（1 ） 大端面、倒角考虑到大端面的表面加工等级为 6 级，因此需要粗车、半精车、精车 才能达到要求，根据经验值可得以下加工余量：粗车： 2.8mm 半精车： 2.0mm 精车： 0.5mm单边加工余量 2Z=2.65mm（2）中心孔表面中心孔表面粗糙度为 1.63.2，要达到此精度要求，查机械制造技术 基础"表面加工方法的选择 "知精度等级需达到 79 级才行，

13、需因此需要钻 孔、扩孔、铰孔才能达到要求，根据经验值可得到加工余量：钻孔：1.6mm 扩孔：1.0mm 铰孔：0.8mm加工余量 Z=1.6+1.0+0.8=3.4mm（3）外圆表面粗糙度为 1.63.2，精度要求很高，为 68级。同理可得：粗铣： 1.5mm 半精铣： 1.0mm 精铣： 0.8mm加工余量 Z=3.3mm切削用量的计算工序 1 ： 车两大端面表S-7粗车外圆和端而时的进给壘(硬质合金车刀和高遠钢车刀)加工材料B X H(mm)工件直径(mm)切削深度弔(mm)353:给室碳盍结构钢 和合金结构 钢16X25204060100400030.4D.4 0.50.5 0.70.6

14、0卫0SL20.30 4 0 4-0,50.5-0.70.7-L00.3-0.50.5-0.60.6-0.820X3025X252040601006000.30 40.40 50.60.70.8-1.0L 2-1.40.304050.7070.91.01.20.40.60.81.0铸铁16X250.4 0,50.60.80.8-1.21.0140,5 0,80.7-1.01.01.20.40.60.60 80.81D20X3025X25406010060014-0.50.60卫0.9-1 31.2-1.80 5-0.80.8-1.21.2-1,60.4-070/7101,0第注：1.加工断续耒

15、而及有冲击加工时，表面內进给量应乘以系数075-0.85；2. 加工耐热钢及其合金时，不采用大于LOmm/r的进给量；3. 在无外皮加工时，表内进给壘应乘以系数1.1查上表和计算得:主轴转速8000rpm,进给速度F=2900mm/Min，轴向切削深度Ad=0.420mm,基本速度Rd=1.800mm工序 2: 粗车©35mm ©40mm ©46mm ©38mm外F圆表S-8外圆切削速度参考表工件材科热处 理硬度HB硬质合金车刀高速钢车刀铲0.32 mm 匸0.08 0.3 mm/r铲26mmH.30.6 mm/r令=610 mm f=0.6 mm/r切

16、削速度（n）/s）|低翩热轧1432070.417-0.75 1中後钢热轧调质1792552002501.5 1.8311.3330.8331.1670.3330.50.25 0.417合金结构钢热轧 调质2122692002930.8331.1670.8331.1670.66710.333 0.50.167 0.333工具钢退火11.3330.8331.167不溯L167 1.3331-1.1670.833-10.25 0.417灰铸铁<190190-2251.5 2.01-1.3330.8331.1670.67-10.3330.50.25 0.417铜及洞合金1.5-20.833 1

17、.167铝及铝合金5.0 10.02.551.667467 1注：切削钢及铸铁时刀具耐用度约为60-90min加工方法表而粗糙 度Ra缺深 面层度 表陷拮级 寸等 尺度形位误差直麵 平而度垂平直线度 平面度垂直度 平行度度度 线面 直平垂直度 平行度直緞 平龈垂直度 平行度被加工平而尺寸（长x宽Xmm）£60x00” flxQM60X160>160X160-400 X 400>400X400诜削和创削 臓祖刨 拮诜、删1246.3100小IT1M3 IT1011 心118040100601206016010020010025016025016040025050-20IT9

18、IT7b9 九8251640254025604060401006010060160100细沬纽刨0.8443(M0IT7IT6如61061610161025162516402540256040端面车削 粗车1加25-125100-50IT12J3 IT11119“08040100601206016010020010025016025016040025012.546血20IT10IT9b9 九825164025如6060100100160细车1.644妙10IT76610101616252540沁削324.85010IT9IT761061610161025162516402540256040磨削

19、租磨1.620IT9IT71061610161025162516402540256040藉磨或 一次磨削15JIT7IT66 L66410610616101610251625164025040.15IT6IT5的2-3251.642.542.564641061061610研磨、细刮0*0.15IT52门21.61.02.51.62.51.642.542.56464106说明1、表中所列数据适用于钢件，对于蒔铁件和有色金属件2、形位II度等级栏中“平而度和直线度"藉度应比“平 血度和直线度”应为10级.应采用高一级拮度。厅度和垂直度”藉度髙一级.如從平行度和垂直度”为11级，則相应的“

20、平表S4平而加工时的精度和表而质量同上工序3：半精车© 35mm © 40mm © 46mm © 38mn外卜圆S=8000rpm F=2900 mm/Min Ad=0.420mm Rd=1.200mm材料移除率1461.600mm3/min 粗糙度0.0614mm工序 4: 精车© 35mm* 40mm* 46mm © 38mm外b圆S=8000rpm F=2900 mm/Min Ad=0.077mm Rd=0.155mm材 料 移 除 率 34.800 mm3/min 、粗 糙 度0.0024mm表乞山半精车与精车外圆和端面时的进

21、给量（硬质合金车刀和高31钢车刀）表面粗糙度加工材料71具副偏角切削遠度范围皿）7J尖半径（mm）0.51.02.0迸给量f（mmA）RallS钢和铸铁51015不限制1.01.41.3-1 51.0-1.10.9 1.0RaS.3钢和铸铁510 15不限制0 550 70 450 80 70.83 'Ra3.2钢5<0.833>.6660.20J0 280.350 350.40.25-0 350 350.40.40.50.304S0 40.550.5-061015<0.8330.833-1.0 250 30 30.350.250.30 30.350 350 403-

22、0.40 350 50 50.55铸铁51015科艮制-0.250.40 451650.40.6Ra 1钢0.50.8330.333L3331.333L6651.66-2.166>21660.140.200.20.30250.30 140.220 170.250 25-0 39铸铁5=5不限制0 15-0.250.2 （L35RaO.8钢1.666-1 8331.8332.166>24660 12-0 150 13-0.1301 了0加D 140 17 0 工序5:车左右圆盘端面主 轴转速 8000rpm ,进给速度 F=2900 mm/Min，轴 向切 削深度Ad=0.420mm

23、,基本速度 Rd=1.800mm工序6: 钻中心孔25mm表H乩加工的JS屢和表fiSiZm）法 方 01一融眾 表陷尺鹿62200TA 心 rj12.rj02IT1243ITU一如"10劭50一-一-一扩 孔 扩CJ12.QJ- -1_nu4-50-H3 u nw-4050-o u 2W-Ti20-8- n-_7OOn-206rj8OC1E i£r4_7 ZD T TI _IA23 一4/DAs4 oHT9TJr-OOo-si-OpT7-ej-8-QJ 也 rj12,AJ- 079Uco4 一rj Ti- /o40 %9-半肿Ti cdc-luT97CJ0On-Clu6o

24、4- wT763-5-y'JO<IU金o4 - wT6-34rj£uco磨4oHzo_zoOO磨SLdH-6H磨n-5-T65-T6452522 -45-附选用机床Z525立式钻床钻孔至25.8mm，单边余量Z=0.8 mm，一次钻去全部余量，背吃刀量（切削深度）ap1.2 mm。进给量f=0.2 mm/r计算公式：v= n dn/1000（m/min）式中：d工件待加工表面的直径（mm）车床主轴每分钟的转速( r/min根据有关手册，确定钻床的切削速度为 V=50(m/min), 则有工序7: 铰中心孔25mm铰孔至25mn, 一次铰去全部用量，a工序 8： 端面倒角

25、工序 9： 轴热处理工序 10： 终检4 专用夹具的设计夹具设计应满足零件加工工序的精度要求； 应能提高加工生产率； 操作 方便、省力、安全； 具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本；夹具元件 应满足通用化、 标准化、系列化的 “三化”要求； 具有良好的结构工艺性： 便于制造、检验、装配、调整、维修4.1 定位方案的选择 根据六点定位原理确定工件的定位方式。该工序为铣工件外沿齿，要 求在铣齿时限定工件的六个自由度即完全定位。由机床夹具设计手册P263,选择材料为45,热处理后HRC为38 43 的定位销来限制夹具体自由度。为了限制工件的移动,采用以工件上的外圆柱面作为定位基准的定位 方式。即将工

26、件上某一外圆柱面的轴线,和夹具上定位元件的圆柱孔、半 圆孔的轴线或V型块的纵中剖面重合，以使工件定位。在圆柱孔中定位时， 为防止定位圆柱面的轴线倾斜,可利用工件上和此定位圆柱面在一次装夹 中加工出来的垂直端面作为辅助定位面。4.2 夹紧方案的选择由零件图可知工件的中心线由同轴度的要求，其设计基准为零件中心线。夹具以底座以及外圆柱面为支撑，通过圆盘螺钉夹紧。由机床夹具设计手册P234,按GB2148-80选择带肩六角螺母。4.3 夹紧力方向、作用点的选择及确定由于© 25-0.0025mm又同轴度公差要求，以及孔轴线对底面有垂直度公差，所以应使零件的径向固定夹紧以保证加工精度要求。夹紧

27、力的方向沿 轴线方向，作用点为定位花键块和圆形压板和齿轮外接触部分。 五机械加工工艺过程卡片见附表。六机械加工工序卡片见附表。七 .收获及心得体会通过近两个星期的机械制造课程设计，使我的知识水平和能力又得到 了更进一步的提高，自从题目布置以后，我们便开始进行初步的计算和设 计，首先开始设计和计算工序尺寸和机械加工余量，进一步设计和绘制零 件图，接着设计和绘制夹具的装配图，通过几天的绘制工作，不仅锻炼了 我的绘图能力，而且也也大大提高了我绘图和分析的效率和速度，为我以 后更好地走上工作岗位打下了良好的基础。零件图和夹具装配图绘制完后，我们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

28、序卡的填写，同时又在计算机上绘制了零 件图和夹具体图。半个月的机械制造工艺学课程设计转眼间就结束了，半个月以来我们虽然 有点辛苦，但是收获颇多，通过一系列的设计工作，不仅让我们更好的复 习了以前所学的各门知识，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，同时在设计过程中，同学们相互团结协 作和配合，也大大地培养了我团结协作的精神，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。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