1、機械制造技術基礎課程設計報告書學院機械工程專業機械設計制造及其自動化年級2012 級班級組別小組成員指導教師2016年5月13日1機械制造技術基礎課程設計任務書題目斜槽零件組長張磊年級/班級/組別2013級 4 班 第 2 組組員董楚、竇天縱、李秉宣、黃波、黃金城1. 設計內容與要求(1) 設計參數(2) 任務要求1）分析研究被加工零件及畫零件圖2）明確生產類型及工藝特征3）選擇毛坯、確定毛坯的尺寸及繪制毛坯圖4）選擇加工方法及擬定工藝路線5）進行工序設計及工藝計算6）畫工序簡圖及填寫工藝文件7）設計專用夾具8）編寫機械制造技術基礎課程設計報告書和組內成員個人總結報告。2. 提交內容1) 機械

2、制造技術基礎課程設計報告書；2) 組內成員個人總結報告；3) 小組會議記錄。3. 時間范圍2016年 9 月 12 日 2016年 9 月 30 日。4. 具體實施1) 組長負責制，小組成員協同工作、合作學習，共同完成設計任務；2) 分階段集中授課；3) 每周例會，討論與答疑；4) 最后提交報告，進行答辯。1目錄11.111.211.3122.122.222.3353.153.2694.11094.215114.325134.430144.535144.64014155.1155.2155.3155.41522271282341第一章零件的工藝分析及選擇毛坯1.1零件的工藝分析零件的視圖正確、

3、 完整，公差及技術要求齊全且合理，但84mm 和86mm外圓尺寸不全，經與老師討論，已補全所缺尺寸。該零件屬于盤套類回轉體零件，他的所有表面均需要切削加工，個別加工精度和表面粗糙度要求高的表面需要額外的磨削加工。各外圓、內孔及4× 10mm孔和 7mm 環形槽的徑向設計基準均為40mm 內孔的軸線，大部分的軸向設計基準為130mm 左側大端面，而小端面側56mm 內孔的設計基準為小端面。該零件有兩個內孔表面要求粗糙度為Ra0.4 m ，另還有大端面及兩組階梯面要求粗糙度 Ra0.2 m 且兩組階梯面要求對40mm 內孔的軸線的同軸度0.01mm 和垂直度 0.02mm，由此可見，大端

4、面及兩組階梯面應該為與其他零件要求精密配合的表面，所以加工兩組階梯面的時候應該以40mm 內孔的軸線及大端面用心軸和一平面定位， 磨削加工。 其余平面加工精度和表面粗糙度要求不高， 加工不成問題。總體來說，該零件的工藝性較好。1.2零件的生產類型零件的生產綱領為5000 件/年，生產類型為成批生產（中批生產） 。1.3選擇毛坯該零件為回轉體， 考慮到車削、 磨削加工中經常要調轉裝卡， 該零件加工和工作中會承受交變載荷和沖擊性載荷，且生產綱領為 5000 件/年，零件的尺寸輪廓不大。綜合以上方面，毛坯選用軋制的 45 鋼棒料。考慮到粗加工和精加工的余量，選用140mm× 145mm 棒

5、料。1第二章選擇加工方法及制定工藝路線2.1定位基準的選擇本零件是帶孔的套類回轉體零件， 孔為設計基準， 為避免出現基準不重合而產生的誤差及保證階梯面對孔的垂直度和同軸度誤差， 磨削加工應選孔為定位基準，及遵循 “基準重合 ”的原則。具體而言，即選擇40mm 內孔及大端面為磨削加工的精基準。由于本零件全部表面都需加工， 為使孔滿足所需的表面精度而作為最后磨削的精基準，應在粗加工選取外圓和一端面為粗基準， 粗加工出另一側的外圓和端面，作為下一步加工的基準， 進而，以此為基準，反過來加工原側的外圓和端面，作為下一步加工的基準。 在粗、半精加工過程中，分別以兩側外圓及端面為基準，滿足 “互為基準 ”

6、原則和 “便于裝卡 ”原則，且由于加工精度要求的提高，基準不重合誤差的影響小，如此選取粗、半精加工的基準是合理的。2.2零件表面加工方法的選擇本零件的加工面有外圓、內孔、端面、環形槽及孔等，材料為 45 鋼。以共差等級和粗糙度要求， 查閱工藝手冊中零件表面加工方法、 加工經濟精度與表面粗糙度相關內容，其加工方法選擇如下：0（1）40 - 0 . 02 mm 內孔。公差等級為IT7，表面粗糙度 Ra0.4 m ，需進行鉆、擴和磨削加工。（2）56 mm 內孔。表面粗糙度Ra0.4 m 。公差等級為 IT7 ，需進行粗鏜、半精鏜和磨削加工。（3） 2.3制定工藝路線按照先粗后精的原則，該零件加工可

7、按下述工藝路線進行。工序 05：備料140mm 145mm 圓鋼。工序 10：安裝 1：以外圓和大端面定位，粗車小端面，鉆通孔40mm，粗車外圓86mm，兩外圓72mm、外圓84mm，粗鏜孔56mm、倒角。掉頭裝卡，加工另一端。安裝 2：以粗車后的外圓84mm 和小端面定位，粗車大端面、外2130mm56mm15202530354045503第三章工序設計3.1選擇加工設備與工藝裝備3.1.1選擇機床根據不同的工序需要選擇選擇相應的機床。（1）工序 1 到工序 10 是銑削加工。各工序的工步數不太多， 成批生產不要求很高的生產率， 故選用銑床就能滿足要求。 本零件外廓尺寸不大， 精度要求不是很

8、高，選用 X5030A 銑床即可。（2）工序 11 與工序 12 是鉆削，故選用 Z3065 鉆床。3.1.2選擇夾具本零件除工序 9，工序 10，工序 11，工序 12 需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。3.1.3選擇刀具（1）在銑床上加工的工序，一般都選用硬質合金端面銑刀。加工鋼制零件采用 YT 類硬質合金，粗加工用 YT5 ，半精車用 YT15 。（2）在鉆床上加工的工序，選用高速鋼鉆頭一次鉆出即可。攻絲螺紋至 M6 選用絲錐。3.1.4選擇量具本零件屬于成批生產， 一般情況下盡量采用通用量具。 查閱工藝手冊， 選擇采用 150×0.02 的游標卡尺。3.2確定工序尺

9、寸3.2.1確定銑削面的工序尺寸本零件各圓柱表面的工序加工余量、工序尺寸、公差和表面粗糙度見表3-1。表 3-1 銑削表面的工序加工余量和表面粗糙度單位： mm工序雙邊余量表面粗糙度 /m加工表面粗半精精粗半精精A 面31.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6B 面3.51.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6C 面3.51.5Ra6.3Ra3.2Ra1.64E 面3.51.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6F 面3.51.5Ra6.3Ra3.2Ra1.6柱面Ra6.3Ra3.2Ra1.6橫槽1.50.5Ra6.3Ra3.2Ra1.63.2.2確定鉆削面的工序尺寸（1）粗鉆 6 的孔（2）攻絲螺紋至 M

10、6（3）在 A 端面鉆 14 通孔（4）保持定位基準不變，擴充至15.8（5）粗鉸孔至 15.94（6）精鉸孔至 16，粗糙度 1.6第四章確定切削用量及基本時間切削用量包括背吃刀量 ap、進給量 f 和切削速度 v。確定順序是先確定 ap、f，再確定 v。4.1 工序 10 切削用量及基本時間的確定本工序為粗車 （車端面、外圓及孔）。已知加工材料為 45 鋼， b670 Mpa ，軋制棒料；機床為C620-1 型臥式車床，工件裝卡在三爪自定心卡盤中。4.1.1 安裝 1 切削用量及基本時間的確定1.切削用量：（1）確定粗車87 .10 0 . 35 外圓 的切削用量。所選刀具為YT5 硬質合

11、金可轉位車刀。由于 C620-1 車床的中心高為 200mm，又由工藝手冊中查取內容，選刀桿尺寸 B×H=16mm× 25mm，刀片厚度為 6mm，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒棱型前刀面，前角 012 ，后角 06 ，主偏角 r90 ，副偏角'10 ，刃傾角 s0 ，r刀尖圓弧半徑0 .8 mm 。因余量較大，查表，確定背吃刀量 ap1=11mm， ap2=11mm， ap3=4.45mm。由工藝手冊，在粗車鋼料，刀桿尺寸 B×H=16mm× 25mm 及 ap 在 812 范圍內，工件直徑在 100400 范圍內，結合 C620-1 車床的進給量

12、，選擇 f=0.45mm/r 。查表可得，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉位車刀耐用度T=30min 。用 YT5硬質合金車刀加工及其他當前條件下，查表計算切削速度為v=115m/min。考慮到修正系數，進一步求得修正值，即5v1150.8 0.65 0.81 1.1555 . 7 m / minn1000vd122 .3 r / min按 C620-1 車床的轉速，選擇 n=120r/min=2r/s，則實際切削速度 v1=54.7m/min，v 2=47.1m/min，v3=39.6m/min。最后的切削用量為ap1=11mm，ap2=11mm，ap3=4.45mm，f=0.45mm/

13、r，n=120r/min，v1=52.8m/min，v2=44.5m/min，v3=36.2m/min。（2）確定粗車73 .4 - 0 .3 mm、臺階面面及小端面的切削用量。 0（3）確定粗車外圓73 .100.3mm 及外圓85 .4 -0.350mm 的切削用量。 （4）確定鉆通孔38 0-0 .25mm 的切削用量。 確定粗鏜孔 54 .1-00 .3 mm 的切削用量。 2.基本時間：查取工藝手冊可知車外圓基本時間公式為T jl l1 l 2 l 3 i ，車端面及臺階fnd - d 1l 2l 3l1l l 1 l 2面的基本時間公式為 T j2i ，鉆孔的基本時間公式 T ji

14、 ，fnfn為其中 f、n 為進給量和轉速， i 為進給次數，其與各字母代表的含義按照工藝手冊中不同情況的規則根據實際零件尺寸選取。所以，根據公式，即可得到各工步的基本時間如下：（1）以外圓面為粗基準，粗車小端面1mm：73s（2）鉆通孔 38 - 0 .25mm：152s0（3）粗車外圓面至87.1 00.35 mm：（4）粗車臺階面，保證其與小端面124 .5 - 00.2119 mm：（5）粗車小端面側外圓面至 73 .4 -00 .3 mm：（6）粗車臺階面，保證其與小端面19 . 5- 0 .095 mm：0.115（7）粗車外圓面至73. 100.3 mm：（8）粗車外圓面至085

15、.4 - 0 . 35 mm：（9）粗鏜孔至 54 .10- 0 .3 mm：64.1.2 安裝 2 切削用量及基本時間的確定與安裝 1 選擇同樣刀具，車環形槽采用高速鋼成型切槽刀。采用安裝 1 確定切削用量的方法，得本安裝的切削用量及基本時間見表4-1。表 4-1切削用量和基本時間表工步ap/mmf/(mmr-1 ）v/(mmin -1）n/(rs-1 ）Ti /s粗車大端面10.5252.8273粗車外圓0.4131 .1 0粗鏜孔至054 .5- 0 .3粗車槽4.2 工序 15 切削用量及基本時間的確定4.2.1 安裝 1 切削用量及基本時間的確定1.切削用量：（1）確定半精車外圓86

16、 0 0.087mm 的切削用量。所選刀具為YT15 硬質合金可轉位車刀。由于 C620-1 車床的中心高為 200mm，又由工藝手冊中查取內容，選刀桿尺寸 B×H=16mm× 25mm，刀片厚度為 6mm，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽倒棱型前刀面，前角 0 12，后角 0 8 ，主偏角 r90 ，副偏角'5 ，刃r傾角 s 0 ，刀尖圓弧半徑0 . 5 mm 。確定背吃刀量 ap=單邊余量 =0.55mm。由工藝手冊，在粗車鋼料，刀桿尺寸 B×H=16mm× 25mm 及 ap 的范圍，工件直徑在的范圍，結合 C620-1 車床的進給量，選擇 f=

17、0.3mm/r 。查表可得，車刀后刀面最大磨損量取為0.4mm，可轉位車刀耐用度T=30min。用 YT5硬質合金車刀加工及其他當前條件下，查表計算切削速度為v=205m/min。考慮到修正系數，進一步求得修正值，即v2050.81 1.15191 m / minn1000vr / min698d按 C620-1 車床 的轉 速， 選擇n=610r/min=10.17r/s ，則 實際 切削 速度7v=166.9m/min。（2）確定半精車72 .3 0mm、臺階面面及小端面的切削用量。 - 0 .074（3）確定半精車外圓72 0 0.074mm 及外圓84 .3 0 0.087mm 的切削

18、用量。 （4）確定半精鏜孔（5）確定半精鏜孔2.基本時間：55 . 639 . 70- 0 .0740- 0 .062mm 的切削用量。 mm 的切削用量。 公式與粗車時相同，所以可算得：（1）半精車小端面 1mm：6s（2）半精車小端面側外圓面至72 .3 0mm： 8s- 0 .074（3）半精車臺階面，保證其與小端面19 .5 - 0.017mm：0.037（4）半精車外圓面至86 00.087mm：（5）半精車外圓面至72 00.074mm：（6）半精車外圓面至84 .3 0.087 mm0（7）半精車臺階面，保證其與小端面124 .5 - 0 .06mm：0.04（8）半精鏜孔至 5

19、5 .6 - 0 .074 mm：0（9）半精鏜孔至 39 .7 -00 .062 mm：4.2.2 安裝 2 切削用量及基本時間的確定與安裝 1 選擇同樣刀具，車環形槽采用高速鋼成型切槽刀。采用安裝 1確定切削用量的方法，得本安裝的切削用量及基本時間見表 4-2。表 4-2切削用量及基本時間表工步ap/mmf/(mmr-1 ） v/(m min -1 ） n/(r s-1）T i/s半精車大端面10.27251.210.1716半精車外圓0.1130 0半精鏜孔至056 -0.038半精車槽車溝槽4.3 工序 25 安裝 1 切削用量及基本時間的確定該工序采用 M131W 萬能磨床加工，磨削孔至56 0-0 .