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精选优质文档-倾情为你奉上机械制造技术基础课程设计报告书学 院 机械工程 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2012级 班级组别 小组成员 指导教师 2016年 5 月 13 日专心-专注-专业机械制造技术基础课程设计任务书题目斜槽零件组长张磊年级/班级/组别2013级 4 班 第 2 组组员董楚、窦天纵、李秉宣、黄波、黄金城1. 设计内容与要求(1) 设计参数(2) 任务要求1）分析研究被加工零件及画零件图2）明确生产类型及工艺特征3）选择毛坯、确定毛坯的尺寸及绘制毛坯图4）选择加工方法及拟定工艺路线5）进行工序设计及工艺计算6）画工序简图及填写工艺文件7）设计专用夹具8）编写机械制造技术基础课程设计报告书和组内成员个人总结报告。2. 提交内容1) 机械制造技术基础课程设计报告书；2) 组内成员个人总结报告；3) 小组会议记录。3. 时间范围2016年 9月12日 2016年 9月30日。4. 具体实施1) 组长负责制，小组成员协同工作、合作学习，共同完成设计任务；2) 分阶段集中授课；3) 每周例会，讨论与答疑；4) 最后提交报告，进行答辩。目 录 第一章 零件的工艺分析及选择毛坯 1 1.1 零件的工艺性分析1 1.2 零件的生产类型1 1.3 选择毛坯1 第二章 选择加工方法及制定工艺路线 2 2.1 定位基准的选择2 2.2 零件表面加工方法的选择2 2.3 制定工艺路线3 第三章 工序设计 5 3.1 选择加工设备与工艺装备5 3.2 确定工序尺寸6第四章 确定切削用量及基本时间 9 4.1 工序10的切削用量及基本时间的确定 9 4.2 工序15的切削用量及基本时间的确定11 4.3 工序25的切削用量及基本时间的确定13 4.4 工序30的切削用量及基本时间的确定14 4.5 工序35的切削用量及基本时间的确定14 4.6 工序40的切削用量及基本时间的确定14第五章 夹具设计15 5.1 定位方案 15 5.2 夹紧机构 15 5.3 夹具与机床的连接 15 5.4 夹具体 15第六章 小组成员总结与会议记录22 参考文献 27 附录1 28 附录2 34第一章 零件的工艺分析及选择毛坯1.1 零件的工艺分析零件的视图正确、完整，公差及技术要求齐全且合理，但84mm和86mm外圆尺寸不全，经与老师讨论，已补全所缺尺寸。该零件属于盘套类回转体零件，他的所有表面均需要切削加工，个别加工精度和表面粗糙度要求高的表面需要额外的磨削加工。各外圆、内孔及4×10mm孔和7mm环形槽的径向设计基准均为40mm内孔的轴线，大部分的轴向设计基准为130mm左侧大端面，而小端面侧56mm内孔的设计基准为小端面。该零件有两个内孔表面要求粗糙度为Ra0.4，另还有大端面及两组阶梯面要求粗糙度Ra0.2且两组阶梯面要求对40mm内孔的轴线的同轴度0.01mm和垂直度0.02mm，由此可见，大端面及两组阶梯面应该为与其他零件要求精密配合的表面，所以加工两组阶梯面的时候应该以40mm内孔的轴线及大端面用心轴和一平面定位，磨削加工。其余平面加工精度和表面粗糙度要求不高，加工不成问题。总体来说，该零件的工艺性较好。1.2 零件的生产类型零件的生产纲领为5000件/年，生产类型为成批生产（中批生产）。1.3 选择毛坯该零件为回转体，考虑到车削、磨削加工中经常要调转装卡，该零件加工和工作中会承受交变载荷和冲击性载荷，且生产纲领为5000件/年，零件的尺寸轮廓不大。综合以上方面，毛坯选用轧制的45钢棒料。考虑到粗加工和精加工的余量，选用140mm×145mm棒料。第二章 选择加工方法及制定工艺路线2.1 定位基准的选择本零件是带孔的套类回转体零件，孔为设计基准，为避免出现基准不重合而产生的误差及保证阶梯面对孔的垂直度和同轴度误差，磨削加工应选孔为定位基准，及遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选择40mm内孔及大端面为磨削加工的精基准。由于本零件全部表面都需加工，为使孔满足所需的表面精度而作为最后磨削的精基准，应在粗加工选取外圆和一端面为粗基准，粗加工出另一侧的外圆和端面，作为下一步加工的基准，进而，以此为基准，反过来加工原侧的外圆和端面，作为下一步加工的基准。在粗、半精加工过程中，分别以两侧外圆及端面为基准，满足“互为基准”原则和“便于装卡”原则，且由于加工精度要求的提高，基准不重合误差的影响小，如此选取粗、半精加工的基准是合理的。2.2 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有外圆、内孔、端面、环形槽及孔等，材料为45钢。以共差等级和粗糙度要求，查阅工艺手册中零件表面加工方法、加工经济精度与表面粗糙度相关内容，其加工方法选择如下：（1） mm内孔。公差等级为IT7，表面粗糙度Ra0.4，需进行钻、扩和磨削加工。（2） mm内孔。表面粗糙度Ra0.4。公差等级为IT7，需进行粗镗、半精镗和磨削加工。（3） 2.3 制定工艺路线按照先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。工序05：备料140mm145mm圆钢。工序10：安装1：以外圆和大端面定位，粗车小端面，钻通孔40mm，粗车外圆86mm，两外圆72mm、外圆84mm，粗镗孔56mm、倒角。 掉头装卡，加工另一端。 安装2：以粗车后的外圆84mm和小端面定位，粗车大端面、外圆130mm、粗镗孔56mm、倒角并加工槽。然后进行半精加工。工序15： 工序20：工序25：工序30：工序35：工序40：工序45：工序50：第三章 工序设计3.1 选择加工设备与工艺装备3.1.1 选择机床根据不同的工序需要选择选择相应的机床。（1） 工序1到工序10是铣削加工。各工序的工步数不太多，成批生产不要求很高的生产率，故选用铣床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用X5030A铣床即可。（2） 工序11与工序12是钻削，故选用Z3065钻床。3.1.2 选择夹具本零件除工序9，工序10，工序11，工序12需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。3.1.3 选择刀具（1）在铣床上加工的工序，一般都选用硬质合金端面铣刀。加工钢制零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精车用YT15。（2）在钻床上加工的工序，选用高速钢钻头一次钻出即可。攻丝螺纹至M6选用丝锥。3.1.4 选择量具本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。查阅工艺手册，选择采用150×0.02的游标卡尺。3.2 确定工序尺寸3.2.1 确定铣削面的工序尺寸本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸、公差和表面粗糙度见表3-1。表3-1 铣削表面的工序加工余量和表面粗糙度 单位：mm 加工表面工序双边余量表面粗糙度/粗半精精粗半精精A面31.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6B面3.51.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6C面3.51.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6 E面3.51.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6F面3.51.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6柱面Ra6.3Ra3.2Ra1.6横槽1.50.5Ra6.3Ra3.2Ra1.63.2.2 确定钻削面的工序尺寸（1）粗钻6的孔（2）攻丝螺纹至M6（3）在A端面钻14通孔 （4）保持定位基准不变，扩充至15.8（5）粗铰孔至15.94（6）精铰孔至16，粗糙度1.6第四章 确定切削用量及基本时间 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，再确定v。4.1 工序10切削用量及基本时间的确定本工序为粗车（车端面、外圆及孔）。已知加工材料为45钢，轧制棒料；机床为C620-1型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。4.1.1 安装1切削用量及基本时间的确定 1.切削用量：（1） 确定粗车外圆的切削用量。所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。由于C620-1车床的中心高为200mm，又由工艺手册中查取内容，选刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度为6mm，选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。因余量较大，查表，确定背吃刀量ap1=11mm，ap2=11mm，ap3=4.45mm。由工艺手册，在粗车钢料，刀杆尺寸B×H=16mm×25mm及ap在812范围内，工件直径在100400范围内，结合C620-1车床的进给量，选择f=0.45mm/r。查表可得，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度T=30min。用YT5硬质合金车刀加工及其他当前条件下，查表计算切削速度为v=115m/min。考虑到修正系数，进一步求得修正值，即按C620-1车床的转速，选择n=120r/min=2r/s，则实际切削速度v1=54.7m/min，v2=47.1m/min，v3=39.6m/min。最后的切削用量为ap1=11mm，ap2=11mm，ap3=4.45mm，f=0.45mm/r，n=120r/min，v1=52.8m/min，v2=44.5m/min，v3=36.2m/min。（2） 确定粗车mm、台阶面面及小端面的切削用量。（3） 确定粗车外圆mm及外圆mm的切削用量。（4） 确定钻通孔mm的切削用量。确定粗镗孔mm的切削用量。2.基本时间：查取工艺手册可知车外圆基本时间公式为，车端面及台阶面的基本时间公式为，钻孔的基本时间公式，为其中f、n为进给量和转速，i为进给次数，其与各字母代表的含义按照工艺手册中不同情况的规则根据实际零件尺寸选取。所以，根据公式，即可得到各工步的基本时间如下：（1）以外圆面为粗基准，粗车小端面1mm：73s（2）钻通孔mm：152s（3）粗车外圆面至mm： （4）粗车台阶面，保证其与小端面mm：（5）粗车小端面侧外圆面至mm：（6）粗车台阶面，保证其与小端面mm：（7）粗车外圆面至mm：（8）粗车外圆面至mm： （9）粗镗孔至mm：4.1.2 安装2切削用量及基本时间的确定与安装1选择同样刀具，车环形槽采用高速钢成型切槽刀。采用安装1确定切削用量的方法，得本安装的切削用量及基本时间见表4-1。表4-1 切削用量和基本时间表 工步ap/mmf/(mmr-1）v/(mmin-1）n/(rs-1）Ti/s粗车大端面10.5252.8273粗车外圆粗镗孔至粗车槽4.2 工序15切削用量及基本时间的确定4.2.1 安装1切削用量及基本时间的确定 1.切削用量： （1）确定半精车外圆mm的切削用量。所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。由于C620-1车床的中心高为200mm，又由工艺手册中查取内容，选刀杆尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度为6mm，选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。确定背吃刀量ap=单边余量=0.55mm。由工艺手册，在粗车钢料，刀杆尺寸B×H=16mm×25mm及ap的范围，工件直径在的范围，结合C620-1车床的进给量，选择f=0.3mm/r。查表可得，车刀后刀面最大磨损量取为0.4mm，可转位车刀耐用度T=30min。用YT5硬质合金车刀加工及其他当前条件下，查表计算切削速度为v=205m/min。考虑到修正系数，进一步求得修正值，即按C620-1车床的转速，选择n=610r/min=10.17r/s，则实际切削速度v=166.9m/min。 （2）确定半精车mm、台阶面面及小端面的切削用量。 （3）确定半精车外圆mm及外圆mm的切削用量。（4）确定半精镗孔mm的切削用量。 （5）确定半精镗孔mm的切削用量。2.基本时间：公式与粗车时相同，所以可算得：（1）半精车小端面1mm：6s（2）半精车小端面侧外圆面至mm：8s（3）半精车台阶面，保证其与小端面mm：（4）半精车外圆面至mm：（5）半精车外圆面至mm：（6）半精车外圆面至mm（7）半精车台阶面，保证其与小端面mm：（8）半精镗孔至mm：（9）半精镗孔至mm：4.2.2 安装2切削用量及基本时间的确定与安装1选择同样刀具，车环形槽采用高速钢成型切槽刀。采用安装1确定切削用量的方法，得本安装的切削用量及基本时间见表4-2。表4-2 切削用量及基本时间表 工步ap/mmf/(mmr-1）v/(mmin-1）n/(rs-1）Ti/s半精车大端面10.27251.210.1716半精车外圆半精镗孔至半精车槽车沟槽4.3 工序25安装1切削用量及基本时间的确定该工序采用M131W万能磨床加工，磨削孔至mm。其双边余量为mm，所以ap=单边余量=mm。查工艺手册可得，按照M131W万能磨床的砂轮转速，选取n= r/min，f= mm/r。求得v= m/min。基本时间公式不变，基本时间为 s。4.4 工序25安装2切削用量及基本时间的确定4.5 工序30切削用量及基本时间的确定4.6 工序35切削用量及基本时间的确定第五章 夹具设计 本夹具是工序09、10、11、12铣削槽及打通孔螺纹孔的专用夹具。5.1 定位方案该工序采用面销点的定位方式限制工件在空间的6个自由度。夹具底板的上表面限制了三个自由度，50的圆柱销限制两个自由度，竖板上的支撑钉限制工件绕z轴的转动。满足要求。5.2 夹紧机构根据生产率要求，运用手动加紧可以满足要求。采用心轴后端球面垫圈加锁紧螺母的锁紧方案。球面垫圈的运用是防止增加限制自由度，而导致过定位。夹紧主要是防止在磨削下工件产生颠覆和震动，而手动螺旋夹紧方式是可靠的，可免除夹紧力的计算。5.3 夹具与机床的连接心轴两侧设有顶尖孔，可通过其与机床进行连接。5.4 夹具体夹具体装配图及零件图见附录图纸。第六章 会议记录和小组成员总结参考文献1于大国等机械制造技术基础与工艺学课程设计教程M北京：国防工业出版社，20132张世昌、李旦、张冠伟等机械制造技术基础M北京：高等教育出版社，2001附录1：附录2：