机械制造课程设计

成都纺织高等专科学校机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：设计“法兰盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备班级：设计者：指导教师：评定成绩：设计日期年月日至月日目录设计任务书········································1课程设计说明书正文································2序言··············································2一、零件的分析·····································2二、工艺规程设计···································2（一）、确定毛坯的制造形式·····························2（二）、基面的选择·····································2（三）、制定工艺路线···································3（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定··········3（五）确定切削用量及基本工时··························4三、课程设计心得体会···························6四、结论········································7五、参考文献······································7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，应进行尺寸换算。精基准的选择原则有：基准重合、基准统一、自为基准、互为基准等。精基准选择应保证工件定位准确、加紧可靠、操作方便。制定工艺路线制定工艺路线的出发点应该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。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以采用万能机床配有专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案如下：工序1.粗车A面，粗车直径320mm的外圆表面工序2.粗车直径248mm、190mm、147mm的外圆，右端面及轮廓上的圆弧，倒角7mm。工序3.粗镗直径为90mm的孔（不到尺寸）工序4.半精镗直径为90mm的孔工序5.钻3x直径12mm的孔及斜孔，3x直径17.5mm的孔及3x20mm的均布孔。（均6到尺寸）工序7铰3x直径12mm的孔及斜孔工序8.扩3x直径17.5mm的孔及3x20mm的均布孔。工序9.钳工修锐边毛刺及倒角C1。工序10.检验以上工艺过程详见附表的机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定法兰盘零件材料为45钢，硬度为207-241HBW，毛坯重量约10kg，生产类型为大批生产，毛坯采用锻件。确定锻件的加工余量和公差的主要因素有如下5种：1.锻件的质量、按图样尺寸加上其尺寸上偏差的一般进行计算得到锻件形状复杂系数SS=m锻件/m外轮廓包容体（式中m锻为锻件的质量，m外包容体为锻件外廓包容体的质量）2.分模线形状有平分直分模线和对称弯曲分模线、不对称弯曲分模线两类3.锻件的质量系数分M1和M2两级4.零件加工表面粗糙度，适用于机械加工表面粗糙度Ra>=1.6um的表面，当加工表面粗糙度Ra<1.6um时，其余量要加大5.锻件法兰的余量a的计算公式a=0.25H0.2D0.5（本法兰孔取0.75a，外表面取0.5a）式中H为总高，D为直径根据以上原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：外圆表面（直径320mm外圆及直径248mm、190mm、147mm的外圆表面）考虑其长度为150mm，表面粗糙度值均为12.5，只要求粗加工，此时直径余量2Z=3mm已能满足加工要求。外圆表面沿轴线长度方向上的加工余量及公差（A面及右端面）查《实用机械制造工艺设计手册》（以下简称《工艺手册》）得，锻件质量为10kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件轮廓尺寸（长度方向）大于0小于等于315mm,故长度方向偏差为+1.5-0.7mm，长度方向加工余量为2.0~2.5mm，径向为2.0~2.5mm(均为锻件单面余量)，均取2mm。直径为90mm的孔（中心孔）孔径为90mm，可锻出，孔的精度为IT8，参照《工艺手册》确定其加工的工序尺寸及余量为直径90mm2Z=1.3mm（1.5mm）直径88.7mm(88.5)2Z=2mm（2.5mm）3x直径12mm的孔及斜孔铰孔12mm2Z=0.2mm钻孔11.8mm5.3x直径17.5mm的孔（与同轴线平行的直径12mm的孔相通）扩孔17.5mm2Z=1mm钻孔16.5mm3x20mmEQS（三孔均布）扩孔20mm2Z=1.2mm钻孔18.8mm确定切削用量及基本工时在已经选择了刀具材料和几何角度的基础上，用查表法按如下步骤合理的选择切削用量，首先用工序余量确定被吃刀量ap，全部余量尽可能在一次进给中去除，也可以多次进给完成，而后，在切削力允许的条件下选择大的进给量f（粗加工）或按本工序的加工表面粗糙度确定进给量f（精加工），在机床允许的情况下，选择大的切削速度v（粗加工）或按刀具使用寿命确定切削速度（精加工），选择机床所具有的主轴转速中最接近的速度，最后验算机床的功率是否足够。工序1.车削外圆、端面。本工序采用计算法确定切削用量。1.加工条件工件材料：45钢，锻件，时效处理。加工要求：粗车直径320mm端面及外圆，表面粗糙度为12.5um。机床：CA6140卧式机床刀具：刀具材料为硬质合金刀，刀杆尺寸为20mmx25mm，kr=90°，r0=15°，a0=8°。2.计算切削用量1）粗车直径320mm的外圆及端面1)确定外圆及端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2上偏差为1.5，下偏差为0.7mm，故毛坯长度方向上的最大加工余量为7mm，因为两端面要求不高，只一次车削即可达到要求，可取加工余量为6mm，取ap=3mm，长度加工公差按IT12级，取-0.46mm（入体方向）.2)确定进给量f：查《工艺手册》得ap小于等于3mm时，f取0.8~1.2mm/r按CA6140车床说明书取f=0.91mm/r3)计算切削速度v：车削速度不限,此处取vc=1.2m/s。4）确定机床主轴转速：ns=1000vc/πdw=1.2r/s=72r/min按机床说明书，与之接近的转速为80r/min，现取ns=80r/min，所以实际切削速度v=1.34m/s。计算切削工时：按《工艺手册》，取l=（D-d）/2=3mml1=17,l2=0,l3=0t=l+l1+l2+l3)i/nwf=0.31min（2）粗车外圆轮廓表面1）被吃刀量：单边余量1.5mm，可一次切除。2)进给量与切削速度:查《工艺手册》得外圆切削速度计算，查《工艺手册》得ap=2~6mm时，f=0.3~0.6mm/r,vc=1.167-1.500m/s，取f=0.5mm/rvc=1.5m/s。3）确定机床主轴转速：ns=1000vc/πdw=2r/s=120r/min按机床说明书，与之接近的转速为120r/min，现取ns=120r/min，所以实际切削速度v=1.5m/s4）计算切削工时：按《工艺手册》，取l=（D-d）/2=3mml1=17,l2=0,l3=0t=l+l1+l2+l3)i/nwf=0.3min（3）镗直径90mm的孔查表得卧式镗床的镗削余量如下：粗镗vc=0.3~0.66m/s现取vc=0.6m/sfc=0.3~1.0mm/r半精镗vj=0.5~0.8m/s现取vj=0.8m/sfj=0.2~0.8mm/r由工艺手册查得fc=0.27mm/r,f=0.74mm/r(镗杆悬伸时vc取小值，加工孔径较大时，ap取大值，孔径小且加工精度要求高时，ap取小值。确定机床主轴转速：nsc=1000vc/πdw=129.55r/minnsj=1000vc/πdw=169.85r/min查工艺手册得机床转速为nsc=125r/min,nsj=160r/min,所以实际切削速度vc=0.58m/s,vj=0.75m/s。时间定额的计算Tj=Li/fb=(l+l1+l2)i/fn(i为进给次数)式中l1=ap/tankr+（2~3）=7l2=（3~5）取4，l=2mm经计算的tjc=0.14min，tjj=0.11mi（4）钻孔（高速钢钻头）立钻Z535查《工艺手册》得1)进给量钻头直径>10-13mmf=0.19~0.23mm/r查表取f=0.2mm/r钻头直径>16-20f=0.26~0.32mm查表取f=0.32mm/r切削速度V=0.25m/s3)主轴转速直径12mm孔ns1=1000vc/πdw=398r/min直径17.5mm孔ns2=1000vc/πdw=272r/min直径20mm孔ns3=1000vc/πdw=239r/min查工艺手册得机床转速为ns1=400r/min,ns2=ns3=275r/min,所以实际切削速度v1=0.25m/s,v2=v3=0.29m/s4)计算切削工时由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj1=1.5min,tj2=0.38min,tj3=0.38min(5)扩孔切削用量查《工艺手册》得1)进给量f=（2.2~2.4）f钻（f钻为钻孔的进给量）直径小于等于15mm时，f=0.5-0.6mm/r取f=0.46mm/r直径大于15~20mm时，f=0.6-0.7mm/r取f=0.7mm/r2）被吃刀量ap=0.05D（加工孔直径）扩直径20mm的孔ap=1mm扩直径17.5mm的孔ap=0.9mm3）切削速度vV=（1/2~1/3）V钻（V钻为钻孔的切削速度）=0.15m/s4)计算切削工时由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj1=0.4min,tj2=0.4min,（6）铰孔的切削用量1）进给量f加工不通孔时，进给量取0.2-0.5mm/r取f=0.5mm/r2)切削速度孔直径大于10-20时，v=0.65-1.4m/s取v=1.0m/s4)计算切削工时由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj=1.56min注：钻扩铰圆柱孔时，tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn式中l1=（D-d）cotkr/2+(1~2)钻扩铰不通孔时，l2=0扩钻，扩孔时l2=2~4，铰圆柱孔时l1=0.56，l2=22d为扩、铰孔前的直径，D为扩、铰孔后的孔径，l为板厚。辅助时间（min）确定：1.清扫工件或清扫夹具定位基面0.1~0.22.变换刀架或转换方位0.953.拿取工件并放在夹具上0.5~1.04.启动机床、变速或变换进给量、放下清扫工具0.025.工件或刀具退离并复位0.04~0.056．在钻头铰刀上刷油0.17.在工作台上用手翻转钻模，用游标卡尺测孔深度0.2课程设计心得体会面课程设计结束了，快要完成这项艰巨的任务时，内心充满惊喜与期待，惊喜的是自己终于完成了一份课程设计，过程虽然有些复杂曲折，但看着自己的小小成果，还是忍不住的兴奋，期待的是想看看自己的设计有哪些不足，希望老师能予以指正，好让我能更进一步。通过这次的课程设计，我了解到工艺设计是一门复杂、繁琐、需要耐心、细心与恒心的工作，尤其计算部分，过程十分繁琐，稍不注意便会出错，每逢此处，我便有些心烦，便拖到第二天在做，因此花费了大量的时间，把作业拖到了最后。但该来的早晚要来，一味的推迟不仅没有任何收益，反而因时间逼近而更加手忙脚乱。所以在以后的生活中，我一定养成今日事今日毕的好习惯。这次课程设计也使我深深地受了打击，知道