機(jī)械制造課程設(shè)計

1、成都紡織高等?？茖W(xué)校機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計"法蘭盤”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備班級:設(shè)計者:指導(dǎo)教師:評定成績:設(shè)計日期月曰至 月設(shè)計任務(wù)書1課程設(shè)計說明書正文2序言2一、 零件的分析2二、工藝規(guī)程設(shè)計2（一）、確定毛坯的制造形式2（二）、基面的選擇2（三）、制定工藝路線3（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定3（五）確定切削用量及基本工時4三、課程設(shè)計心得體會6四、結(jié)論7五、參考文獻(xiàn)-成都紡織高等專科學(xué)校機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目 設(shè)計“法蘭盤”零件的機(jī)械加工及工藝規(guī)程設(shè)計內(nèi)容1.產(chǎn)品零件圖1張2. 產(chǎn)品毛坯圖1張3. 機(jī)械加工工藝過程卡1

2、張4. 機(jī)械加工工序卡片1套5. 課程設(shè)計說明書1張班 別:設(shè)計者：指導(dǎo)教師：序言機(jī)械設(shè)計制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)里的全部課程、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部 分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈 接，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的 訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好 的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計尚有不足之處，懇請各位老師給予指教。一.零件的分析（一）零件的作用我所設(shè)計的零件是法蘭盤，它

3、的作用是使管件連接處固定并密封，它連接于管端，法 蘭上有3個直徑為20mmEQS的孔眼，可穿螺栓，使兩法蘭緊密連接，壓緊兩法蘭間的襯 墊以達(dá)到密封效果，還有三組直徑為12mm的斜孔與水平孔組合的通油孔。因此，法蘭盤承受較大的壓力，所以采用鍛件，提高零件致密性，以使承受壓力的能力增強(qiáng)。（二）零件的工藝分析此法蘭盤共有兩組加工表面1）直徑為90mm的孔的軸線為基準(zhǔn)加工的表面本組表面包括直徑為320mm、248mm、190mm的外圓的輪廓表面及左右端面，表面粗糙度為12.5。直徑為90mm的孔的表面粗糙度為 3.2,尺寸上偏差為+0.054，下偏差為02）直徑為12mm的孔的加工包括平行于軸線的三組

4、孔及斜孔的加工，其表面粗糙度為2.5,直徑為20的三個均布孔，表面粗糙度為 6.3,直徑為17.5mm的孔的加工，表面粗糙度為6.3。二.工藝規(guī)程設(shè)計（一）確定毛坯的制造形勢零件材料為45鋼，鍛造，考慮到法蘭盤在連接兩管的工作過程中，要承受螺釘 連緊時的壓力，要有一定的韌性，因此選用鍛件，盡可能使金屬纖維不被切斷， 保證零件工作可靠。零件為大批量生產(chǎn)。（二）基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理， 可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會使零件大批量報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。1. 粗基準(zhǔn)的選擇對于一般的盤類零件，可以以外圓作為粗基

5、準(zhǔn)。對零件來說，按照粗基準(zhǔn)的選 擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)，若零件有 若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面 作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選取直徑為320mm的外圓作為粗基準(zhǔn)的，（三爪卡盤夾持，自 動定心，限制x、y、z三個方向的移動自由度及 y、z方向上的旋轉(zhuǎn)自由度，不 完全定位，但不影響加工）。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證足夠的加工余量，且應(yīng)避免粗 基準(zhǔn)的重復(fù)使用。2. 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)的選擇原則有：基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互 為基準(zhǔn)等。精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件

6、定位準(zhǔn)確、加緊可靠、操作方便。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點應(yīng)該是使零件的幾何形狀尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能機(jī)床配有專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。 除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工藝路線方案如下：工序1.粗車A面，粗車直徑320mm的外圓表面工序2.粗車直徑248mm、190mm、147mm的外圓，右端面及輪廓上的圓弧，倒角 7mm。工序3.粗錘直徑為90mm的孔（不到尺寸）工序4.半精錘直徑為90mm的孔工序5.鉆3x直徑12mm的孔及斜孔，3x直徑17.5mm的孔及3x20mm的均布孔。（

7、均6到尺寸）工序7皎3x直徑12mm的孔及斜孔工序8.擴(kuò)3x直徑17.5mm的孔及3x20mm的均布孔。工序9.鉗工修銳邊毛刺及倒角C1。工序10.檢驗以上工藝過程詳見附表的機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定法蘭盤零件材料為 45鋼，硬度為207-241HBW，毛坯重量約10kg,生產(chǎn)類型為 大批生產(chǎn)，毛坯采用鍛件。確定鍛件的加工余量和公差的主要因素有如下5種：1. 鍛件的質(zhì)量、按圖樣尺寸加上其尺寸上偏差的一般進(jìn)行計算得到鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)SS=m鍛件/m外輪廓包容體（式中m鍛為鍛件的質(zhì)量，m外包容體為鍛件外廓包容體的質(zhì)量）2. 分模線形狀有平分

8、直分模線和對稱彎曲分模線、不對稱彎曲分模線兩類3. 鍛件的質(zhì)量系數(shù)分 M1和M2兩級4. 零件加工表面粗糙度，適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra>=1.6um的表面，當(dāng)加工表面粗糙度Ra<1.6um時，其余量要加大5. 鍛件法蘭的余量 a的計算公式a=0.25H0.2D0.5（本法蘭孔取0.75a,外表面取0.5a）式中H為總高，D為直徑根據(jù)以上原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面（直徑 320mm外圓及直徑 248mm、190mm、147mm的外圓表面）考慮其長度為150mm，表面粗糙度值均為 12.5,只要求粗加工，此時直徑余量

9、 2Z=3mm已能滿足加工要求。2. 外圓表面沿軸線長度方向上的加工余量及公差（ A面及右端面）查實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊 （以下簡稱工藝手冊）得，鍛件質(zhì)量為10kg, 鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為 S1,鍛件輪廓尺寸（長度方向）大于 0小于等于315mm,故長度方向偏差為 +1.5 -0.7mm，長度方向加工余量為2.02.5mm ,徑向為2.02.5mm（均為鍛件單面余量），均取2mm。3. 直徑為90mm的孔（中心孔）孔徑為90mm,可鍛出，孔的精度為IT8,參照工藝手冊確定其加工的工序 尺寸及余量為直徑 90mm 2Z=1.3mm（1.5mm）直徑 88.7mm（88.5） 2Z=2mm （2.

10、5mm）4. 3x直徑12mm的孔及斜孔皎孔 12mm 2Z=0.2mm鉆孔11.8mm5. 3x直徑17.5mm的孔（與同軸線平行的直徑12mm的孔相通）擴(kuò)孔 17.5mm 2Z=1mm鉆孔16.5mm5. 3x20mmEQS （三孔均布） 擴(kuò)孔 20mm 2Z=1.2mm 鉆孔18.8mm五）確定切削用量及基本工時在已經(jīng)選擇了刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，用查表法按如下步驟合理的選擇切削用量，首先用工序余量確定被吃刀量ap,全部余量盡可能在一次進(jìn)給中去除，也可以多次進(jìn)給完成，而后，在切削力允許的條件下選擇大的進(jìn)給量f （粗加工）或按本工序的加工表面粗糙度確定進(jìn)給量f （精加工），在機(jī)床允許的

11、情況下，選擇大的切削速度v（粗加工）或按刀具使用壽命確定切削速度（精加工） ，選擇機(jī)床所具有的主軸轉(zhuǎn)速中 最接近的速度，最后驗算機(jī)床的功率是否足夠。工序1.車削外圓、端面。本工序采用計算法確定切削用量。1. 加工條件工件材料：45鋼，鍛件，時效處理。加工要求：粗車直徑 320mm端面及外圓，表面粗糙度為12.5um。機(jī)床：CA6140臥式機(jī)床刀具：刀具材料為硬質(zhì)合金刀，刀桿尺寸為20mmx25mm , kr=90 ° , r0=15° ,a0=8° 。2. 計算切削用量1）粗車直徑320mm的外圓及端面1）確定外圓及端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2

12、上偏差為1.5,下偏差為0.7mm，故毛坯長度方向上的最大加工余量為7mm,因為兩端面要求不高，只一次車削即可達(dá)到要求，可取加工余量為6mm，取ap=3mm，長度加工公差按IT12級，取-0.46mm（入體方向）.2）確定進(jìn)給量f：查工藝手冊得ap小于等于 3mm時，f取0.81.2mm/r按CA6140車床說明書取f=0.91mm/r3）計算切削速度v：車削速度不限，此處取vc=1.2m/s。4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000vc/ 兀 dw=1.2r/s=72r/min按機(jī)床說明書，與之接近的轉(zhuǎn)速為80r/min,現(xiàn)取ns=80r/min ,所以實際切削速度v=1.34m/s。5) 計算

13、切削工時：按工藝手冊，取l= (D-d ) /2=3mm 11=17,12=0 ,13=0t=l+l1+l2+l3)i/nwf=0.31min(2)粗車外圓輪廓表面1) 被吃刀量：單邊余量1.5mm,可一次切除。2) 進(jìn)給量與切削速度：查工藝手冊得外圓切削速度計算，查工藝手冊得 ap=26mm 時，f=0.30.6mm/r,vc=1.167-1.500m/s，取 f=0.5mm/r vc=1.5m/s。3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：ns=1000vc/ 兀 dw=2r/s=120r/min按機(jī)床說明書，與之接近的轉(zhuǎn)速為120r/min，現(xiàn)取ns=120r/min ,所以實際切削速度 v=1.5m/s

14、4) 計算切削工時：按工藝手冊，取l= (D-d) /2=3mm l1=17,l2=0 ,l3=0t=l+l1+l2+l3)i/nwf=0.3min(3)錘直徑90mm的孔查表得臥式錘床的錘削余量如下：粗錘 vc=0.30.66m/s 現(xiàn)取 vc=0.6m/sfc=0.31.0mm/r半精鏤 vj=0.50.8m/s 現(xiàn)取 vj=0.8m/sfj=0.20.8mm/r由工藝手冊查得 fc=0.27mm/r ,f=0.74mm/r(錘桿懸伸時vc取小值，加工孔徑較大時，ap取大值，孔徑小且加工精度要求高時, ap取小值。確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：nsc=1000vc/ 兀 dw=129.55r/min

15、nsj=1000vc/ 兀 dw=169.85r/min查工藝手冊得機(jī)床轉(zhuǎn)速為 nsc=125r/min, nsj=160r/min, 所以實際切削速度vc=0.58m/s ,vj=0.75m/s 。時間定額的計算Tj=Li/fb=(l+l1+l2)i/fn(i 為進(jìn)給次數(shù))式中 l1=ap/tankr+ (23) =7 l2= (35)取 4, l=2mm 經(jīng)計算的 tjc=0.14min , tjj=0.11mi(4) 鉆孔(高速鋼鉆頭) 立鉆Z535查工藝手冊得1) 進(jìn)給量車占頭直徑 >10-13mmf=0.190.23mm/r 查表取 f=0.2mm/r鉆頭直徑 >16-2

16、0f=0.260.32mm 查表取 f=0.32mm/r2) 切削速度V=0.25m/s3) 主軸轉(zhuǎn)速直徑 12mm 孔 ns1=1000vc/ 兀 dw=398r/min直徑 17.5mm 孔 ns2=1000vc/ 兀 dw=272r/min直徑 20mm 孔 ns3=1000vc/兀 dw=239r/min查工藝手冊得機(jī)床轉(zhuǎn)速為ns1=400r/min, ns2=ns3=275r/min,所以實際切削速度 v1=0.25m/s, v2=v3=0.29m/s4) 計算切削工時由 tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn 得 tj1=1.5min,tj2=0.38min,tj3=0.38m

17、in(5) 擴(kuò)孔切削用量 查工藝手冊得1)進(jìn)給量 f= (2.22.4) f鉆(f鉆 為鉆孔的進(jìn)給量)直徑/J、于等于 15mm 時，f=0.5-0.6mm/r 取 f=0.46mm/r直徑大于 1520mm 時，f=0.6-0.7mm/r 取 f=0.7mm/r2)被吃刀量 ap=0.05D (加工孔直徑)擴(kuò)直徑20mm的孔ap=1mm擴(kuò)直徑17.5mm的孑L ap=0.9mm3) 切削速度vV= (1/21/3) V鉆(V鉆 為鉆孔的切削速度)=0.15m/s4) 計算切削工時由 tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn 得 tj1=0.4min,tj2=0.4min,(6) 皎孔的切削

18、用量1) 進(jìn)給量f 加工不通孔時，進(jìn)給量取0.2-0.5mm/r 取f=0.5mm/r2) 切削速度孔直徑大于 10-20 時，v=0.65-1.4m/s 取 v=1.0m/s4)計算切削工時由 tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn 得 tj=1.56min注：鉆擴(kuò)皎圓柱孔時，tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn式中 l1= (D-d) cotkr/2+(12)1. 鉆擴(kuò)皎不通孔時，l2=02. 擴(kuò)鉆，擴(kuò)孔時l2=24，皎圓柱孔時l1=0.56 , l2=223. d為擴(kuò)、皎孔前的直徑，D為擴(kuò)、皎孔后的孔徑，l為板厚。輔助時間(min)確定：1. 清掃工件或清掃夾具定位基面0.10.22. 變換刀架或轉(zhuǎn)換方位0.953. 拿取工件并放在夾具上0.51.04. 啟動機(jī)床、變速或變換進(jìn)給量、放下清掃工具0.025. 工件或刀具退離并復(fù)位0.040.056. 在鉆頭皎刀上刷油