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1、目 录1零件分析3 1.1 零件的生产纲领及生产类型3 1.2 零件的作用3 1.3 零件的加工工艺分析32 毛坯的制造形式333 机械加工工艺规程设计3 3.1 基面的选择3 3.2 表面加工方案的选择4 3.3制订机械加工工艺路线4 3.4 确定机械加工余量及工序尺寸6 3.5 确定切削用量及基本工时8 4选择量具13 4.1选择平面的量具13 4.2选择内孔的量具13参考文献序 言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复
2、杂程度零件（转速器盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及以后从事工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。 1 零件分析1.1 零件的生产纲领及生产类型生产纲领是企业在计划期内应当生产的产量。在毕业设计题目中，转速器盘的生产纲领为5000件/年。生产类型是企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。转速器盘轮廓尺寸小，属于轻型零件。因此，按生产纲领与生产类型的关系确定，该零件的生产类型属于中批生产。1.2 零件的作用毕业设计题目给定的零件是2105柴油机中调速
3、机构的转速器盘，从整体上来说，其径向尺寸比轴向尺寸大，因此，可以将其划定为不规则的盘类零件。零件上直径为10mm的孔装一偏心轴，此轴一端通过销与手柄相连，另一端与油门拉杆相连。转动手柄，偏心轴转动，油门拉杆即可打开油门（增速）或关小油门（减速）；两个直径为6mm孔装两个定位销，起限位作用。手柄可在120内转动，实现无级变速。转速器盘通过两个直径为9mm的螺栓孔用M8螺栓与柴油机机体相连。1.3 零件的加工工艺分析转速器盘共有十个机械加工表面，其中，两个直径为9mm的螺栓孔与10mm孔有位置要求；120圆弧端面与10mm孔的中心线有位置度要求。现分述如下： 两个直径为9mm的螺栓孔两个直径为9m
4、m的螺栓孔的表面粗糙度为Ra12.5，螺栓孔中心线与底平面的尺寸要求为18mm；两个螺栓孔的中心线距离为28mm；螺栓孔与直径为10mm的孔中心线距离为72mm；与柴油机机体相连的后平面，其表面粗糙度为Ra6.3。 10mm的孔及120圆弧端面10mm的孔尺寸为10mm，表面粗糙度为Ra6.3，其孔口倒角0.545，两个6mm的孔表面粗糙度为Ra3.2，120圆弧端面相对10mm孔的中心线有端面圆跳动为0.2mm的要求，其表面粗糙度为Ra6.3。从以上分析可知，转速器盘的加工精度不是很高。因此，可以先将精度低的加工面加工完后，再以加工过的表面为定位基准加工精度较高的10mm和6mm孔。2 毛坯
5、的制造形式 零件材料为HT200，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。3 机械加工工艺规程设计3.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。3.1.1粗基准的选择对于一般盘类零件而言，按照粗基准的选择原则，选取转速器盘的底平面作为粗基准，加工出后平面。而加工25mm圆柱上端面、120圆弧端面时，选择转速器盘的底平面为粗基准；在加工9mm螺栓孔、18mm圆柱端面时，以加工过的后平面为定位基准；加工10mm孔和6mm孔
6、时，则以后平面和两个9mm孔为定位基准。3.1.2精基准的选择为保证加工精度，结合转速器盘的特征，主要采用基准重合原则和统一基准原则来进行加工。加工后平面、25mm圆柱上端面、120圆弧端面时，主要运用统一基准原则，即均以转速器盘的底平面作为定位基准；而在加工9mm螺栓孔、18mm圆柱端面、10mm孔和6mm孔时，选用基准重合原则，即选用设计基准作为定位基准。在实际加工中，为方便加工，各工序中运用专用夹具进行夹持，将以上两种原则综合运用。3.2 表面加工方案的选择（1）底面及直径为25mm的圆柱下端面 底面及直径为25mm的圆柱下端面不是重要的表面，没有粗糙度要求，但是定位基准面，加工方案确定
7、为：粗铣；（2）后平面表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣精铣；（3）18mm圆柱端面表面粗糙度为Ra12.5，经济精度为IT11，加工方案确定为：粗铣；（4）9mm螺栓孔表面粗糙度为Ra12.5，经济精度为IT11，加工方案确定为：钻削铰孔；（5）25mm圆柱上端面表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣精铣；（6）10mm孔表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：钻削铰孔孔倒角；（7）120圆弧端面表面粗糙度为Ra6.3，经济精度为IT9，加工方案确定为：粗铣精铣；（8）6mm孔表面粗糙度为Ra3.2，经济精度为IT7，加工
8、方案确定为：钻削粗铰精铰。3.3制订机械加工工艺路线制订机械加工工艺路线的出发点，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得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。 工艺路线方案一工序10 铸造；工序20 热处理；工序30 粗铣底面及直径为25mm的圆柱下端面；工序40 粗、精铣后平面；工序50 粗铣两个直径为18mm的圆柱前端面；工序60 粗、精铣直径为25mm的圆柱上端面；工序70 钻削、铰削加工直径为9mm的孔；工序80 钻削、铰削加工直径为10m
9、m的孔并锪倒角0.545；工序90 粗、精铣加工120圆弧端面；工序10 0 钻削、铰削加工两个直径为6mm的孔；工序110 去毛刺；工序120 检查；工序130 入库。 工艺路线方案二工序10 铸造；工序20 热处理；工序30 粗铣底面及直径为25mm的圆柱下端面；工序40 粗、精铣后平面；工序50 粗铣两个直径为18mm的圆柱前端面；工序60 粗、精铣直径为25mm的圆柱上端面；工序70 粗、精铣加工120圆弧端面；工序80 钻削、铰削加工直径为9mm的孔；工序90 钻削并铰削加工直径为10mm的孔并锪倒角0.545；工序100 钻削、铰削加工两个直径为6mm的孔；工序110 去毛刺；工序
10、120 检查；工序130 入库。 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是按工序集中原则及保证各加工面之间的尺寸精度为基础而制订的工艺路线。而方案二只是按工序集中原则制订，没有考虑到各个加工面的加工要求及设计基准。这样虽然提高了生产率，但可能因设计基准与工序基准不重合而造成很大的尺寸误差，使工件报废。特别是铣削加工120圆弧端面，如果按方案二进行加工，则是10mm的孔在其后加工。这样，120圆弧端面的形位公差0.2mm（端面圆跳动）根本不能保证，只保证了其与直径为25mm的端面尺寸位置要求4mm。另外，先加工出10mm的孔，然后以该孔为定位基准，加工时工件在圆形回转工作台上围绕
11、10mm孔的轴线旋转，更便于加工120圆弧端面。因此，最后的加工路线确定如下：工序10 铸造；工序20 热处理；工序30 粗铣底面及直径为25mm的圆柱下端面，以后平面为定位基准，选用X61W，并加专用夹具；工序40 粗、精铣后平面，以零件底平面及直径为25mm的外圆柱面为粗基准。选用X61W卧式铣床，并加专用夹具；工序50 粗铣两个直径为18mm的圆柱端面，以经过精加工的后平面及底平面为基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序60 粗、精铣直径为25mm的圆柱上端面，以底平面为基准，25mm圆柱下端面为辅助基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序70 钻削、铰削加工直径为9mm的
12、两个螺栓孔，以经过精加工的后平面和底平面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序80 钻、铰10mm的孔，并锪倒角0.545，以9mm的孔及后平面为基准，选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序90 粗、精铣120圆弧端面，以10mm的孔和底平面及后平面为定位基准，选用X52K立式铣床，并加专用夹具；工序100 钻、铰加工两个6mm的孔，以10mm的孔和底平面及后平面定位。选用Z525立式钻床，并加专用夹具；工序110 去毛刺；工序120 检查；工序130 入库。以上工艺过程详见“机械加工工艺卡片”。3.4 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的
13、机械加工余量、工序尺寸、毛坯尺寸如下：1. 两螺栓孔9mm毛坯为实心，而螺栓孔的精度为IT9（参考机械制造工艺设计简明手册表2.3-9），确定工序尺寸及余量：钻孔：8.9mm； 铰孔：9mm，2Z = 0.1mm。具体工序尺寸见表1。表1 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.1H9Ra6.39Ra6.3钻孔8.9H12Ra12.58.9Ra12.52. 10mm孔毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8IT9之间（参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量：钻孔9.8mm；粗
14、铰孔：9.96mm，2Z = 0.16mm；精铰孔：10mm，2Z = 0.04mm。具体工序尺寸见表2。表2 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m铰孔0.2F9Ra6.310Ra6.3钻孔9.8H12Ra12.59.8Ra12.53. 两个6mm孔毛坯为实心，而孔的精度要求界于IT8IT9之间（参照机械制造工艺设计简明手册表2.3-9及表2.3-12），确定工序尺寸及余量为：钻孔：5.8mm； 铰孔：6mm，2Z = 0.2mm。具体工序尺寸见表3。表3 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工
15、序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铰0.04H9Ra3.26Ra3.2粗铰0.16H10Ra6.35.96Ra6.3钻孔5.8H12Ra12.55.8Ra12.54. 后平面粗铣：Z = 3.5mm； 精铣：Z = 1.0mm。具体工序尺寸见表4。表4 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣 1.0H8 Ra6.37Ra6.3粗铣 3.5H11Ra12.58Ra12.5毛坯H13Ra2511.5Ra255. 18mm圆柱前端面粗铣：Z = 4.5mm。具体工序尺寸见表5。表5 工序尺寸表
16、工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m粗铣4.5H11Ra12.514 Ra12.5毛坯H13Ra2518.5 Ra256. 25mm上端面粗铣：Z = 3.5mm； 精铣：Z = 1.0mm。具体工序尺寸见表6。表6 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣1.0H8Ra6.38Ra6.3粗铣3.5H11Ra12.59Ra12.5毛坯H1612.5Ra257. 120圆弧端面粗铣：Z = 3.5mm； 精铣：Z = 1.0mm。具体工序尺寸见表7
17、。表7 工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/m表面粗糙度/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m精铣1.0H8Ra6.311Ra6.3粗铣3.5H11Ra12.512Ra12.5毛坯H1615.5Ra25 3.5 确定切削用量及基本工时3.5.1 工序30：粗铣底面及直径为25mm的圆柱下端面 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册 选择= 100mm的镶齿套式面铣刀(GB1129-85)，根据切削用量简明手册表1.2，选择YG6硬质合金刀片，由于采用标准硬质合金面铣刀，故齿数z = 10，机床选择卧式铣床X61W。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在
18、一次走刀内切完，故取 = 4.5mm。每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册表3.5，当使用镶齿套式面铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册得机床的功率小于10kw时，得= 0.14mm/z 0.24mm/z ，故取= 0.2mm/z。切削速度根据切削用量简明手册表3.16，当mm，7.5mm， 0.24mm/z时，m/min，按机床选取：= 300r/min 则实际铣削切削速度为：(m/min)3.5.2工序40：粗、精铣后平面1. 粗铣后平面 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，由铣削宽度= 28mm，选择= 80mm的镶齿套式面铣刀(GB1129-85)，根据切削用
19、量简明手册表1.2，选择YG6硬质合金刀片，由于采用标准硬质合金面铣刀，故齿数z = 10，机床选择卧式铣床X61W。 选择切削用量切削深度由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 4.0mm。每齿进给量采用不对称端铣以提高进给量，查切削用量简明手册表3.5，当使用镶齿套式面铣刀及查阅机械制造工艺设计简明手册得机床的5kw时，得= 0.15mm/z 0.3mm/z ，故取= 0.2mm/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径= 80mm，查切削用量简明手册表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。切削速度和每
20、分钟进给量根据切削用量简明手册表3.27 铣削速度的计算公式为 查表3.27得，式中 m=0.32 代入上式计算得：=82m/min 所以r/min按机床选取：= 300r/min 则实际铣削切削速度为：(m/min)根据切削用量简明手册表3.16，当mm，7.5mm，0.24mm/z时 mm/min，按机床选取：= 300mm/min计算基本工时式中，mm，查切削用量简明手册表3.26，mm，所以，(mm)，(min)。2. 精铣后平面采用该工序里1的参数确定原则，机床选择卧式铣床X61W，确定2的各项参数如下；= 0.5mm = 0.14mm/z = 380r/min m/min3.5.3
21、 工序50：粗铣两个18 mm的圆柱前端面采用工序40的参数确定原则，选择= 20mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85)，齿数z = 3，机床选择立式铣床X52K，确定的各项参数如下：= 4mm = 0.2mm/z =190r/min m/min3.5.4 工序60：粗、精铣25mm的圆柱上端面1. 粗铣25mm的圆柱上端面采用工序40的参数确定原则，选择= 32mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85)，齿数z = 4，机床选择立式铣床X52K，确定各项参数如下：= 3.5mm = 0.2mm/z = 118r/min m/min2. 精铣25mm的圆柱上端面采用工序40的参
22、数确定原则，选择= 32mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85)，故齿数z = 4。机床选择立式铣床X52K，确定各项参数如下：= 1.0 mm = 0.2mm/z = 118r/min m/min3.5.5工序70：钻削、铰削加工两个9mm的孔1. 钻削两个8.9mm的孔 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，由钻削深度= 4.45mm，选择= 8.9mm的H11级高速钢麻花钻(GB1438-85)，机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量进给量f根据切削用量简明手册表2.7，取f = 0.36mm/r 0.44mm/r，查阅机械制造工艺设计简明手册表4.2-16，故取f =
23、0.43mm/r。根据切削用量简明手册表2.19，可以查出钻孔时的轴向力，当f 0.51mm/r，12mm时，轴向力= 2990N。轴向力的修正系数均为1.0，故= 2990N。根据立式钻床Z525说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力= 8829N，由于， 故 f = 0.43mm/r可用。切削速度根据切削用量简明手册表2.15，根据f = 0.43mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，取=12m/min。故= 429.4(r/min)根据立式钻床Z525说明书，可以考虑选择选取：n=392r/min，降低转速，使刀具磨钝寿命上升，所以，实际切削速度为：(m/min)。2.铰削两个
24、9H9mm孔 选择刀具和机床查阅机械制造工艺设计简明手册，选择= 9mm的H9级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84)，机床选择立式钻床Z525。 选择切削用量进给量f查阅切削用量简明手册表2.11及表2.24，并根据机床说明书取f = 0.65mm/r 1.3mm/r，故取f = 0.72mm/r。切削速度 根据切削用量简明手册表2.24，取= 8m/min。 故 = 283.1(r/min)根据立式钻床Z525机床说明书选取：=272r/min，所以实际切削速度为：(m/min)。3.5.6 工序80：钻削、铰削加工10 mm的孔并锪倒角0.5451. 钻削9.8mm孔 采用工序70的参
25、数确定原则，选择=9.8mm的H12级高速钢麻花钻(GB1438-85) 机床选择立式钻床Z525，确定各项参数如下：= 4.9 mm f = 0.43mm/r = 272r/min m/min2.铰10F9mm孔采用工序70的参数确定原则，选择=10mm的F9级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84)，机床选择立式钻床Z525，确定各项参数如下： f = 0.72mm/r = 195r/min m/min3.锪10mm孔0.545 选择刀具90直柄锥面锪钻，机床为Z525。 选择切削用量转速取钻孔时的速度，= 195r/min，采用手动进给。3.5.7 工序90：粗、精铣120圆弧端面1.
26、粗铣120圆弧端面采用工序40的参数确定原则，选择=14mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85)，齿数z = 3，机床选择立式铣床X52K，确定各项参数如下：= 3.5mm = 0.2mm/z =235r/min m/min2.精铣120圆弧端面采用工序40的参数确定原则，选择=14mm的高速钢莫氏锥柄立铣刀(GB1106-85)，齿数z = 3，机床选择立式铣床X52K，确定各项参数如下：= 1.0mm = 0.14mm/z =235r/min m/min3.5.8工序100：钻削、铰削两个6mm的孔1.钻削两个5.8mm孔采用工序70的参数确定原则，选择= 5.8mm的H12级高速
27、钢麻花钻(GB1438-85)， 机床选择立式钻床Z525，确定各项参数如下：= 2.9 mm f = 0.30mm/r = 392r/min m/min2.粗铰两个5.96H10孔采用工序70的参数确定原则，选择= 5.96mm的H10级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84)，机床选择立式钻床Z525，确定各项参数如下： f = 0.85mm/r =195r/min m/min3.精铰两个6H9mm孔采用工序70的参数确定原则，选择=6mm的H9级高速钢锥柄机用铰刀(GB1133-84)，机床选择立式钻床Z525，确定各项参数如下： f = 0.65mm/r =140r/min m/min
28、最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据填入相应的机械加工工序卡片中。 4选择量具本零件是中批量生产，故采用的是通用量具。4.1选择平面的量具： 由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.2mm，选用分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺就可以满足要求。 4.2选择内孔的量具：此零件对孔的精度要求较高，其中例如10孔的下偏差要求在0.013之内，故可选用分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺，满足测量精度的要求。参考文献1李益民主编：机械制造工艺设计简明手册：机械工业出版社：1999年2赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书M.北京:机械工业出版社，1997.6061.3切削用量简明手册第3版
