推动架课程设计--推动架的机械加工工艺规程编制及工时定额计算.doc

蚌埠学院机械制造学课程设计说明书设计题目：推动架的机械加工工艺规程编制及工时定额计算班 级 ：设 计 者 陈树辉 指导教师 王月英 设计日期 2013年9月28日至 2013 年 10 月 16 日蚌埠学院本科课程设计评阅表 机械与电子工程系 2012级 机械设计制造及其自动化专业（班级）：本科2班学生姓名陈树辉学 号51001012011课题名称推动架的机械加工工艺规程编制及工时定额计算指导教师评语：指导教师（签名）： 2013年 10 月 16 日 评定成绩蚌埠学院机械制造学课程设计任务书 层次： 本科 专业：10机械设计制造与自动化本2 学生姓名陈树辉学号51001012011指导教师王月英课题类别工艺设计设计时间2013年10月7日至2013年10月16日生产纲领28000件/ 年课题名称推动架的机械加工工艺规程编制及工时定额计算一、机械制造学课程设计的主要内容与要求机械制造专业学生的机械制造学课程设计是其在校学习阶段的一个重要教学环节。机械制造学课程设计的目的是培养学生综合运用所学的基础和专业理论知识，独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。本课题主要让学生制定填料盖的机械加工工艺规程、编写设计说明书。本课题可使学生受到充分运用所学知识解决实际问题的锻炼，能够培养学生的计算能力、绘图能力、文字表述能力、文献检索能力以及综合分析能力，能够使学生的工程意识和技术素质得到显著提高。二、设计（论文）需要的工作条件课程设计工作量要求1. 推动架零件图 （一张） 2. 推动架毛坯图 （一张）3. 推动架零件机械加工工艺规程卡及工序卡 4. 编写设计说明书一份三、应收集的资料及主要参考文献机械设计基础 邓昭铭机械设计手册 徐灏机械制造工艺及设备设计手册 机械工业出版社切削用量手册 机械加工工艺人员手册 机械工业出版社四、进度计划及指导安排第1周： 熟悉课题，收集资料，绘制零件图、毛坯图填料盖零件机械加工工艺规程卡及工序卡第2周：切削用量选择及工时定额计算编写设计说明书一份，整理资料，准备答辩任务书审定日期 2013 年 09 月 28 日 指导教师（签字） 任务书下达日期 2013 年 10 月 16 日 学 生 （签字） 目 录 序言一零件分析二 .工艺规程的设计（1）. 确定零件的生产类型（2）. 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图（3）.选择加工方法，确定工艺路线（4）.工序设计（5）. 确定切削用量及基本工时 三心得与小结四参考文献 一、零件的分析（一）、零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。（零件图见附图1）由零件图可知，32mm、16mm的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组：1、32mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：32mm的两个端面及孔和倒角，16mm的两个端面及孔和倒角。2、以16mm孔为加工表面这一组加工表面包括，16mm的端面和倒角及内孔10mm、M8-6H的内螺纹，6mm的孔及120倒角2mm的沟槽。二、零件工艺规程设计（一）、确定零件生产类型零件的生产纲领 N=Qn（1+a+b）其中，产品的年产量Q=28000台/年，每台产品中该零件的数量n=1件/台，零件备品率a=4%，零件的废品率b=1%。Q=280001（1+4%+1%）=28140件/ 年从此结果可知，该零件为成批成产。（二）选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、 选择毛坯根据零件材料确定毛坯为灰铸铁HT200，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为0.72kg。生产类型为大批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于32mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。2、确定加工余量、毛坯尺寸和尺寸由机械制造技术基础课程设计指南表5-1可知，查得该铸件的尺寸公差等级CT为812级，取CT=10级。查表1-9确定各加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明27的端面92H4.0单侧加工50的外圆端面45G2.5双侧加工32的孔32H3.0双侧加工35的两端面20G2.5双侧加工由表1-11可知，铸件主要尺寸的公差如下表：主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸尺寸公差27的端面924.0963.250的外圆端面455502.832的孔32单侧3.0262.635的两端面205252.43,，毛坯图（三）选择加工方法，制定工艺路线1、粗基准的选择对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，推动架以外圆50mm作为粗基准。2、精基准的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择32mm的孔和16的孔作为精基准。3、零件表面加工方法的选择零件各表面的加工方法和方案选择，首先要保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外还要考虑生产率和经济方面的要求，在选择时，应根据各种加工方法的特点及其经济加工精度和表面粗糙度，结合零件的特点和技术要求，慎重决定。（1） 50mm的外圆两端面保证尺寸45mm，表面粗糙度6.3 粗铣（2） 35mm的外圆两端面保证尺寸20mm，表面粗糙度2.5 粗铣半精铣（3） 粗铣深9.5mm宽6mm的槽。（4） 粗铣27mm的端面。（5） 钻、扩、粗、精铰32mm的孔，倒角45。（6） 钻10mm的孔。（7） 钻、扩、粗铰、精铰16mm孔，倒角45。（8） 钻、精铰螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6H。（9） 钻、精铰6mm的孔，锪120的倒角。（10） 16mm的孔，采用先钻10的孔，然后反拉、扩、铰孔。5、制定工艺路线工序方案工序1 粗铣32mm孔的端面，铣16mm孔的端面工序2 粗铣32mm孔和16mm孔在同一基准的两个端面工序3 半精铣16mm，32mm孔的端面工序4 半精铣16mm，32mm孔在同一基准的两个端面工序5 钻、扩、铰32mm，倒角45。工序6 钻、扩、粗铰、精铰16mm,倒角45工序7 铣27mm端面工序8 铣深9.5mm宽6mm的槽工序9 钻10mm的通孔和反拉、扩、粗铰、精铰16mm孔，倒45角。工序10 钻螺纹孔6.8mm的孔，攻丝M8-6H。工序11 钻6mm的孔，锪120的倒角工序12 钳工去毛刺工序13 终检工序14 入库 （四）工序设计 1、选择加工设备与工艺装备 （1） 选择机床 根据不同的工序选择机床工序1、2、3，4，7是粗铣、半精铣。各工序的工步数不多，选用XA6132万能铣床。工序5，6， 9，10，11选用用Z535立式钻床。（2） 选择夹具本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。（3） 选择刀具，根据不同的工序选择刀具1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。2.钻32mm的孔选用锥柄麻花钻。3.钻6mm锪120的倒角和钻、半精铰16mm的孔。倒角45，选用专用刀具。4.车27mm的端面，10mm孔和16mm钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法，后角120，45度车刀。5.钻螺纹孔6mm.攻丝M8-6H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。（4） 选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：1.选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm125mm的外径千分尺。2.选择加工孔量具因为孔的加工精度介于IT7IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm125mm的内径千分尺即可。3.选择加工槽所用量具槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为IT14;半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。故可选用读数值为0.02mm测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。2、确定工序尺寸1、面的加工（所有面）根据加工长度的为50mm，毛坯的余量为4mm，粗加工的量为2mm。根据机械工艺手册表2.3-21加工的长度的为50mm、加工的宽度为50mm，经粗加工后的加工余量为0.5mm。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。2、孔的加工1. 32mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：31mm. 2z=0.75mm扩孔：31.75mm 2z=0.18mm 铰：32H72. 16mm.毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：15mm. 2z=0.85mm扩孔：15.85mm 2z=0.1mm铰：16H73. 10、 16mm的孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：10mm反拉孔：15mm 2z=0.85mm扩孔：15.85mm 2z=0.10mm 铰：16H84.钻螺纹孔M8毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：6.8mm 2z=1.6mm攻螺纹：M8-6H 5.钻6mm孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：5.8mm 2z=0.2精铰：6H7（五）确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序应该是a、f，再确定v。工序1切削用量及基本时间的确定铣32mm孔的端面。1 切削用量 已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=50mm故机床选用XA6132卧式铣床。1.确定每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，XA6132型卧式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。根据机械制造技术基础，表5-144查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据机械制造技术基础，表5-148铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=120min。（表5-149）3.确定切削速度 根据切削用量简明手册所知，依据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=50mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=56.52m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z4.校验机床功率 根据切削用量简明手册所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根据XA6132型立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw 因此机床功率能满足要求。2 、基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=10=0.46min辅助工时 t=0.2 t=0.1min工序2切削用量及基本时间的确定1切削用量 本工序为铣32mm孔和16mm孔在同一基准上的两个端面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=85mm故机床选用XA6132卧式铣床。1.确定每次进给量f 根据机械制造技术基础，表5-144查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=0.20mm/z。2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据机械制造技术基础，表5-148铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=120min。（表5-149）3.确定切削速度和每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。则实际切削：Vc =Vc=47.1m/min 实际进给量： f=f=0.20mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，根据以上参数可知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.5kw，P=0.8 kw，P=7.5P= PP P=7.50.8=6P= 2.5kw可知机床功率能满足要求。2 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=8=0.725min 辅助工时 t=0.2 t=0.15min工序3切削用量及基本时间的确定铣16mm孔的端面1 切削用量 选择高速钢圆柱铣刀直径d=50mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=35mm故机床选用XA6132卧式铣床。1.确定每齿进给量f根据机械制造技术基础，表5-144，查得每齿进给量f=0.200.30mm/z、现取f=0.20mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据机械制造技术基础，表5-148铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm，耐用度T=120min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，依据上述参数，查取Vc73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。则实际切削：Vc =Vc=23.55m/min 实际进给量： f=f=0.23mm/z4.校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知机床功率能够满足要求。2 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=8=0.54min辅助工时 t=0.2 t=0.11min工序4切削用量及基本时间的确定1切削用量的确定本工序为车27mm的端面。所选刀具为后角o120，45度车刀，选用CA6140车床。a: 粗加工切削用量的确定 背吃刀量 根据加工余量确定。由资料可知端面加工时一般可取：=(2/33/4)Z Z单边粗加工余量。因此可取=0.7Z 即：=0.7*4=2.8 。钻孔时背吃刀量的选择同上，可取=0.7Z=0.7*3=2.1进给量f 进给量f的选择主要受刀杆、刀片、工件及机床进给机构等的强度、刚性的限制。实际生产中由查表确定。查表得：f = 0.4mm。切削速度 车削端面时：刀量确定后由公式可就算得切削速度。 计算公式为：= 。 公式中的系数查表可得：=189.8、T=360min、m=0.2 =0.7、 =0.15 =0.2 。则计算得：端面加工 = 42m/min主轴转速 n=189.5r/min2 基本时间粗车27端面 Tj1 = =0.675 min辅助工时 t=0.15min工序5切削用量及基本时间的确定1切削用量的确定本工序为铣深9.5mm,宽6mm的槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径d=6mm，z=10，已知铣削宽度a=3mm，铣削深度a=9mm故机床选用XA6132卧式铣床。1.确定每齿进给量f根据机械制造技术基础，表5-144，用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f=0.520.10mm/z、现取f=0.52mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据机械制造技术基础，表5-148用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.20mm，耐用度T=60min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据切削用量简明手册所知，依据铣刀直径d=6mm，铣削宽度a=3mm，铣削深度a =9mm，耐用度T=60min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=8.49m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z4.校验机床功率 据资料可知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.8kw，P=0.8 kw，可知机床功率能满足要求。2 基本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基本时间为： t= t=10=0.275min辅助工时 t =0.1min工序6的切削用量及基本时间的确定1 切削用量 本工序为钻32mm孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=32mm，使用切削液1.确定进给量f 由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给，fz=0.20mm/r。2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削用量简明手册根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度T=50min。3.确定切削速度V 根据切削用量简明手册由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，根据表5-127，进给量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速.2 基本时间钻32mm深45mm的通孔，基本时间为25s 辅助工时 t=10s工序7的切削用量及基本时间的确定1 切削用量 本工序为钻、粗铰，精铰16mm的孔。铰刀选用15.95的标准高速钢铰刀，铰孔扩削用量：1. 确定进给量f 按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.72。2. 确定切削速度v和转速n 根据表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。故K=0.87 故V=14.20.871=12.35m/minN= 根据Z525机床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V为：V= 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔：d0=15mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min 粗铰：d0=15.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min 精铰：d0=15.95mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min 2 时间计算：1.钻孔基本工时：T = 式中，n=400,f=0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm T= 2.粗铰基本工时：l= L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm, T= 3.精铰基本工时：l=取l1=4mm, l2=2mm.l=27.5mmT= 辅助工时 t=0.4 t=0.3min工序8,9,10切削用量及基本时间的确定一、钻孔10、反拉、扩、铰16、孔口倒角1 切削用量加工条件为：工件材料为HT200。钻床选用Z525立式钻床。刀具选择：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法。 1.钻孔切削用量查切削手册 所以，按钻头强度选择 按机床强度选择，最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 2.钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm，寿命。 切削速度，查切削手册： 修正系数 故机床实际转速为 故实际的切削速度 3.校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。2 计算工时：二、本工序为钻6mm的孔，锪120倒角，选用Z525立式钻床加工1 切削用量 刀具采用高速钢复合钻头，直径d=6mm，使用切削液。1.确定进给量f 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给2.选用钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度为15min。3.确定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，据表5-127，暂定进给量f=0.16mm/r。由表5-131，可查v=16m/min。根据Z525立式钻床说明书选择主轴实际转速n=1041r/min。2 基本时间 钻一个6mm深8mm的通孔，基本时间约为6s.三、钻螺纹孔6mm、攻丝M8-6H1切削用量 刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=6mm,以及机用丝锥。钻床选用Z525立式钻床，使用切削液。1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。3.确定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，根据表5-127进给量可取f=0.16mm/r；由表5-131可查V=13m/min,n=1063r/min,根据Z525立式钻床说明书选择主轴实际转速。2 基本时间钻 6mm螺纹孔，攻丝，基本时间为45s.辅助工时大约为 t=45s注 辅助工时的确定根据金属加工工艺及工装设计表4-106确定的工序11切削用量及基本时间的确定拉沟槽R3 三 设计心得通过这次的课程设计，让我对所学的知识进行了系统性的复习和查阅，对牢记专业知识有很大的帮助。对于机械制造的加工方法有了更深刻的认识，为我们以后就业参加工作提供了一些基础。在课程设计中对于自己的一些不足如CAD画图，等等，以后要加强对这些方面的练习，资料的查阅对于我们有很多帮助。最后感谢王月英老师的帮助，找出自己在课程设计中的不足和错误。并及时的改正过来。四 参考文献