1、蚌埠学院机械制造工艺学课程设计说明书设计题目 滤座的机械加工工艺规程编制及 车夹具设计全套完整版 CAD 图纸，工艺卡等，联系153893706班 级 05 机制（本）设 计 者 指导教师 王 设计日期 08 年 11 月 24 日至 08 年 12 月 12 日- 2 -目 录序言-31.零件的分析-32.工艺规程的设计-3（1）. 确定毛坯的制造形式 -3（2）. 基面的选择-3（3）. 制订工艺路线-3（4）. 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-4（5）. 确定切削用量及基本工时 -43.夹具的设计-124设计心得-145参考资料-14- 3 -序言机械制造工艺学课程设计是我们学完
2、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，为今后参加祖国的“四化” 建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。1、零件的分析由于是铸件，零件整体精度要求不高。零件材料为灰铸铁 HT2040，铸件使用砂型机器造型，取一般精度为 IT9。考虑到底面及两孔要作为车削时的定位基准，故底面及两孔
3、的表面精度要求较高，现取 IT7 级精度。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式题目所给定的零件为铸造体，外形、结构均较复杂，还有内部等难加工的部分，确定毛坯的制造形式为机器砂型铸造，材料为灰铸铁。（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的主要工作之一。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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（三）制订工艺路线制订工艺路线的出发点，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能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批及大批生产的条件下，可以考虑使用万能机床配以专用工夹具，并尽量使
4、工序集中起来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽可能下降。- 4 -工艺路线方案：10 毛坯铸造、清砂20 粗铣滤座底面 25 精铣滤座底面 30 钻扩铰孔 4-8H740 铣 26 圆台50 车 38.5、46 外圆、车 38.5、46、102 端面、切槽倒角1X45o、切槽、钻孔 1960 锪 26 圆台、钻扩孔 9、孔口倒角 60o70 钻扩孔 2-1080 钻扩 9 孔90 锪 M16 螺纹圆台、钻扩孔 14、孔口倒角 60o100 攻螺纹 2-M16（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定滤座零件材料为灰铸铁 HT2040，生产纲领为中批生产，采用机器砂型铸
5、造。根据切削加工简明实用手册 ，铸件单侧加工余量为 4.5mm，双侧加工余量为 3mm。即零件的侧面及底面加工余量为 4.5mm，前后两面的加工余量均为 3mm。（五）确定切削用量及基本工时工序 20：粗精铣滤座底面（1） 、粗铣滤座地面(Z=2.0mm)=0.15mm/齿(参考 )zf切削速度:参考有关手册 ,确定 V=0.56m/s 即 33.6m/min采用高速钢铣刀 =80mm,齿数 Z=10,则wd= =133.7(r/min)snv10现采用 X63 式铣床, 根据机床使用说明书 ,取 =150r/minwn故实际切削速度为V= = =37.7(r/min)10wnd0158当 =
6、150r/min 时,工作台的每分钟进给是 应为wn mf= Z =0.1510150=255mm/minmfzwn查机床说明书,取 =235mm/minw切削工时- 5 -= =0.69(min)wtmfl21（2） 、精铣底面利用 X63 卧式铣床同时对工件粗精铣, mpa5.1每齿进给量 齿/2.0fz现采用硬质合金面铣刀， （参考手册）/in2.76,/.61, 即svzdw参考机床使用说明书，取min/5.410rdvnws 35rnw查机床说明书取28zfm mi/0fm切削工时： in76.42)(5.021 mfCDlflt工序 30:扩.铰 4 8 孔（1） 、选择钻头和机床
7、:选择高速钢淋花钻头(直柄长淋花钻头 GB/B.1437.19859)表 4-45机床选用 z3040 13 摇臂钻床（2） 、选择切削用量及加工工时.钻 7mm 孔背吃量 ap=d0/2=7/2=3.5mm进给量根据表 8-69 查得 f=0.220.26由于 L=10 3d0 取修正系数 k=1.按机床说明书取 f=0.25mm/r切削速度由表 8-71 查得 vc=0.35m/s按公式计算主轴转速 n= s/r9.1573.01dv0按照机床说明书取 n=16r/s故实际切削速度 vc= m/s.106n0切削工时 L=10mm,l 为加工长度.l 1=3mm,l2=0mmLm1= mi
8、n54.s2.35.016nfl21以上一个孔时的机动时间.故本道工序机动工时为 tm=tm1 4=0.22min（3） 、扩 7.9mm 孔利用 7.9 的钻头对 7mm 的孔进行行程.根据表 8-79.f=(1.21.8) 0.25=0.30.45mm 按照车床说明书 f=0.25mm/rVf=( ) 0.351=0.11700.176m/s 按车床说明书取 v 扩 =0.15m/s.213- 6 -Ns= . 按照机床说明书取 v 取 =7r/ss/r05.697v1则实际切削速度 v 扩 = m/s173.09.切削工时,t=4t m=4 s245.01铰 8mm 孔.铰刀的选择: 选
9、取高速钢机用铰刀 d=8mm查得表 11-10-1 得 f=0.15mm/r按车床说明书取 f=0.2mm/r 查表 11-10-1 得 v=0.05m/minns= s/r9.18.1dv0取机床标准 ns=2.0r/s.所以实际 v= s/m05.28所以工时 tm=4 tm1=4 s615.02工序 40：铣 26 端面=0.15mm/齿(参考 )zf切削速度 参考有关手册,确定 V=1.62m/s,即 97.2m/min采用硬质合金铣刀, =100mm,齿数 6 ,wd则 = =309r/minsndwv10现选 X63W 卧式铣床,根据机床使用说明书,取 =300r/min,故实际w
10、n切削速度为 V= =94.2m/min10wn当 =300r/min 时,工作台的每分钟进给量 应为wn mf= Z =0.156300=270mm/minmfzw查机床说明书.选 =300mm/minmf切削工时:= = =0.43(min)tmfl2130工序 50: 粗车外圆.端面 .车工序采用计算法确定切削用量.1.加工条件工件材料:HT2040 灰铸铁 0.20Gpa 铸造.b- 7 -加工要求:粗车 38.5 外圆. 46 外圆. 38.5 端面. 46 端面. 端面.机床:CA6140 型普通车床 .刀具:YG6 刀杆尺寸 16 25mm2,主偏角 kr=900,后角 ,008
11、4.m15.0,150(刃倾角 )p5.16()s2.计算切削用量(1)粗车 38.5 端面1已知毛胚长度方向的加工余量为 4mm,两次加工,a p=3mm.2进给量 f:根据当刀杆尺寸为 16 25mm,ap 3mm 及工件直径为 40 时, f=0.40.5mm/r.按照 CA6140 车床说明书取 f=0.4mm/r37 计算切削 v 按切削 v 的计算公式为Vc= min/97.kfaT60kfa0y15.p2.8yxpmCT47 确定机床主轴转速 ns= (r/i)20.58.4vdcwc按机床说明书(见表 3.1-18 与 3-98)相近的机床转速为 560 及 710故 vc=7
12、2.97m/min57.切削加工时按 l=2mm ,l2=2mm 时间 tm= (min)014.56(2)车 38.5 外圆,同时应检验机床的个哦功率及进给量机构强度1切削深度 :单边余量 z=1.5mm,可一次切除.2进给量: 根据查得 f=0.40.5mm/r,按 CA6240 车床说明书确定F=0.48mm/r3切削速度 v0 从表 4-89 查得 vc=60m/min主轴速度:n= min/r4.605.10d1c按 CA6140 车床说明书选取主轴速度为 450r/min故实际的切削速度为 v0= /i639.58.n4机床功率.主轴切削力 fc 按FC=CFZapx =znzyk
13、fF 04.7.4.051928. 5.其中:C FZ=92 ap=1.5 nFZ=0 f=0.48 yFZ=0.75 KMP=1.0 KKR=0.73切削时消耗功率 pm= kw6.104CV- 8 -由中 CA6140 机床说明书可知主机功率为 7.5kw故满足要求,可以正常加工.5校核机床进给机构强度由已知 FC=569.904NF= ynFypynf kvfa6081.9XF其中:n Fy=0 CFy=54 XFy=0.9 yFy=0.75 KMP=0.94 Kk=0.70故 Fd= XFVf. xnyxp其中:C FX=46 XFX=1.0 yFX=0.4 nFX=0KM=0.96
14、KK=1.12轴向切削力 Ff=9.81 4663.5421.96048.51. M=0.1.则 F=Fy+M(FC+FP)=542.63+0.1 (569.904+289.46)=628.5666切削工时:t= min0nfl1(3)车 46 端面 ap=1.5mm f=0.24mm/rVc= i/15.4kfT0yvxpmin/r79d1nw按机床说明书取 ns=710r/min .则 vc=102m/min切削工时 t= (min)07fl214车 46 外圆柱面Ap=1.5mm 0.48mm/r切削速度 vc= in/60kfavyxpmTCV主轴速度 n= i/r9.38d10按照机
15、床说明书取 n=400r/min 则 vc=52.124m/min切削工时:t= (min)026.48.0nfl215车 102 端面ap=3mm.f=0.94mm/rVc= CV=158 yv=0.4in/4.10kfvyxpmvTCV- 9 -ns= 316024.1dv0wcCV=158 yv=0.4按照机床说明书 n=320r/min,则 v=102.49mm/min切削工时 t= min017.94.32nfl1工序 60:锪 26 端面,钻孔 9mm.扩 M16 底孔, 倒角 1200.（1） 、加工条件工件材料 HT1040 灰铸铁, =20Gpa 铸造b加工要求:锪 26 的
16、端面钻 9mm 孔并扩至 M16 底孔,倒角 1200机床:z525 立式钻床刀具:刀片材料 YG89 钻头 14 钻头 16 锪钻（2） 、锪 26 端面参照表 7-33选锪钻直径为 16mm.进给量 f=0.15mm/r选前角 r0=150 ,后角 =40.转速 n=120r/min.参照p7.69又: r/m28.61ndv走到次数:m=1.857 次数只能是偶数 所以选 m=2（3） 、钻孔 9mmf=0.4mm/r (见表 7-9)V=25m/min(见7-9)所以 ns= min/r8492510按机床选取 nw=850r/min所以实际切削速度 v= min/021.410859
17、dw切削加工时:t= i36fnlw21(4)扩 M16 螺纹底孔首先 M16 螺纹底孔钻头直径选择由螺距 p=1.51dT=d-(1.041.08)t=16-(1.041.08) 1.5=14.3814.44所以选 14.3 的钻头又根据有关资料介绍, 利用钻头进行扩钻时 .其进给量和切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量和切削速度的关系为- 10 -f=(1.21.8)f 钻 v=( )v 钻312f 钻 =0.53mm/r v 钻 = 22m/min令 f=1.35f 钻 =0.72mm/r v=0.4v 钻 =8.8m/minmin/r98.15.40dv1ns 按机床切削速度为 nw
18、=150r/min所以实际切削速度为 v= i/r74.603切削工时:l=26mm l1=7mm l2=2mmt= in5.98.72.06(2)倒角 1200 工序 70:钻 10mm 的孔 ,选用机床: 砖塔车床 c365L.（1） 、确定进给量 f根据 表 2.4-3.8,当 d0=10mm 时,f=0.210.25mm/r查 表 2-31,灰铸铁的抗拉强度 为 170mpa由于本零件在加工 10mm 孔时属于低刚度零件, 故进给量应乘系数 0.75,则f=(0.210.25) 0.75=0.15750.1875(mm/r)根据 表 2.4-41.现取 f=0.14mm/r(2)切削速
19、度: 根据表 2.441,查得切削速度 v=36.6m/min,所以 ns= (r/min)4.1603dv10w根据 表 3.1-8,取 nw=966r/min,故实际切削速度为:V= (m/min)3.19(3)切削工时,l=28mm,l 1=14mm,l2=6m.tm1= (min)35.04.968fnlw2以上为钻一个孔时的机动时间,故本工序的机动工时为:tm=tm1 2=0.355 2=0.71(min)工序 80:钻 9 的斜孔.(1)确定进给量 f:根据表 2.4-38,当 d0=8mm 时,f=0.160.20mm/r.查 表 2-31 知灰铸铁的抗拉强度 为 170mpab
20、所以本零件在加工 8mm 孔时,属于低刚度零件 ,故进给量应乘以系数 0.75.则f=(0.160.20) 0.75=0.120.15(mm/r)(2)切削速度: 根据表 2.4-41- 11 -查得切削速度 v=45m/min所以 ns= (r/min)4.179850dv1w根据 表 3.1-8 取 nw=1742(r/min)故实际切削速度为 v= (m/min)8.43102w(3)切削工时,l=14mm,l 1=6mm,l2=2mm.tm= (min)50746fnlw21工序 90: 锪测 M16 螺纹圆台钻钻扩 14孔1.钻孔 14f=0.12mm/r (见表 8-80)V=18
21、m/min (见表 8-80) min)/36014810rdvnws 按机床说明书选取 nw=272(r/min) (见)所以实际切削的速度: in)/(352.107251rvw切削加工时: (mi)6742fnltw2.扩钻 14 孔根据有关手册的规定,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取:f=(1.21.8)f 钻 =(1.21.8) 0.34 0.75=0.3060.459(mm/r)根据机床说明书,选取 f=0.35(mm/r)V=( ) v 钻 =( ) 18=96(m/min)312312则主轴转速 nw= =204136(r/min)d0按机床说明书取:n w=120(r/
22、min)切削加工时: (min)69.035.12f42t 3 扩孔 14F=(0.91.2) 0.6=0.540.72(mm/r)(见 表 8-79)查机床说明书,取 f=0.63(min/r)机床主轴转速:取 n=120(r/min), 则其切削速度 v=5.275(m/min)- 12 -t= (min)38.06.125l1nf4.倒角 120o三、夹具的设计本次夹具设计任务是负责滤座车夹具的设计，采用的定位方案是一面两孔定位，夹紧装置采用两钩形压板。当工件以一面及两圆孔为定位基准时，为补偿工件两定位孔的孔径和孔距误差及夹具两定位销的直径和距离误差，避免工件不能套入定位销，夹具两定位销
23、应采用一圆孔和一菱形销。1、定位误差的计算：定位孔的直径为 ，使用 的圆柱销。78H68h铸件的精度等级为 IT9 级。基准不重合误差 sB TSAminaxminaxS 是定位基准与工序基准间的距离尺寸，称为定位尺寸。当工序基准的变动方向与加工尺寸的方向相同时，基准不重合误差等于定位尺寸的公差，即sBT=0.037-（-0.037）=0.074mm（查互换性与技术测量 ）基准位移误差 =Ltan =L =YL2maxa12maxa1= =0.024mmmax（查互换性与技术测量 ）其中： L-工件两定位孔的中心距；-两定位销所产生的最大角度定位误差；-夹具圆柱销与其相配合的工件定位孔间的最大
24、间隙；max1-夹具菱形销与其相配合的工件定位孔间的最大间隙；2所以加工误差 = + =0.074+0.024=0.098mmDBY2、夹紧力的计算：本夹具主要克服车削时工件在轴向所受的切削分力。（1） 、车削时切削力在轴向的切削分力为 kgfKtsPpx 9.839275.0- 13 -（查金属切削机床夹具设计手册. P355）其中：s-每转进给量（kgf）t-切削深度（ mm）Kp-修正系数；（2） 、夹具夹紧力的计算：1、摩擦系数：=0.150.25（接触表面均为加工过的光洁表面）f（查金属切削机床夹具设计手册. P306）现取 =0.2f2、安全系数：8.13210KK（查金属切削机床
25、夹具设计手册. P306）其中： -基本安全系数，一般均取 1.5；0-加工状态系数，粗加工：K=1.2，精加工 K=1.0；1-刀具钝化系数，一般取 K=1.01.9；2-切削特点系数，连续切削 K=1.0；33、为防止工件在切削力 P 作用下平移所需夹紧力：kgfffKQx 5.87)(210（查金属切削机床夹具设计手册. P308）其中： -定位销上允许承受的一部分切削力；0P-夹紧元件与工件间的摩擦系数；1f-工件与夹具支承面间的摩擦系数；24、压板螺栓材料为低碳钢，性能等级 3.6，屈服极限 ，MPas180螺纹连接的安全系数 =12.5，则螺栓的许用拉应力为SMPas4.1求得螺栓
26、的危险截面直径为 mm1.73.2Fd其中， -螺栓所受的总拉力，在这里 ；2F2/Q- 14 -夹具所使用的螺栓直径为 10mm，故螺栓满足使用条件。四、设计心得在经历了四周繁忙的劳动之后，终于完成了机械制造工艺学的课程设计。从最开始拿到图纸时的迷茫和空白，到现在看到一份完整的设计说明书的时候，其间经历了多少，只有我们自己知道。这其中的每一个字，每一个线条，都是我们辛苦劳作的结果。在图书馆查找资料有我们的身影，夜晚挑灯画图有我们的身影，抱着厚厚的参考资料反复研究的有我们的身影经常为了确定一个公式，一个参数，一个规范的画法，我们翻阅了很多本参考资料，讨论一次又一次，终于得到了一个满意的结果，严
27、谨求学精神表现之至。作为我们学完理论课后的一次结合实践的尝试和练习，我们收获颇多。从一开始的懵懵懂懂到现在能够比较了解和掌握加工工艺的制订。我们学会了查找所需要的资料，学会向老师和同学虚心求教，学会了严谨做事，低头苦干的精神，为下一步我们走向社会，走进企业，作了一次很好的锻炼。相信这次课程设计所给予我们的精神和方法对我们以后的工作将帮助巨大。当然，作为学生的我们，在没有一点实践经验的情况下，设计出来的东西肯定有很多问题和错误存在，恳请老师们批评指正。在此，特别感谢我们的指导老师王月英老师，感谢她为我们提供的各种帮助和指导，使得我们得以顺利的完成此次课程设计。五、参考文献1. 机械制造工艺学课程
28、设计指导书赵家齐主编 机械工业出版社 2008 年2. 机械加工工艺手册李洪主编 北京出版社 1990 年3. 金属切削手册上海市金属切削技术协会编 上海科学技术出版社 1984年4. 互换性与技术测量韩进宏主编 机械工业出版社 2007 年5. 金属切削机床夹具设计手册上海柴油机厂工艺设备研究所编 机械工业出版社 1986 年6. 机械制造技术基础 赵雪松 赵晓芬主编 华中科技大学出版社 2006 年7. 机床夹具图册 孙巳德主编 机械工业出版社 1984 年8. 切削加工简明实用手册 黄如林主编 化学工业出版社 2004 年 9. 机械设计濮良贵 纪名刚主编 高等教育出版社 2006 年
