机械零件的加工工艺规程模板.doc

机械制造工艺
课程设计说明书

题目：设计“最终传动装置”零件机械加工工艺规程（大批生产）

系 别 物 理 和 机 电 工 程 系
专 业机械设计制造及其自动化
姓 名 张荣华
学 号 0663132
指导老师 邓 志 勇

三 明 学 院
年 6 月 10 日

机械制造工艺学课程设计任务书

题目：设计“最终传动箱盖”零件机械加工工艺规程（大批生产）

设计要求： 1、未注明铸造圆角R2～3
2、铸件表面不得有粘砂，裂纹等缺点
3、材料：HT150
4、去毛刺、锐棱
5、铸件应消除内应力

内容：1.课程设计说明书 1份
2.零件图 1张
3.毛坯图 1张
4.机械加工工艺过程综合卡片 1张
5.机械加工工序卡片 3张

目 录

序言 ……………………………………………………………………………… 2
一、零件分析 …………………………………………………………………… 2
（一）零件作用 …………………………………………………………… 2
（二）零件分析 …………………………………………………………… 2
二、工艺规程设计 …………………………………………………………………… 2
（一）确定毛坯制造形式 …………………………………………………… 2
（二）基面选择 …………………………………………………………… 2
（三）制订工艺路线 ………………………………………………………… 3
（四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定 ……………………… 4
（五）加工基础时间（机动时间） …………………………………………… 11
三、总结 …………………………………………………………………………… 13
四、参考文件 ……………………………………………………………………… 13

序言
机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学全部基础课、技术基础课和大部分专业课以后进行.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程一次深入综合性总复习,也是一次理论联络实际训练,所以,它在我们四年大学生活中占相关键地位。
课程设计关键目标：
（1）经过课程设计使我们综合利用机械制造工艺学课程及相关必修课程知识，起到巩固、融会贯通及拓展相关机械制造方面知识作用，树立正确设计思绪；
（2）经过课程设计实践，培养了学生分析和处理工程实际问题能力，使我们掌握机械零件设计、加工及检验方法；
（3）提升了我们设计和分析能力，如计算能力、绘图能力、计算机辅助设计能力等，同时，也使我们熟悉设计资料及手册使用
就我个人而言，我期望能经过这次课程设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、处理问题能力，为以后参与祖国“四化”建设打下一个良好基础。
一、零件分析

（一）、零件作用
最终传动箱盖在车床传动机构中，关键预防灰尘和外面环境影响起到密封作用，使机床传动能够正确根据要求工作，取得所需速度和扭矩作用。最终传动箱盖给确保最终传出速度提供一个密封环境，使其不受其它原因影响，更能够有效地润滑和运转，预防里面零件快速磨损。

（二）、零件工艺分析
最终传动箱盖共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述以下：
1. 以上平面为基准加工下表面
这一组加工表面包含：上下端面有平面度要求，上平面孔有同轴度要求 且下面孔φ16平面有表面有粗糙度要求
2. 以下平面为基准加工孔φ16
这一组加工表面包含：φ16孔，和其上下两个端面。
这两组表面有一定位置度要求,即φ7 孔和φ14 孔有同轴度要求。
由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

二、工艺规程设计
(一)确定毛坯制造形式
零件材料为HT150。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。

（二）基面选择
基面选择是工艺规程设计中关键工作之一。基面选择得正确和合理能够使加工质量得到确保，生产率得以提升。不然，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，是生产无法正常进行。
（1）粗基准选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面工件，则应以和加工表面要求相对位置精度较高不加工表面作粗基准。依据这个基准选择标准，现选择不加工外轮廓上表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这个关键定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最终1个自由度，达成完全定位,然后进行铣削。本工艺路线只有第2工序需要用到粗基准，即工序2 粗铣 半精铣底面/以上端面为粗基准。其中φ16圆柱面整个粗基准选择过程符合先粗后精和先面后孔标准。在整个加工过程是起到基准作用；φ16内孔在钻孔时也起到粗基准作用。
（2）精基准选择。关键应该考虑基准重合问题。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算。本工艺路线精基准选择以下：粗铣下端面/以上平面及φ16外围为基准；粗铣 半精铣上端面/以底面及φ16外围为基准；钻扩两孔φ16/以底面为基准；粗镗 半精镗孔φ16/以底面为粗基准；攻螺纹孔M16孔/以上端面为基准；钻孔φ7孔/以上端面为基准；精绞,精绞孔φ14/以φ7内孔为基准。

（三）制订工艺路线
制订工艺路线得出发点,应该是使零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理确保,在生产纲领已确定情况下,能够考虑采取万能性机床配以专用工卡具,并尽可能使工序集中来提升生产率。除此之外，还应该考虑经济效果，方便使生产成本尽可能下降。
1、工艺路线方案一:
工序1 铸造毛坯
工序2 以底面为基准钻扩孔φ16
工序3 以孔φ16为基准半精铣底面
工序4 以底面为基准锪倒角2X45°攻螺纹M16
工序5 以孔φ16为基准半精铣底面
工序6 以底面为精基准粗铣半精铣上平面
工序7 以上平面为精基准钻扩孔φ7
工序8 以φ7中心线为基准钻扩孔φ14
工序9 以φ14为基准锪平φ14
工序10 去毛刺 清洗
工序11 终检
2、工艺路线方案二:
工序1 铸造毛坯
工序2 以上平面为粗基准粗铣底面
工序3 以地面为精基准粗铣 半精铣上端面
工序4 以上平面为精基准钻孔φ16
工序5 扩孔和绞孔φ16孔并锪倒角2X45°
工序6 以孔φ16中心线为基准攻螺纹M16
工序7 再以上平面钻扩孔φ7。
工序8 以孔φ7为基准钻扩孔φ14
工序9 以孔φ7为基准锪平φ14
工序10 去毛刺 清洗
工序11 终检
3、工艺方案比较分析:
上述两方案:方案一 是先加工内孔φ16, 再以φ16孔为基准加工底面，然后加工上平面,而方案二 先加工底面,以底面为基准加工各面及φ16内孔.由方案一可见φ16孔为基准加工底面精度易于确保,再以底面为基准加工上平面及孔各面基垂直度要求 ,可确保便于定位加工，符合中批生产要求,而方案二较为合理适合于大批量生产。所以，最终加工路线确定以下：
工序1 铸造毛坯
工序2 粗铣 半精铣底面/以上平面为基准，选择X52K立式和专用夹具
工序3 粗铣 半精铣上端面/以底面为基准
工序4 准钻孔φ16/以底面及φ26外围为基准
工序5 扩孔和绞孔φ16孔并锪倒角2X45°以底面为基准选择Z3025摇臂钻床和专用夹具
工序6 以孔φ16中心线为基准攻螺纹M16   选择T611卧式铣镗床和专用夹具。
工序7 钻孔φ7 /以上端面为基准 选择Z3025摇臂钻床及
专用夹具
工序8 以孔φ7为基准钻扩孔φ14 选择Z3025摇臂钻床及
专用夹具
工序9 以孔φ7为基准锪平φ14 选择T611卧式铣镗床和专用夹具。
工序10 去毛刺清洗
工序11 终检,

（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确实定
最终传动箱盖材料为HT150 HB170¬—240，毛坯重量约6.0Kg生产中批采取金属型铸造毛坯。
依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸以下：
4.1孔表面（公差查《交换性和测量技术》p39表3-2）

表2-2 孔加工内容及余量

加工表面
加工
内容
加工
余量
精度等级
表面粗糙度/
工序余量
最小
最大

钻孔
10mm
IT10
12.5
9.960mm
10mm
扩孔
3mm
IT10
12.5
2.930mm
3.124mm

粗镗
1.8mm
IT10
3.2
1.73mm
1.924mm
半精镗
0.2
IT9
1.6
0.154mm
0.442mm

4.2平面工序尺寸（公差查《交换性和测量技术》p39表3-2）
表2-3 表面加工加工内容及余量
工序号
工序
内容
加工
余量
基础
尺寸
经济
精度
工序尺寸及偏差
工序余量
最小
最大
01
粗铣下端面T1
4mm
48mm
IT8

1.5mm
4.547mm
02
粗铣上端面T2
2mm
48mm
IT9

1.5mm
3.574mm
03
精铣上端面T2
1mm
48mm
IT7

1.5mm
2.525mm

（五）加工基础工时(机动时间)
工序2 粗铣底面
2.1 粗铣
1）、选择刀具：
依据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。
2）、确定铣削深度a p：
单边加工余量Z=2，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=2mm
3）、确定每齿进给量fz:
依据《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kwX51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，因为是粗铣，取较大值。现取：
fz=0.18mm/z
4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：
依据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，依据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm硬质合金端铣刀耐用度T=180min。
5）、确定切削速度Vc：
依据《切削手册》表3.16能够查Vc：
由 ap=2mm fz=0.18mm/z，查得
Vc=77mm/z n=245mm/z Vƒ=385mm/z
依据X51型立铣床说明书（表4.2-35）
nc=255 r/min Vƒc=400 mm/min (横向)
实际切削速度和齿进给量：C=πd0n /1000 =3.14×100×255 / 1000 =80 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =400 / 255×10=0.157mm/z
6）、计算基础工时
tm = L / f
式中 L=176mm 依据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35 则L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min
工序3 粗铣 半精铣上端面
3.1 粗铣
1）、选择刀具：
依据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。
2）、确定铣削深度a p：
单边加工余量Z=2，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=2mm
3）、确定每齿进给量fz:
依据《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kwX51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，因为是粗铣，取较大值。现取：
fz=0.18mm/z
4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：
依据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，依据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm硬质合金端铣刀耐用度T=180min。
5）、确定切削速度Vc：
依据《切削手册》表3.16能够查Vc：
由 ap=2mm fz=0.18mm/z，查得
Vc=77mm/z n=245mm/z Vƒ=385mm/z
依据X51型立铣床说明书（表4.2-35）
nc=255 r/min Vƒc=400 mm/min (横向)
实际切削速度和齿进给量：C=πd0n /1000 =3.14×100×255 / 1000 =80 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =400 / 255×10=0.157mm/z
6）、计算基础工时
tm = L / f
式中 L=176mm 依据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35 则L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min
3.2 半精铣
1）、选择刀具：
依据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10
2）、确定铣削深度ap：
因为单边加工余量Z=0.5，故一次走刀内切完，则：a p= 0.5 mm
3）、确定每齿进给量fz:
由《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kwX51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，半精铣取较小值。现取：
fz=0.14mm/z
4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：
依据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，依据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm硬质合金端铣刀耐用度T=180min。
5）、确定切削速度Vc：
依据《切削手册》表3.16能够查Vc：
由 ap≤4mm ƒz=0.14mm/z，查得：
Vc=110mm/z n=352mm/z Vƒ=394mm/z
依据X51型立铣床说明书（表4.2-35）
nc=380 r/min Vƒc=400 mm/min (横向)
实际切削速度和每齿进给量：C=πd0n /1000 =3.14×100×380 / 1000 =120 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =400 / 380×10=0.105mm/z
6）、计算基础工时
tm = L / f
式中 L=176mm 依据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35 则L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min
工序4 钻扩孔φ16
4.1 钻孔
1）、选择钻头
选择锥柄麻花钻(GB1438-85) 查表 d0=18
钻头几何形状(表2.1及表2.2)
双锥,修磨横刃 螺旋角β=30° 锋角2φ=100°后角α0=11° b=2mm L=4mm
2）、选择切削刀具
①进给量f
(1)按加工要求决定进给量: 依据表2.7 d0=18mm f=0.43~0.53mm/r
因为L/d=30/18=1.67 故应乘以孔深修正系数kcf=1  
f= 0.43~0.53 mm/r
(2)按钻头强度决定进给量
依据表2-8 当HBS=200 d=18mm 钻头强度许可进给量f=1.6mm/r
(3)按机床进给机构强度决定进给量
依据表2.9 当HBS>210 d0=≤20.5 机床进给机构许可轴向力为6960N
(Z3025钻床许可轴向力为7848N 见《设计手册》表4.2-11)进给量为0.6mm/r
从以上三个进给量比较可看出,受限制进给量是工艺要求,其值为 f=0.43~0.53mm/r
依据Z3025钻床,选择 f=0.5 mm/r
②决定钻头磨纯标准及寿命
由表2.12 当d0=14 时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm,寿命T=60min
③切削进度
由表2.15 HBS 170~240, f=0.5mm/r d>16c=16m/min
  n =1000/πd0=1000×16/(3.14×20)=254.7r/min
④检验机床扭矩及功率
依据表2.20 当f=0.5mm/r d0<19 时 mt=64.45 N*M
依据Z3025 钻床说明书 当nc=250r/min 时 Mm=80 N*M
依据表2.23 当HBS200 d0=20 f=0.53mm/r c=16m/min 时 Pc=1.1KW
查《设计手册》表4.2-11 PE=2.2KW
因为MC<Mm PC<PE 故选择之切削用量可用,即
f=0.5min/r nc=250r/min   c=16m/min
3）、计算基础工时
tm =L / nf
L=L+Y+Δ,L=30 mm 入切量及超切量由表2.29 查出Y+Δ=10mm
tm =L / nf=(30+10) / (250×0.5)=0.32min
两孔tm=0.32×0.2=0.64min
4.2 扩孔
(1)选择扩刀
选择硬质合金扩孔钻d0=19.8mm
钻头几何形状为r0=5° α0=8° kr=30° krζ=30° β=10° bα0=1mm
(2)选择进给量及切削进度
查《机械加工工艺手册》表11-15
切削速度=(1/2-1/3)钻
=(1/2-1/3) ×16
=8～5.3 m/min   取=6 m/min
n =1000v/πd0=1000×6 / 3.14 ×20 =95.5 r/min
查表2.10 d0=20 HB=200 时, f=0.9～1.1
依据Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r
(3)钻头磨纯标准及寿命
由表2.12 当 d0=20mm 时 ,扩孔钻后刀面最大磨损程度为0.6mm 寿命T=30 min
tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(30+10)/(125×1)=0.23min
两孔tm=2 ×0.32=0.64 min
工序5 攻螺纹M16
切削速度vs=0.1m/s=6 m/min fs=0.15mm/r
则ns =238 r/min
按机床选择nw=19.5r/min 则 vw=4.9 m/min fw=0.15mm/r
基础工时:L=6mm L1=3mm L2=3mm   攻M16孔
tm1=(L+L2+L1)/nf=(6+3+3)/195=0.06 min
两孔tm=2 ×0.06=0.12 min

工序6 φ16内孔2x45°倒角
选择卧式车床c620-1。因为最终切削宽度很大，故按成形车削制订进给量。依据手册机车床取
F=0.08mm/r （见《切削手册》表1.8）
当采取高速钢车刀时，依据通常资料，确定切削速度V=16m/min
则
按机床说明书取则此时切削速度为

切削工时 L=5mm L1=3mm

工序7 钻和扩孔φ7
一.钻孔φ7
1.锥柄麻花钻(GB1436-85) d=7.8 mm
钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃β=30°
  2φ=118°   be=3.5mm α0=12° ψ=55°
2.选择切削用量
(1)按加工要求决定进给量
依据表2.7 当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200
d0=7.8mm 时 f=0.36~0.44 mm/r
因为L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则
f =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r
(2)决定钻头磨纯标准及寿命
由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min
(3)决定切削速度
由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/min
n =1000c/πd0=1000×22/(3.14×20)=350 r/min
由钻床说明手册选择 n=400 r/min
3.计算工时
tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/400×0.4=0.26min
两孔tm=2 ×0.26=0.52 min
二.扩φ7孔
1.锥柄麻花钻(GB1436-85) d=5.2mm
钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃β=30°
  2φ=118°   be=3.5mm α0=12° ψ=55°
2.选择切削用量
(1)按加工要求决定进给量
依据表2.7 当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200
d0=7.8mm 时 f=0.36~0.44 mm/r
因为L/d=32/7.8=4 所以应乘以修正孔系数kcf=0.95 则
f =(0.36~0.44) ×0.95=0.34～0.42 mm/r 由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r
(2)决定钻头磨纯标准及寿命
由表2.12 ,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm 寿命T=35min
(3)决定切削速度
由表2.15 硬度HBS200～219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/min
n =1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=350 r/min
由钻床说明手册选择 n=400 r/min
3.计算工时
tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(6+10)/400×0.4=0.1 min
两孔tm=2 ×0.1=0.2 min
工序8 半精绞 精绞孔φ14
1.选择绞刀
查《设计手册》表3.1-19 选择硬质合金锥柄机用绞刀(GB4252-64) d=20mm
2.选择进给量f
(1)绞刀磨纯标准及寿命
由表2.12,当d0=20 mm 时 ,绞刀后刀面最大磨损取为0.5 mm 寿命T=45 min
(2)切削速度进给量f
查《切削手册》表2.25
铸铁硬度HBS200   d0=10~25 mm   ap=0.06~0.15 mm
(半精绞ap=0.07mm 精绞为ap=0.03mm 均在此范围)
f=0.2~0.4 mm/r c=10~15   m/min (无切削液)取c=15 m/min
依据钻床进给量查《设计手册》表4.2-13 取f=0.3mm/r
n=1000/πd0=1000×15/(3.14×20)=239 r/min
查表4.2-12 取nc=250 r/min
3.计算工时
tm =L / nf= L+Y+Δ/ nf=(32+10)/(250×0.3) ×2=1.12 min
工序10 锪平φ14
1.选择刀具查《设计手册》表3.1-4.1 选择中齿锯片铣刀(GB6120-85)
d=40 mm   L=4 mm z=20
2.刀具寿命
查表3.8 高速钢切断铣刀 d≤40T=45 min
3.切削用量
ap=12 mm一切走刀切断 fz=0.1 mm/z
查表3.27   c=54.9 m/min f=0.4mm/r
n=1000c /πd0=1000×54.9/(3.14×40)=437 r/min
依据x60 卧式铣床说明书《设计手册》表
机床主轴转速为nc=400 r/min
计算基础工时
tm =L / nf= L+Y+Δ/f=(72+35)/54.9=1.94 min
最终，将以上各工序切削用量、工时定额计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片。

三.总结
经过设计，培养了我独立思索问题和处理问题能力。树立了正确设计思想，掌握了零件产品设计基础方法和步骤。经过设计，使我能熟悉地查找和应用相关参考资料、计算图表、手册、图册和规范，熟悉相关国家标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必需含有基础技能训练。同时，我还学会了很多Word操作知识，CAD操作能力也得到了很大提升。同时为未来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、处理问题能力，为以后自己硕士生活打下一个良好基础。不过这次课程设计确实显得有点心有余而力不足，以前对基础知识没有很好掌握，以后需要多加巩固。
    在这次毕业设计中也使我们同学关系更深入了，同学之间相互帮助，有什么不懂大家在一起商议，听听不一样见解，让我们愈加好地了解知识，所以在这里很感谢帮助我同学。同时，也要感谢邓老师对我关心和帮助。本设计是在邓老师亲切关心和悉心指导下顺利完成。她严谨科学态度，严谨治学精神，精益求精工作作风，深深地感染和激励着我。在学业上邓老师给我巨大前进动力。在此再向帮助过我老师和同学致以真挚谢意和高尚敬意。

参考文件
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