课程设计 设计“最终传动箱盖”零件的机械加工工艺规程(大批生产)_.docx

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1、机械制造工艺 课程设计说明书题目：设计“最终传动装置”零件的机械加工工艺规程（大批生产）系 别 物 理 与 机 电 工 程 系专 业2007机械设计制造及其自动化姓 名 张荣华 学 号 20070663132 指导老师 邓 志 勇 三 明 学 院 2010 年 6 月 10 日1编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第14页 共15页机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“最终传动箱盖”零件的机械加工工艺规程（大批生产）设计要求： 1、未注明铸造圆角R23 2、铸件表面不得有粘砂，裂纹等缺陷 3、材料：HT1504、去毛刺、锐棱5、铸件应消除内应力 内容：1.课程设

2、计说明书 1份2.零件图 1张 3.毛坯图 1张 4.机械加工工艺过程综合卡片 1张 5.机械加工工序卡片 3张 目 录 序言 2一、零件的分析 2 （一）零件的作用 2 （二）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 4 （五）加工基本时间（机动时间） 11三、总结 13 四、参考文献 13序言机械制造工艺学课程设计是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,

3、因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。课程设计的主要目的：（1）通过课程设计使我们综合运用机械制造工艺学课程及相关的必修课程的知识，起到巩固、融会贯通及拓展有关机械制造方面的知识的作用，树立正确的设计思路；（2）通过课程设计的实践，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力，使我们掌握机械零件的设计、加工及检验的方法；（3）提高了我们的设计和分析能力，如计算能力、绘图能力、计算机辅助设计能力等，同时，也使我们熟悉设计资料及手册的使用就我个人而言，我希望能通过这次课程设计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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的

4、基础。一、零件分析（一）、零件的作用最终传动箱盖位于车床传动机构中，主要防止灰尘和外面的环境影响起到密封的作用，使机床的传动能够精确的按照要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。最终传动箱盖给保证最终的传出速度提供的一个密封的环境，使其不受其他因素的影响，更能够有效地润滑和运转，防止里面的零件快速的磨损。（二）、零件的工艺分析最终传动箱盖共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以上平面为基准加工下表面这一组加工表面包括：上下端面有平面度要求，上平面的孔有同轴度要求 且下面的孔16的平面有表面有粗糙度要求 2. 以下平面为基准加工孔16这一组加工表面包括：16的孔，以及其上下两个端面

5、。这两组表面有一定的位置度要求,即7 的孔与14 的孔有同轴度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT150。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相

6、对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取不加工外轮廓上表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这个主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。本工艺路线只有第2工序需要用到粗基准，即工序2 粗铣 半精铣底面/以上端面为粗基准。其中16的圆柱面整个粗基准选择过程符合先粗后精和先面后孔的原则。在整个加工过程是起到基准的作用；16内孔在钻孔时也起到粗基准的作用。 （2）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，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算。本工艺路线的精基准选择如下：粗铣下端面/以上平面及16

7、外围为基准；粗铣 半精铣上端面/以底面及16外围为基准；钻扩两孔16/以底面为基准；粗镗 半精镗孔16/以底面为粗基准；攻螺纹孔M16孔/以上端面为基准；钻孔7孔/以上端面为基准；精绞,精绞孔14/以7内孔为基准。（三）制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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工卡具,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。1、工艺路线方案一:工序1 铸造毛坯工序2 以底面为基准钻扩孔16工序3 以孔16为基准半精铣底面工序4 以底面为基准锪倒角2X

8、45攻螺纹M16工序5 以孔16为基准半精铣底面工序6 以底面为精基准粗铣半精铣上平面工序7 以上平面为精基准钻扩孔7工序8 以7中心线为基准钻扩孔14工序9 以14为基准锪平14工序10 去毛刺 清洗工序11 终检2、工艺路线方案二:工序1 铸造毛坯工序2 以上平面为粗基准粗铣底面工序3 以地面为精基准粗铣 半精铣上端面工序4 以上平面为精基准钻孔16工序5 扩孔和绞孔16孔并锪倒角2X45工序6 以孔16中心线为基准攻螺纹M16工序7 再以上平面钻扩孔7。工序8 以孔7为基准钻扩孔14工序9 以孔7为基准锪平14工序10 去毛刺 清洗工序11 终检3、工艺方案比较分析:上述两方案:方案一

9、是先加工内孔16, 再以16孔为基准加工底面，然后加工上平面,而方案二 先加工底面,以底面为基准加工各面及16内孔.由方案一可见16孔为基准加工底面精度易于保证,再以底面为基准加工上平面及孔各面基垂直度要求 ,可保证便于定位加工，符合中批生产要求,而方案二较为合理适合于大批量生产。因此，最后的加工路线确定如下：工序1 铸造毛坯工序2 粗铣 半精铣底面/以上平面为基准，选用X52K立式和专用夹具 工序3 粗铣 半精铣上端面/以底面为基准工序4 准钻孔16/以底面及26外围为基准工序5 扩孔和绞孔16孔并锪倒角2X45以底面为基准选用Z3025摇臂钻床和专用夹具 工序6 以孔16中心线为基准攻螺纹

10、M16 选用T611卧式铣镗床和专用夹具。工序7 钻孔7 /以上端面为基准 选用Z3025摇臂钻床及专用夹具 工序8 以孔7为基准钻扩孔14 选用Z3025摇臂钻床及专用夹具 工序9 以孔7为基准锪平14 选用T611卧式铣镗床和专用夹具。 工序10 去毛刺清洗 工序11 终检,（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 最终传动箱盖材料为HT150 HB170240，毛坯重量约6.0Kg生产中批采用金属型铸造毛坯。 依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 4.1孔表面（公差查互换性与测量技术p39表3-2）表2-2 孔的加工内容及余量加工表面加

11、工内容加工余量精度等级表面粗糙度/工序余量最小最大钻孔10mmIT1012.59.960mm10mm扩孔3mmIT1012.52.930mm3.124mm粗镗1.8mm IT103.21.73mm1.924mm半精镗0.2IT91.60.154mm0.442mm4.2平面工序尺寸（公差查互换性与测量技术p39表3-2）表2-3 表面加工的加工内容及余量工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸及偏差工序余量最小最大01粗铣下端面T14mm48mmIT81.5mm4.547mm02粗铣上端面T22mm48mmIT91.5mm3.574mm03精铣上端面T21mm48mmIT71.5mm2.5

12、25mm（五）加工基本工时(机动时间)工序2 粗铣底面2.1 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。2）、确定铣削深度a p：单边加工余量Z=2，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=2mm3）、确定每齿进给量fz:根据切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm

13、，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap=2mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)实际切削速度和齿进给量：C=d0n /1000 =3.14100255 / 1000 =80 m/min Fzc=fc / (ncZ) =400 / 25510=0.157mm/z6）、计算基本工时tm = L / f 式中 L=176mm 根据

14、表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min工序3 粗铣 半精铣上端面3.1 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。2）、确定铣削深度a p：单边加工余量Z=2，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=2mm3）、确定每齿进给量fz:根据切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z4）、选择铣刀磨

15、钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap=2mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)实际切削速度和齿进给量：C=d0n /1000 =3.14100255 / 1000 =80 m/min Fzc=fc / (ncZ) =400

16、/ 25510=0.157mm/z6）、计算基本工时tm = L / f 式中 L=176mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min3.2 半精铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=102）、确定铣削深度ap：由于单边加工余量Z=0.5，故一次走刀内切完，则：a p= 0.5 mm3）、确定每齿进给量fz:由切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，

17、半精铣取较小的值。现取：fz=0.14mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (横向)实际切削速度和每齿进给量：C=d0n /1000 =3.14100380 / 100

18、0 =120 m/min Fzc=fc / (ncZ) =400 / 38010=0.105mm/z6）、计算基本工时tm = L / f 式中 L=176mm 根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min工序4 钻扩孔164.1 钻孔1）、选择钻头 选择锥柄麻花钻(GB1438-85) 查表 d0=18 钻头几何形状(表2.1及表2.2) 双锥,修磨横刃 螺旋角=30 锋角2=100后角0=11 b=2mm L=4mm 2）、选择切削刀具 进给量f (1)按加工要求决定进给量: 根据表2.7 d0=18m

19、m f=0.430.53mm/r 由于L/d=30/18=1.67 故应乘以孔深修正系数kcf=1 f= 0.430.53 mm/r (2)按钻头强度决定进给量 根据表2-8 当HBS=200 d=18mm 钻头强度允许的进给量f=1.6mm/r (3)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9 当HBS210 d0=20.5 机床进给机构允许的轴向力为6960N(Z3025钻床允许的轴向力为7848N 见设计手册表4.2-11)进给量为0.6mm/r从以上三个进给量比较可看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为 f=0.430.53mm/r 根据Z3025钻床,选择 f=0.5 mm/r 决定

20、钻头磨纯标准及寿命 由表2.12 当d0=14 时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm,寿命T=60min 切削进度 由表2.15 HBS 170240, f=0.5mm/r d16c=16m/min n =1000/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min 检验机床扭矩及功率 根据表2.20 当f=0.5mm/r d019 时 mt=64.45 N*M 根据Z3025 钻床说明书 当nc=250r/min 时 Mm=80 N*M根据表2.23 当HBS200 d0=20 f=0.53mm/r c=16m/min 时 Pc=1.1KW 查设计手册表4.2-11 PE=2.2K

21、W 由于MCMm PCPE 故选择之切削用量可用,即 f=0.5min/r nc=250r/min c=16m/min3）、计算基本工时 tm =L / nf L=L+Y+,L=30 mm 入切量及超切量由表2.29 查出Y+=10mm tm =L / nf=(30+10) / (2500.5)=0.32min 两孔tm=0.320.2=0.64min4.2 扩孔(1)选择扩刀 选择硬质合金扩孔钻d0=19.8mm 钻头几何形状为r0=5 0=8 kr=30 kr=30 =10 b0=1mm (2)选择进给量及切削进度 查机械加工工艺手册表11-15 切削速度=(1/2-1/3)钻 =(1/2

22、-1/3) 16 =85.3 m/min 取=6 m/min n =1000v/d0=10006 / 3.14 20 =95.5 r/min 查表2.10 d0=20 HB=200 时, f=0.91.1 根据Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r (3)钻头磨纯标准及寿命 由表2.12 当 d0=20mm 时 ,扩孔钻后刀面最大磨损限度为0.6mm 寿命T=30 min tm =L / nf= L+Y+/ nf=(30+10)/(1251)=0.23min 两孔tm=2 0.32=0.64 min工序5 攻螺纹M16 切削速度vs=0.1m/s=6 m/min fs=0.15mm/

23、r 则ns =238 r/min 按机床选取nw=19.5r/min 则 vw=4.9 m/min fw=0.15mm/r基本工时:L=6mm L1=3mm L2=3mm 攻M16孔 tm1=(L+L2+L1)/nf=(6+3+3)/195=0.06 min两孔tm=2 0.06=0.12 min工序6 16内孔2x45倒角 选用卧式车床c620-1。由于最后的切削宽度很大，故按成形车削制订进给量。根据手册机车床取 F=0.08mm/r （见切削手册表1.8）当采用高速钢车刀时，根据一般资料，确定切削速度V=16m/min则 按机床说明书取则此时切削速度为切削工时 L=5mm L1=3mm 工

24、序7 钻和扩孔7一.钻孔7 1.锥柄麻花钻(GB1436-85) d=7.8 mm 钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =55 2.选择切削用量 (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7 当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm 时 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则 f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面

25、最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min (3)决定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/min n =1000c/d0=100022/(3.1420)=350 r/min 由钻床说明手册选取 n=400 r/min 3.计算工时 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min两孔tm=2 0.26=0.52 min 二.扩7孔 1.锥柄麻花钻(GB1436-85) d=5.2mm 钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =55 2.选择

26、切削用量 (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7 当加工要求为H12HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm 时 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则 f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min (3)决定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/min n =1000/d0=100022/

27、(3.1420)=350 r/min 由钻床说明手册选取 n=400 r/min 3.计算工时 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(6+10)/4000.4=0.1 min两孔tm=2 0.1=0.2 min工序8 半精绞 精绞孔14 1.选择绞刀 查设计手册表3.1-19 选用硬质合金锥柄机用绞刀(GB4252-64) d=20mm 2.选择进给量f (1)绞刀磨纯标准及寿命 由表2.12,当d0=20 mm 时 ,绞刀后刀面最大磨损取为0.5 mm 寿命T=45 min (2)切削速度进给量f 查切削手册表2.25 铸铁硬度HBS200 d0=1025 mm ap=0.060.15

28、 mm (半精绞ap=0.07mm 精绞为ap=0.03mm 均在此范围) f=0.20.4 mm/r c=1015 m/min (无切削液)取c=15 m/min 根据钻床进给量查设计手册表4.2-13 取f=0.3mm/r n=1000/d0=100015/(3.1420)=239 r/min查表4.2-12 取nc=250 r/min 3.计算工时 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/(2500.3) 2=1.12 min工序10 锪平14 1.选择刀具查设计手册表3.1-4.1 选择中齿锯片铣刀(GB6120-85) d=40 mm L=4 mm z=20 2.刀

29、具寿命 查表3.8 高速钢切断铣刀 d40T=45 min 3.切削用量 ap=12 mm一切走刀切断 fz=0.1 mm/z 查表3.27 c=54.9 m/min f=0.4mm/r n=1000c /d0=100054.9/(3.1440)=437 r/min 根据x60 卧式铣床说明书设计手册表 机床主轴转速为nc=400 r/min 计算基本工时 tm =L / nf= L+Y+/f=(72+35)/54.9=1.94 min最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。三.总结通过设计，培养了我独立思考问题和解决问题的能力。树立

30、了正确的设计思想，掌握了零件产品设计的基本方法和步骤。通过设计，使我能熟悉地查找和应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基础技能训练。同时，我还学会了许多Word的操作知识，CAD的操作能力也得到了很大的提高。同时为将来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，为今后自己的研究生生活打下一个良好的基础。但是这次课程设计的确显得有点心有余而力不足，以前对基础知识没有很好的掌握，以后需要多加巩固。 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法，

31、让我们更好地理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。同时，也要感谢邓老师对我的关心和帮助。本设计是在邓老师的亲切关怀和悉心指导下顺利完成。他严谨的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在学业上邓老师给予我巨大前进动力。在此再向帮助过我的老师和同学致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1.张世昌，李旦.机械制造技术基础.-2版-北京：高等教育出版社，2007.52.王忠.机械工程材料. -北京：清华大学出版社，2007.93.赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.-2版.-北京：机械工业出版社2010.14.邓文英，郭晓鹏.金属工艺学.上、下册.-5版.-北京：高等教育出版社，2008.45.王伯平.互换性与测量技术.-2版.-北京：机械工业出版社，2009.16.蔡兰.机械零件工艺性手册.-2版.-北京: 机械工业出版社，2006.127.艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册.-北京：机械工业出版社8.梁国元.电子机械设计与工艺简明手册.西安电子科技大学出版社9.刘鸿文.材料力学I.-4版.-北京：高等教育出版社，2004.110.沈鸿.机械加工工艺手册1,2卷.-北京: 机械工业出版社，1991.111.王先逵.机械制造工艺学.-2版.-北京: 机械工业出版社，2006.1第 14 页 共 15 页