机械制造课程设计报告-大批量生产的撑头螺杆机械加工工艺规程设计及其夹具设计.doc

南昌大学 机械制造技术基础课程课程设计报告撑头螺杆机械加工工艺规程设计 班 级： 机制075班 姓 名： 指导教师： 课程设计任务书课 题：大批量生产的撑头螺杆机械加工工艺规程设计及其夹具设计 设计内容 ：1、 撑头螺杆的零件图 1 张2、 撑头螺杆的零件-毛坯合成图 1 张3、 机械加工工艺综合卡 1 份4、 机床夹具设计图 1 张5、机械加工工序卡 8 张6、课程设计说明书 1 份 2010年12月6日课程设计说明书目录1、 课题介绍31.1 任务目标31.2 设计要求32、 零件结构工艺性分析43、 毛坯的选择54、 机械加工工艺规程设计54.1 定位基准的选择54.2 加工方法的选择54.3 拟定工艺路线65、 机械加工设备的选择65.1 机床的选择65.2 刀具的选择65.3 夹具的选择75.4 量具的选择76、 机械加工工序设计76.1 确定加工余量和工序尺寸76.2 确定切削用量和时间定额97、 课程设计总结141、 课题介绍1.1 任务目标零件材料： 45钢技术要求：1、倒角1.5*452、调质hb240-270生产批量： 大批量零件数据： （见零件图）1.2 设计要求要求编制一个撑头螺杆零件的机械加工工艺规程，按照老师的设计，并编写设计说明书。具体内容如下：1、 分析零件加工性，选择毛胚的制造方法，指定毛胚的技术要求。2、 拟定撑头螺杆的机械加工工艺过程，填写工艺卡。3、 确定各工序所用的加工设备。4、 合理选择各工序的定位定位基准。计算加工余量，时间定额，填写工序卡。5、 设计一道工序的专用夹具，画出总装图。6、 提交设计说明书。图1.零件图2、 零件结构工艺性分析该撑头螺杆属于轴类零件，结构较简单。其加工精度，粗糙度并未给出。轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为it 5it7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为it6it9。而该零件仅有一个螺纹连接面是配合面。查简明公差标准应用手册，按照经济加工精度取值。对于螺纹配合，it取4-8级，一般取7级（机械设计p102），故此处取it7。其余公差：外圆面，半球面，以及40*40平面都取10级（表2-52）。查表3-10和3-11及表2-2（机械加工余量手册，简明公差标准应用手册）得各尺寸公差，按入体标注为：，,，粗糙度取为：6.3（cds），1.6（ccd）。3、 毛坯的选择该撑头螺杆形状不复杂，尺寸较小，不属于精密零件或制造要求高的零件，又是大批量生产。因此由表2-6（机械制造技术基础课程设计）采用45钢精轧圆棒料即可。通过查表2.2-34（机械制造工艺设计简明手册）得，毛坯直径应选55mm，又由表2.2-35得知，所下棒料切断时应留2mm余量，加工余量每端留4mm，两端总共应留10mm余量，故毛坯的长度为410mm。最终毛坯应选择55410的45钢精轧圆棒料。4、 机械加工工艺规程设计4.1 定位基准的选择第一道工序保证长度400时，选择端面作为定位基准，两个端面互为精基准。而加工外圆时以轴线为定位基准，同时轴线也为工序基准，符合基准重合原则。4.2 加工方法的选择该零件需要加工的部分主要为：1. 两端面，使用45角车刀车削。公差未给出，按简明公差标准应用手册关于经济加工精度部分取为it13，查表知需粗车。2. 的外圆面，使用外圆车刀车削。公差取it10，ra6.3，需粗车，半精车。3. 宽10的退刀槽，使用切断刀车削。公差it10，ra6.3，需粗车及半精车。4. sr24的半球面，使用成型车刀车削。公差it10，ra6.3，需粗车，半精车。5. t40*6的螺纹，使用螺纹车刀车削。公差it7，ra1.6，需粗车，半精车，精车。6. 40*40平面，使用铣刀铣削。公差it13，ra6.3，需粗铣。4.3 拟定工艺路线工序一：以端面（棒料毛坯的一端）及其外圆面定位，粗车的外圆面及其端面（另一端），粗车退刀槽以及sr24半球面；工序二：以粗车后的端面及其外圆定位，粗车端面及其外圆面； 工序三：调制处理，达到hb240-270；工序四：以粗车后的端面及其外圆面定位，半精车的外圆面，半精车退刀槽以及sr24半球面；工序五：以半精车后的端面及其外圆定位，半精车外圆面，精车外圆，倒角；工序六：粗车，半精车，精车螺纹；工序七：以半精车后的sr24半球面端以及外圆定位，粗铣40*40平面；工序八：重检；5、 机械加工设备的选择5.1 机床的选择加工该零件只需使用车床和铣床，考虑到工件的大小，采用c620-1卧式车床和x53立式铣床。5.2 刀具的选择由于工件材料为45钢，还需调制处理，故需使用硬质合金刀具。使用yt15的外圆车刀（卷屑槽带倒棱型前刀面，主偏角90，副偏角10，刀尖半径0.8mm），端面车刀（主偏角45，刀杆尺寸1625mm），切槽刀，r24的成型车刀（宽30mm），t型螺纹车刀（一把粗车螺纹车刀，楔角28，一把精车车刀，楔角30）。铣刀由表5-14选用直径的硬质合金莫氏锥柄立铣刀ii型（锥柄号5，齿数6）。5.3 夹具的选择车削工序中该工件要以一端面和一外圆表面定位，设计采用专用的弹簧卡头式夹具。本次课程设计中我设计的是工序6车螺纹的专用夹具。5.4 量具的选择测量外圆时采用分度值0.01，测量范围50-100mm的游标卡尺。测量长度时采用最小单位为1mm的直尺。检测螺纹时使用螺纹量规。6、 机械加工工序设计6.1确定加工余量和工序尺寸（单位：mm）1. 两端面，查表5-30：工序名称工序间余量工序达到的公差基本尺寸入体标注粗车10it13400毛坯-4104102. 外圆面，查表5-29工序名称工序间余量工序达到的公差基本尺寸入体标注半精车1.9it1048粗车5.1it1349.9毛坯-553. 外圆面,查表5-33工序名称工序间余量工序达到的公差基本尺寸入体标注精车0.2it740半精车1.9it1040.2粗车12.9it1342.1毛坯-554. 40*40平面，查表5-51工序名称工序间余量工序达到的公差基本尺寸（被加工面到轴心距）入体标注粗铣4it1320毛坯-245. 退刀槽，查表5-33工序名称工序间余量(两对面余量之和)工序达到的公差基本尺寸入体标注（内切圆直径）半精车1.9it1033粗车20.1it1334.9毛坯-556. 螺纹加工，查表5-33工序名称工序间余量工序达到的公差基本尺寸入体标注精车0.2it733半精车1.9it1033.2粗车4.9it1335.1毛坯-407. sr24半球面，查表5-33工序名称工序间余量(两对面余量之和)工序达到的公差基本尺寸入体标注（内切圆直径）半精车1.5it1024粗车2it1325.5毛坯-27.56.2确定切削用量和时间定额1. 工序一1） 粗车端面所选刀具为硬质合金车刀，刀杆尺寸1625。l 背吃刀量=5mml 进给量f查表5-57，得f =0.3-0.5mm/r，查表4.2-9，按c620-1的参数取：f =0.5mm/r。l 切削速度v 查表27-4，得v =170-190m/min，查表4.2-8，按按c620-1的参数取：v =167m/min。l 时间定额不考虑辅助时间，布置工作场地以及休息、生理需要时间等，只考虑作业时间时，按表3-9，车端面=5s。2） 粗车外圆面所选刀具为硬质合金外圆车刀，刀杆尺寸1625。查表过程同上。得：=5.1mmf =0.5mm/rv =167m/min=19.5s3） 粗车退刀槽所选刀具为硬质合金车刀，刀杆尺寸1625。其中余量较大不能一次切除，共切4次，按每一次切5mm计算。查表过程同上。得：=5mmf =0.5mm/rv =167m/min=20s4） 粗车sr24半球面所选刀具为硬质合金成型车刀，刀具宽30mm。l 背吃刀量=2mml 进给量f查表5-62，得f =0.025-0.055mm/r，查表4.2-9，按c620-1的参数取：f =0.033mm/r。l 切削速度v 查表27-4，得v =170-190m/min，查表4.2-8，按按c620-1的参数取：v =210m/min。l 时间定额不考虑辅助时间，布置工作场地以及休息、生理需要时间等，只考虑作业时间时，按表3-9，=141s。2. 工序二1） 粗车端面所选刀具为硬质合金车刀，刀杆尺寸1625。查表过程同上。得：=5mmf =0.5mm/rv =167m/min=5s2） 粗车外圆面所选刀具为硬质合金车刀，刀杆尺寸1625。查表过程同上。得：=12.9mm(分两刀切，第一刀6.9mm，第二刀6mm)f =0.5mm/rv =167m/min=39s3. 工序四1) 半精车外圆面所选刀具为卷屑槽带倒棱型前刀面，主偏角90，副偏角10，刀尖半径0.8mm的yt15硬质合金车刀。半精车后ra6.3。l 背吃刀量=1.9mml 进给量f查表5-58，得f =0.45-0.8mm/r，查表4.2-9，按c620-1的参数取：f =0.45mm/r。l 切削速度v 查表5-60，得v =70-90m/min，查表4.2-8，按按c620-1的参数取：v =81m/min。l 时间定额按表3-9，车端面=35.8s。2) 半精车退刀槽查表过程同上。得：=1.9mmf =0.45mm/rv =81m/min=34s3）半精车sr24半球面所选刀具为硬质合金成型车刀，刀具宽30mm。l 背吃刀量=1.5mml 进给量f查表5-62，得f =0.025-0.055mm/r，查表4.2-9，按c620-1的参数取：f =0.033mm/r。l 切削速度v 查表5-60，得v =100-130m/min，查表4.2-8，按按c620-1的参数取：v =105m/min。l 时间定额按表3-9，=49s。4. 工序五1） 半精车外圆查表过程同半精车外圆。得：=1.9mmf =0.45mm/rv =81m/min=35s2） 精车外圆查表过程同半精车。得：=0.2mmf =0.45mm/rv =81m/min=37s3） 倒角取值同粗车：=1.5mm手动操作，无f值v =167m/min=2s5. 工序六1） 粗车螺纹所选刀具为楔角28的硬质合金螺纹车刀，走刀8次（查表40-18,p1472-1474.），第一次走刀切0.5mm，共切4.9mm。f 按加工外圆取f =0.5mm/r。v =60-90m/min，按c620-1标准值选择：v =76m/min。查表3-14，得=976s。2） 半精车螺纹选用30角精车螺纹车刀，走刀3次。第一次走刀切0.5mm，共切1.9mm。f =0.45mm/r。v =76m/min。=406s3） 精车螺纹选用30角精车螺纹车刀，走刀1次：=0.2mmf =0.45mm/rv =76m/min=135s6. 工序七粗铣40*40平面查表30-39，使用直径的硬质合金莫氏锥柄立铣刀ii型，铣一个面时：l 切削深度=4mml 每齿进给量=0.18mm/zl 切削速度v =118m/min（按x53机床修正后）对于时间定额，查表3-13得：=56s，那么铣削四个面总时间为=224s。7、 课程设计总结为期3周的机械制造工艺课程设计已经接近尾声。回首这段时间的设计过程，感慨万千。在这次设计过程中，我加强了对课上所学工艺知识的认识，同时也将我以前学过的机械制造工艺与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，巩固了所学的知识。在设计工艺规程的时候我意识到了大批量生产和小批量生产的不同。我所要设计工艺的零件十分简单，如果是单件小批量生产完全可以使用通用机床，夹具直接采用三抓卡盘从而加工出来，但是这样一来效率将会十分低下。而转而将工序分散以后就发现即使是这么一个简单的零件的加工过程也是很复杂的。而加工工序的设计则让我体会到作为工艺人员的辛苦。由于教材上包含的表格实在太少，需要查的表格又分布在各种设计手册之中，特别是因为查之前对手册的内容也不够了解，查起来十分费事，让人十分头痛。而我的设计图上没有标明公差值，也加重了我的负担。我需要另外查公差设计手册来自己确定公差值。有了公差值才能够进行接下来的工艺设计和工序设计。在查表的过程中也了解了各种机床，刀具，夹具，量具等，可谓大开了自己的专业眼界。总之，这次的械制造工艺课程设计对我以后的工作以及生活都起了很大的帮助。我认识到，无论是工作还是学习都必须做到认真、谨慎，而且一定要有耐心，不能慌乱，否则只会把事情搞砸。参 考 文