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機械制造工藝 課程設計說明書 設計題目： 設計車床尾座套筒的機械加工工藝規(guī)程 學號： 姓名： 指導老師： 實踐時間： 目錄 緒論 ................................................................................................................................. 1 1 零件分析 ................................................................................................................... 1 件的作用 ..................................................................................................... 1 件的工藝分析 .............................................................................................. 1 件圖樣分析 ....................................................................................... 1 藝分析 .............................................................................................. 2 定零件的生產類型 ...................................................................................... 2 2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 .......................................................................................... 2 擇毛坯 ........................................................................................................ 2 定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 .............................................................. 2 差等級 .............................................................................................. 2 件重量 .............................................................................................. 2 件復雜系數(shù) ....................................................................................... 2 件材質系數(shù) ....................................................................................... 2 件分模線形狀 ................................................................................... 3 件表面粗糙度 ................................................................................... 3 制車床尾座鍛造毛坯圖 ............................................................................... 3 3 工藝規(guī)程設計 ............................................................................................................ 3 位基準的選擇 .............................................................................................. 3 定工藝路線 ................................................................................................. 4 面加工方法的確定 ............................................................................ 4 工階段的劃分 ................................................................................... 4 序的集中與分散 ................................................................................ 4 序順序的安排 ................................................................................... 4 工設備及工藝裝備的選用 ............................................................................ 6 工余量、工序尺 寸和公差的確定 ................................................................. 8 削用量及時間定額的計算 ............................................................................ 9 4 總結 ........................................................................................................................ 16 5 參考文獻 ................................................................................................................. 16 1 緒論 機械制造工藝學課程設計使我們對所學課程的一次深入的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練，因此，它在我們大學四年生活中占有重要的地位。 我們希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中培養(yǎng)自己分析問題的、解決問題及與團隊合作的能力，另外，這也是對自身意志力的一次很好的磨練機會。 由于能力所限，本課程設計尚難免有許多不足之處，懇請各位老師、同學不吝給予批評和指教。 1 零件分析 件的作用 車床尾座套筒是裝夾頂針，鉆頭，絞刀，等工具的。 件的工藝分析 件圖樣分析 (1) φ 550013.0? (2) 莫氏 4 號錐孔軸心線與φ 550013.0?圓軸心線的同軸度公差為φ (3) 莫氏 4 號錐孔軸心線對φ 550013.0?圓軸心線的徑向跳動2 公差為 (4) 鍵槽 8 φ 550013.0?稱度公差為 (5) 錐孔涂色檢查其接觸面積應大于 75%。 (6) 調質處理 28~32 (7) 局部外圓及錐孔淬火 45~50 藝分析 (1) 該零件為車床尾座套筒，要裝 夾頂針，鉆頭，絞刀，等工具 。所以局部外圓及錐孔淬火 45~50 (2) 在安排加工工序時，應將粗、精加工分開，以減少切削應力對加工精度的影響。并在調質處理前進行粗加工，調質處理后進行半精加工和精加工。 (3) 車床尾座套筒左端莫氏 4號錐孔與有端φ 28 30在進行調質處理前鉆通，這樣有利于加熱和內部組織的轉變，使工件內孔得到較好的處理。 定零件的生產類型 生產綱領為大批生產 2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 擇毛坯 題目給定的零件材料是 45鋼?？紤]到在加工過程中，車床尾座會經常承受交變載荷和沖擊性載荷。所以應該選擇鍛件作為毛坯，以使金屬纖維不被切斷，保證零件工作的可靠性。由于零件時大批生產，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用模鍛成型。 定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 要確定 毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 差等級 由于機床尾座套筒的功能和技術要求，確定該零件的公差等級為精密 件重量 已知機械加工后的車床尾座套筒的質量為 3 此可以初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為 件復雜系數(shù) 對于車床尾座套筒零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外輪廓的包容為圓柱體，半徑和長度。 件材質系數(shù) 由于車床尾座套筒材料為 45 剛，是碳的質量分數(shù)小于 碳3 素鋼，故鍛件的材質系數(shù)屬 。 件分模線形狀 根據(jù)車床尾座的形位特點，選擇零件長度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。 件表面粗糙度 由零件圖可知，該套筒加工表面的粗糙度 據(jù)不同面的要求有多種值，分別為 根據(jù)上述諸因素，可以查表確定該鍛件的尺寸公差和加工余量，所得結果列于表 2 2床尾座套筒毛坯尺寸公差及機械加工余量 加工表面 零件尺寸/械加工余量 /坯公差/坯尺寸/圓表面 φ 550 ??60 長度 276 ??285 制車床尾座鍛造毛坯圖 3 工藝規(guī)程設計 位基準的選擇 基面的選擇是工藝設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質量得以保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 粗、精基準的選擇。對于一般的軸類零件來說，以外圓作為粗基準是完全合理的 。但對于本零件而言，因為圓軸內部加工表面鉸復雜，而外院的加工表面較為簡單，可以選用兩中心孔作為粗基準（符合基準統(tǒng)一的原則），加工出外圓，然后以外圓為精基準，加工內孔。然后再以內孔為精基準，精加工外圓。最后一外圓為精基準，精鏜內孔。這樣可以保證精度的要求，符合 互為基準原則。 4 定工藝路線 工藝路線 的擬定是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括：確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理、檢驗及其他輔助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影響加工的質量和效率，而且影響到工人的勞動強度、設備投資、車間面積、生產成本等。 因此，擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程的關鍵性的一步，必須在充分調查研究的基礎上，提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個最經濟合理的方案。 面加工方法的確定 根據(jù)機床尾座套筒零件圖加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件表面的加工方法，如表 3 表 3床尾座套筒各表面加工方案 加工表面 尺寸精度 表面粗糙度 m 加工方案 套筒外圓 車 磨削 鍵槽 銑 圓弧槽 銑 孔φ 28 孔φ 30 精鉸 圓錐孔 磨 工階段的劃分 該套筒加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和靜加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工保證其他加工表面的精度要求；在半精加工階段，完成外圓的半精車，和鉆孔。在精加工階段，進行外圓的精車，圓錐孔的精磨和內孔 φ 30的精車。 序的集中與分散 選用工序集中原則安排車床尾座套筒的加工工序。該套筒的生產類型為大批生產，可采用外能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。 序順序的安排 (一 ) 遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準 —— 套筒外圓； (二 ) 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序； (三 ) 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面 —— 車床尾座套筒外表面。后加工次要表面 —— 鍵槽，圓弧槽。 (四 ) 遵循“先面后孔”原則，先加工車床尾座套筒各個表面最后加5 工各個孔。 在綜合考慮上述工序順序的原則上，擬定車床尾座套筒機械加工工序安排入表 表 床尾座套筒機械加工工序安排 工序號 工序名稱 工序內容 選定基準 1 下料 棒料 φ 801652 鑄造 鑄造尺寸φ 602853 熱處理 正火 4 粗車 夾一端粗車外圓至尺寸φ 58 200端面見平即可。鉆孔φ 20 188孔φ 26 188中心孔、外圓表面 5 粗車 倒頭，夾φ 58圓并找正，車另一端處圓至φ 58上序光滑接刀，車端面保證總長 280孔φ 通 兩中心孔、外圓表面 6 熱處理 調質 28~327 車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，車右端面保證總長 278φ 26至 φ 28 186右端頭φ 320°內錐面 外圓表面 8 半精車 采用兩頂尖裝夾工件，上卡箍，車外圓至φ 頭，車另一端外圓，光滑接刀。右端倒角 2× 45°，左端倒 證總長 276中心孔 9 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，車φ φ 34，保證 圓表面 10 精車 倒頭，夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，車莫氏 4號內錐孔，至大端尺寸為φ 左端頭φ 3660° 外圓表面 11 劃線 劃 160線， 200槽線，φ 6線 12 銑 以φ 圓定位裝夾銑 2 160 外圓表面 6 弧槽 13 銑 以φ 圓定位裝夾銑鍵槽 200保證 ?意外圓加工余量）保證鍵槽與φ 55 0013.0?圓軸心線的平行度和對稱度 外圓表面 14 鉆 鉆φ 6，其中心距右端面為 25端面 15 鉗 修毛刺 16 熱處理 左端莫氏 4 號錐孔及 160的外圓部分，高頻感應加熱淬火 45~507 研磨 研磨兩端 60°內錐面 18 粗磨 夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，粗莫氏 4 號錐孔，留磨余量 圓表面 19 粗磨 采用兩頂尖定位裝夾工作，精磨φ 550 圓，留磨余量 心軸 20 粗磨 夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，精磨莫氏 4 號錐孔至圖樣尺寸，大端為φ 色檢查，接觸面積應大于 75%。修研 60°錐面 21 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精車內孔φ 圖樣尺寸，深 45 研 60°錐面 外圓 22 精磨 彩用兩頂尖定位裝夾工作，精磨外圓至圖樣尺寸φ 559005.0?心軸 23 檢驗 按圖樣檢查各部尺寸及精度 24 入庫 涂油入庫 工設備及工藝裝備的選用 機床和工藝裝備的選擇應在滿足零件加工工藝的需求和可靠地保證零件加工質量的前提下，與生產批量和生產節(jié)拍相適應，并應優(yōu)先考慮采用標準化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產準備費用。 機床尾座套筒的生產類型為大批生產，可以選用高效的專用設備與組合機床，也可以選用通用設備所選用的夾具均為專用夾具。各工7 序設備及工藝裝備的選用如表 3 表 3工設備及工藝設備 工序號 工序名稱 工序內容 加工設備 工藝裝備 1 下料 棒料 φ 80165床 游標卡尺 2 鑄造 鑄造尺寸φ 60285床 卡尺 3 熱處理 正火 4 粗車 夾一端粗車外圓至尺寸φ 58 200端面見平即可。鉆孔φ 20 188孔φ 26 188式車床 塔車床 刀、麻花鉆、擴孔鉆、卡尺 5 粗車 倒頭，夾φ 58圓并找正，車另一端處圓至φ 58上序光滑接刀，車端面保證總長 280孔φ 通 臥式車床 塔車床 刀、麻花鉆、卡尺 6 熱處理 調質 28~32 7 車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，車右端面保證總長 278φ 26至 φ 28 186右端頭φ 3260°內錐面 心架 轉塔車床 刀、擴孔鉆、卡尺 8 半精車 采用兩頂尖裝夾工件，上卡箍，車外圓至φ 頭，車另一端外圓，光滑接刀。右端倒角 2× 45°，左端倒 角，保證總長 276式車床 刀、卡尺 9 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，車φ 至φ φ 34，保證 刀、卡尺 10 精車 倒頭，夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，車莫氏 4 號內錐孔，至大端尺寸為φ 左端頭φ 3660° 臥式車床 刀、卡尺 11 劃線 劃 160線， 200槽線，φ 6線 12 銑 以φ 圓定位裝夾銑 160弧槽 面銑刀、卡尺 13 銑 以φ 圓定位裝夾銑鍵槽 200保證 ?意外圓加工余量）保證鍵槽與φ 550013.0?用檢具 面銑刀、卡尺 8 圓軸心線的平行度和對稱度 14 鉆 鉆φ 6，其中心距右端面為 25塔車床 512 組合夾具 麻花鉆 15 鉗 修毛刺 鉗工臺 銼刀 16 熱處理 左端莫氏 4 號錐孔及 160的外圓部分，高頻感應加熱淬火45~507 研磨 研磨兩端 60°內錐面 輪 18 粗磨 夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，粗莫氏 4 號錐孔，留磨余量 2110A 中心架 莫氏 4 號錐度塞規(guī) 19 粗磨 采用兩頂尖定位裝夾工作，精磨φ 550 圓，1432A 砂輪、卡尺 20 粗磨 夾右端外圓，中心架托左端外圓，找正外圓，精磨莫氏 4 號錐孔至圖樣尺寸，大端為φ 色檢查，接觸面積應大于75%。修研 60°錐面 氏 4 號錐度塞規(guī) 21 精車 夾左端外圓，中心架托右端外圓，找正外圓，精車內孔φ 45 研 60°錐面 心架 22 精磨 彩用兩頂尖定位裝夾工作，精磨外圓至圖樣尺寸φ 1432A 砂輪、卡尺 23 檢驗 按圖樣檢查各部尺寸及精度 24 入庫 涂油入庫 工余量、工序尺寸的確定 車床尾座套筒零件材料為 45鋼，毛坯重量約為 右。 生產類型為大批生產，毛坯采用模鍛毛坯。 根據(jù)以上所述原始資料及加工工藝，可以分別確定各加工表面機械 加工工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： (1) 套筒外圓φ 550013.0?料 φ 60車 φ 58 2Z=2精車 φ 2Z= 精磨 φ 550013.0? 2Z=2) 套筒端面總長 276料 285端面 283 Z=2另一端面 280 Z=3端面 278 Z=2端面 276 Z=23) 孔 φ 28孔 φ 20孔 φ 26 2Z=6孔 φ 28 2Z=24) 孔 φ 30 孔 φ 20孔 φ 26 2Z=6孔 φ 28 2Z=2精車 φ 2Z=車 φ 30 2Z=削用量及 時間定額的計算 工件材料： 45剛，σ b=600鍛成型處理。 工序 04： 粗車外圓至尺寸 φ 58 200車一端面，保證長 200鉆孔、擴孔 φ 281) 加工要求 ： 粗車外圓至尺寸 φ 58床： 刀具：刀片材料 桿尺寸 16r=90度， 5度， 2度， 60螺紋車刀：刀片材料： 1. 切削深度 單邊余量 Z=1以一次性切除。 2. 進給量 根據(jù)切削手冊表 用 f=0.6(mm/r) 3. 計算切削速度 見切削手冊表 c = 242×5 9.3(m/4. 確定主軸轉速 1000×1000×8 = 544(r/ 10 按機床選取 n=600(r/所以實際切削速度 V = π×d× 103.7(m/ 5. 檢驗機床功率 主切削力 照切削手冊表 2795×5 ×中 切削時消耗功率 切削手冊表 床說明書可知， 電動機功率 主軸轉速 600r/，主軸傳遞的最大功率為 以機床功率足夠，可以正常加工。 6. 校驗機床進給系統(tǒng)強度 已知主切削力 向切削力 2795×中 (600650)以 ) 而軸向切削力 1940× .3×中 (600650)1× 以 21（ N） 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) u=削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為 F=Ff+u(p)=621+) 由切削手冊表 床縱向進給機構可承受的最大縱向力為 3530N，故機床進給系統(tǒng)可以正常工作。 7. 切削用時 t = L +y +?n×f = 200+ 2) 車一端面 單邊余量為 查切削手冊表 f=.7(mm/r) 按 f=0.5(mm/r) 計算切削速度 由切削手冊表 c = 242×5×11 其中 故 18.5(m/ 1000×1000×8 = 650(r/ 按機床選取 n=610(m/切削工時： t = (D?2:if×n =(58?02 :10 = (3) 鉆孔 φ 20用機床：轉塔車床 用刀具：直徑為 φ 20切削用量計算： f=mm/r) V 鉆 =13.9(m/n = 1000×d = 1000× 20 = 222（ r/按機床選取 83（ r/ 所以實際切削速度 π×d× m/切削工時： t = L:2f× 188:83 = (4) 擴孔 φ 26據(jù)切削手冊表查到擴孔 φ 26根據(jù)機床選取 f=0.8(mm/r) 擴孔鉆擴孔的切削速度，查相關資料，確定為： V= =m/ n = 1000×6 = 68（ r/按機床選取 8 r/以實際切削速度 V = π×d× π×26×781000 = m/切削工時： t = 2:Lf× 3:8 = 序 05： 倒頭，夾φ 58圓并找正，車另一端處圓至φ 58上序光滑接刀， 車端面保證總長 280孔φ 通 (1) 車外圓光滑接刀 即 工要求 ： 粗車外圓至尺寸 φ 58床： 刀具：刀片材料 桿尺寸 16r=90度， 5度， 2度， 12 60螺紋車刀：刀片材料： 切削深度 單邊余量 Z=1以一次性切除。 進給量 根據(jù)切削手冊表 用 f=0.6(mm/r) 計算切削速度 見切削手冊表 c = 242×5 9.3(m/確定主軸轉速 1000×1000×8 = 544(r/ 按機床選取 n=600(r/所以實際切削速度 V = π×d× 103.7(m/ 切削用時 t = L +y +?n×f = 2) 車一端面 ,保證總長 280邊余量為 查切削手冊表 f=.7(mm/r) 按 f=0.5(mm/r) 計算切削速度 由切削手冊表 c = 242×5×其中 故 18.5(m/ 1000×1000×8 = 650(r/ 按機床選取 n=610(m/切削工時： t = (D?2:if×n =(58?02 :10 = (3) 鉆孔φ 通 選用機床：轉塔車床 用刀具：直徑為 φ 切削用量計算： f=mm/r) V 鉆 =13.9(m/n = 1000×d = 1000× 189（ r/按機床選取 83（ r/ 所以實際切削速度 13 π×d× m/切削工時： t = L:2f× 90:83 = 序 07： 車右端面保證總長 278φ 26至 φ 28 186右端頭 φ 3260°內錐面 (1) 車端面保證總長 278邊余量為 2查切削手冊表 f=.7(mm/r) 按 f=0.5(mm/r) 計算切削速度 由切削手冊表 c = 242×5 其中 故 46.6(m/ 1000×1000×8 = 805(r/ 按機床選取 n=760(m/切削工時 ： t = (D?2:if×n =(58?02 :60 = (2) 擴φ 26至 φ 28 186據(jù)切削手冊表查到擴孔 φ 28根據(jù)機床選取 f=0.8(mm/r) 擴孔鉆擴孔的切削速度，查相關資料，確定為： V= =m/ n = 1000×8 = 63（ r/按機床選取 8 r/以實際切削速度 V = π×d× π×28×781000 = m/切削工時： t = 2:Lf× 3:8 = 序 08： 車外圓至φ 頭，車另一端外圓，光滑接刀 ,車另一 端面， 右端倒角 2× 45°，左端倒 證總長 2761) 加工要求：半精車至 φ 邊余量為 查《手冊》相關數(shù)據(jù)表知，進給量 f=r。 291×5×v=4 所以 , m/ 1000×1190(r/所以機床轉速選擇 n=1200（ r/ 工時： t = 2:Lf×3:1:200 = 2) 車端面 單邊余量為 查切削手冊表 f=.7(mm/r) 按 f=0.5(mm/r) 計算切削速度 由切削手冊表 c = 242×5×其中 故 18.5(m/ 1000×1000× 679(r/ 按機床選取 n=610(m/切削工時： t = (D?2:if×n =(2 :10 = 工序 13： 銑鍵槽 8 200床選用： 式銑床 查切削手冊表 用刀具：高速鋼錯齒 三面刃銑刀，銑刀直徑為 100度為 8數(shù)為 8，由于加工鋼料 σ 00選用前角為 15 度，后角為 12度。 已知銑削的寬度為 8削的深度為 下面確定每齒進給量 工藝手冊表 式銑床的功率為 藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒盤銑刀加工鋼料，查得每齒進給量為 z,現(xiàn)在擬取 z 下面確定切削速度 V，查工藝手冊表 到 V = 48××。 37m/n = 1000×00 = 118（ r/查工藝手冊表 擇 n=150(r/實際切削速度 V = 150×100× 47（ m/ 15 計算工時： T = （ L:2） × 6(mm/查表 L=200， √8×92+2 ， 故 T=序 14： 鉆φ 6，其中心距右端面為 25用機床：轉塔車床 選用刀具：直徑為 φ 6切削用量計算： f=mm/r) V 鉆 =13.9(m/n = 1000×d = 1000× 6 = 738（ r/按機床選取 45（ r/ 所以實際切削速度 π×d× 14（ m/切削工時： t = L:2f× :45 = 序 19： 粗磨外圓至 φ . 選擇砂輪：選擇砂輪，參照工藝手冊 輪為白剛玉，粒度為 46號，硬度為中軟 1級，陶瓷粘合劑， 6號組織，采用平型砂輪，尺寸為 350 40 127 2. 切削用量的選擇 根據(jù)車床說明書選擇砂輪轉速 1500r/30m/s,軸向進給量 =r,工件速度 =15m/向進給量 =程 3. 切削工時 : t = 2×(L×Z×K)fa×fr×n= 2×(276×500 = 序 22： 精磨外圓至 φ 550013.0?. 選擇砂輪：精磨外圓尺寸精度要求較高，查資料顯示，磨料為彈化物系立方碳化硅的砂輪適合磨削軸承溝道或用于軸承超精度要求，故選用其作為砂輪磨料。 2. 切削用量的選擇 根據(jù)車床說明書選擇砂輪轉速 3500（ r/,V 砂 =50（ m/s） ,軸向進給量 r，工件速度 5m/向進給量程 3. 切削工時： t = 2×(L×Z×K)fa×fr×n= 2×(276×500 = 6 4 總結 本次機械 制造工藝課程設計歷時兩周，過程雖然漫長而辛苦，但是一路走來，感到收獲頗多。 制定一個零件的機械加工工藝規(guī)程，是本次機械制造工藝課程設計的核心內容。雖然老師在課堂上講解過機械加工工藝規(guī)程的一般制作過程和方法，但是那畢竟是紙面上的，我們對它的認識也僅僅停留在概念上而已。在這次實際制定機械加工工藝規(guī)程的過程中，我們遇到了前所未有的困難和產生了種種的疑惑。面對這些困難和疑惑，積極上網查找資料，前往圖書館翻閱相關書籍，從而使問題得到較為滿意的解決。 5 參考文獻 [1] 林江 北京：機械工業(yè)出版社， 2010. [2] 方子良 上海交通大學出版社， 2005. [3] 李益民 北京：機械工業(yè)出版社， 1994.