机械制造工艺学-课程设计.docx

机械制造工艺学-课程设计 机械制造工艺学课程设计 说明书 班级: 学号: 姓名: 小组成员： 指导教师: 目录 工艺课程设计任务书2 第一章轴类零件机械加工工艺规程的编制3 第一节零件的工艺分析4 一、零件用途4 二、零件技术要求4 三、审查轴零件工艺性4 第二节确定零件的生产类型4 第三节毛坯的种类及制造5 第四节制造工艺路线 一、定位基面的选择5 二、轴零件表面加工方法的选择5 三、制定工艺路线及选择加工设备及工艺装备5 第五节加工余量及工序尺寸的确定7 第六节切削用量、时间定额计算10 第二章铣平面专用夹具夹具设计12 第一节轴零件的铣床夹具设计12 一、零件本工序加工要求的分析12 二、拟订定位方案和选择定位元件12 三、确定夹紧方案13 四、定位误差分析13 五、绘制夹具总装图14 设计总结14 参考文献15 工艺课程设计任务书 第一章轴类零件机械加工工艺规程编制 第一节零件的工艺分析 一、零件的用途 题目所给的零件是一阶梯轴零件（如图1-1）。 轴类零件是机械结构中最常见的并用于传递运动和动力的重要零件之一，其加工质量直接影响到机械装置的使用性能和运动精度。轴类零件工作的主要表面是外圆面，车削是外圆加工最普遍且主要的方法。 图1-1轴零件图 二、零件的技术要求 该轴（如图1-1）需加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下： 1.46、38、32、24h7、18等一组外圆面及两端面 2.以38的轴线对称的平面 3.8、6的孔 4.M32、M18的螺纹 5.长、短键槽 具体技术要求见表2-1： 三、审查轴零件的工艺性 该零件图样视图正确，但稍有不完整，尺寸、公差也不够详细，故需要先改正零件图再做后续加工。该零件的加工并不复杂，根据技术要求：零件材料为HT200，除螺纹表面，其它表面做热处理达4550HRC，零件最后要做发蓝处理。 第二节确定零件的生产类型 零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。零件的年生产纲领N可按下式计算： N=Q×m×（1+a）×（1+b） N零件的生产纲领（件/年）； Q产品的年产量（台、辆/年）； m每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）； a备品率，一般取24； b废品率，我们取0.30.7； 由于未给出技术条件，故试确定技术要求为： 1.生产批量：中、大批量生产。 2.废品率0.5%，备品率2%，每日一班。 现已知该产品属于轻型机械，根据题目设计条件，确定其生产类型为中、大批生产的轻型零件。 第三节毛坯的种类及制造 根据技术要求，毛坯材料采用HT200，故不适宜采用锻件毛坯。因其外形简单，直接采用50×200的棒料。毛坯简图见图3-1。 图3-1 毛坯简图 第四节制定工艺路线 一、基面的选择 轴类零件各表面的设计基准一般是轴的中心线，其加工定位基准最常用的是两中心孔定位。 因为该阶梯轴的外圆表面精度要求不高，故采用以下定位方法： 1粗基准的选择。为了提高工件的刚度，采用一夹一顶方式定位，即轴的一端 外圆用三爪卡盘夹紧，一端用尾座顶尖顶住中心孔。这样在一个工序中加工所有的外圆表面，即能保证该轴类零件的同轴度要求。（定位示例如图4-1）2精基准的选择。为了避免基准转换所产生的误差，精加工中仍选用一夹一顶方式定位。 图4-1 二、表面加工方法的选择 该零件主要加工表面有：外圆面、端面、平面、槽、孔和螺纹，参考教材机械制造技术基础课程设计指导教程P9-P14“经济精度”的选用，加工选择如下： 表4-2轴零件各表面加工方案 加工方案备注加工表面经济精度等级表面粗糙度 Ra/m 46外圆面IT11 12.5 粗车表1-6 38外圆面IT11 12.5 粗车-半精车表1-6 32外圆面IT11 12.5 粗车表1-6 24h7外圆面IT7 3.2 粗车-半精车-精车表1-6 18外圆面IT11 12.5 粗车-半精车表1-6 割环槽IT11 12.5 粗车表1-6 割环槽IT11 12.5 粗车表1-6 割环槽IT10 3.2 粗车-半精车表1-6 割环槽IT11 12.5 粗车表1-6 螺纹M32 IT6 6.3 粗车-半精车-精车表1-10 螺纹M18 IT6 6.3 粗车-半精车-精车表1-10 对称平面IT11 12.5 粗铣表1-8 孔8 IT11 12.5 钻表1-7 孔6 IT11 12.5 钻表1-7 短键槽IT11 12.5 粗铣表1-8 长键槽IT11 12.5 粗铣表1-8 三、制定工艺路 按照先加工基准面，先面后孔、先粗后精的原则，布置工艺路线如下： 表4-3轴工艺路线及设备、工装选用 第五节加工余量和工序尺寸的确定 一、工序1粗，半精加工轴的表面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 第1道工序的加工过程分为5个工步： 第一个工步： 轴件装在三爪卡盘与顶尖间，以中心线定位，粗车圆柱面，公差等级为IT11，所以保证工序尺寸P1=460+0.16根据表2-16粗车外圆的直径余量为a1=4mm，直接加工至尺寸。 第二个工步： 1）轴件装在三爪卡盘与顶尖间，以中心线定位，先粗车圆柱面，保证工序尺2）寸P2，根据表2-16粗车外圆直径余量为a=5mm。然后半精车圆柱面得到工序尺寸P3，查表2-17加工余量为a1=3mm因为公差等级为IT11，所以P3=380+0.16，P2=P3+a1=410+0.16。 第三个工步： 轴件装在三爪卡盘与顶尖间，以中心线定位，粗车圆柱面，表2-16粗车外圆的直径余量为a1=6mm，公差等级为IT11，保证工序尺P4=320+0.16。 第四个工步： 轴件装在三爪卡盘与顶尖间，以中心线定位，粗车圆柱面，保证工序尺寸P5公差精度为IT11，根据表2-16粗车外圆直径余量为a=7mm。然后半精车圆柱面得到工序尺寸P6加工余量为a1=3，P5=P6+a1，根据表2-17精车外圆直径余量为a2=1mm。在后面的工序精车外圆面保证工序尺寸，又因为公差精度等级为IT7，所以P7=240+0.021，半精加工时精度等级也为IT7，所以P6=P7+a2=250+0.021则P5=280+0.16。 第五个工步： 轴件装在三爪卡盘与顶尖间，以中心线定位，粗车圆柱面，加工直径余量为a=5mm，保证工序尺寸P8，粗车公差精度为IT11，然后半精车，公差等级为IT11，加工直径余量为a1=2mm，直接得到工序尺寸P9=180+0.16则P8=200+0.16 单位（mm） 一、工序2钻8mm的孔的加工余量、工序尺寸和公差的 确定 由表2-28可查得，钻孔余量Z钻=8mm。查表1-20可依次确定个工序尺寸的加工精度等级，钻：IT11。.根据上述结果，再查标准公差数值表可确定该工步的公差分别为，钻：0.09mm。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，钻孔：8+0.090mm 其他工序的加工余量、工序尺寸、公差等级的确定 工序3： 工序4： 工序5： 第六节切削用量、时间定额的计算 一、切削用量的计算 1、工序1粗，精车圆柱面 该工序5个工步，轴件装在三爪卡盘与顶尖间，以中心线定位，这些工步是在同一台机床上加工完成，因此它们进给量和切削速度是一样的，只有背吃刀量 不同。 （1）切削速度的确定根据公式V c=×d×n1000 d-工件的最大直径（mm） n-工件的转速（rmin） 我们定n=400rmin 所以V c =3.14×46×4001000=57.78mmin （2）背吃刀量的确定根据公式 A P =(D W -D M )2 D W 工件上待加工表面直径 D M 工件上已加工表面直径 工步1加工46的表面，背吃刀量a p1取为a1，a1=2mm；工步2加工38的表面，背吃刀量a p2=a1=4mm；工步3加工32的表面，背吃刀量a p3=a1=3mm；工步4加工25的表面，背吃刀量a p4=a1=3.5mm；工步5加工18的表面，背吃刀量a p5=3.5mm （3）进给量的确定由表5-1，按工件的材料，该工序的进给量f=0.8m mr 2、工序2钻8的孔 1）背吃刀量的确定取a p=8mm。 2）进给量的确定由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.1m mr。 3）切削速度的计算由表5-22，按工件材料灰铁200的条件选取，切削速度v 可取18mmin，由公式n=1000×v×d可求得该工序钻头转速n=716.6r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取n=960r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=n××d1000=24m/min。 其他的工序在工序卡中给出数据 二、时间定额的计算 1、基本时间t m 的计算 （1）工序4钻6的孔 直接钻孔，根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式t j =（l+l 1 +l 2 ）f×n 求得。式中l=8mm；l 2=1mm，l 1 =D×cotk r 2+(12)3.75mm;f=0.1mmr；n=960r min。将数据代入公式得t j =0.13min=7.8s 2、辅助时间t f 的计算 根据第五章第二节所述，辅助时间t f =（0.150.2）t j 我们取t f =0。15t j