课程设计说明书-轴承盖零件的机械加工工艺规程

PAGE23-第页 目录课程设计任务书…………2前言………3轴承盖零件工艺结构分析………………4轴承盖零件的生产类型…………………6轴承盖毛坯图的确定……7轴承盖零件工艺路线的制定……………11=7\*ROMAN工序间尺寸、公差、表面粗糙度………14加工余量，切削用量，工时定额的确定………………15心得体会…………………21参考资料…………………22内容备注第一章课程设计任务书题目：设计轴承盖零件的机械加工工艺规程内容：1、绘制零件图（按1︰1的比例）1张2、绘制毛坯图（按1︰1的比例）1张3、填写零件机械加工工艺规程卡片1套（包括：机械加工工艺过程卡片1套，机械加工工序卡片1套）4、编写零件课程设计说明书1份原始资料：零件图样1张；零件生产纲领为10000件/年；每日1班。内容备注第二章前言机械制造工程学课程设计之零件的机械加工工艺规程设计是在学完了机械制造工程学等机械学专业基础课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，他要求学生全面地综合地运用本课程极其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计，其目的在于：1.培养学生运用机械制造工程学及相关课程（工程材料与热处理，机械设计，公差与技术测量等）的知识，综合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2.培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。3.进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。当然本次课程设计的目的除了上述所述之外，还有让一个机械类的并学完基本专课的学生基本熟悉机械加工工艺规程设计的基本步骤和流程，为以后的进一步学习其它专业知识或工程实践设计工作打下基础，同时也是对学生已经学过的专业课和基础课的知识的检验，也为以后工程设计加强工程设计意识。内容备注第三章轴承盖零件工艺结构分析2.1轴承盖零件结构分析对于轴承盖零件，基本结构如图1-1所示。图1-1轴承盖零件，主要由87外圆，62外圆，以及2X0.5沟槽，50孔，4031阶梯孔，以及固定轴承盖的11*7孔，以及轴承盖左端面中心的R10的通槽构成。2.2轴承盖零件的工艺分析零件的材料为HT150，灰铸铁铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削,零件的主要技术要求分析如下：(1).由零件图可知，零件的内孔、端面及轴承座的左端面有粗糙度要求，其余的表面精度要求为12.5，其余表面只需粗加工即可达到要求。内孔的精度要求为Ra6.3。左端面要求Ra3.2。与轴连接的外圆要求精度较高Ra1.6。轴承座在工作时，静力平衡。内容备注(2)铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在使用过程中，静力学作用下，不会因零件的强度、刚度等问题发生安全事故。2.3轴承盖的作用1：阻止灰尘等异物侵入滚动体的滚道；

2：保证润滑剂（润滑脂）仅对滚动体和滚道起作用而不溢出。

3：一定程度上防止滚动体保持架等易损件受外力作用而损坏。内容备注第四章轴承盖零件的生产类型3.1零件的生产类型根据设计任务书知该零件生产纲领为10000件，该零件属于中重型的机械的零件，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.1-2生产类型与生产的关系知生产类型为大批量生产。内容备注第五章轴承盖毛坯图的确定4.1毛坯的选择在毛坯的选择过程中，考虑零件的力学性能要求，零件的结构形状、外轮廓的尺寸、零件生产纲领、批量以及现场生产条件等因素。选择材料为HT150，根据材料的工艺性能以及采用新材料、新工艺、新技术的可能性，毛坯的制造方式采用金属型浇注，生产率较高，精度较高，结构细密，能承受较大压力。4.2毛坯加工方式的确定本零件的加工面有端平面、孔、外圆面等，材料为HT150，参考有关的设计手册和资料，其加工方法选择如下：左端面：为未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5，需要粗车和半精车。右端面：为未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为无要求，需要进行粗车。87外圆面：未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为无要求，需要进行粗车。φ62外圆面：62公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra1.6，需要进行粗车、半精车、精车。50和31内孔：为未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级为IT14，内表面粗糙度为Ra6.3，需要粗镗和半精镗。40内孔面：未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级为IT14，表面粗糙度为无要求，需要进行粗镗。查《机械制造机车课程设计指导教程》第二版P12表1-9表1-10内容备注根据各面的加工方式，可查表得到各面的加工余量，从而可以计算出各面的毛坯余量。4.3毛坯各面的加工余量确定根据以上分析步骤和加工方式，查手册和指导书可以得出各加工方式步骤的切削余量，整理分析，可得到表4-1。根据表4-1，可确定毛坯铸造的余量总和，根据表4-1还可以分析得出轴承盖零件的工艺加工路线，加工步骤，加工方式，选择机床，分析加工时间等问题，从而制定工艺卡。表4-1序号各加工面粗糙度加工方式余量毛坯余量毛坯尺寸1右端面12.5粗车1.51.52φ87外圆12.5粗车44913左端面3.2粗车22.5左右端面31半精车0.54φ62外圆1.6粗车45（双边余量）67半精车0.8精车0.25φ50孔6.3粗镗1.54（双边余量）46半精镗0.56φ31孔6.3粗镗1.54（双边余量）27半精镗0．57φ40孔12.5粗镗1.5337内容查《机械制造基础课程设计指导教程》第2版P35表2-11表2-15表1-10表2-30备注根据上表查表结果，可确定毛坯尺寸，根据以上尺寸，可画出毛坯图如图4-1所示。毛坯三维模型如图4-2所示。内容备注4.4毛坯铸造、加工过程中注意事项毛坯在铸造过程中，由于选择的是金属型，所以，浇注之前首先对金属型进行预热，在浇注过程中，浇注速度应做到先慢，后快，再慢，在浇注过程中应尽量保证液流平稳。轴承盖在加工过程中，应保证按照设计的工艺路线加工，并保证尺寸精度，保证要达到所要求的粗糙度。内容备注第六章轴承盖零件工艺路线的制定零件的工艺路线的制定要考虑的因素很多，为了制定出更好的工艺路线需要先拟制出多种工艺路线，将这几种路线进行比较，从中找出较好的一种，结合该零件的各因素现拟制以下三种方案。零件毛坯图如图5-1所示。图5-15.1工艺路线方案一工序1、以C面及D面定位，粗车91外圆及右端面。工序2、以粗车后的87外圆及右端面端面定位，粗车62g6外圆及左端面，并倒角。工序3、以87外圆及端面定位切2x0.5沟槽。工序4、以87外圆及端面定位粗镗孔50，31。内容备注工序5、以87外圆及端面定位半精车62g6外圆及端面。工序6、以87外圆及端面定位精车62g6外圆。工序7、以精车后的C面及B面定位用莫氏锥柄阶梯麻花钻钻四个11阶梯孔。工序8、去毛刺。工序9、终检。5.2工艺路线方案二工序1、以62g6外圆及端面定位粗铣右端面。工序2、以62g6外圆及端面定位，粗铣87外圆。工序3、以粗车后的87外圆及端面定位粗车62g6外圆及左端面，倒角。工序4、以粗车后的87外圆及端面定位粗车2x0.5沟槽。工序5、以粗车后的87外圆及端面定位粗镗50，31孔。工序6、以粗车后的左端面及62g6外圆定位，采用莫氏锥柄阶梯麻花钻钻四个11阶梯孔。工序7、以粗车后的87外圆及端面定位半精车62g6外圆及端面。工序8、以粗车后的87外圆及端面定位半精车左端面。工序9、以31孔及右端面定位，精车62g6外圆。工序10、去毛刺。工序11、终检。5.3工艺路线方案三工序1、以C面和D面定位，粗车右端面，粗车87。内容备注工序2、以C面和D面定位，粗镗40和31阶梯孔，半精镗31孔。工序3、以C面和B面定位，采用莫氏锥柄阶梯麻花钻钻四个11阶梯孔。工序4、以粗车后的右端面和半精镗后的31孔定位，粗车、半精车、62g6外圆及左端、精车62g6外圆并倒角。工序5、以粗车后的右端面和半精镗后的31孔定位，切2*0.5沟槽。工序6、以粗车后的右端面和半精镗后的31孔定位，粗镗、半精镗50孔。工序7、去毛刺。工序8、终检。通过对三个方案的比较，方案一工序比较少，不过因为零件右端面有一个半圆柱槽造成右端面不连续，并不能车削平面，而且把钻孔放在后面，会造成B面粗糙度Ra增大不太合理，方案三，工序过于集中，会影响零件的加工质量，专用设备和工艺装备较复杂，生产准备周期长，故采取方案二。内容备注第七章工序间尺寸、公差、表面粗糙度毛坯尺寸的确定根据第五章确定工艺路线，查表、手册可得到如下数据，见表6-1。表6-1工序名称工步工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mm表面粗糙度Ra/μm尺寸，公差/mm右端面粗铣1.5IT1029.5毛坯IT1231镗31孔镗孔4IT106.331毛坯IT1227镗50孔镗孔4IT106.350毛坯IT1246左端面半精车0.5IT123.227粗车2IT146.327.5毛坯29.5D面半精车0.5IT123.212粗车2IT146.312.5毛坯14.5沟槽面粗车2IT146.312毛坯14主要表面62g6外圆精车0.2g61.662g6半精车0.8g83.262.2g8粗车4h106.363毛坯67主要表面62g6外圆精车0.2g61.662g6半精车0.8g83.262.2g8粗车4h106.363毛坯6787外圆粗车4IT126.387毛坯91内容备注第八章加工余量，切削用量，工时定额的确定根据表6-1数据，计算各工序的加工余量、切削用量、工时定额。加工材料—HT150,HBS＝160~180，铸件,有外皮。工序1、粗铣右端面右端面毛坯铣削尺寸为15mm，选择YG6硬质合金端面铣刀，齿数z=12，d=125mm，ap=1.5mm，选用X62型卧式铣床，主轴转速30~1500r/mim,n取150r/min，铣刀每齿进给量fz取0.1mm/z，Ve=124，n=316，Vf=304，铣削深度dp=1.5mm，铣削深度ac=15mm,确定每齿进给量fz=0.06~0.1mm/z,取fz=0.1mm/z。取铣刀刀齿后刀面最大磨削量为1mm，耐用度为T=180min。由（式7.1）查表得到：，，xv=0.15，yv=0.35，uv=0.2，pv=0，m=0.32，kv取1.0。可计算出Vc=43.28m/min，n==151r/min。由于选择X62型卧式铣床，主轴转速30~1500r/mim,n取150r/min，实际速度v=0.72m/s，工作台每分钟进给量为f=fz*z=0.1*12*150=180mm，查表4.2-40去进给量为118mm/min，则实际进给量为：基本时间：（式7.2），，查《机械制造工艺设计简明手册》表3.1-27内容备注则根据Td=（Tj+Tf）（1+K%）+Tz/n（式7.3）轴承盖零件质量0.71kg，定位方式三抓卡盘定位，t1=0.06，t2=0.05，t3=0.21则可计算的可计算的Tf=0.06+0.05+0.21=0.32。对于休息与生理需要时间Tx，每天工作八小时，假设每小时休息5分钟，则工作期间每天休息40分钟，K=40/(8*60)=8%。对于准备与终结时间，由于N很大，可忽略不计。则Td=（Tj+Tf）（1+K%）=（1.62+0.32）*1.08=2.095min。工序2、粗车87外圆选择C620-1车床，选择YT-5硬质合金刀具，kr=60。，kr’=10，α0=6，γ0=12，λs=0，γξ=1.0mm，γ01=-10，bγ1=0.4mm。ap=2mm，进给量f取0.56，切削速度Va=80m/min，切削速度修正系数，Ktv=0.85，Krv=1.06，Ksv=0.9。则实际切削速度Vc，=80*0.85*1.06*0.9=64.9m/min。n=1000Vc，/D=227.1r/min，查表可取n=230r/min则实际切削速度为：Vc=π*D*nc/1000=65.7m/min计算切削时间：Tj=1.62min《机械制造工艺设计简明手册》表6.3-5表6.3-6表6.3-7Td=2.095min《切削用量简明手册》表1.1表1.3表1.11表1.28内容备注Tj=[（L+L1+L2+L3）/f*n]*i（式7.4）L=14L1=ap/tgkr+(2~3)=3.5L2=(3~5)取4mm，由于大批生产忽略不计。Tj=[（L+L1+L2+L3）/f*n]*i=0.17minTf取0.24min（表6.3-1）；K=8%有式7.3得：Td=0.45min工序3、粗车φ62g6外圆，粗车左端面，倒角所用刀具参数同工序2，加工余量可一次走刀，车外圆φ62g6外圆ap=2mm，端面ap=1.5mm，车外圆φ62g6外圆，f=0.56mm/r，车端面f=0.52mm/r，主轴转速与车φ91外圆相同。车外圆：L=15L1=3.5L2=4由式7.4可计算得：Tj=0.175min由式7.3可计算得：Td=0.45min车端面：Tj=（L/fn）*i（式7.5）L=（d-d1）/2+L1+L2+L3(式7.6)d=67，d1=63，L1=3.5，L2=4，L3=0Tj=L/fn*i=0.079min由式7.3计算得Td=0.36min工序4、粗车2x0.5沟槽由表6.2-1可知，切槽和车端面时间计算公式相同，可参照工序3进行计算。查表1.7可得进给量f可取0.24~0.32，切削深度ap=0.5mm，一次完成（i=1）；刀具材料为硬质合金，刀具寿命T=60min；可取f=0.23mm/r，切削速度144m/min，机床转速取n=230r/min。基本时间计算由式7.6得：L=（d-d1）/2+L1+L2+L3《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-8表6.3-1Tj=0.175minTd=0.45minTj=0.079minTd=0.36min内容备注d=63，d1=62，L1=ap/tgkr+(2~3)=2.8，L2=4,L3=0则：L=7.3由式7.5得：Tj=（L/fn）*i=0.057min由式7.3得：Td=（Tj+Tf）（1+K%）+Tz/nTf取0.24min,K取8%。Td=0.32min工序5、粗镗φ50孔和φ31孔第一、粗镗φ50孔毛坯尺寸为φ46，则切削深度ap=2mm，选择硬质合金镗刀，圆形镗刀刀杆直径16mm，伸出长度80mm，则进给量f为0.1~0.2mm/r，选取机床型号C620-1，选取进给量f=0.2mm/r。切削速度公式：V=CV/(Tm·apxv·fyv)·kv（式7.7）其中：CV=206，xv=0.15，yv=0.2，m=0.2，T=60min，kv=0.9*0.8*0.65=0.468则切削速度V=52.9m/min。转速n=1000v/πD=348r/min，根据C620-1机床转速要求，取n=370r/min。确定基本时间：根据表6.2-1可知，镗孔的基本时间计算和车外圆的基本时间计算公式相同。L=14.5，L1=3.5，L2=4，K=8%。根据式7.4Tj=[（L+L1+L2+L3）/f*n]*i=0.32minTf取0.24min,K取8%。根据式7.3Td=（Tj+Tf）（1+K%）+Tz/n=0.6min。第二、粗镗φ30孔毛坯尺寸φ26，则切削深度ap=2mm，选择硬质合金镗刀，圆形镗刀刀杆直径《切削用量简明手册》表1.7表1.9表1.11Tj=0.057minTd=0.32min《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-9表6.2-1Tj=0.32minTd=0.6min内容备注16mm，伸出长度80mm，则进给量f为0.1~0.2mm/r，选取机床型号C620-1，选取进给量f=0.2mm/r。由于切削深度、进给量等参数都相同，所以所用时间和粗镗φ50孔时间相同，但是由于之间没有工件的装夹与拆卸，所以无Tf。所以，本工序的总Td=0.6+0.32=0.92min。钻四个阶梯孔采用莫氏锥柄麻花钻，一次成型。选择高速钢钻头，根据表2.12，可查刀具寿命为35min，钻头磨钝标准去0.5mm，由于孔径和深度较小，工序6、钻阶梯孔采用手动进给。由表2.15，进给量f取0.2mm/r，切削速度Vc取28m/min。机床转速n取1000r/min。查表6.2-5可得：Tj=L/fn=(L+L1+L2)/fn（式7.8）L=13,L1=D/2*ctgkr+(1~2)=18，L2=1~4取3mm，则Tj=0.17minTf取0.24min（表6.3-1）；K=8%由式7.3得Td=0.45min。工序7、半精车φ62g6外圆及端面选择YG6硬质合金刀具，切削深度ap=0.8mm。查表1.6，进给量f取0.3mm/r，查表1.9，得刀具磨钝标准去0.8mm，刀具使用寿命T=60min.确定切削速度，查表1.11ap<=0.8mm，f<=0.42mm/r可得切削速度Vc=114m/min，机床转速n=576r/min，根据C620-1机床转速，选择n=600r/min=10r/s，则实际切削速度v=1.9m/s，ap=0.8mm，f=0.3mm/s，n=600r/min，v=1.9m/s=114m/min。端面ap=0.4mm，f=0.2mm/r，n=10r/s，v=1.9m/s。半精车外圆：《切削用量简明手册》表2.12表2.15《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5Tj=0.17minTd=0.45min《切削用量简明手册》表1.6表1.9表1.11内容备注根据式7.4，可计算得基本时间Tj=0.136min车端面：根据式7.5，可计算得基本时间Tj=0.069min根据式7.3Td=（Tj+Tf）（1+K%）+Tz/n，Tf取0.24min（表6.3-1）；K=8%则，Td=0.22min。根据式7.3Td=（Tj+Tf）（1+K%）+Tz/n，Tf取0.24min（表6.3-1）；K=8%则，Td=0.22min。工序8、半精车左端面选择C620-1车床，选择YT-5硬质合金刀具，kr=60。，kr’=10，α0=6，γ0=12，λs=0，γξ=1.0mm，γ