尾座体课程设计说明书.doc

机 械 制 造 工 艺 A 课 程 设 计 说 明 书 专 业 机电一体化 班 级 13 机电 4 姓 名 刘欢庆 学 号 135303316 指导老师 易 飚 目 录 第一章 机械制造技术课程设计的基本要求及内容 3 1 1 课程设计目的 3 1 2 课程设计课题 4 1 3 课程设计要求 4 1 4 课程设计工作量 4 第二章 零件图工艺性分析 毛坯图 4 2 1 零件图分析 4 2 2 毛坯选择 5 2 3 定位基准选择 6 第三章 械 加 工 工 艺 路 线 确 定 6 3 1 加工方法分析确定 7 3 2 工顺序的安排 8 第四章 零件加工工序设计 11 工序 10 钻 15MM 孔 11 工序 20 粗铣基准面 A 与底部 RA 12 5 M的凹槽面 12 工序 30 粗铣基准面 B 12 工序 40 粗铣圆柱体左右端面 12 工序 50 粗铣右端面 12 工序 60 粗铣凸台面 12 工序 70 铣 2 2 的槽 12 工序 80 钻孔和攻 M6 的螺纹 12 工序 90 钻 14MM 孔 锪 26 1 的沉头孔 13 工序 100 扩孔粗精铰至 16H7 孔 13 工序 110 精铣基准面 A 13 工序 120 精铣基准面 B 13 工序 130 精铣右端面 13 工序 140 精铣圆柱体左右端面 14 工序 150 精磨孔至 17H7 14 工序 160 配刮底面 A 和斜面 B 14 第五章 总结 14 参 考 文 献 工序 15 第一章 机械制造技术课程设计的基本要求及内容 1 1 课程设计目的 机械制造技术 课程设计是综合运用机械制造技术课程群知识 分析和解决实际工程 问题的重要教学环节 通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的 能力 在设计过程中 学生应熟悉有关标准和设计资料 学会使用相关手册和数据库 1 2 课程设计课题 已知 零件材料为 HT200 年产量 Q 15000 台 年 m 1 件 台 属于大批量生产 试编 制该零件机械加工工艺规程 1 3 课程设计要求 1 能熟练运用所学的基本理论 正确地解决一个零件在加工过程中的定位夹紧问题 进行零件加工工艺路线的合理安排 合理的选择毛坯的制造方法 工艺设备及装备 正确选 用切削用量 保证零件的加工质量 2 学会使用各种资料 掌握各种工艺数据的查找方法及定位误差的计算方法 合理的 确定工件的加工公差 3 通过本次设计 使学生对零件加工工艺的编制及专用夹具设计有一个全面的了解 为毕业设计和以后的工作打下了良好的基础 1 4 课程设计工作量 1 绘制零件图 毛坯图 2 编制零件机械加工工艺规程 3 编写课程设计说明书 第二章 零件图工艺性分析 毛坯图 2 1 零件图分析 1 零件功用 该零件是工具磨床上的 17H6 的孔与顶尖研配 底面和 75 斜面与磨床工作台相连 通过 14mm 孔用螺栓将尾体作紧固在工作台上 主要固定顶尖 圆柱体形的部分有一个 17H6 孔 并且有一个 M6 的螺纹孔 顶尖穿过 17H6 的孔 将螺钉拧紧 这样顶尖就固 定了 2 零件工艺分析 尾座体零件图 尾座体共有三组加工表面 其中两组位置要求 1 以 14 孔为中心的加工表面 这一组表面包括 14mm 的孔以及 26 1 的沉头孔和粗 糙度为 Ra 12 5 m 的凹凸面 2 以基准面 A 为中心的加工表面 这一表面包括 Ra 1 6 m 的基准面 A 和基准面 B Ra 12 5 m 的凹槽底面和 Ra 6 3 m 的右端面和 Ra 12 5 m 的下端面 3 以 17H6 孔位中心的加工表面 这一组表面包括 17H6 的孔以及 1 45 的倒角 左 右端面和 M6 的螺纹孔 其中主要加工面为 17H6 的孔内壁 第二组和第三组加工表面有位置度要求 17H6 孔圆度公差为 0 003mm 17H6 孔圆柱度公差为 0 004mm 17H6 孔中心与基准面 A 的平行度公差 0 005mm 17H6 孔中心与基准面 B 的平行度公差 0 005mm 由此分析 先加工第二组加工表面 根据零件图可知 主要进行导轨面的加工 孔加工和表面加工 钻孔 攻丝 孔的精度 要求高 该零件属大批量生产 在加工时为了提高劳动效率 降低成本 设计加工零件需要 设计专用夹具 3 定位基准的选择 基面选择是工艺规程中的重要工作之一 基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保 证 生产效率得到提高 否则不但使加工工艺过程中的问题百出 更有甚者 还会造成零件 大批报废 使生产无法正常进行 粗基准的选择 对于像机床尾座这样的零件来说 选择好粗基准是至关重要的 这样可 以使零件的各种加工余量得到保证 对于一般零件而言 以加工面互为基准完全合理 但对 于本零件来说 如果以 17 的孔为粗基准可能造成位置精度不达标 按照有关粗基准的选择 原则 即当零件有不加工表面时 应以这些不加工面作为粗基准 现在选择不加工的 35 外圆表面和零件外表不加工面作为粗基准 利用一组两个锥套夹持 35 两端作为主要定位 面以消除五个自由度 再用一个支承板支承在前面用以消除一个自由度 达到完全定位 用 来加工工件的底面 对于精基准而言 主要应考虑基准的重合问题 这里主要以已加工的底面为加工的精基 准 这样可以使设计基准跟工艺基准重合 不再需要尺寸链的计算 2 2 毛坯选择 1 确定毛坯的制造方法 零件材料为 HT200 考虑零件的形状 由于零件年产量 5000 件 属于大批量生产 故采用砂型铸造 对提高生产效率和保证质量有较好帮助 此外要消除残余应力要安排人工时效 2 确定总余量 1 毛坯的最大轮廓尺寸 毛坯名义尺寸 105 3 108 mm 毛坯最大尺寸 108 1 8 109 8 mm 毛坯最小尺寸 108 1 8 106 2 mm 粗铣后最大尺寸 105 0 61 105 61 mm 粗铣后最小尺寸 105 61 0 22 105 39 mm 精铣后尺寸即达到 105 mm 2 绘制毛坯图 如图 1 图 1 零件毛坯图 第三章 械 加 工 工 艺 路 线 确 定 加制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状 尺寸精度及位置精度等技术要求能 得到合理的保证 在生产纲领已确定为大批大量生产的条件下 可以考虑采用万能机床配以 专用夹具 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 成本下降 3 2 工顺序的安排 机械加工工序安排基本原则 1 基面先行 工件的精基准表面 应安排在起始工序进行加工 以便尽快为后续工序 的 加工基准 2 先主后次 先安排主要表面加工 后安排次要表面加工 3 先粗后精 先安排粗加工 中间安排半精加工 最后安排精加工或光整加工 4 先面后孔 对于箱体 支架和连杆等工件 应先加工平面后加工孔 工艺路线方案一 工序 01 钻 15mm 孔 工序 02 粗铣基准面 A 与底部 Ra 12 5 m 的凹槽面 工序 03 粗铣 2 2 的槽 工序 04 粗铣基准面 B 工序 05 粗铣凸台面 工序 06 钻 14mm 孔 锪 26 1 的沉头孔 工序 07 钻孔 扩孔和攻 M6 的螺纹 工序 08 粗铣圆柱体左右端面 工序 09 粗铣右端面 工序 10 粗 精磨 17H6 孔 工序 11 精铣基准面 A 工序 12 精铣基准面 B 工序 13 精铣 2 2 的槽 工序 14 半精铣圆柱体左右端面 工序 15 半精铣右端面 工序 16 车 17H6 孔 1 45 倒角 去毛刺 工序 17 检查 工艺路线方案二 工序 01 粗铣基准面 A 与底部 Ra 12 5 m 的凹槽面 工序 02 粗铣 2 2 的槽 工序 03 粗刨基准面 B 工序 04 钻 14mm 孔 锪 26 1 的沉头孔 工序 05 粗铣凸台面 工序 06 钻 15mm 孔 工序 07 车 M6 螺纹 工序 08 粗铣圆柱体左右端面 工序 09 粗铣右端面 工序 10 粗 精磨 17H6 孔 工序 11 精铣基准面 A 工序 12 精刨基准面 B 工序 13 精铣 2 2 的槽 工序 14 半精铣圆柱体左右端面 工序 15 半精铣右端面 工序 16 车 17H6 孔 1 45 倒角 去毛刺 工序 17 检查 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于 方案一是先加工 17H6 孔 然后加工基准面 A 和 B 而方 案二是先加工基准面 A 和 B 后加工 17H6 孔 经比较 方案一能保证 17H6 孔中心线 到基准面 A 和 B 的距离 符合位置度的要求 方案二就不一定能确保 17H6 孔到基准面 A 和 B 的距离 因此不满足位置度要求 所以 可以知道 方案一优于方案二 但是 方案 一中有许多不合适的工序 比如 钻孔之前要先铣端面 还有 基准面 B 要刨削 凸台面 先加工 然后钻孔等等 所以 修改后确定工艺如下 具体的工艺路线 工序 10 钻 15mm 孔 孔壁公差等级为 IT12 表面粗糙度为 12 5mm 工序 20 粗铣基准面 A 与底部 Ra 12 5 m 的凹槽面 基准面 A 粗铣 2mm 至 105 85mm 底面 A 的公差等级为 IT12 表面粗糙度为 12 5mm 底部的凹槽面的公差等级为 IT12 表 面粗糙度为 12 5mm 工序 30 粗铣基准面 B 斜面 B 粗铣 2mm 斜面 B 的公差等级为 IT12 表面粗糙度为 12 5mm 工序 40 粗铣圆柱体左右端面 圆柱左右端面粗铣 1 3mm 至 81 4mm 圆柱左右端面公 差等级为 IT12 表面粗糙度为 12 5mm 工序 50 粗铣右端面 右端面粗铣 1 3mm 至 152 7mm 右端面公差等级为 IT12 表面 粗糙度为 12 5mm 工序 60 粗铣凸台面 台面公差等级为 IT12 表面粗糙度为 12 5mm 工序 70 铣 2 2 的槽 槽面公差等级为 IT12 表面粗糙度为 12 5mm 工序 80 钻孔和攻 M6 的螺纹 螺纹孔公差等级为 IT12 表面粗糙度为 12 5mm 工序 90 钻 14mm 孔 锪 26 1 的沉头孔 孔壁和沉头孔壁公差等级为 IT12 表面 粗糙度为 12 5mm 工序 100 扩孔 粗铰 精铰至 16H7 孔 公差等级为 IT7 表面粗糙度为 6 3mm 工序 110 精铣基准面 A 基准面 A 精铣 0 85mm 至 105mm 基准面 A 公差等级为 IT7 表面粗糙度为 1 6mm 工序 120 精铣基准面 B 基准面 B 精铣 0 85mm 基准面 B 公差等级为 IT7 表面粗 糙度为 1 6mm 工序 130 精铣右端面 右端面精铣 0 7mm 至 152mm 右端面公差等级为 IT12 表面 粗糙度为 6 3mm 工序 140 精铣圆柱体左右端面 左右端面精铣 0 7mm 至 80mm 右端面公差等级为 IT12 表面粗糙度为 6 3mm 工序 150 精磨孔至 17H7 精磨 1mm 孔壁公差等级为 IT3 表面粗糙度为 0 4mm 工序 160 锪 17H6 孔 1 45 倒角 去毛刺 工序 170 配刮底面 A 和斜面 B 工序 180 检查 第四章 零件加工工序设计 工序 10 钻孔至 15 1 刀具选择 直径为 15mm 的通用麻花钻 材料 高速钢 基本参数 d 15mm k 2 30mm q 13 95mm b 8 85mm f 1 00mm 见 机械加工工艺设计实用 手册 表 12 26 3 切削用量的选择 切削用量的选择就是合理确定刀具的切削速度 进给量 f 和背吃刀量 ap 本工序为铣平面 已知加工材料为 HT200 铸件 机床为铣床 工件装夹在专用夹具上 吃刀 深度 f 0 35mm r v 0 35m smap5 7 工序 20 加工 A 面 加工要求 粗糙度 1 6 配刮 10 13 25 25 1 刀具选择 套式立铣刀 材料 YG8 基本参数 D 80mm L 45mm z 8 2 加工余量 6mm 表面粗糙度 Ra 5 20 经济精度 IT12 公差 0 4mm 3 加工长度 L 152mm 吃刀深度 进给量 f 2 7mm r 主轴转速 n 600r min map2 切削速度 v 420m min 工序 25 粗铣圆柱体左右端表面 1 加工余量 0 7mm 表面粗糙度 Ra 2 5 10 经济精度 IT10 公差 0 1mm 2 刀具选择 套式端铣刀 材料 YG8 基本参数 D 50mm L 36mm d 2mm z 8 3 加工长度 L 90mm 吃刀深度 ap 0 7mm 进给量 f 1 2mm r 主轴转速 n 1183r min 切削速度 v 380m min 见 机械加工工艺设计实用手册 表 12 83 工序 30 粗铣 B 面 加工要求 粗糙度 1 6 与 A 面有 夹角 1 加工余量 4mm 分两次加工 表面粗糙度 Ra 5 20 经济精度 IT12 公差 0 4mm 2 2 加工长度 L 90mm 吃刀深度 ap 2mm 进给量 f 0 15mm r 主轴转速 n 550r min 切削速度 v 145m min 工序 40 粗铣工件右端面 加工要求 粗糙度 Ra 6 3 1 加工余量 2 6mm 分两次加工 表面粗糙度 Ra 5 20 经济精 IT12 公差 0 25mm 2 刀具选择 套式端铣刀 材料 YG8 基本参数 D 50mm L 36mm d 2mm z 8 加工长度 L 90mm 吃刀深度 ap 1 3mm 进给量 f 2 8mm r 主轴转速 n 600r min 切削 速度 v 380m min 工序 50 粗铣凸台面 加工要求 粗糙度 Ra 12 5 1 加工余量 4mm 分两次加工 表面粗糙度 Ra 5 20 经济精度 IT12 公差 0 25mm 2 刀具选择 套式端铣刀 材料 YG8 基本参数 D 50mm L 36mm d 2mm z 8 3 加工长度 L 40mm 吃刀深度 ap 2mm 进给量 f 1 2mm r 主轴转速 n 600r min 切削速度 v 373m min 见 机械加工工艺设计实用手册 表 12 83 工序 60 钻 14 孔 加工要求 直径 14mm 粗糙度 Ra 12 5 沉头孔粗糙度为 12 5 1 刀具选择 直径为 14mm 的通用麻花钻 材料 高速钢钻头 基本参数 d 14mm k 2 20mm q 13 00mm B 8 25mm f 1 00mm 2 吃刀深度 ap 7mm 进给量 f 0 42mm r 主轴转速 n 210r min 切削速度 v 13m min 见 机械加工工艺设计实用手册 表 12 26 工序 70 锪 26 1 的沉头孔 1 经济精度 IT11 见 机械制造工艺学 表 1 15 公差 0 11mm 见 互换性与测量技术基础 表 3 2 2 刀具选择 带可换导柱椎柄平底锪钻 基本参数 L 180mm l 35mm 表面粗糙度 Ra 5 80 见 机械加工工艺设计实用手册 表 12 46 工序 80 扩孔至 16 5 1 加工余量 1 5mm 表面粗糙度 Ra 10 40 经济精度 IT12 公差 0 18mm 2 刀具选择 直径为 16 5mm 的标准扩孔钻 材料 YG8 基本参数 d 16 5mm L 223mm l 125mm 见 机械加工工艺设计实用手册 表 12 41 3 切削用量的选择 切削用量的选择就是合理确定刀具的切削速度 进给量 f 和背吃刀量 ap 本工序为铣平面 已知加工材料为 HT200 铸件 机床为铣床 工件装夹在专用夹具上 吃刀深度 ap 0 75mm 进给量 f 0 55mm r 主轴转速 n 280r min 切削速度 v 15m min min 280 6 4rsnw 工序 90 精铣 A 面 1 加工余量 0 85mm 表面粗糙度 Ra 0 63 5 经济精度 IT7 公差 0 04mm 2 加工长度 L 152mm 吃刀深度 进给量 f 1 2mm r 主轴转速map85 0 n 1183r min 切削速度 v 280m min 工序 100 精铣 B 面 1 加工余量 0 85mm 表面粗糙度 Ra 0 63 5 经济精度 IT7 公差 0 04mm 加工长度 L 90mm 吃刀深度 ap 0 85mm 进给量 f 0 4mm r 主轴转速 n 1183r min 切削速度 v 180m 工序 110 攻 M6 螺纹 加工要求 螺纹直径为 6mm 1 表面粗糙度 Ra 5 80 经济精度 IT12 公差 0 12mm 2 刀具选择 直径为 5 80mm 的通用麻花钻 材料 高速钢钻头 基本参数 d 5 80mm k 1 00mm q 5 40mm B 3 50mm f 0 55mm 见 机械加工工艺设计实用 手册 表 12 26 工序 120 粗铰 16 8 孔 1 加工余量 0 3mm 表面粗糙度 Ra 1 25 10 经济精度 IT9 公差 0 043mm 2 刀具选择 直径为 16 8mm 的直柄机用铰刀 材料 YG8 基本参数 d 16 8mmL 175mm 3 切削用量的选择 切削用量的选择就是合理确定刀具的切削速度 进给量 f 和背吃刀量 ap 本工序为铣平面 已知加工材料为 HT200 铸件 机床为铣床 工件装夹在专用夹具上 吃刀深度 ap 0 15mm 进给量 f 1 1mm r 主轴转速 n 250r min 切削速度 v 14m min 工序 130 精铰孔至 16 95 1 加工余量 0 15mm 表面粗糙度 Ra 0 32 5 经济精度 IT7 公差 0 011mm 2 刀具选择 直径为 16 95mm 的直柄机用铰刀 材料 YG8 基本参数 d 16 8mmL 175mm l 25mm d1 14mm 见 机械加工工艺设计实 用手册 表 12 52 3 切削用量的选择 切削用量的选择就是合理确定刀具的切削速度 进给量 f 和背吃 刀量 ap 本工序为铣平面 已知加工材料为 HT200 铸件 机床为铣床 工件装夹在专用夹具上 吃刀深度 ap 0 075mm 进给量 f 0 5mm r 主轴转速 n 300r min 切削速度 v 18m min 工序 140 配研 1 加工余量 0 05mm 表面粗糙度 Ra 0 32 0 65 经济精度 IT6 公差 0 008mm 2 刀具选择 研棒 锪 17H6 孔 1 45 倒角 表面粗糙度 Ra 5 80 见 机械加工工艺设计实用手册 表 12 46 经济精度 IT11 见 机械制造工艺学 表 1 15 公差 0 11mm 见 互换性与测量技术基础 表 3 2 3 刀具选择 带可换导柱椎柄 锥面锪钻 基本参数 L 180mm l 35mm 工序 150 配刮 A 面 1 加工余量 0 15mm 表面粗糙度 Ra 0 32 0 65 见 机械加工工艺设计实用手 册 表 12 82 工序 160 检查 第五章 总 结 为期两周的机械制造工艺学课程设计即将结束了 两周是时间虽然短暂但是它对我们来 说受益菲浅的 通过这两周的设计使我们不再是只知道书本上的空理论 不再是纸上谈兵 而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计 使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计 的步骤和要领 使我们更好的利用图书馆的资料 更好的更熟练的利用我们手中的各种设计 手册和 AUTOCAD CAxA 等制图软件 为我们的毕业设计打下了好的基础 课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的 还应该更好的做到理论 和实践的结合 因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导 使我们学到了好多 也非常珍 惜学院给我们的这次设计的机会 它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步 由于缺乏经验 我们对工件的的形状概念存在很大的抽象 仅仅靠资料上的说明是不够 的 因此 让我们深刻认识到理论应该结合实际 我们应该多一点实践操作 多下工厂去实 习 大学的学习都有一个铺垫过程 任何一个环节都可能在以后得到应用 可惜 教训来得 太迟了 我们希望通过最后这个内容告诫我以后的学弟学妹们 不要忽视学校安排的任何学 习内容 不仅要踏踏实实学好课堂知识 对于实习也要提高重视 不要以为时实习是课外内 容 它是对课堂所学知识的补充 加深与应用 最后 衷心的感谢易彪老师的精心指导和悉心帮助 感谢给予我们无私帮助的同学 使 我们顺利的完成此次设计 谢谢 参 考 文 献 1 郭彩芬 机械制造技术 机械工业出版社 2009 2 郭彩芬 机械制造技术课程设计指导书 机械工业出版社 2010 3 段明扬 现代机械制造工艺设计实训教程 广西师范大学出版社 2007 4 李益民 机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版社 1999 5 艾兴 切削用量简明手册 机械工业出版社 2000 6 王光斗 机床夹具设计手册 上海科学技术出版社 2000 7 龚定安 机床夹具设计原理 化学工业出版社 2003 8 华楚生 机械制造技术基础 重庆大学出版社 2000 9 王先逵 李旦卷 机械加工工艺手册 机械工业出版社 2006 年 10 邹青 机械制造技术基础课程设计指导教程 机械工业出版社 2004 年 11 周宏甫 机械制造技术基础 高等教育出版社 2004 年 12 艾兴 肖诗纲 切削用量简明手册 机械工业出版社 1994 年 13 周昌治 机械制造工艺学 重庆大学出版社 2000 年