接头设计说明书

1、机械制造工艺学课程设计说明书题目：设计“接头”零件的机械加工工艺规程（大批生产） 院、系别 物 理 与 机 电 工 程 学 院 班 级 2009级机械设计制造及其自动化2班姓 名 杨彪 学 号 20090663238 指导老师 邓 志 勇 三 明 学 院 2012 年 6 月 8日目 录机械制造工艺学课程设计任务书. 序 言.11 零件分析.2 1.1零件的生产类型及生产纲领.21.2 零件的作用 .21.3 零件的工艺分析.22 铸造工艺方案设计.32.1确定毛坯的成形方法.32.2确定铸造工艺方案.32.3确定工艺参数.33 机械加工工艺规程设计4 3.1基面的选择.4 3.2确定机械加工

2、余量及工序尺寸.63.3确定切削用量及基本工时.104 夹具选用.305 总结.31 参考文献.32机械制造工艺学课程设计任务书设计题目： 设计“接头”零件的机械加工工艺规程（大批生产）设计要求： 1.未注明铸造圆角R1 2.去毛刺锐边3.材料45刚设计内容： 1.熟悉零件图 2.绘制零件图（1张） 3.绘制毛坯图（1张） 4.编写工艺过程综合卡片(1张)5.工序卡片（11张） 6.课程设计说明书（1份） 2012年 5月28日 序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了机械制造技术基础和机械制造工艺学等课程之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会工作岗位

3、前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。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。此次课程设计，需要我们熟练掌握基础课程知识以及充分了解专业学科知识，如运用软件绘制零件图、毛坯图，零件加工工艺路线的定制等。同时通过设计让我们学会查询各种专业相关资料，有助于扩展我们的知识面。总的来说，就是要让所学理论知识在实际设计过程中得到最充分地利用，并不断提高自己解决问题的能力。本设计的内容是制订操纵手柄加工工艺规程。通过分析操纵手柄从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制

4、定相应的机械加工工艺规程。针对操纵手柄零件的主要技术要求，选择适当的夹具进行装夹以及设计钻孔用的钻床夹具。本着力求与生产实际相结合的指导思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题的目的。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺乏，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。1 零件分析1.1 零件的生产类型及生产纲领生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。在本次课程设计题目中，已知该零件的生产类型为大批生产。由于接头轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，。因此，该零件的年生产纲领大于5000(件/年)。1.2 零件的作用 题目所给的零件是接头。它位于车床变速机构中，主要起换挡，

5、使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。1.3 零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。该零件由圆柱体以及开槽的长方体组成，因此涉及到车削，洗削。1. 圆柱体16中心线 与长方体右端面垂直，垂直度误差为0.05mm。2. 长方体前后两部分在洗削过程中要与圆柱体轴线对称，对称度误差为0.05mm。3. 左边带槽构件的上下左右四个面以及倒角和倒角相连的两个面：4. 左边带槽构件槽内的三个面；5. 右边外圆柱的端面和外圆面以及切槽和切槽端面： 由上面分析可知，根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此接头零件没

6、有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺可保证。 2 选择毛坯、确定毛坯尺寸2.1 选择毛坯接头是一种常用的构件，要求具有一定的强度，材料为45钢。由于零件轮廓尺寸不大，形状也不复杂，生产类型为大批生产，故毛坯可采用模锻成形。2.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差： 参见机械制造技术基础课程设计指南121页，钢质模锻件的公差及机械加工余量GB/T 12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 1.锻件的公差等级 由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。 2.锻件质量Mf 根据计算零件成品质量0.16kg 估计Mf=0.28

7、kg 3.锻件形状复杂系数S S=Mf/Mx该锻件为长方体和圆柱体，假设长方体最大为33mm,宽最大31mm,高最大34；圆柱直径最大20，长最大30，则由公式（5-4）、公式（5-5） Mx=（33*31*34+20*20*30*/4）*7.8*0.000001=0.35 S=0.28/0.35=0.8 由于0.8介于0.63到1之间，故该零件的形状复杂系数S属S1级 4.锻件材质系数M 由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.56%的碳素钢，故该锻件的材质系数M属M1级2.3确定机械加工余量 根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表5-9，由此表查得单边余量在厚度方向为1.0到

8、1.5mm,水平方向为1.0到1.5mm，即锻件各厚度方向上的单边余量为1.0到1.5mm,各轴线尺寸的单边余量为1.0到1.5mm。2.4确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6um。分析零件可知，这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上查得的余量。综上所述，确定毛坯尺寸见表1 表1 毛坯（锻件）尺寸零件尺寸单边加工余量锻件尺寸16mm1.5mm19mm28mm1.5mm29.5mm30mm1.5mm33mm27mm1.5mm30mm31mm1.5mm32.5mm2.5确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从表5-6查得。本零件毛坯尺寸允许偏差

9、见表2 表2 毛坯（锻件）尺寸允许偏差锻件尺寸偏差根据19mm+0.8-0.3表5627.5mm+0.8-0.333mm+0.8-0.430mm+0.8-0.334mm+0.8-0.43 机械加工工艺规程设计3.1 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。故以零件的30mm的下表面为主要的定位粗基准。3.1.2 精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和

10、“基准统一”原则，以粗铣后的四个面为主要的定位精基准，以加工好的外圆柱表面和端面为辅助的定位精基准。 制订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，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，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。查机械制造技术基础课程设计指南第128页表514、516，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工艺路线方案一：工序1：下料；工序2：粗车16右端面，以T1、T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；工序3：粗车16外圆面，以T1、T2为定位基准，采

11、用CA6140车床加专用夹具；工序4：半精车16外圆面，以T1，T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；工序5：精车16外圆面和倒角，以T1，T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；工序6：切宽为2mm的槽，以T1、T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；工序7：粗铣30mm上端面，以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序8：粗铣30mm下端面，以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序9：粗铣27mm左端面，以D为定位粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序10：粗铣27mm右端面，以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序11：铣3

12、1mm左端面，以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序12：粗铣12mm的槽，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序13：半精铣12mm的槽，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序14：粗铣8mm处左端面，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序15：粗铣后面7mm处斜面，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序16：粗铣前面7mm处斜面，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序17：去毛刺；工序18：检验；工艺路线方案二：工序1：下料；工序2：以T1、T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具，粗车16右端面，粗车16外圆

13、面，半精车16外圆面，精车16外圆面和倒角，切宽为2mm的槽；工序3：以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具，粗铣30mm上端面，粗铣30mm下端面，粗铣27mm左端面，粗铣27mm右端面，铣31mm左端面，粗铣12mm的槽，半精铣12mm的槽，粗铣7mm处左端面，粗铣后面7mm处斜面，粗铣前面7mm处斜面；工序4：去毛刺； 工序5：检验；3.1.4 工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一将每个工序细分，分别进行加工。方案二将工序集中起来。由于生产接头时大批量生产，设备和工艺准备比较简单，便于调整，所以选择方案一。3.2 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工

14、工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下：3.2.1 圆柱表面工序尺寸： 前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如如下：3.2.2 平面工序尺寸：3.3 确定切削用量及基本工时切削用量包括背吃刀量、进给量f和切削速度V。确定顺序是先确定r、f，再确定V。 切削用量及时间额定(1)切削用量 本工序为粗铣。已知加工材料为45钢，b=670MPa，锻件。有外皮。机床为X51型立式铣床。 刀具： YT15 硬质合金端铣刀。依据机械制造技术基础课程设计指南表5143选择刀具前角。=5°，后角0=8°，副后角0'=10&#

15、176;，刃倾角s=-10°，主偏角Kr=45°，过渡刃Kr=30°,副偏角Kr'=5°。齿数=5°，取刀具直径D=100mm。 确定背吃刀量 =1.5mm 确定进给量f X51型立式铣床功率为4.5kw,查表5147，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件，该工序的每齿进给量取为0.1mm/z 选择洗刀磨顿标准以及刀具寿命 查表5148，铣刀后刀面最大磨损量取1mm，查表5156刀具寿命T=180min. 确定洗削速度v 由于本工序采用端铣刀，D=100mm，齿数z=5,查表5156得Vc=203m/min,n=649r/minf=*z

16、*n=324.5mm/min(2)时间定额查表228 Tj=(Ll+L1+L2)/fL1=0.5*(d(d²-30²)¹/²)+(13)=4.3mm L2=2mm L=34mmTj=7.5s2.工序3 切削用量及时间额定(1) 切削用量同工序2。 （2）时间定额 Tj=(L1+L2+L)/f L1=0.5*（d(d²-33²)¹/²）+（13）=4.8 mm L2=2mm L=34mm Tj=7.5s 3.工序4 切削用量及时间定额 (1) 切削用量同工序2。（2）时间定额 Tj=(L1+L2+L)/f L1=0.

17、5*（d(d²-31.5²)¹/²）+（13）=4.5 mm L2=2mm L=34mm Tj=7.5s 4.工序5 切削用量及时间定额 (1) 切削用量同工序2。（2）时间定额 Tj=(L1+L2+L)/f L1=0.5*（d(d²-27²)¹/²）+（13）=3.85mm L2=2mm L=34mm Tj=7.4s5. 工序6 切削用量及时间额定(1) 切削用量 本工序为粗车端面，已知加工材料为45钢，b=670MPa，锻件。有外皮，机床为C6410型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 刀具：YT15硬质合

18、金可转位刀。依据机械制造技术基础课程设计指南表5112，由于C6410车床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸B*H=16*25，刀片厚度为5mm.根据表5113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角Y。=12°，后角0=6°，刃倾角s=-0°，主偏角Kr=90°，副偏角Kr'=10°，刀尖圆弧半级R=0.8mm 确定背吃刀量 =1.5mm 确定进给量f 查表5114，f=0.3mm/r 选择洗刀磨顿标准以及耐用度 查表5119，车刀后刀面最大磨损量取1mm,可转位车刀耐度T=30min. 确定洗削速度v 查表5120，车削速度V=

19、109m/min切削速度修正系数 Ksv=0.8 Ktv=0.65 Kktv=0.81 Ktv=1.15Kmv=Kkv=1.0（表29)，故 v=52.8m/min n=138.9r/min 按C6410车床的转速，查表556，选择n=125r/min V 校检机床功率 由表5125，当 b=580到970MPa、HBS=166到277、2mm、f0.75mm/r、v=52.8m/min、pc=1.7kw查表559，当n=125r/min时，机床允许功率P=5.9Kw。因为pcp,所以选切削用量可以在C6410车床上进行。（2）时间定额 查表224 Tj=L*i/(f*n)L=d/2+L1+L

20、2+L3=9.5+0+2+0=11.5mmTj=11.5*1/0.2*125=18.4s6. 工序7 切削用量及时间定额 （1） 切削用量 本工序为粗车，已知加工材料为45钢，b=670MPa，锻件。有外皮，机床为C6410型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （2） 刀具： YT15 硬质合金可转位刀。依据机械制造技术基础课程设计指南表5112，由于C6410车床的中心高为200mm,故选刀杆尺寸B*H=16*25，刀片厚度为5mm。根据表5113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角。=12°，后角0=6°，刃倾角s=-10°，主偏角Kr=90

21、76;，副偏角Kr'=10°，刀尖圆弧半级R=0.8mm （3） 确定背吃刀量 =1mm 确定进给量f 查表5114，f=0.3mm/r 选择洗刀磨顿标准以及耐用度 查表5156，车刀后刀面最大磨损量取1mm,可转位车刀耐度T=30min. 确定洗削速度v 查表5120，车削速度V=109m/min 切削速度修正系数 Ksv=0.8 Ktv=0.65 Kktv=1.15 Ktv=1.15 Kmv=Kkv=1.0 v=52.8m/min N=138.9r/min按C6410车床的转速，查表556，选择n=125r/min V 校检机床功率 由表5125，当 b=580到970M

22、Pa、HBS=166到277、2mm、f0.75mm/r、v=52.8m/min、pc=1.7kw查表559，当n=125r/min时，机床允许功率P=5.9Kw。因为pcp,所以选切削用量可以在C6410车床上进行。（2）时间定额 查表224 Tj=L*i/(f*n)L=d/2+L1+L2+L3=26+2+1+3=32mmTj=32*1/0.3*125=51s7. 工序8 切削用量及时间定额 （1） 切削用量 本工序为精车，已知加工材料为45钢，b=670MPa，机床为C6410型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （2） 刀具： YT15 硬质合金可转位刀。依据机械制造技术基础课程设计

23、指南表5112，由于C6410车床的中心高为200mm,故选刀杆尺寸B*H=16*25，刀片厚度为5mm。根据表5113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角。=12°，后角0=6°，刃倾角s=-10°，主偏角Kr=90°，副偏角Kr'=10°，刀尖圆弧半级R=1.0mm。 （3） 确定背吃刀量 =0.4mm 确定进给量f 查表5116，f=0.2mm/r 选择洗刀磨顿标准以及耐用度 查表5156，车刀后刀面最大磨损量取1mm,可转位车刀耐度T=30min. 确定洗削速度v 查表5120，车削速度V=54m/min 切削速度修正系

24、数 Ksv=0.8 Ktv=0.65 Kktv=1.15 n Ktv=1.15 Kmv=Kkv=1.0(表29)，故 v=26.2m/min n=60.3r/min按C6410车床的转速，查表556，选择n=63r/min V 校检机床功率 由表5125，当 b=580到970MPa、HBS=166到277、2mm、f0.75mm/r、v=26.2m/min、pc=1.0kw查表559，当n=63r/min时，机床允许功率P=5.9Kw。因为pcp,所以选切削用量可以在C6410车床上进行。（2）时间定额 查表224 Tj=L*i/(f*n)L=d/2+L1+L2+L3=26+2+1+3=32

25、mmTj=32*1/0.2*125=76.8s8. 工序9 切削用量及时间定额 （1） 切削用量 本工序为精车，已知加工材料为45钢，b=670MPa，机床为C6410型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （2） 刀具： YT15 硬质合金可转位刀。依据机械制造技术基础课程设计指南表5112，由于C6410车床的中心高为200mm,故选刀杆尺寸B*H=16*25，刀片厚度为5mm。根据表5113，选择车刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角。=12°，后角0=6°，刃倾角s=0°，主偏角Kr=90°，副偏角Kr'=10°，刀尖圆弧半级

26、R=1.0mm。 （3） 确定背吃刀量 =0.1mm 确定进给量f 查表5116，f=0.15mm/r 选择洗刀磨顿标准以及耐用度 查表5156，车刀后刀面最大磨损量取1mm,可转位车刀耐度T=30min. 确定洗削速度v 查表5120，车削速度V=48m/min 切削速度修正系数 Ksv=0.8 Ktv=0.65 Kktv=1.15 Ktv=1.15Kmv=Kkv=1.0(表29)，故 v=23.2m/min n=61.6r/min按C6410车床的转速，查表556，选择n=63r/min V 校检机床功率 由表5125，当 b=580到970MPa、HBS=166到277、2mm、f0.7

27、5mm/r、v=26.2m/min、pc=1.0kw查表559，当n=63r/min时，机床允许功率P=5.9Kw。因为pcp,所以选切削用量可以在C6410车床上进行。（2）时间定额 查表224 Tj=L*i/(f*n)L=d/2+L1+L2+L3=26+2+1+3=32mmTj=32*1/0.15*125=102.4s9. 工序10 切削用量及时间定额 （1） 切削用量 本工序为精车，已知加工材料为45钢，b=670MPa，锻件，有外皮：机床为C6410型卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。 （2） 刀具： YT15 硬质合金可转位刀。依据机械制造技术基础课程设计指南表5112，由于C6

28、410车床的中心高为200mm,故选刀杆尺寸B*H=16*25，刀片厚度为2mm。根据表5113，选择车刀几何形状为平面型。 （3） 确定背吃刀量 =2mm 确定进给量f 查表5116，f=0.3mm/r 选择洗刀磨顿标准以及耐用度 查表5156，车刀后刀面最大磨损量取1mm,可转位车刀耐度T=30min. 确定洗削速度v 查表5120，车削速度V=138m/min 切削速度修正系数 Ksv=0.8 Ktv=0.65 Kktv=1.15 Ktv=1.15Kmv=Kkv=1.0(表29)，故 v=66.8m/min n=177.3r/min按C6410车床的转速，查表556，选择n=160r/m

29、in V 校检机床功率 由表5125，当 b=580到970MPa、HBS=166到277、2mm、f0.75mm/r、v=26.2m/min、pc=1.0kw查表559，当n=63r/min时，机床允许功率P=5.9Kw。因为pcp,所以选切削用量可以在C6410车床上进行。（2）时间定额 查表224 Tj=L*i/(f*n)L=d/2+L1+L2+L3=30+0+2+0=32mmTj=32*1/0.3*160=9s10. 工序11 切削用量及时间定额 （1） 切削用量同工序2。 （2）时间定额 Tj=（L+L1+L2）/fL1= 0.5*（d(d²-27²)¹

30、/²）+（13）=3.85mm L2=2mm L=30mm Tj=6.6s11. 工序12 切削用量及时间定额 （1） 切削用量 本工序为粗车，已知加工材料为45钢，b=670MPa，锻件，有外皮：机床为X51型立式车床。 （2） 刀具： YT15 硬质合金三面刃盘铣刀。依据机械制造技术基础课程设计指南表5143，刀片厚l=10mm，齿数z=20，取刀具直径D=100mm。 （3） 确定背吃刀量 =1mm 确定进给量f X51型立式铣床功率为4.5kw,查表5147，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件，该工序的每齿进给量取为0.07mm/z 选择洗刀磨顿标准以及刀具寿命 查表514

31、8，铣刀后刀面最大磨损量取1mm，查表5149刀具寿命T=120min. 确定洗削速度v 由于本工序采用硬质合金三面刃盘铣刀，D=100mm，齿数z=20,查表5156得Vc=104m/min,n=331r/minf=*z*n=463.7mm/min(2)时间定额查表228 Tj=(Ll+L1+L2)/fL1=0.5*(d(d²-30²)¹/²)+(13)=4.2mm L2=3mm L=30mmTj=9.7s12. 工序13 切削用量及时间定额 （1） 切削用量 本工序为半精铣，已知加工材料为45钢，b=670MPa，锻件，有外皮：机床为X51型立式铣床

32、。 （2） 刀具： YT15 硬质合金三面刃盘铣刀。依据机械制造技术基础课程设计指南表5143，刀片厚l=12mm，齿数z=20，取刀具直径D=100mm。 （3） 确定背吃刀量 =0.5mm 确定进给量f X51型立式铣床功率为4.5kw,查表5147，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件，该工序的每齿进给量取为0.04mm/z 选择洗刀磨顿标准以及刀具寿命 查表5148，铣刀后刀面最大磨损量取1mm，查表5149刀具寿命T=120min. 确定洗削速度v 由于本工序采用硬质合金三面刃盘铣刀，D=100mm，齿数z=20,查表5156得Vc=104m/min,n=331r/minf=*z*n=264.8mm/min(2)时间定额查表228 Tj=(Ll+L1+L2)/fL1=（0.5*(d(d²-30²)¹/²