机械制造工艺学课程设计设计“定位销”零件的机械加工工艺规程及工艺装置

1、目录一序言二零件的分析（一） 零件的作用（二） 零件的工艺分析三机械加工工艺规程制订（一） 确定毛坯制造形式（二） 选择定位基准 （三）选择加工方法 （四）制定工艺路线（五）确定加工余量及毛坯尺寸（六）工序设计（七）确定切削用量和基本时间四专用夹具设计五课程设计心得体会一序言机械制造工艺学课程设计是在我们学习了大学的技术基础课和大专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链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的学习生活中占有十分重要的地位。我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次 适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问的能力，为

2、今后参加祖国的现代化建设做出一些贡献。由于能力有限，设计上有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 二零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是定位销，定位销的主要作用是用来固定零件之间的相对位置，起定位作用，也可以用于轴与毂的连接，定位销传递的载荷不大，还可以为安全装置中的过载尖端元件。 (二)零件的工艺分析定位销的加工要求表面光滑些好，硬度不用太高的，空的精度要求高一些，从5-5零件图上可以看出：该零件表面粗糙度要求较高，表面粗糙度最高的是16g6的圆柱表面，达到0.8ra 。从图中的行为标注可以看出定位销的底部锥度允许圆跳动范围为0.02，a基准。三机械加工工艺规程制定（一）确定毛坯的制造

3、形式 由零件的工作状况及功能可知，销所起固定的作用，所以要求销有较高的的强度和抗冲击能力。该零件所选的材料为45号钢，模锻（二）选择定位基准定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线面。基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基面选择的正确，合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。1粗基准的选择 由5-5零件图可知，该定位销的定位基准为不规则的上表面，以上面凸台为粗加工基准，加工16g6的圆柱表面和圆柱下端角度10 的锥度，以及30.5的外沟槽。2精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计

4、基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算，对于定位销而言可根据基准统一原则，采用“两面一孔”的方法加工。所以该零件的精加工基准为上表面与底面，即用两顶尖加工。 （三）选择加工方法 平面的加工方法有很多种，如：车、刨、铣、磨、拉等16g6圆柱面的表面粗糙度达到 ra0.8m ，经查表得经济精度it6it9，尺寸精度为16所以必须选择车床进行，先由车床进行粗车半精车+精车，再选择磨床，进行精磨，表1.4-6机械制造工艺设计简明手册 对于表面粗糙度为ra3.2m的底面， 加工方法应在车床上进行粗车半精车精车。16圆柱下的角度为10的圆锥，圆跳动应选择精加工，精车磨。 内孔的加工方法有钻、扩、镗等，该零

5、件图中的10h11内孔的加工方法应先钻，由于要求大批量生产，所以应选择钻铰，查表得该孔的经济精度为it11it13，极限偏差为0.2。（四）、制定工艺路线 工序1：夹住毛坯，伸出长度大于等于55mm，光端面，打中心孔； 2.粗车长度10mm的锥度，粗车16g6的外圆，粗车30.5外沟槽 3： 半精车底面，长度10mm的锥度，半精车16g6的外圆，半精车精度1.6m的沟槽面 4：精车底面及精度1.6m的沟槽面 5 :上磨床，精磨长度为10mm的锥度，磨16g6外圆 6：精铣角度为10的对称斜面 7；光另一端端面，取总长61mm 8：钻孔 9：精铰10h11内孔 10： 粗铣距中心18mm的平面、

6、25斜面及r8.5的外圆面 11：半精铣25的斜面 12：精铣25的斜面 13：钳工去毛刺 14：终检（五）、确定加工余量及毛坯尺寸5.1确定机械加工余量钢质模锻件的机械加工余量按tb3585确定，确定时根据锻件质量，加工精度及锻件形状复杂系数，由表2.225简明手册可查得除孔以外各内外表面的加工余量，表中余量值为单面余量。（1） 锻件质量 根据零件成品重量0.09639估算为0.15（2） 加工精度 零件除孔、槽以外的各表面为磨削加工精度f2（3） 锻件形状复杂系数s m外廓包容体=12.27957.85g/=96.39g=0.09639m锻体=0.15 按表2.210，可定形状复杂系数为s

7、，属简单级别（4）机械加工余量 根据锻件重量f2，s查表2.225简明手册，得直径方向为1.52mm，水平方向为1.01.5mm。即锻件各外径的单面余量为1.72.2，各轴向尺寸的单面余量为1.01.5mm5.2确定毛坯尺寸 上面所查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度ra1.6m，ra1.6m的表面，余量要适当增大 由零件图可知，除16g6外圆，和10的斜度以外，其余表面都ra1.6m，所以这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可（因为这些表面粗加工和半精加工，这时因去所查数据中的大值。当表面只需粗加工，可取最小值）16g6的外圆和16的斜度面，精度为0.8m，故需增加磨削的

8、加工余量。参考外圆磨削余量（表2.34）简明手册确定磨削16g 6外圆及斜面的余量为0.2，则毛坯图尺寸如表5.3设计毛坯图确定毛坯尺寸公差 定位毛坯尺寸公差 定位销毛坯（锻件）尺寸 零件尺寸单面加工余量锻件尺寸16g 622010214101.513111.514520.31.549611.563181.519.5毛坯尺寸公差根据锻件体重量、形状复杂系数、分模线形状种类及锻件精度等级从有关的表中查得。本零件锻件重量2.2kg，形状复杂系数s，45钢含碳量为0.42%0.50%,其最高含碳量为0.50%，按表2.2-11简明手册可知，锻体材料系数为m，采取平直分模线，锻体为普通精度等级，则毛坯

9、公差可从表2.2-13简明手册查得本零件毛坯尺寸允许偏差如下表，所例 定位销毛坯（锻件）尺寸允许偏差锻件尺寸偏差根据20表2.2-13简明手册141311526321 （六）工序设计一，选择加工设备与工艺装备1. 选择机床由于已经根据零件的形状，精度特点，选择了加工方法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场的设备情况，所选择的机床，其经济精度应与零件表面的设计要求相适应，初步选定各工序机床如下:工序1、工序2、工序3为粗车、半精车，大批量生产要求很高的生产率，选择ca6140卧式车床即可（表4.27）简明手册工序5为磨削加工，应选择m120磨床（表4.229）简明手册工序6

10、钻10h11的孔，可选择专用的夹具在立式钻床上加工，可选择z525型立式钻床（表4.214）简明手册工序9，精铰10h11的孔，可在立式钻床z525 上装铰刀（表4.27）简明手册工序10工序12有粗铣，半精铣，精铣，应选择卧式铣床。本零件属于成批大量生产，所选择机床适用范围较广为宜，所以应选择常用的x62w型能满足加工要求（表4.238）简明手册2选择夹具 对于成批生 高效的前提下，亦可采用普通夹具。本零件除铣 10的对称斜面需要专用夹具外，其他的各工序使用普通夹具即可。 3选择刀具 （1）在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢质零件采用yt类硬质合金，粗加工用yt5，半精

11、加工用yt15，精加工用yt30，为提高生产率及经济性，可选用转位车刀（gb5343-85，gb543-85）。切槽刀宜选用高速钢。（2）铣刀按表3.1-43选对称角度铣刀（gb6128-85），零件要求加工25 的斜面，所以应选择铣刀直径d=63mm，宽l=7mm，孔径d=22mm，铣深为11mm，10的斜面，应选择高速钢，立铣刀，零件要求铣切深度为11mm，按表3.1-28铣刀的直径应为90110mm（3）磨具 所加工的表面粗糙度为0.8m ，根据3.2-3应选择粒度w14w5的金刚石磨具。(4)钻 钻10的孔，根据3.1-6直柄麻花钻（gb1438-85）应选择d=6.87，l=150m

12、m，l=69mm的直柄麻花钻，在定位销的底面用中心钻打中心孔（4）铰刀 10h11的孔，表面粗糙度为1.6m，所以要进行粗铰及精铰，根据表3.117，锥柄机用铰刀（gb1133-84）选择d=10,l=168,l=38的锥柄机用铰刀。4.选择量具本零件属于大量生产，一般采用通用量具。加工16外圆面可用分度值0.01mm的外径千分尺，加工30.5外沟槽可用分度值0.02mm的游标卡尺，加工10h11的孔可用分度值0.01mm的内径百分表外圆加工所用量具工序加工面尺寸尺寸公差（）量具14160.023度值为0.01mm测量范围，025的外径千分尺150.278100.09锥柄圆柱塞尺（gb6322

13、-86）91125斜面角度尺 测量范围0320（gb6315-86）12r8.5外圆面专用配合件16g6尺寸公差为0.023，按表5.1-1（简明手册）计量器具不确定度允许值u=0.0018，根据5.1-2，分度值0.02mm的游标卡尺，其不确定度数值u=0.02mm，uu 不能选用。必须uu ，故应选分度值0.01mm的外径千分尺（u=0.004）测量范围025（gb1216-85）即可满足要求 半精铰10的内孔，可用游标卡尺量，分度值为0.02，测量范围0150（gb1214-85） 精铰10h11孔，由于精度要求高，加工时每个工件都需要测量，故选用极限量规，按表5.2-1，根据孔径可选用

14、直柄圆规塞规（gb6322-86）轴向尺寸所选量具工序尺寸及偏差（）量具130.3 520.3分度值0.02mm，测量范围0150mm游标卡尺（gb1214-85）4105617830磨10的斜面，精度较高可选用i型测量范围0320的万能角度尺(gb6315-86)二、 确定工序尺寸 确定工序尺寸一般的方法，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标准。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链解算。圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面根据有关资料已查出本零件各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将

15、总加工余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及偏差、表面粗糙度如下表：圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸公差及表面粗糙度加工表面 工序双边余量（）工序尺寸及偏差()表面粗糙度 粗车半精车精车磨粗车半精车精车磨粗车半精车精车磨16外圆2 .60.90.30.217.4161616ra6.3ra3.2ra1.6ra0.810内孔0.20.04-9.89.9610-ra6.3ra3.2ra1.6-距中心18的表面1.30.218.218长度方向的工序加工余量、工序尺寸加工长度工序余量（）工序尺寸及偏差()粗

16、车半精车精车粗车半精车精车1110.8111110.811115251.8525251.852526160.8616160.86161（七）确定加工用量及基本时间工序2 本工序为粗车（粗车端面、外圆及沟槽）。已知加工材料为45钢，抗拉强度=670m pa，模锻件，有外皮，机床为ca6140卧式车床，（一）确定粗车外圆17.4的切削用量，所选刀具为yt5硬质合金可转位车刀。根据切削用量简明手册第一部分1.1，由于ca6140机床的中心高为200（表1.31），故刀杆尺寸bh=1625。刀片厚度为4.5，根据表1.3，选择车刀几何形状为卷屑，带倒棱型前刀面，前角。=12，后角。=6，主偏角=90,

17、副偏角=10，刃倾角=0，角尖圆弧半径=0.8。 （二） （1）确定切削深度 由于单边余量为1.3，可在一次走刀内完成(2)确定进给量f 根据表1.4*,在粗车钢料,刀杆尺寸为16mm25mm,工件直径为2040mm时 按ca6140的机床的进给量(表4.2-9),选择 确定进给量尚需满足机床进给机构强度的要求,故需进行校验.根据表1.30*,ca6140机床进给机构允许的进给力(1)纵走刀3530n (2)横走刀5100n根据表1.21*，当钢=570670mpa2mm,0.53,kr=45,v=50m/min(预计)进给力f=630nf的修正系数为kf=1.0,kf=1.0,kf=1.17

18、(表1.29-2)故实际进给力为f=6301.17n=737.1n由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力,故所选的=0.4,可用(3)选择车刀磨钝标准及耐用度 根据1.9*车刀后刀面最大磨损量取1mm,可转位车刀的寿命一般为t=30min(4)确定切削速度v 切削速度v可根据公式计算,也可直接由表中查出,现采用查表法确定切削速度根据表1.10*,当用yt15硬质合金车刀加工=630700 mpa钢料, 2mm, 0.53mm/r,切削速度v=138m/min切削速度的修正系数为k=1.0,k=0.81,k=0.8,k=0.65,k=1.0(见表1.28),故 vc=vtkv=1380.

19、810.80.65 m/min=58.1256 n=925根据ca6140机床说明书,选择n=1120这时实际切削速度vc为vc= m/min=70 m/min(5)校验机床功率 切削时的功率可由表1.24查出,当=580970mpa 2mm 0.47 vc70 m/min时, p=1.7kw切削功率的修正系数kp= kf=0.89, kp= kf=1.0(表1.29-2)故实际切削功率时的功率为p=1.70.89kw=1.5kw,根据ca6140车床说明书,当n=960r/min时,车床主轴允许功率p=7.5kw,因p p,故所选择的切削用量可在ca6140车床上进行.最后决定的车削用量为=

20、1.3mm, , n=1120, vc=70m/min.(三)计算基本时间t=式中l=,=52,根据表1.26车削时的入切量及超切量=3.5mm,则l=52+3.5 mm=55.5 mm,故 t=min=0.124min工序3，本工序为半精车外圆（1） 选择刀具车刀形状，刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同。半精车的刀片牌号选为yt15，车刀几何形状为（表1.3）,k=45k=5=12=8=3=1.0mm =-10 b=0.3mm,卷屑槽尺寸为r=4mm，w=3.5mm，c=0.4mm（2）切削用量 1）切削深度 =0.45mm决定进给量，半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制，根据表1.6，当表

21、面粗糙度为ra1.6m, =1.0mm,v=50100m/min(预计时) =0.160.25mm/r根据ca6140车床说明书，选择=0.22mm/r(3)选择车刀磨钝标准及耐用度 根据1.9*车刀后刀面最大磨损量取0.4mm,可转位车刀的寿命一般为t=60min（4）决定切削速度vc，根据表1.10当=630700 mpa钢料, 1.4mm, 0.25mm/r,切削速度v=176m/min切削速度的修正系数为k=0.65,k=0.81,k=0.8,k=1.0,k=1.0故 vc=vtkv=1760.810.80.65 m/min=74.1 m/min n=1354根据ca6140机床说明书

22、,选择n=1400这时实际切削速度vc为vc= m/min=76.49 m/min(5)校验机床功率 切削时的功率可由表1.24查出,当=580970mpa 2mm 0.25 vc86 m/min时, p=1.2kwca6140主电动机功率p=7.3kw，,因p p,故所选择的切削用量可在ca6140车床上进行.最后决定的车削用量为=0.45mm, , n=1400, vc=76m/min.(三)计算基本时间t=式中l=,=52,根据表1.26车削时的入切量及超切量=3.5mm,则l=52+3.5 mm=55.5 mm,故 t=min=0.18min工序6 本工序为精铣角度为10的对称斜面1、

23、选择铣刀 1）根据表1.2选择高速钢立铣刀，根据表3.4，铣削宽度8时，铣刀直径d=40mm2、选择切削用量 1）由于加工余量不大，可在一次走刀内切完，则=10mm 2）决定进给量根据表3.4，每齿进给量=0.080.05mm/z，应取0.05 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿后面最大磨损量为0.5mm，由于d40mm，故刀具寿命t=90min（表3.8） 4）决定切削速度和每分钟进给量 切削速度可根据表3.27中的公式计算v=90m/minn=r/min=788 r/min 根据x62w型卧式铣床主轴转速表（4.2-39）选择n=750 r/min 根据x62w型机床说明

24、书选择n=750r/min =600mm/min =mm/z=0.033 mm/z5）检验机床功率根据表3.23，当=5601000m p 1.1 15 =40mm，z=24 =600mm/min=3.6kw 根据x62w型卧式铣床说明书（表3.30）机床主轴允许的功率为=7.50.75kw=5.63kw，因为，所以所选择的切削用量可以采用，即=10mm， =600mm/min，n750 r/min，=99m/min,=0.033mm/z3、计算基本时间t=l=,=10,根据表3.26,不对称安装铣刀，车削时的入切量及超切量=40mm,则l=10+40mm=50 mm,故 t=min=0.08

25、3min工序8、钻孔加工材料45钢，=670mpa加工要求孔径d=10mm，孔深=30mm，精度为it11，用乳化液冷却机床z525型立式钻床1、选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径d。=9.8mm钻头几何形状为（表2.1及表2.2），标准刃磨=302=1182=70。=12b=1mm =2mm1、 选择切削用量（1） 决定进给量1） 按加工要求决定进给量，根据表2.7，当加工要求为h11精度，钢的强度800mpa d。=9.8时 =0.220.28mm/r2） 按钻头强度决定进给量，根据表2.8，当670mpa d。=9.8mm时 钻头强度允许的进给量 =0.65mm/r按机床进给机构强度决定

26、进给量，根据表2.9当=840mpa、d。10.2mm机床进给机构允许的轴向力为8330n（z525钻床允许的轴向力为8330n）见表2.35，进给量为=0.75mm/r，根据z525钻床说明书，选择=0.28mm/r，机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来校验，由表2.19可查出钻孔时的轴向力，当=0.28mm/r，d。10.2mm时，轴向力f=2520n，轴向力的修正系数均为1.0，故f=2520n根据z5252钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大向力f=8830n，由于ff，故=0.28mm/r可用（2）决定钻头磨钝标准及寿命 由表2.12 当d。=9.8mm时

27、，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命t=25 min（3）决定切削速度 根据表2.14 =670mpa的45钢加工性属5类, 由表2.13，当加工性为5类，0.28mm/r, 标准的钻头，d。=9.8mm时，vt12 m/min切削速度的修正系数为k=1.0,k=1.0,k=0.85,k=1.0, v=vtkv=121.01.00.85 m/min=14.4m/min n=389.9根据z525钻床说明书,可考虑选择n=392，但因所选择转速较高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取=0.22mm/r 也可选择较低一级转速n=272，仍用=0.28mm/r，比较这两种选择方案1）

28、第一方案，=0.28mm/r，n=392n=0.28392 mmmin=109.76 mmmin第二方案，=0.22mm/r，n=272 n=0.22272 mmmin59.84 mmmin因为第一方案n的乘积较大，基本时间较少，故第一方案较好，这时v12 m/min =0.28mm/r（4）校验机床的扭矩及功率 根据表2.20，当0.26mm/r d。11.1mm时，m=13.24n. m，扭矩的修正系数均为1，故m=13.24 n. m，根据z525钻床说明书，当n=392，mm=72.6 n. m。根据表2.22，当570680mpa d。10mm 0.38mm/r v12 m/min

29、p=1.1kw 根据z525钻床说明书p=2.80.81=2.26kw,由于mm，pp,故选择之切削用量可用，即=0.28mm/r，n=392，v12 m/min，3、计算基本时间t=l=,=30,根据表2.29车削时的入切量及超切量=5mm,则l=30+5 mm=35 mm,故 t=min=0.319min工序9 本工序为精铰孔1、选择铰刀 选择硬质合金铰刀，其直径d=10mm，铰刀几何形状为表2.6硬质合金铰刀2、 选择车削用量（1）决定进给量1)按加工要求决定进给量，根据表2.11，当钢的强度900mp，铰刀直径510，进给量为0.250.35且只用于加工通孔，加工盲孔时，进给量应取为0

30、.20.5 mm/r，根据z525钻床说明书,选=0.28 mm/r（2）决定铰刀磨钝标准及寿命 由表2.12当铰刀直径d。20mm，铰刀后刀面最大磨损限度为0.40.6mm，寿命t=20min（3）决定切削速度 由表2.25当钢=670m p，铰刀直径为10mm，切削深度=0.050.12mm时，切削速度为812m/min表2.30v=26m/minn=r/min=828 r/min根据z525机床说明书，选择n=960r/min（4）检验机床扭矩及功率根据表2.20，当0.33，d。1.1，mt=15.89nm扭矩的修正系数均为1，故m=15.9 nm，根据z525钻床说明书，当n=960

31、r/min,mm=42.2 nm，功率p=kw=1.38kw根据表2.35，z525的钻床的功率p=2.8kw，由于mm，pp,故选择之切削用量可用，即=0.28mm/r，n=960，v26 m/min，3、计算基本时间t=l=,=30,根据表2.29车削时的入切量及超切量=5mm,则l=30+5 mm=35 mm,故 t=min=0.13mint=工序10 本工序为铣25槽粗铣槽,所选刀具为高速钢角度铣刀,铣刀直径d=40,深度为10,齿数z=25,表3.2.由于加工钢料的在6001000mpa范围内,故选前刀=15,后角 =25(周齿), =8(端齿).已知铣削宽度=6,铣削深度=8,机床

32、选用x62w型卧式铣床,铣20的槽.1.确定每齿进给量fz根据表3.3, x62w型卧式铣床的功率为7.5kw(表4.2-38)工艺系统刚性为中等,查得每齿进给量fz=0.060.03z(表3.4)现取fz=0.05z2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据表3.7,角铣刀后刀面最大磨损量为0.2,铣刀直径=40,耐用度t=120(表3.8)3.确定切削速度u和工作台每分钟进给量 根据表3.27(p107)中公式计算v=v=m/min=29 m/minn=r/min=230.89 r/min根据x62w型卧式铣床主轴转速(表4.2-39)选择n=235 r/min 根据x62w型卧式铣床说明书选择n=235 r/min =190mm/min因此实际每齿进给量=mm/z=0.032 mm/z4、检验机床功率根据表3.23，当=5601000m p 38 8.4 =190mm/min近似值=3.8kw