1、機械制造學課程設計說明書 題目名稱專業班級學生姓名學 號指導教師機械與電子工程系二一四年 月 日目 錄一、任務書- -3二、指導教師評閱表-4三、 序言-3四、 零件的分析-3五、 工藝規程的設計-4（1）. 確定毛坯的制造形式-4（2）. 基面的選擇-4（3）. 制訂工藝路線-4（4）. 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確-5（5）. 確定切削用量及基本工時-6六、設計心得與小結-11七 參考文獻-11蚌埠學院機械制造學課程設計任務書層次： 本科 專業：11機械制造及其自動化本2 學生姓名張飛學號51111301013指導教師王月英課題類型工藝設計設計時間2014年6月2日至2014年6月

2、16生產綱領60000件/年課題名稱調速杠桿的機械加工工藝規程編制及工時定額計算一、機械制造學課程設計的主要內容與要求機械制造專業學生的機械制造學課程設計是其在校學習階段的一個重要教學環節。機械制造學課程設計的目的是培養學生綜合運用所學的基礎和專業理論知識，獨立解決本專業一般工程技術問題的能力，樹立正確的設計思想和工作作風。本課題主要讓學生制定調速杠桿的機械加工工藝規程、編寫設計說明書。本課題可使學生受到充分運用所學知識解決實際問題的鍛煉，能夠培養學生的計算能力。繪圖能力、文字表述能力、文獻檢索能力以及綜合分析能力，能夠使學生的工程意識和技術素質得到顯著提高。二、設計（論文）需要的工作條件課程

3、設計工作量要求 1、 調速杠桿零件圖 （一張） 2、 調速杠桿毛坯圖 （一張） 3、 編制調速杠桿零件機械加工工藝規程卡及工序卡 4、 編寫設計說明書一份三、應收集的資料及主要參考文獻機械設計基礎 鄧昭銘機械設計手冊 徐 灝機械制造工藝及設備設計手冊 機械工業出版社切削用量手冊機械加工工藝人員手冊 機械工業出版社 四、進度計劃及指導安排第一周：熟悉課題、收集資料、繪制零件圖、毛坯圖 調速杠桿零件機械加工工藝規程卡第二周：切削用量選擇及工時定額計算 編寫設計說明書一份，整理資料，準備答辯任務書審定日期2014年06月03日 指導教師 王月英 任務書下達日期2014年06月04日 學 生 張 飛

4、序言專業學生的機械制造學課程設計是其在校學習階段的一個重要教學環節。機械制造學課程設計的目的是培養學生綜合運用所學的基礎和專業理論知識，獨立解決本專業一般工程技術問題的能力，樹立正確的設計思想和工作作風。本課題主要讓學生制定調速杠桿的機械加工工藝規程、編寫設計說明書。本課題可使學生受到充分運用所學知識解決實際問題的鍛煉，能夠培養學生的計算能力。繪圖能力、文字表述能力、文獻檢索能力以及綜合分析能力，能夠使學生的工程意識和技術素質得到顯著提高。 第二章、零件分析2.1零件的作用零件的給定是調速杠桿，屬于與杠桿類零件。是機床一個零件，它的作用是改變機床的傳動速度2.2零件的工藝分析調速杠桿共有3組加

5、工表面，它們之間有一定的位置要求。現表述如下：以120+0.027中心線為加工中心的加工表面。 這組加工表面包括120+0.027圓孔及倒角，M8x1的內螺紋孔，10圓孔和18的圓柱面垂直于120+0.027。 以120+0.027的上端面為加工中心的加工表面，這組加工表面包括：杠桿上下端面由以上三組的分析可知：可以先加工一組表面，再借助卡具加工其它表面，從而保證加工精度。零件的生產類型根據設計要求得：Q=60000件/年，N=Qm(1+a%)(1+b%)式中：N零件的生產綱領（件/年） Q產品的年產量（臺、輛/年） m每臺產品中該零件的數量（件/臺、輛） m=1 a%備品率，一般取2%-4%

6、 取 a%=3% b%廢品率，一般取0.3%-0.5% 取 b%=0.5%所以: N=60000*1*（1+3%）（1+0.5%）=62109件/年生產類型為大量生產。2.3毛坯的選擇 根據設計要求，調速杠桿的材料為HT200通過對該零件的重新繪制，知道圖樣的視圖正確，完整尺寸，公差及技術要求齊全。該零件屬于桿類零件，考慮零件結構比較簡單，但形狀結構比較復雜，故選擇鑄件毛坯。- 10 -第三章、制定工藝路線3.1基面的選擇 基面選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產

7、無法正常進行。3.1.1粗基準的選擇 零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現選杠桿的前后端面作為粗基準，利用定位銷定位。3.1.2精基準的選擇 主要應該考慮基準重合和基準統一的問題，現選擇杠桿的上表面和120+0.027的中心線為精基準。3.2制定工藝路線 制定工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領以確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本

8、盡量減少工藝路線方案工序一：先鑄件回火；工序二：以下表面定位，粗銑上表面；工序三：以上表面定位，定位槽的小表面；工序四：以下表面定位，精銑上表面；工序五：以上表面定位，定位槽的小表面；工序六：以外圓面和后端面定位，鉆12mm的圓，鉸12mm并倒角1x45工序七：以外圓面和后端面定位，鉆10mm的圓，鉸10mm圓孔；工序八：加工M8的內螺紋：工序九：以12mm內控和外圓定位銑槽；工序十：去毛刺；工序十一：檢驗。 第四章、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定4.1毛坯的基本尺寸確定杠桿零件材料為HT200，生產批量成大量生產，鑄造毛坯。查鑄件尺寸公差與機械加工余量確定步驟如下：1.求最大輪廓尺寸

9、：根據零件圖計算輪廓尺寸，長175mm，寬39mm，高61mm。故最大輪廓尺寸為175mm。2選取公差等級CT：由表2-1鑄造方法按機器造型，鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級CT范圍8-12級，取9級公差。3.求鑄件尺寸公差：根據加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由表2-3得，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。4.求機械加工余量：由表2-5知灰鑄鐵用砂型鑄造機器造型和殼體的方法選得機械加工余量等級E-G級，取為F級。5求RMA：對所有加工表面取同一個數值，由表2-4查最大輪廓尺寸為175mm，機械加工余量等級為F級，得RAM數值為2mm6.求毛坯基本尺寸：定位槽底面為單側加工，算的：R=F+RAM+

10、CT/2=61+2+1=64mm底面為單側加工，算的：R=F+RAM+CT/2=50+2+1=53mm4.2各工序之間的加工余量及公差1、銑定位槽表面的加工余量及公差工序名稱工序間余量/mm工序工序尺寸/mm工序經濟精度/m工序尺寸/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精銑1123.26161±0.153.2粗銑1.51312.56262.23±0.2312.5鑄造6465±0.552、銑下表面的加工余量及公差工序名稱工序間余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m經濟精度/IT表面粗糙的/m粗精銑1123.25049.85±0.153.2

11、粗銑1.51312.55151.23±0.2312.5鑄造5354±0.553、銑上表面的加工余量及公差工序名稱工序間余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m經濟精度/IT表面粗糙的/m粗精銑1123.26161±0.153.2粗銑1.51312.56262.23±0.2312.5鑄造6465±0.554、鉆孔、鉸12mm孔的加工余量及公差工序名稱工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m經濟精度/IT表面粗糙的/m鉸孔0.283.212120+0.0273.2鉆孔11.81112511.811.80+

12、0.1112.5鑄造05、鉆孔、鉸孔10孔的加工余量及公差工序名稱工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m經濟精度/IT表面粗糙的/m鉸孔0.283.210100+0.0223.2鉆孔9.81112.59.89.80+0.9012.5鑄造06、鉆孔、攻內螺紋M8工序名稱工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m經濟精度/IT表面粗糙的/m攻螺紋1.206H88鉆孔6.801212.56.806.8012.5鑄造07、粗銑槽的加工余量及尺寸公差工序名稱工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m經濟精度/IT表面粗糙的/m粗銑20

13、.5116.3660+.0256.3粗銑11.51212.55.55.500.1212.5鑄造48、粗銑20mm外圓柱的端面工序名稱工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m經濟精度/IT表面粗糙的/m粗銑1.51212.533±0.112.5鑄造4.5 尺寸由鑄造直接得到。由于本設計規定的零件為大量生產，因采用調整加工，所以計算最大、最小加工余量時因按調整加工方式予以確認。 第五章、確定切削用量及定額時間的計算5.1確定切削用量 1、工序二：以下表面定位，粗銑上表面；工件材料：HT200鑄造工作要求：粗銑毛坯下表面和定位槽的下表面工作機床：X51立式銑床刀具：

14、W18Gr4V硬質合金端銑刀，牌號YG6.選刀具直徑d=10mm，前角=+5°，后角=8°，刃傾角s=-10°，主偏角kr=60°,副偏角kr=30°。切削用量（1）銑刀的深度：因切削用量小，故ap1=1.5mm（2）確定進給量：查表5-7按機床功率5-10kw及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進給量fz=0.2mm/z（3）計算銑削速度：查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的條件選取，銑削速度v=40m/min,n=1000v/(d)=1000*40/(*80)=159.2r/min,查表4-16按照該工序所選X51型立式

15、銑床的主軸轉速n=160r/min，算得實際銑削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min2、工序三：以上表面定位，粗銑下表面和定位槽的下表面； 切削用量（1）銑刀的深度：因切削用量小，故ap1=1.5mm（2）確定進給量：查表5-7按機床功率5-10kw及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進給量fz=0.2mm/z（3）計算銑削速度：查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的條件選取，銑削速度v=40m/min,n=1000v/(d)=1000*40/(*80)=159.2r/min,查表4-16按照該工序所選X51型立式銑床的主軸轉速n=160r/mi

16、n，算得實際銑削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min3、工序四：以下表面定位，精銑上表面； 切削用量（1）銑刀的深度：因切削用量小，故ap2=1mm（2）確定進給量：查表5-7按機床功率5-10kw及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進給量fz=0.15mm/z（3）計算銑削速度：查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的條件選取，銑削速度v=42.8m/min,n=1000v/(d)=1000*42.8/(*80)=170.3r/min,查表4-16按照該工序所選X51型立式銑床的主軸轉速n=160r/min，算得實際銑削速度V=n*d/1000

17、=160*80/1000=40.2/min4、工序五：以上表面定位，精銑下表面和定位槽； 切削用量 （1）銑刀的深度：因切削用量小，故ap2=1mm（2）確定進給量：查表5-7按機床功率5-10kw及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進給量fz=0.15mm/z（3）計算銑削速度：查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的條件選取，銑削速度v=42.8m/min,n=1000v/(d)=1000*42.8/(*80)=170.3r/min,查表4-16按照該工序所選X51型立式銑床的主軸轉速n=160r/min，算得實際銑削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40

18、.2/min5、工序六：以外圓面和后端面定位，鉆12mm的圓，鉸12mm并倒角1x45° 機床：Z550立式鉆床 選擇高速鋼麻花鉆磚頭，鉆11.8mm的孔 （1）確定背吃刀量：ap=11.8/2=5.9mm （2）確定進給量：查表5-22和4-10，取每轉進給量f=0.19mm/r（3）計算切削速度：查表5-22，取切削速度v=22m/min,則鉆頭轉速n=1000*22/(*11.8)=593.5r/min,查表4-9的Z550立式鉆床的主軸轉速n=500r/min,從而實際切削速度v=n*d/1000=500*11.8/1000=18.5m/min鉸12mm并倒角1x45

19、6;鉸刀：硬質合金鉸刀（1）確定背吃刀量：ap=0.2/2=0.1mm（2）確定進給量：查表5-7按機床功率5-10kw及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進給量fz=0.2mm/z（3）計算銑削速度：查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的條件選取，銑削速度v=40m/min,n=1000v/(d)=1000*40/(*80)=159.2r/min,查表4-16按照該工序所選X51型立式銑床的主軸轉速n=160r/min，算得實際銑削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min6、工序七：以外圓面和后端面定位，鉆10mm的圓孔，鉸10mm圓孔機床：Z55

20、0立式鉆床選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，鉆9.8的孔（1）確定背吃刀量：ap=9.8/2=4.9mm（2）確定進給量：查表5-22和4-10，取每轉進給量f=0.19mm/r（3）計算切削速度：查表5-22，取切削速度v=22m/min,則鉆頭轉速n=1000*22/(*9.8)=714.6r/min,查表4-9的Z550立式鉆床的主軸轉速n=735r/min,從而實際切削速度v=n*d/1000=735*9.8/1000=22.6m/min 鉸10mm 鉸刀：硬質合金鉸刀（1）確定背吃刀量：ap=0.2/2=0.1mm（2）確定進給量：查表5-32和4-10，取每轉進給量f=0.19mm/r（3）計

21、算切削速度：查表5-32，取切削速度v=10m/min,則鉆頭轉速n=1000*10/(*9.96)=319.6r/min,查表4-9的Z550立式鉆床的主軸轉速n=351r/min,從而實際切削速度v=n*d/1000=351*9.96/1000=11.0m/min7、工序八：加工M8的內螺紋機床：Z550立式鉆床1.選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，鉆6.8mm的孔（1）確定背吃刀量：ap=6.8/2=3.9mm（2）確定進給量：查表5-22和4-10，取每轉進給量f=0.19mm/r （3）計算切削速度：查表5-22，取切削速度v=16m/min,則鉆頭轉速n=1000*16/(*6.8)=749.

22、0r/min,查表4-9的Z550立式鉆床的主軸轉速n=735r/min,從而實際切削速度v=n*d/1000=735*6.8/1000=15.7m/min2攻M8螺紋選用細柄機絲錐（1）確定背吃刀量：ap=1.2/2=0.6mm（2）確定進給量：查表5-22和4-10，取每轉進給量f=0.19mm/r （3）計算切削速度：查表5-22，取切削速度v=16m/min,則鉆頭轉速n=1000*16/(*8)=636.6r/min,查表4-9的Z550立式鉆床的主軸轉速n=735r/min,從而實際切削速度v=n*d/1000=735*8/1000=18.5m/min8、工序九：以12mm內孔和外

23、圓面定位銑槽；首先：粗銑1工件材料：HT200鑄造工作要求：粗銑定位槽工作機床：X51立式銑床刀具：W18Gr4V硬質合金端銑刀，牌號YG6.選刀具直徑d=10mm，前角=+5°，后角=8°，刃傾角s=-10°，主偏角kr=60°,副偏角kr=30°。切削用量（1）銑刀的深度：因切削用量小，故ap1=1.5mm（2）確定進給量：查表5-7按機床功率5-10kw及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進給量fz=0.2mm/z（3）計算銑削速度：查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的條件選取，銑削速度v=40m/min,n=1000

24、v/(*d)=1000*40/(*80)=159.2r/min,查表4-16按照該工序所選X51型立式銑床的主軸轉速n=160r/min，算得實際銑削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min最后：粗銑2切削用量（1）銑刀的深度：因切削用量小，故ap2=0.5mm（2）確定進給量：查表5-7按機床功率5-10kw及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進給量fz=0.15mm/z（3）計算銑削速度：查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的條件選取，銑削速度v=42.8m/min,n=1000v/(*d)=1000*42.8/(*80)=170.3r/min

25、,查表4-16按照該工序所選X51型立式銑床的主軸轉速n=160r/min，算得實際銑削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min5.2確定切削時間5.2.1基本時間tm的計算1、工序二：以下表面定位，粗銑上表面； tm=(l1+l2)/(fMz) l=l上=20mm，查表5-47計算的；l2=41.2mm,l2=3mm,fMz=fznz=0.2*160*10=320mm/mintm=(l+l2+l2)/(fMz)=(20+41.2+3)/320=0.201min12.04s2、工序三：以上表面定位，定位槽的小表面； tm=(l+l1+l2)/(fMz) l=l下+l定

26、=25mm，查表5-47計算的；l1=41.2mm,l2=3mm,fMz=fznz=0.2*160*10=320mm/mintm=(l+l1+l2)/(fMz)=(25+41.2+3)/320=0.216min13.00s3、工序四：以下表面定位，精銑上表面； l=l上+l下+l定=20mm，查表5-47計算的；l1=41.2mm,l2=3mm,fMz=fznz=0.15*160*18=432mm/mintm=(l+l1+l2)/(fMz)=(20+41.2+3)/432=0.149min8.92s4、工序五：以上表面定位，精銑下表面和定位槽的下表面； l=l上+l下+l定=25mm，查表5-

27、47計算的；l1=41.2mm,l2=3mm,fMz=fznz=0.15*160*18=432mm/mintm=(l+l1+l2)/(fMz)=(25+41.2+3)/432=0.160min9.611s5、工序六：以外圓面和后端面定位，鉆12mm的圓 查表5-45得：tj=(l+l1+l2)/fnl=50mm,l15.3mm,l2=1mm,f=0.19mm/r,n=500r/min,tj1=(50+5.3+1)/(0.19*500)=0.593min35.58s 以外圓面和后端面定位，鉸12mm并倒角1x45° 查表5-45和5-46：l=50mm,l1=0.47mm,l2=15m

28、mtj1=(50+0.47+15)/(0.19*250)=0.689min41.34s 粗銑20mm外圓柱的端面tm=(l+l1+l2)/(fMz) l=l1=20mm,查表5-47計算得：l1=41.7m,l2=2.5mm,fMz=fznz=0.2*160*10=320mm/mintm=(l+l1+l2)/(fMz)=(20+41.7+2.5)/320=0.20112.04s6、工序七：以外圓面和后端面定位，鉆10mm的圓 查表5-45得：tj=(l+l1+l2)/fnl=7mm,l14.6mm,l2=1mm,f=0.19mm/r,n=735r/min,tj2=(7+4.6+1)/(0.19

29、*735)=0.090min5.4s 以外圓面和后端面定位，鉸10mm 查表5-45和5-46：l=7mm,l1=0.47mm,l2=15mmtj2=(7+0.47+15)/(0.19*351)=0.274min16.44s7、工序八：加工M8的內螺紋 查表5-45得：鉆孔工步：l=11mm,l13.9mm,l20mm,f=0.19mm/r,n=735r/mintj1=(11+3.9+0)/(0.19*735)=0.11min6.6s 攻螺紋工步：l=11mm,l13.9mm,l20mm,f=0.19mm/r,n=735r/mintj2=(11+3.9+0)/(0.19*735)=0.11mi

30、n6.6stj=tj1+tj2=6.6+6.6=13.2s8、工序九：12mm的內孔和外圓面定位銑槽； 首先，粗銑1：tm=( l+l1+l2)/(fMz)l=8mm,查表5-47得：l1=41.2mm,l2=2mm,fMz=fznz=0.2*160*10=320mm/mintm1=( l+l1+l2)/(fMz)=(8+41.2+2)/320=0.16min9.6s 最后，粗銑2：tm=( l+l1+l2)/(fMz)l=8mm,查表5-47得：l1=41.2mm,l2=2mm,fMz=fznz=0.15*160*18=432mm/mintm2=( l+l1+l2)/(fMz)=(8+41.

31、2+2)/432=0.12min7.2stm=tm1+tm2=9.6+7.2=16.8s5.2.2 輔助時間tf的計算根據輔助時間tf與基本時間tj之間的關系為tf=(0.15-0.2)tj,取tf=0.15tj,則各工序的輔助時間分別為：工序二的輔助時間：tf=1.81s工序三的輔助時間：tf=1.95s工序四的輔助時間：tf=1.34s工序五的輔助時間：tf=1.44s工序六的輔助時間：tf=11.54s工序七的輔助時間：tf=3.28s工序八的輔助時間：tf=1.98s工序九的輔助時間：tf=2.52s5.2.3其他時間的計算除了作業意外，每道工序的單件時間還包括布置工地時間、休息與生理需要時間和準備于終結時間。由于調速杠桿的生產類型為大量生產，需要考慮各工序的準備于終結時間，tz/m為作業時間的3%-5%；布置工地時間tb是作業時間的2%-7%，休息與生理需要時間tx是作業時間的2%-4%，本設計均取3%，則各工序的其他時間(tb+tx+tz/m)應按關系式(3%+3%+3%)*(tj+tf)計算：工序二的其他時間：(tb+tx+tz