机械制造技术课程设计盖板的加工工艺规程设计.doc

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1、 目录第一章 盖板的加工工艺规程11.1序言11.2零件的工艺分析及生产类型的确定11.3选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图31.4选择加工方法，制定工艺路线41.5工序设计51.6确定切削用量及基本时间6第二章 S刀片45偏头外圆车刀设计72.1选择刀片夹固结构82.2选择刀片材料102.3选择车刀合理角度102.4选择切削用量102.5选择刀片型号和尺寸102.5.1选择刀片有无中心固定孔102.5.2选择刀片形状112.5.3选择刀片精度等级112.5.4选择刀片边长内切圆直径d（或刀片边长L）112.5.5选择刀片厚度S112.5.6选择刀尖圆半径r112.5.7选择刀片切屑槽型式和尺

2、寸112.6确定刀垫型号和尺寸122.7计算刀槽角度可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系122.7.1刀杆主偏角122.7.2刀槽刃倾角122.7.3刀槽前角 刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角的计算公式为：122.7.4验算车刀后角132.7.5刀杆副偏角K132.7.6检验车刀副后角142.8选择刀杆材料和尺寸162.8.1选择刀杆材料162.8.2选择刀杆尺寸162.9 选择偏心角及其相关尺寸162.9.1. 选择偏心销材料162.9.2选择偏心销直径dc和偏心量e162.9.3计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置17第三章 实训总结18参考文献19第一章 盖板的加

3、工工艺规程1.1序言机械制造工艺学课程设计使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,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。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，为今后的毕业设计和未来从事的工作打下良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师多加指教。1.2零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的作用题目所给的零件是盖板，主要作用是封闭，对侧面和内腔的加工要求低，对

4、下表面的加工精度要求比较低，对上表面的表面粗糙度要求也较低。而对孔的精度要求很高，尤其是11mm的孔有平行度和同轴的要求，加工有困难但是毛坯直接铸造出，可降低难度。零件图及零件的三维图和图2。 图二2、零件的工艺分析通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。但下表面的精度较高。要进行精铣才能达到粗糙度要求。零件材料为球墨铸铁QT450-10。零件材料为球墨铸铁QT450-10。从零件图上可以看出，阀腔零件还算比较规则，属于箱体零件，上、下端面通过粗铣、精铣即可达到所需表面粗糙度。3、零件的生产类型依设计题目知：Q=4000 台/年，n=1 件/台；结合生产实际，

5、备品率和废品率分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领N=40001（1+10%）(1+1%)=4444件/年对于零件质量，查机械制造技术基础课程设计指南表2-1（生产类型与生产纲领的关系）知其属于轻型零件，生产类型为中批生产。1.3选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、选择毛坯零件的材料为QT450-10，力学性能450，硬度：160210HBS，基本组织碳素体，能承受冲击、振动。从提高生产效率和保证加工精度方面考虑，由于零件的生产类型为中批生产，零件的轮廓不大，选用砂型铸造，采用机器造型，铸造精度2级，铸件应符合JB9140-1999容积式压缩机球墨铸铁技术条件的规定，能够保证铸件的尺

6、寸要求，由于铸件的主要缺点是力学性能差，故铸件需进行回火处理。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 （1）已知铸造方法为砂型铸造机器造型，零件图最大轮廓尺寸为335.5mm，所以由机械制造技术基础课程设计指南表5-5 （毛坯铸件典型的机械加工余量等级）取机械加工余量等级为F级，由机械制造技术基础课程设计指南表5-4（要求的铸件机械加工余量） 查得RMA=2.5mm；（2）已知毛坯材料是球墨铸铁，且铸造方法为砂型铸造机器造型，所以查机械制造技术基础课程设计指南表5-1 （大批量生产的毛坯铸件的公差等级），选取毛坯铸件的公差等级为CT9，由机械制造技术基础课程设计指南表5-3（铸件尺寸公差） 取上

7、下端面CT=2.2mm，孔100 CT=2.2mm, 孔65 CT=2.2mm, 孔76 CT=2.2mm,（公差带应相对于基本尺寸对称分布）。3.确定毛坯尺寸及公差等级 （机械制造技术基础课程设计指南表5-15）由机械制造技术基础课程设计指南表达式5-3可知：R=F+RMA+CT/2 （RMA与铸件其他尺寸之间的关系）R=F+2RMA+CT/2 （双侧机械加工）R=F-2RMA-CT/2 （内圆面机械加工）（其中F为零件基本尺寸）项目上下端面100657620公差等级9999加工面基本尺寸F/mm851006576铸件尺寸公差CT/mm2.22.22.22.2机械加工余量等级FFFFRAM/

8、mm2.52.52.52.5毛坯基本尺寸R/mm929361694.设计毛坯图 （1）确定拔模斜度 根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为5。 （2）确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为分型面。 （3）毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做人工时效处理。 另附毛坯图图纸。1.4选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择 （1）粗基准的选择：粗基准选择时，应考虑到加工表面和不加工表面之间的位置尺寸，合理分配各表面的加工余量，毛坯误差对加工的影响等，粗基准的选择对后面精加工至关重要，从零

9、件图可以看出，盖板零件比较规则，为保证上、下端面的位置精度要求，选择盖板顶面作为粗基准，根据粗基准选择原则（即当零件有不加工表面时，应以不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准）来选取。 （2）精基准的选择：精基准的选择主要考虑基准重合问题，根据盖板的技术要求，选择底面作为精基准。2.零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有上下端面、内孔、槽、以及小孔等。材料为QT450-10。以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下： 1、盖板的上端面 公差等级为IT10级，表面粗糙度为Ra6.3，只需粗铣即可达到精度要

10、求。 2、盖板的下端面 公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6，需粗铣、精铣。3、制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用在镗床上配以夹具, 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。查机械制造工艺设计简明手册，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工艺路线:工序1：铸件回火工序2：以上表面为基准铣下表面，以下表面为基准铣上表面并钻上面的孔至相应尺寸工序3：以右端面为基准精铣削左端面上的方槽至相应尺寸。工序4：以后端面为基准进行加工孔并对其进行扩，绞的精加工

11、。工序5：去毛刺。 1.5工序设计1.选择加工设备与工艺装备（1）选择机床 根据不同的工序选择机床 工序2。各工序的工步数不多，中批量生产不要求很好的生产率，故选用数控铣床即可满足，精度要求一般。 工序4钻、扩、铰、锪孔，本工序从加工要求和尺寸考虑，可选用Z525型钻床进行加工。 （2）选择夹具 本零件加工时均采用专用夹具进行加工 （3）选择刀具 本次盖板工序设计中，主要加工孔和面，机床的选用比较集中，刀具的选择比较单一，选择如下：.铣刀依据资料选择硬质合金端铣刀。.钻孔时选用直柄麻花钻，高速钢钻头，钻盲孔时钻头为莫式锥柄麻花钻，高速钢钻头。.扩孔时选用锥柄扩孔钻，高速钢钻头。. 在卧式镗床上

12、加工的工序，粗镗时选用YG8 硬质合金镗刀；.钻螺纹孔12mm.攻丝M12-6H 用直柄麻花钻，机用丝锥。（4）选择量具 本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料2.确定加工余量和工序尺寸 1.上下两端面距离80mm两端面端面距离长度为80mm，粗糙度要求为6.3，加工余量为2mm，粗加工1.5mm，精加工0.5mm。2. 10的内孔，毛胚的直径为9mm，加工后为10，粗糙度要求为1.6。粗镗9.8再精镗加工到10。3. 11的内孔 毛胚的直径为9mm，加工后为11。粗镗10.8再精镗加工到110。1.6确定切削用量及基本时间1、 工序3：粗

13、铣下表面的切削用量及基本时间确定 （1）切削用量 背吃刀量=3.5， 进给量 =0.25。 、确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据表2-17中公式计算： = 式中，=245，=0.2, =0.15, =0.35, =0.2, =0, =0.32, =240, =2.5, =0.25, =120, z=20, =200, =1.0. = 66.6 m/min =106.5根据X52K型立式铣床主轴转速表5-72，选择= 95= 1.58，则实际切削速度= 0.99，工作台每分钟进给量为 =0.252060 =300。根据X52K型立式铣床工作台进给量表5-73选择=300，则实际的每齿进给量为

14、=0.25。所确定的切削用量为fz=0.25mm/z, =300,n=95r/min,V=0.99m/s（2）、基本时间，根据机械制造课程设计指南表2-28： 式中: =198 =23mm =2 基本时间: 1.49min.第二章 S刀片45偏头外圆车刀设计已知: 工件材料GCr15，使用机床CA6140，加工后dm=30,Ra=3.2,需粗、半精车完成，加工余量4.0mm，设计装S刀片45偏头外圆车刀。 设计步骤：2.1选择刀片夹固结构考虑到加工是在CA6140普通机床上进行，属于连续切削，参照表2-1典型车刀夹固结构简图和特点，采用偏心式刀片夹固结构。 2.2选择刀片材料由原始条件结构给定

15、：被加工工件材料为GCr15，连续切削，完成粗车、半精车两道工序，按照硬质合金的选用原则，选取刀片材料（硬质合金牌号）为YG6。2.3选择车刀合理角度根据刀具合理几何参数的选择原则，并考虑到可转位车刀：几何角度的形成特点，选取如下四个主要角度(1)前角=14，(2)后角=5,(3)主偏角=45，(4)刃倾角=5后角的实际数值以及副后角和副偏角在计算刀槽角度时，经校验后确定。2.4选择切削用量根据切削用量的选择原则，查表确定切削用量为：粗车时：切削深度a=3 mm，进给量f=0.6mm/r，切削速度v=110m/min2.5选择刀片型号和尺寸2.5.1选择刀片有无中心固定孔由于刀片夹固结构已选定

16、为偏心式，因此应选用有中心固定孔的刀片。2.5.2选择刀片形状按选定的主偏角=45，选用正方形刀片。2.5.3选择刀片精度等级选用U级2.5.4选择刀片边长内切圆直径d（或刀片边长L）根据已选定的,k，可求出刀刃的实际参加工作长度。为； L=3/sin45/cos-5 =4.259mm L1.5L=6.389mm因为是三角形，Ld6.3892.5.5选择刀片厚度S根据a,f，利用诺模图，得S4.82.5.6选择刀尖圆半径r根据a,f, 利用诺模图，得连续切削r=1.22.5.7选择刀片切屑槽型式和尺寸根据条件，选择T型。当刀片型号和尺寸确定后，断屑槽尺寸便可确定。确定刀片型号：TNUM1604

17、12，尺寸为L=16.5mm,d=9.525mm,S=4.76mm,d1=3.81mm,m=13.097mm, r=1.2刀片参数： 粗车刀尖角=60，刃倾角=0，法后角=0，法前角=20，断屑槽宽W=3mm2.6确定刀垫型号和尺寸硬质合金刀垫型号和尺寸的选择，取决于刀片夹固结构的需要及刀片型号和尺寸：适合于杠杆式夹固结构的需要，并于刀片型号TNUM160412相对应的硬质合金刀垫得型号为：T27B,其具体尺寸为：L=25.77,d=14.88,S=4.76,d1=7.6,r=1.2,D=8,C=2.02.7计算刀槽角度可转位车刀几何角度、刀片几何角度和刀槽几何角度之间的关系2.7.1刀杆主偏

18、角K=K=452.7.2刀槽刃倾角 =-52.7.3刀槽前角 刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角的计算公式为： tan=将=14，=20，=-5代入式得： tan=-0.097则=-52.7.4验算车刀后角车刀后角的验算公式为 tan=当=0时，则 tan=-tancos将=-5，=-5代入得: tan=-tan-5cos-5=0.09则 =5.14与所选后角值相近，可以满足切削要求。而刀杆后角=故=5.14，取=52.7.5刀杆副偏角K Krg=Kr而 K=180-K-又=，K=KK=180-K-=180-K-车刀刀尖角的计算公式为 cos=cot 将=60，=-5，=-5代入得 cos=c

19、os =cos60 cos=0.4924则 =60.50故 K= K=180-45-60.50 =74.50取 K=74.52.7.6检验车刀副后角车刀副后角的验算公式为 tan=当=0时，则式为 tan=-tancos而 tan=tancos+tansin tan=tansin+tancos将=-5，=-5，=60.50代入得: tan=tan（-5）cos60.50+tan（-5）sin60.50=-0.1192-则 =-6.80 tan=tan（-5）sin60.50+tan（-5）cos60.50 =-0.1192则 =-6,80 再将=-6.80，=-6.80代入式得: tan=-t

20、an（-6.80）cos（-6.80）=0.118则 =6.71可以满足切削要求而刀杆副后角=故=6.71，取=7综合上述计算结果，可以归纳为：车刀的几何角度为:=15，=6.80，K =45，K=74.50，=-5，=6.71刀杆于刀槽的几何角度为；=-5，=5，K=45，K=74.50，=5，=72.8选择刀杆材料和尺寸2.8.1选择刀杆材料选用45钢为刀杆材料，热处理硬度为HRC38-45。2.8.2选择刀杆尺寸1.选择刀杆截面尺寸因为加工使用CA6140普通车床，其中心高为200mm，并考虑到为提高刀杆，选取刀杆截面尺寸BH=2025mm由于切削深度a=3mm，进给量f=0.6mm/r

21、，可以不必校验刀杆强度。2.选择刀杆长度尺寸选取刀杆长度为150mm2.9 选择偏心角及其相关尺寸2.9.1. 选择偏心销材料偏心销材料选用40Cr热处理硬度为HRC40-45,发蓝。2.9.2选择偏心销直径dc和偏心量edc=d1-(0.20.4)mm前面已经选定d1=6.35mm,括号内取最大值0.4则dc=6.35-0.4=5.95mm偏心值e即e 为使计算方便，取1=2=0.13，do=d2，=1，e0.13do=0.135.95=0.77mm，取e=0.75mm为使刀片夹固可靠，选用自锁性能较好的螺钉偏心销，并取螺钉偏心销转轴直径d2为M6。2.9.3计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上

22、的位置将m和n求出m =，n =根据前边已选定的各尺寸得知：d1=6.35mm， d=15.875mm， do=5.95mm， e=0.75mm， 取=30代入公式得出m=8.14mm， n=7.19mm 第三章 实训总结经过两个星期的机械制造技术课程设计，充分了解了夹具在制造系统的重要作用。夹具对加工质量、生产率和产品成本有着直接的影响。是能否高效、便捷生产出合格、优质零件的保证。阀腔的加工工艺及刀具设计过程，主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时等。夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在设计中也遇到了很多问题，主要在进行夹具设计时，对一些机构的掌握不够全面，导致设

23、计的不合理，所幸在老师的指导下一一改正。在这个过程中，对机械加工工艺和刀具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。关系值得我在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的们去深思和体会。在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题。而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果。短

24、短两周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用。想到这里，我真的心急了，老师却对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了，老师的亲切鼓励了我的信心，使我更加自信。这次让我学会了很多知识，例如如何选取刀具的角度、进给量、切削速度；如何拟定工艺路线，如何选取基准面等等。使我在一定程度上提高了独立分析和解决机械加工工艺能力，进一步掌握了基本专业技术。参考文献1 王茂元 主编.机械制造技术,机械工业出版社，20072 韩进宏 主编.互换性与技术测量,机械工业出版社，20043 冯冠大 主编.典型零件加工工艺,机械工业出版社，19864 刘守勇 主编.机械制造工艺与机床夹具,机械工业出版社，19945 肖诗纲 主编.切削用量简明手册（第三版）,机械工业出版社19946 王继安 主编.工程材料与材料成型工艺（第二版）,高等教育出版社，2004