套筒机械加工工艺规程制定课程设计底座

PAGEPAGE11机械制造工艺学课程设计设计题目：套筒机械加工工艺规程制定学生姓名:廖冬梅申洋班级:机电BZ151学号:6219315112/18指导教师:高淑杰李瑞洋起止日期:2016.6.20-2016.7.8目录TOC\h\z\t"2,2,123,1"一.序言 3二.零件的工艺分析及生产类型的确定 41、零件的作用 42、零件的工艺分析 53、零件的生产类型 5三.选择毛坯，确定毛坯尺寸 61、选择毛坯 62、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 63、确定机械加工余量 75、毛坯设计图 7四.选择加工方法，制定工艺路线 71、精基准的选择 72、粗基准的选择 83、选择加工方法 84、制定工艺路线 85、工序设计 96、确定工序尺寸查《机械加工余量手册》得 107、确定切削用量和基本时间 10五.相关夹具 13参考文献 13一.序言机械制造工艺学课程设计是在我们对《机械制造技术》进行学习以后进行的。这是对我们所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。此次课程设计需要我们熟练掌握基础课程知识以及充分了解专业学科知识，如应用软件绘制零件图、毛坯图零件加工工艺路线的定制等。同时通过设计让我们学会查询各种专业相关资料，有助于扩展我们的知识面。总的来说，就是要让所学理论知识在实际设计过程中得到充分地利用，并不断提高自己解决问题的能力。本次课程设计的任务之一是制订套筒机械加工工艺规程。通过分析套筒从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。针对套筒零件的主要技术要求选择适当的夹具进行装夹。本次设计内容涉及了机械制造工艺及金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。轴承座工艺规程是包括零件加工的工艺设计、工序设计两部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的选择，了解夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件。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。一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，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，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。二.零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的作用题目所给定的零件名称为轴套（图1-1），它位于是溜板箱主轴上，主要用于保护主轴不受磨损，并起轴向定位作用。2、零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原样的视图正确、完整。经过零件的基本分析可知零件材料选择为45钢，从零件外形上看是简单的圆柱形，工件安装非常简单容易。应该说，这个零件的工艺性较好。3、零件的生产类型依设计题目知：Q=2000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取为10％和1％。得该零件的生产纲领N=2000*1*（1+10％）*（1+1％）=2222件/年零件是溜板箱上的轴套，质量为0.67kg，查表1-1可知其属轻型零件，生产类型为中批生产。表1-1生产类型与生产纲领的关系生产类型同类零件的年产量/件重型（质量≧2000kg）中型（100kg≧质量≦2000kg）轻型（质量≦100kg）单件生产〈5〈20〈100成批生产小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产〉1000〉5000〉50000产品代表轧钢机柴油机缝纫机三.选择毛坯，确定毛坯尺寸1、选择毛坯该零件材料为45钢。该零件在工作过程中经常承受径向载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为2222件，属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用锻模成形。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差参见《机械制造技术基础课程设计指南》第五章第一节，钢质模锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362—2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。（1）锻件公差等级由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。（2）锻件质量Mf根据零件成品质量0.67kg，估算为Mf=0.9kg。（3）锻件形状复杂系数SS=Mf/Mn该锻件为圆形，假设其最大直径为φ48mm，高68mm，Mn=π/4*d²*h*ρ,并根据资料可知ρ——钢材密度，7.85g/cm3Mn=π/4*d²*h*ρ计算得Mn=0.97kgS=Mf/MnS=0.9/0.97计算后得S=0.927查下表表2-1钢制模锻件锻件复杂程度对照表公差等级判定条件S1简单0.63-1S2一般0.32-0.63S3较复杂0.16-0.32S4复杂0-0.16小结：由于0.927处于0.63-1范围内，故确定公差等级为简单级。（4）锻件材质系数M由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65％的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。3、确定机械加工余量根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数，通过查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-9，单边余量在厚度方向为1.5-2.0mm,水平方向亦为1.5-2.0mm,既锻件各单面加工余量均为1.5-2.0mm。锻件中心两孔的单边余量按表5-10查得为2.6mm。4、确定毛坯尺寸零件尺寸单边加工余量锻件尺寸φ442.5φ50653及2695、毛坯设计图四.选择加工方法，制定工艺路线1、精基准的选择根据套筒的技术要求和装配要求，选择套筒的右端面和中心轴线作为精基准，零件上很多表面都是采用它作为基准进行加工，遵循了“基准统一”原则。零件的中心轴线是外圆和内孔的设计基准，右端面是左端面的设计基准，选用它们作为精基准，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求，遵循了“基准重合”原则。选择Φ48mm外圆表面和内孔互为精基准进行加工，遵循了“互为基准”原则。2、粗基准的选择作为粗基准的平面应较平整，没有表面的欠缺，零件中只有左端面和棒料外圆表面满足条件，选用左端面为后来右端面作为精基准做准备，选用外圆表面则能保证内孔的壁厚均匀。3、选择加工方法根据各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定工件各加工表面的加工方法。加工表面尺寸精度等级粗糙度表面Ra/mm加工方案外圆表面IT76.3车削内孔IT72.5钻、扩、铰左端面IT106.3车削右端面IT106.3车削φ7通孔IT106.3钻φ6深度2锥形孔IT106.3研磨（1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准——右端面和中心轴线。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——套筒内孔和外圆表面。4、制定工艺路线制定艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线安排如下：毛坯（45钢φ50棒料下料）车端面、倒角粗车外圆表面φ50至φ45、精车至φ44车端面、倒角钻φ28、扩孔φ29.8、粗铰φ29.93、精铰φ30孔钻通孔φ7磨锥形孔检查5、工序设计工序号工序内容机床设备刀具量具01φ50mm*75mm45钢棒料游标卡尺02夹一端粗车外圆至尺寸Φ45

mm,长40mm，车端面,倒角C1CA6140外圆车刀卡尺03倒头，夹Φ45mm外圆，车另一端外圆至Φ45mm,与上序光滑接刀，车端面保证65mm,车倒角C1

CA6140外圆车刀卡尺04钻孔Φ28mm,深65mmZ535锥柄麻花钻内径千分尺05扩孔Φ29.8mm,深65mmZ535扩孔钻内径千分尺06粗铰29.93mm,深65mmZ535铰刀内径千分尺07精铰30mm,深65mmZ535铰刀内径千分尺08钻Φ7mm孔，其中中心距右端面16mmZ535锥柄麻花钻游标卡尺、塞规09研磨两端60°内锥面10精车，夹左端外圆，夹一端粗车外圆至尺寸Φ44mm,倒角C1CA6140外圆车刀游标卡尺11精车，夹右端外圆，夹一端粗车外圆至尺寸Φ44mm,倒角C1CA6140外圆车刀游标卡尺6、确定工序尺寸查《机械加工余量手册》得外圆表面:工步加工余量工序尺寸公差毛坯—45+2.5*2=50mmIT12,0.21mm粗车5mm44+0.5*2=45mmIT12,0.13mm精车1.0mm44mmIT7,0.021mm内孔φ30孔:工步加工余量工序尺寸公差钻孔—29.8-0.9*2=28mmIT12,0.21mm扩孔2.0mm29.93-0.065*2=29.8mmIT12,0.13mm粗铰1.2mm30-0.035*2=29.93mmIT9,0.052mm精铰0.07mm30mmIT7,0.021mm7、确定切削用量和基本时间（1）车削外圆切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定ap、f，在确定v。确定进给量f，根据表5-114，在粗车钢料，刀杠尺寸为25mm*25mm,ap<=3mm、工件直径小于60mm时，f=0.6-0.7mm/r，按CA6140车床的进给量（表5-57），选择f=0.65mm/r。确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需要进行校验。根据表5-55，CA6140车床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。根据表5-123，当钢料为570-670MPa、ap<=2mm,f<=0.36mm/r,kr=45°，v=65m/min(预计)时，进给力Ff=530N。根据表2-12得，Ff的实际进给力为Ff=530*1.0=530NFf<Fmax,所选的进给量f=0.36mm/r可用。确定切削速度v根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工时，切削速度v=156m/min。由表2-9得，ksv=0.8，ktu=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kKV=1.0，所以V=156*0.8*0.65*0.81*1.15=75.6m/minN=eq\f(1000v,πd)/=eq\f(1000*75.5,π*121)=198.7r/min按CA6140车床的转速（表5-56），选择n=125r/min,则实际切削速度v=62m/min。（2）钻内孔选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时钻头直径d=28mm，钻头采用双头刃磨法。决定进给量f根据指导书表5-50可以查出f=1.1~1.3mm/r由于孔深和孔径之比n=65/28=2.32。查z535型立式钻床说明书，取f=1.0mm/r背吃刀量取ap=1.5mm,刀具耐用度T=60min切削速度查指导书表5-52可知Cv=6.1,Zv=0.4,Xv=0,Yv=0.5,m=0.2则基本时间tm基本时间公式,L=65mm，f*n=116mm/min,所以ｔm=33.6s（3）选用30mm标准高速钢扩孔钻根据表，取f=（0.45~0.55）*0.7mm/r=0.32~0.39mm/r。根据z535型机床说明书，取f=0.35mm/r。切削速度查指导书表5-52可知Cv=10.2,Zv=0.4,Xv=0.2,Yv=0.5,m=0.2。已知ap=0.9，耐用度T=60min。基本时间ｔm基本时间公式,L=65mm，f*n=113.22mm/min,所以ｔm=34.45s选用30mm标准高速钢铰刀。确定进给量f，根据表查出，f=1.3~2.6mm，按z535型机床说明书取f=1.6mm/r。切削速度查指导书表5-52可知Cv=12.1,Zv=0.3,Xv=0.2,Yv=0.65,m=0.4。已知粗铰ap=0.07，精铰ap=0.03，耐用度T=60min。则粗铰精铰粗铰φ29.93孔基本时间ｔm基本时间公式,查表，取L=65,f*n=139.3mm/min,所以ｔm=28.00s。精铰φ30孔基本时间ｔm基本时间公式,查表，取L=65,f*n=164.8mm/min,所以ｔm=23.67s五.相关夹具考虑的本零件为套筒类零件，且零件尺寸，质量都不大，故从经济和实用方面考虑，使用机床通用三爪卡盘进行装夹。参考文献【1】马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12．【2】戴曙.金属切削机床.大连理工大学出版社.1999.5【3】.于骏一邹青,机械制造技术基础(2版),机械工业出版社,2009年.2月【4】.赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 11.1项目概况 11.2可行性研究报告编制单位 41.3承办单位简介 41.4项目区概况 51.5可行性研究依据 91.6可行性研究的范围 10第二章项目建设背景及必要性 112.1项目建设背景 112.2项目建设必要性 14第三章项目建设地址及条件 173.1项目建设地址 173.2项目建设条件 17第四章工程建设方案 224.1项目设计依据与原则 224.2工程规划方案 234.3工程技术方案 254.4给排水工程 304.5供电工程 314.6采暖及通风 354.7燃气设计 37第五章环境保护 385.1环境保护标准 385.2环境影响初步分析 385.3施工期环境保护措施 395.4运营期间环境保护措施 415.5绿化 425.6环境影响评价 43第六章节能 446.1依据标准、法律、法规和规范 446.2能耗状况和能耗指标分析 446.3节能措施 45第七章劳动安全卫生消防 487.1设计依据 487.2危害因素及危害程度分析 487.3安全设施及措施 487.4消防设施 50第八章抗震设防 528.1编制依据 528.2建设场地条件 528.3建筑结构概况与抗震设计 54第九章组织机构与项目管理 569.1组织机构 569.2项目管理 56第十章项目建设实施进度 5910.1项目建设期 5910.2项目建设实施规划 59第十一章工程招标 6011.1招标依据 6011.2招标投标的基本原则 6011.3项目概况 6111.4项目提前招标情况 6211.5项目招标内容 P