方套機(jī)械加工工藝

1、廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院 課 程 設(shè) 計(jì)（論文）課程名稱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)題目名稱 方套機(jī)械加工工藝學(xué) 部（系）機(jī)電與信息工程學(xué)部專業(yè)班級 10機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化3班學(xué) 20 12 年 12 月 28 日目錄一序言.二零件的分析(一) 零件作用.（二）零件的工藝分析 三工藝規(guī)程設(shè)計(jì). (一)確定毛坯的制造形式.（二）基面的選擇.（三）制定工藝路線（四）確定毛坯的加工余量及毛胚尺寸，設(shè)計(jì)毛坯零件綜圖合. （五）工序尺寸的確定.(六)確定切削用量及基本工時(shí).四. 課程設(shè)計(jì)心得體會.致謝參考文獻(xiàn).序言機(jī)械加工工藝與工裝課程設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)完了機(jī)械制造工藝與裝備課程后，對機(jī)械加工工藝過程、機(jī)械加

2、工工藝和機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)一步了解的練習(xí)性的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程，是對學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐的能力培養(yǎng)應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制有關(guān)圖表。在課程設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。應(yīng)學(xué)會依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，進(jìn)行資料的調(diào)研、收集、加工與整理和正確使用工具書；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)、測試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)，應(yīng)能樹立正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)

3、謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在工作設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹立正確的工程意識與經(jīng)濟(jì)意識，樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)與全局觀點(diǎn) 該課程設(shè)計(jì)是學(xué)完本課程之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐，是我們步入社會的一次深刻的鏈接，考察了我們獨(dú)立設(shè)計(jì)，計(jì)算，繪圖和分析的能力，同時(shí)提高了我們查閱各種設(shè)計(jì)手冊的能力，通過該課程設(shè)計(jì)我們了解了夾具設(shè)計(jì)的一般步驟，需要用到的一些結(jié)構(gòu)都需要我們認(rèn)真查閱后繪制到圖紙上，通過課程設(shè)計(jì)我們學(xué)會了很多課本上沒有的知識。 一、零件的分析（如圖1所示方套零件圖，下面就該零件的工藝分析過程進(jìn)行分析） 圖 1 (一) 零件作用題目所給的零件方套用于其他零件的配合，要求有一定精度要求及適當(dāng)剛度與強(qiáng)度，材料為45鋼方槽位聯(lián)

4、接結(jié)面用于呈受傳遞力之用。（二）零件的工藝分析方套零件主要有以方孔和以深孔為中心的倆組加工表面。1，是以方孔為中心的加工表面。這組加工表面有方孔面上頂面，凸臺面及其周圍的5個(gè)直徑為8.5的（直徑為14的）孔面。2. 以深孔為中心的加工表面，兩側(cè)面及底面，與底面成26度的斜面。二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一)確定毛坯的制造形式 零件的材料為45鋼，要求有一定的強(qiáng)度要求，輪廓尺寸不大，且形狀亦不太復(fù)雜，又屬大批大料生產(chǎn)，做毛坯可采用模鍛成型。毛坯尺寸通過查表與計(jì)算加工余量后決定。 （二）基面的選擇就 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率。否則會使加工過

5、程出現(xiàn)許多問題，產(chǎn)生廢品，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。1. 粗基準(zhǔn)的選擇 按照促基準(zhǔn)的選擇原則，為保證不加工面和加工面的位置要求，應(yīng)選擇不加工面為粗基準(zhǔn)，故此處應(yīng)選擇B面為粗基準(zhǔn)銑A面，在以銑好的A面作為基準(zhǔn)銑B面，這樣符合互為基準(zhǔn)的原則。2. 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算。主要以加工好的A面作為基準(zhǔn)。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定為大批大量生產(chǎn)的條件下，可采用萬能機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)，以降低生產(chǎn)成本。 1、工藝

6、路線方案一工序1：模鍛工序2：熱處理（正火）工序3：銑A面工序4：銑B面工序5：銑凸臺R53圓弧面工序6：銑左右兩側(cè)面工序7：銑下側(cè)面工序8：銑上側(cè)面及與圓弧R67相交的臺階面工序9：銑30的方槽工序10：倒角工序11：鉆90度鎖緊螺釘孔工序12：用麻花鉆鉆5x8.5孔鉆通工序13：用锪孔鉆锪5X14的孔工序14：用深孔鉆鉆8的孔工序15：絞8的孔工序16：去毛刺工序17：檢驗(yàn)工序18：入庫2、工藝路線方案二工序1：模鍛工序2：熱處理（正火）工序3：銑A面工序4：銑B面工序5：銑凸臺R53圓弧面工序6：銑左右兩側(cè)面及下側(cè)面工序7：銑上側(cè)面及與圓弧R67相交的臺階面工序8：銑30的方槽工序9：倒

7、角工序10：鉆90度鎖緊螺釘孔工序11：用麻花鉆鉆5x8.5孔鉆通工序12：用锪孔鉆锪5X14的孔工序13：用深孔鉆鉆、絞8的孔工序14：去毛刺工序15：檢驗(yàn)工序16：入庫3、工藝方案的比較與分析 上述兩種方案均無原則性錯(cuò)誤，但方案一工序太分散不利于提高加工精度及生產(chǎn)率，方案二比方案一工序集中減少了裝夾次數(shù)有利于提高加工精度及生產(chǎn)率，考慮到便與裝夾和提高加工精度及生產(chǎn)率所以確定方案為。 工序1：模鍛工序2：熱處理（正火）工序3：銑A面工序4：銑B面工序5：銑凸臺R53圓弧面工序6：銑左右兩側(cè)面工序7：銑下端面工序8：銑上側(cè)面及與圓弧R67相交的臺階面工序9：銑30的方槽工序10：倒角工序11：

8、鉆90度鎖緊螺釘孔工序12：用麻花鉆鉆5x8.5孔鉆通工序13：用锪孔鉆锪5X14的孔工序14：用深孔鉆鉆、絞8的孔工序15：去毛刺工序16：檢驗(yàn)工序17：入庫（4） 確定毛坯的加工余量及毛胚尺寸，設(shè)計(jì)毛坯零件綜合圖 （5） (1) 確定機(jī)械加工余量：鋼質(zhì)模鍛件的機(jī)械加工余量按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。確定時(shí)根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，由附表1可查的除孔外表面加工余量。鍛件質(zhì)量：零件質(zhì)量m=v7.88x(8x8x3.3-3x3.5x3.3-3.14x0.4x0.4x8-3.14x0.7x0.7x3-0.3x3.4x8-0.5x2.8x8)=1.17kg 由零件質(zhì)量估算毛坯質(zhì)量為2.0k

9、g。加工精度：零件的各表面均為一般加工精度。鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S為 S=M鍛件/M外輪廓包容體 M外輪廓包容體=lxlxhx=8.4x8.4x3.7x7.852050g=2.05kg故S=2/2.050.976按下表1查得形狀復(fù)雜系數(shù)為S，屬一般級別F1。 表1鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S級別S值范圍級別S值范圍簡單一級S1>0.631S2>0.320.63較復(fù)雜復(fù)雜S3>0.160.32S4<=0.16 機(jī)械加工余量：根據(jù)鍛件質(zhì)量，F(xiàn)1,S1，查【1】中附表1得該零件的單邊余量：厚度方向?yàn)?.7-2.0mm，水平方向?yàn)?.7-2.2mm。（2）確定毛坯尺寸：因該零件機(jī)械加工表面粗

10、糙度要求均為Ra=12.8mm。故單邊加工余量均取2mm，則毛坯尺寸見下表2 表2方套毛坯（鍛件）尺寸/mm零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸80 0-0.133300.1+0.2222823726（3）設(shè)計(jì)毛坯的零件綜合圖。 確定毛坯尺寸公差：毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、形狀復(fù)雜系數(shù)分模線形狀種類及鍛件精度等級從手冊中查得。本零件鍛件質(zhì)量2.0kg，形狀復(fù)雜系數(shù)為S1，45號鋼含碳量為0.42%0.50%，其中最高含碳量為0.5%，按表3查得鍛件材料系數(shù)為M1，采取平直線分模，鍛件為普通精度等級，則毛坯公差可從【1】中附表2、附表3查得，列表4 表3級別鋼的最高含碳量合金鋼的最高含碳量M1M2<

11、;0.65%>=0.65%<3.0%>=3.0% 表4方套毛坯（鍛件）尺寸允許偏差/mm鍛件尺寸偏差根據(jù)33+1.00.4附表3 84 +1.4 0.6 附表2 26 +1.1 0.6 附表2 確定圓角半徑：本鍛件H/B皆小于2；故可用下式計(jì)算圓角半徑 r=0.05H+0.5為簡化起見，以最大H計(jì)算 r=(0.05x37+0.5)mm=2.35mm (取r=2.5mm) 確定拔模角度： L/B=84/84=1 H=37/84=0.44 查【1】中附表4得a=5度 確定分模位置；由毛坯圖所示 確定毛坯熱處理形式。鋼質(zhì)毛坯經(jīng)鍛造后應(yīng)安排正火，以消除殘余的鍛造應(yīng)力，并細(xì)化，均勻組織

12、，從而改善其加工性能。五、工序尺寸的確定因該零件圖的精度要求不高，每個(gè)加工面經(jīng)過一道工序加工均能達(dá)到圖紙所示的要求的尺寸，形狀，位置，精度。工序號工序尺寸 3 354 335530-0.076 800-0.1830+0.2+0.1115xØ8.512 5xØ1413 Ø80+0.04 (六)確定切削用量及基本工時(shí)加工條件：45鋼正火 ，模鍛，b=650MP 工序3：銑A面選用機(jī)床x51，銑刀為鑲齒套式端面銑刀（高速鋼）,外經(jīng)為100mm，齒數(shù)z為 20 見2中表3.137 ,每齒進(jìn)給量0.04mm=<fz<=0.06mm ，取fz=0.05mm/z 見

13、【3】中表2-21切削速度20m/min=< vc <=45m/min ，取vc=30m/min 見【3】中表2-22ns=1000 vc/d=1000x30/x100 r/min=95.6r/min ,按機(jī)床選取nw=100r/min見【3】中表3-9 故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x100x100/1000 m/min=31.5 m/min 工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm= fzznw=0.05x20x100 mm/min=100mm/min查機(jī)床說明書及【2】中表4.237，剛好有fm=100 mm/min 故直接選用。切削工時(shí)：tm=L/fm=(l+l1+l2+l3+d)

14、/fm =(80+10+10+100)/100 min=2min工序4：銑B面選用機(jī)床x51，銑刀為鑲齒套式端面銑刀（高速鋼）,外經(jīng)為100mm，齒數(shù)z為 20 見2中表3.1-37每齒進(jìn)給量0.04mm=<fz<=0.06mm ，取fz=0.05mm/z 見【3】中表2-21切削速度20m/min=< vc <=45m/min ，取vc=30m/min 見【3】中表2-22ns=1000 vc/d=1000x30/x100 r/min=95.6r/min ,按機(jī)床選取nw=100r/min見【3】中表3-9 故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x100x100/10

15、00 m/min=31.5 m/min 工作臺的每分鐘進(jìn)給量fm= fzznw=0.05x10x100 mm/min=50 mm/min查機(jī)床說明書及【2】中表4.237，剛好有fm=50 mm/min 故直接選用。切削工時(shí)：tm=L/fm=(l+l1+l2+l3+d)/fm =(80+10+10+100)/50 min=4 min工序5：銑凸臺R53圓弧面 選用機(jī)床xK5032立式升降臺數(shù)控銑床，銑刀為立銑刀26 L=100mm 見【2】中表3.1-29取F=100 mm/min N=800 r/min v=dN/1000=x26x800/1000 m/min=65.31 m/min 銑刀的

16、行程：作圖計(jì)算L=l+l1+l2+l3=900 切削工時(shí)： tm=L/F=900/100 min=9 min工序6：銑左右兩側(cè)面 選用機(jī)床x51 銑刀為立銑刀（高速鋼）10 齒數(shù)z為4 每齒進(jìn)給量0.1mm=<fz<=0.15mm ，取fz=0.12mm/z 見【3】中表2-21每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f= fzZ=0.12x4 mm/r=0.48mm/r切削速度20m/min=< vc <=45m/min ，取vc=20m/min 見【3】中表2-22ns=1000 vc/d=1000x20/x10 r/min=636 r/min ,按機(jī)床選取nw=590 r/min故實(shí)際切削速度

17、 v=dnw/1000=x10x590/1000 m/min=18.5 m/min切削工時(shí)：tm=2(l+l1+l2)/fnw =2(80+1515)/0.48x590 min =0.78 min工序7：銑下端面 選用機(jī)床x51 銑刀為立銑刀（高速鋼）10 齒數(shù)z為4 每齒進(jìn)給量0.1mm=<fz<=0.15mm ，取fz=0.12mm/z 見【3】中表2-21每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f= fzZ=0.12x4 mm/r=0.48mm/r切削速度20m/min=< vc <=45m/min ，取vc=20m/min 見【3】中表2-22ns=1000 vc/d=1000x20/x10

18、 r/min=636 r/min ,按機(jī)床選取nw=590 r/min故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x10x590/1000 m/min=18.5 m/min切削工時(shí)：tm=(l+l1+l2)/fnw =(80+1515)/0.48x590 min =0.39 min工序8：銑上側(cè)面及與圓弧R67相交的臺階面 選用機(jī)床x51 銑刀為立銑刀（高速鋼）10 齒數(shù)z為4 (1) 工步1：銑上側(cè)面每齒進(jìn)給量0.1mm=<fz<=0.15mm ，取fz=0.12mm/z 見【3】中表2-21每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f= fzZ=0.12x4 mm/r=0.48mm/r切削速度20m/min=<

19、; vc <=45m/min ，取vc=20m/min 見【3】中表2-22ns=1000 vc/d=1000x20/x10 r/min=636 r/min ,按機(jī)床選取nw=590 r/min故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x10x590/1000 m/min=18.5 m/min切削工時(shí)：t1=(l+l1+l2)/fnw =(80+1515)/0.48x590 min =0.39 min(2) 工步2：銑與圓弧R67相交的臺階面每齒進(jìn)給量0.1mm=<fz<=0.15mm ，取fz=0.12mm/z 見【3】中表2-21每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f= fzZ=0.12x4 mm/r

20、=0.48mm/r切削速度20m/min=< vc <=45m/min ，取vc=20m/min 見【3】中表2-22ns=1000 vc/d=1000x20/x10 r/min=636 r/min ,按機(jī)床選取nw=590 r/min故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x10x590/1000 m/min=18.5 m/min切削工時(shí)：t2=(l+l1+l2)/fnw =(80+1515)/0.48x590 min =0.39 min則總切削工時(shí)：tm=t1+t2=0.39+0.39 min=0.78 min工序9：銑30+0.2+0.1的方槽 選用機(jī)床x63 高速鋼鑲齒三面刃

21、銑刀160mm L=30mm 齒數(shù)z為26 每齒進(jìn)給量0.04mm=<fz<=0.06mm ，取fz=0.05mm/z 見【3】中表2-21每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f= fzZ=0.05x26 mm/r=1.3mm/r切削速度20m/min=< vc <=45m/min ，取vc=30m/min 見【3】中表2-22ns=1000 vc/d=1000x30/x160 r/min=59.7 r/min ,按機(jī)床選取nw=60r/min故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x160x60/1000 m/min=30.14 m/min切削工時(shí)：tm=(l+l1+l2+d)/fnw =(33

22、+20+10+160)/1.3x60 min =2.86 min其中: 切入 l1=20mm切出l2=10mm ,l=33mm , d=160mm工序10：倒角選用機(jī)床x51 銑刀為立銑刀（高速鋼）10 齒數(shù)z為4 每齒進(jìn)給量0.1mm=<fz<=0.15mm ，取fz=0.12mm/z 見【3】中表2-21每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f= fzZ=0.12x4 mm/r=0.48mm/r切削速度20m/min=< vc <=45m/min ，取vc=20m/min 見【3】中表2-22ns=1000 vc/d=1000x20/x10 r/min=636 r/min ,按機(jī)床選取nw=5

23、90 r/min故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x10x590/1000 m/min=18.5 m/min作圖計(jì)算銑刀的路徑L=2（l1+l2+l3+l4+l5+l6）=2（5.7+10+10+12+10+10）=105.4 mm則切削工時(shí)：tm=L/fnw =105.4/0.48x590 min=0.38min工序11：鉆90度鎖緊螺釘孔 選用機(jī)床Z525 8的沉頭孔鉆 進(jìn)給量f =0.20mm/r 見【3】中表2-23切削速度取 vc=30m/min 見【3】中表2-20ns=1000 vc/d=1000x30/x8 r/min=1194 r/min ,按機(jī)床選取nw=960r/mi

24、n 見【3】中表3-9故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x8x960/1000 m/min=24.12m/min切削工時(shí)：tm=(l+l1)/fnw =(5+3)/0.20x960min =0.042 min工序12：用麻花鉆鉆5x8.5孔鉆通 選用機(jī)床Z525 8.5的麻花鉆 進(jìn)給量f =0.20mm/r 見【3】中表2-23切削速度取 vc=30m/min 見【3】中表2-20ns=1000 vc/d=1000x30/x8.5 r/min=1124 r/min ,按機(jī)床選取nw=960r/min 見【3】中表3-9故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x8.5x960/1000 m/m

25、in=25.6m/min切削工時(shí)：tm=(l+l1+l2)/fnw =(30+6+3)/0.20x960 min =0.2 min其中: 切入 l1=6mm切出l2=3mm ,l=30mm 工序13：用锪孔鉆锪5X14的孔 選用機(jī)床Z525 14的锪孔鉆 根據(jù)有關(guān)資料，锪孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度均為鉆孔式的1/21/3 故進(jìn)給量f =0.4xf鉆=0.4x0.32=0.128mm/r 取f =0.13mm/r 切削速度取 vc=40x1/3 m/min=13.33 m/min ns=1000 vc/d=1000x13.3/x14r/min=302.5 r/min ,按機(jī)床選取nw=272r/min

26、 見【3】中表3-9故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x14x272/1000 m/min=11.96m/min切削工時(shí)：tm=(l+l1)/fnw =(25+5)/272x0.13 min =0.84 min其中: 切入 l1=5mm , l=25mm 工序14：用深孔鉆鉆、絞8的孔 選用機(jī)床Z525 8的麻花鉆 及8的鉸刀 (1) 工步1：用深孔鉆鉆8的孔進(jìn)給量f =0.20mm/r 見【3】中表2-23切削速度取 vc=30m/min 見【3】中表2-20ns=1000 vc/d=1000x30/x8 r/min=1194r/min ,按機(jī)床選取nw=960r/min 見【3】中表3

27、-9故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x8x960/1000 m/min=24.12m/min切削工時(shí)：tm=(l+l1+l2)/fnw =(80+10+4)/0.20x960 min =0.49 min其中: 切入 l1=10mm切出l2=4mm ,l=80mm (2) 工步2：絞8的孔進(jìn)給量f =2f鉆=2x0.20=0.40 mm/r 切削速度取 vc=(1/21/3)v鉆 取 vc=0.4v鉆=0.4x30 m/min=12 m/min 見【3】中表2-20ns=1000 vc/d=1000x12/x8 r/min=477r/min ,按機(jī)床選取nw=392r/min 見【3】中表3-9故實(shí)際切削速度 v=dnw/1000=x8x392/1000 m/min=9.85m/min切削工時(shí)：tm=(l+l1+l2)/fnw =(80+10+4)/0.40x392min =0.59