机械制造技术课程设计说明书讲解

1、目录第一章 盖板的加工工艺规程 1.1.1 序言1.1.2 零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1.3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3.1.4 选择加工方法，制定工艺路线 4.1.5工序设计 5.1.6 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 7.2.1 选择刀片夹固结构 8.2.2选择刀片材料 1.0.2.3 选择车刀合理角度 1.02.4选择切削用量 1.0.2.5 选择刀片型号和尺寸 1.02.5.1 选择刀片有无中心固定孔1.02.5.2 选择刀片形状 1.12.5.3 选择刀片精度等级 1.12.5.4选择刀片边长内切圆直径d（或刀片边长 L） 1

2、. 12.5.5选择刀片厚度 S 1.1.2.5.6 选择刀尖圆半径 r 1.12.5.7 选择刀片切屑槽型式和尺寸 1. 12.6 确定刀垫型号和尺寸 1.22.7 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 1.2.2.7.1刀杆主偏角 1.22.7.2 刀槽刃倾角sg 1.2.2.7.3刀槽前角 og刀槽底面可看作前刀面， 则刀槽前刀角 og 的计算公式为： 1.2.2.7.4 验算车刀后角0 1.32.7.5刀杆副偏角 Krg 1.32.7.6检验车刀副后角 o 1.42.8 选择刀杆材料和尺寸 1.62.8.1选择刀杆材料 1.62.8.2选择刀杆尺寸 1

3、.62.9 选择偏心角及其相关尺寸 1.62.9.1. 选择偏心销材料 1.62.9.2选择偏心销直径 dc 和偏心量 e 1. 62.9.3计算偏心销转轴孔中心在刀槽前面上的位置 1. 7第三章 实训总结 1.8.参考文献 1.9.第一章 盖板的加工工艺规程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

4、， 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 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

5、。 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，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

6、，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 b 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

7、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=2.5m；m（ 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

8、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/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

9、（ 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

10、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 Ra6.3mm ，只需粗铣 即可达到精度要求。2 、盖板的下端面 公差等级为 IT8 级，表面粗糙度为 Ra1.6um ，需粗铣、精 铣。3

11、、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。工序 5：去毛刺。1.5 工序设计1. 选择加工

12、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。 . 在卧式镗床上加工的工序，粗镗时选用

13、 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

14、定切削用量及基本时间1、 工序 3：粗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 p =3.5 mm，进给量 ? z =0.25 mm z。、确定切削速度和工作台每分钟进给量? Mz 根据表 2-17 中公式计算：kvCvdqvTmapxv f yv zaeuvzpv式中， CV =245， qv =0.2, xv =0.15, yv =0.35, uv =0.2, pv =0, m =0.32,T =240 mm , ap =2.5 mm , f z =0.25 mm z , ae =120 mm , z=20, d =200 mm , kv =1.0.mm0.2245 200 0

15、.2v 0.3 2 0.1 5 0.3 5 0.2 0 = 66.6 m/min240 2.5 0.25 120 20n 1000 66.6 =106.5 r min200根据 X52K 型立式铣床主轴转速表 5-72，选择 n= 95r min = 1.58r s，则实际切削速度 v= 0.99m s，工作台每分钟进给量为?Mz =0.25 20 60 =300 m m min 。根据 X52K 型立式铣床工作台进给量表 5-73 选择?Mz =300mm min ，则实际的每齿进给量为 fz =0.25 mm z 。所确定的切削用量为 fz=0.25mm/z, ? Mz =300mm mi

16、n ,n=95r/min,V=0.99m/s2）、基本时间，根据机械制造课程设计指南表 2-28：Tj l l1 l 2 iTj f ifMz式中: l =198 mm22l1 0.5(d(d2 ae2) (13) =23mml2 3i =2基本时间:Tj198 23 3 2 1.49minj 300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

17、，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：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 0 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 ap=3

18、 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 ap,k r s ，可求出刀刃的实际参加工作长度 Lse。为；L se=apsinkr cos s3/sin45 /cos-5=4.259mmL1.5L se =6.389mm因为是三角形， Ld6.3892.5.5 选择刀片厚度 S根据

19、 ap ,f，利用诺模图，得 S 4.82.5.6 选择刀尖圆半径 r根据 ap ,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： TNUM160412 ，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 r =60 o ，刃倾角 sn=0，法后角 sn=0，法前角 sn =20，断屑槽宽 Wn =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

20、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 刀杆主偏角K rg =K r =452.7.2 刀槽刃倾角 sgsg = s =-52.7.3 刀槽前角 og 刀槽底面可看作前刀面，则刀槽前刀角 tanog的计算公式为：tan o cos nsb1 tan o tan nb cos stan og将 o=14， nb =20，

21、 s =-5 代入式得： tan og =-0.097则 og =-52.7.4 验算车刀后角 0车刀后角 0 的验算公式为1 tan nb tan og cos stan 0 = (tan nb tan ogcos s)cos s当 nb =0时，则tan 0 =-tan og cos s2将 og =-5 ， s =-5 代入得: tan 0 =-tan-5 o cos2 -5o =0.09则0 =5.14与所选后角值相近，可以满足切削要求而刀杆后角 og = 0故 og =5.14 ，取 og =52.7.5 刀杆副偏角 Krg K rg=Kr而 K r =180-Kr - r又rgr

22、， K rg=K rKrg =180-Krg - rg =180-K r - r车刀刀尖角 r 的计算公式为cos r =cot rb 1 (tan og cos s)2 tan og sin scos s将 rb =60， og =-5 ， s =-5 代入2得 cos r =cos rb 1 (tan og cos s )2 tan og sin s cos s=cos60 1 (tan( 5o )cos( 5o)2 tan( 5o )sin( 5o)cos( 5o) cos r =0.4924则 r =60.50 故Krg = Kr =180-45 -60.50 =74.50 取K rg

23、 7=4.5 2.7.6 检验车刀副后角 o 车刀副后角 o 的验算公式为（tan nb tan og cos rg ）cos rg tan o = 1 tan nb tan o cos rg当 nb =0时，则式为tan o =-tan og cos2 rg而tan og =tanog cos rg +tan rg sin rgtan rg =tan og sin rg +tan rg cos rg将 og =-5 ， rg = r =-5 ， rg = r =60.50 代入得:tan og=tan（-5）cos60.50+tan（-5）sin60.50 =-0.1192-则og =-6.

24、80 tan rg =tan（ -5 ）sin60.50 +tan（-5 ）cos60.50 =-0.1192则rg =-6,80 再将 og =-6.80 ， og =-6.80 代入式得:tan o =-tan（-6.80 ）cos2 （ -6.80 ）=0.118则o =6.71 可以满足切削要求而刀杆副后角 og = o故 og =6.71 ，取 o g =7综合上述计算结果，可以归纳为：车刀的几何角度为o =15， o=6.80 ，K r =45，K r =74.50 ， s =-5 ， o =6.71 刀杆于刀槽的几何角度为；og =-5 ， og=5，K rg =45，K rg

25、=74.50 ， rg =5， o g =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 B H=20 25mm由于切削深度 ap =3mm，进给量 f=0.6mm/r ，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

26、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e1 do22d2211 12 =1 ，e0.13do=0.13 为使计算方便，取1=2=0.13 ， do=d2， 5.95=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的位置将 m 和 n 求出d d1 dom = esin cos ，22d d1 don = ecos sin22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，