機械制造技術(shù)課程設計說明書講解

1、目錄第一章 蓋板的加工工藝規(guī)程 1.1.1 序言1.1.2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1.3 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 3.1.4 選擇加工方法，制定工藝路線 4.1.5工序設計 5.1.6 確定切削用量及基本時間 6.第二章 S 刀片 45偏頭外圓車刀設計 7.2.1 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu) 8.2.2選擇刀片材料 1.0.2.3 選擇車刀合理角度 1.02.4選擇切削用量 1.0.2.5 選擇刀片型號和尺寸 1.02.5.1 選擇刀片有無中心固定孔1.02.5.2 選擇刀片形狀 1.12.5.3 選擇刀片精度等級 1.12.5.4選擇刀片邊長內(nèi)切圓直徑d（或刀片邊長 L） 1

2、. 12.5.5選擇刀片厚度 S 1.1.2.5.6 選擇刀尖圓半徑 r 1.12.5.7 選擇刀片切屑槽型式和尺寸 1. 12.6 確定刀墊型號和尺寸 1.22.7 計算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀槽幾何角度之間 的關系 1.2.2.7.1刀桿主偏角 1.22.7.2 刀槽刃傾角sg 1.2.2.7.3刀槽前角 og刀槽底面可看作前刀面， 則刀槽前刀角 og 的計算公式為： 1.2.2.7.4 驗算車刀后角0 1.32.7.5刀桿副偏角 Krg 1.32.7.6檢驗車刀副后角 o 1.42.8 選擇刀桿材料和尺寸 1.62.8.1選擇刀桿材料 1.62.8.2選擇刀桿尺寸 1

3、.62.9 選擇偏心角及其相關尺寸 1.62.9.1. 選擇偏心銷材料 1.62.9.2選擇偏心銷直徑 dc 和偏心量 e 1. 62.9.3計算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前面上的位置 1. 7第三章 實訓總結(jié) 1.8.參考文獻 1.9.第一章 蓋板的加工工藝規(guī)程1.1 序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、 技術(shù)基礎課以及 大部分專業(yè)課之后進行的 .這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深 入的綜合性的總復習 ,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練 ,因此 ,它在我們四年的大學 生活中占有重要的地位。就我個人而言， 我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一 次適應性訓練

4、， 從中鍛煉自己分析問題、 解決問題的能力， 為今后的畢業(yè)設計和 未來從事的工作打下良好的基礎。由于能力所限， 經(jīng)驗不足，設計尚有許多不足之處， 懇請各位老師多加指教。1.2 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1、零件的作用題目所給的零件是蓋板， 主要作用是封閉， 對側(cè)面和內(nèi)腔的加工要求低， 對 下表面的加工精度要求比較低， 對上表面的表面粗糙度要求也較低。 而對孔的精 度要求很高，尤其是 11mm的孔有平行度和同軸的要求，加工有困難但是毛坯 直接鑄造出，可降低難度。零件圖及零件的三維圖和圖 2。圖二2、零件的工藝分析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(shù)要 求齊全

5、。 但下表面的精度較高。 要進行精銑才能達到粗糙度要求。 零件材料為球 墨鑄鐵 QT450-10。零件材料為球墨鑄鐵 QT450-10。從零件圖上可以看出，閥腔 零件還算比較規(guī)則，屬于箱體零件，上、下端面通過粗銑、精銑即可達到所需表 面粗糙度。3、零件的生產(chǎn)類型依設計題目知： Q=4000 臺/年，n=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率 和廢 品率 分別取 10%和 1%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領N=40001（ 1+10%） （1+1%）=4444件/年 對于零件質(zhì)量，查機械制造技術(shù)基礎課程設計指南表 2-1 （生產(chǎn)類型與生產(chǎn) 綱領的關系）知其屬于輕型零件，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。1.3 選擇毛坯

6、，確定毛坯尺寸，設計毛坯圖1、選擇毛坯零件的材料為 QT450-10，力學性能 b 450，硬度： 160210HBS，基本 組織碳素體，能承受沖擊、振動。從提高生產(chǎn)效率和保證加工精度方面考慮，由 于零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)， 零件的輪廓不大， 選用砂型鑄造，采用機器造型， 鑄造精度 2 級，鑄件應符合 JB9140-1999容積式壓縮機球墨鑄鐵技術(shù)條件的規(guī)定，能夠保證鑄件的尺寸要求， 由于鑄件的主要缺點是力學性能差， 故鑄件需 進行回火處理。2、確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差（ 1）已知鑄造方法為砂型鑄造機器造型， 零件圖最大輪廓尺寸為 335.5mm， 所以由機械制造技術(shù)基礎課程設計指南

7、表 5-5 （毛坯鑄件典型的機械加工 余量等級）取機械加工余量等級為 F 級，由機械制造技術(shù)基礎課程設計指南 表 5-4 （要求的鑄件機械加工余量） 查得 RMA=2.5m；m（ 2）已知毛坯材料是球墨鑄鐵，且鑄造方法為砂型鑄造機器造型，所以查機 械制造技術(shù)基礎課程設計指南表 5-1 （大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級） ， 選取毛坯鑄件的公差等級為 CT9，由機械制造技術(shù)基礎課程設計指南表 5-3 （鑄件尺寸公差） 取上下端面 CT=2.2mm，孔 100 CT=2.2mm, 孔 65 CT=2.2mm, 孔 76 CT=2.2mm,（公差帶應相對于基本尺寸對稱分布） 。3. 確定毛坯尺寸及公

8、差等級 （機械制造技術(shù)基礎課程設計指南表 5-15） 由機械制造技術(shù)基礎課程設計指南表達式 5-3 可知：R=F+RMA+CT/2（ RMA與鑄件其他尺寸之間的關系）R=F+2RMA+CT/2（ 雙側(cè)機械加工）R=F-2RMA-CT/2 （內(nèi)圓面機械加工）（其中 F 為零件基本尺寸）項目上下端面100657620公差等級9999加工面基本尺寸 F/mm851006576鑄件尺寸公差 CT/mm2.22.22.22.2機械加工余 量等級FFFFRAM/mm2.52.52.52.5毛坯基本尺寸 R/mm929361694. 設計毛坯圖（ 1）確定拔模斜度 根據(jù)機械制造工藝設計手冊查出拔模斜度為 5

9、（ 2）確定分型面 由于毛坯形狀前后對稱，且最大截面在中截面，為了起模 及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯移所以選前后對稱的中截面為分型面。（ 3）毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應力，改善切削性能，在鑄件取出后要 做人工時效處理。另附毛坯圖圖紙。1.4 選擇加工方法，制定工藝路線1. 定位基準的選擇（1）粗基準的選擇：粗基準選擇時，應考慮到加工表面和不加工表面之間的位 置尺寸，合理分配各表面的加工余量， 毛坯誤差對加工的影響等， 粗基準的選擇 對后面精加工至關重要，從零件圖可以看出，蓋板零件比較規(guī)則，為保證上、下 端面的位置精度要求， 選擇蓋板頂面作為粗基準， 根據(jù)粗基準選擇原則 （即當零 件有不

10、加工表面時， 應以不加工表面作為粗基準， 若零件有若干個不加工表面時， 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為粗基準）來選取。（2）精基準的選擇：精基準的選擇主要考慮基準重合問題，根據(jù)蓋板的技 術(shù)要求，選擇底面作為精基準。2. 零件表面加工方法的選擇本零件的加工表面有上下端面、內(nèi)孔、槽、以及小孔等。材料為QT450-10。以公差等級和表面粗糙度要求，參考相關資料，其加工方法選擇如下：1 、蓋板的上端面 公差等級為 IT10 級，表面粗糙度為 Ra6.3mm ，只需粗銑 即可達到精度要求。2 、蓋板的下端面 公差等級為 IT8 級，表面粗糙度為 Ra1.6um ，需粗銑、精 銑。3

11、、制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能 達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下 , 可以考慮采用在鏜床上配以夾具 , 并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。 除此之外， 還應當考慮經(jīng)濟效果， 以便使生產(chǎn) 成本盡量下降。查機械制造工藝設計簡明手冊 ，選擇零件的加工方法及工藝 路線方案如下： 工藝路線 :工序 1：鑄件回火工序 2：以上表面為基準銑下表面，以下表面為基準銑上表面并鉆上面的孔至 相應尺寸工序 3：以右端面為基準精銑削左端面上的方槽至相應尺寸。工序 4：以后端面為基準進行加工孔并對其進行擴，絞的精加工。工序 5：去毛刺。1.5 工序設計1. 選擇加工

12、設備與工藝裝備（ 1）選擇機床 根據(jù)不同的工序選擇機床 工序 2。各工序的工步數(shù)不多，中批量生產(chǎn)不要求很好的生產(chǎn)率，故選用 數(shù)控銑床即可滿足，精度要求一般。 工序 4 鉆、擴、鉸、锪孔，本工序從加工要求和尺寸考慮，可選用 Z525 型鉆床進行加工。（ 2）選擇夾具 本零件加工時均采用專用夾具進行加工（3）選擇刀具本次蓋板工序設計中， 主要加工孔和面， 機床的選用比較集中， 刀具的選擇比 較單一，選擇如下：.銑刀依據(jù)資料選擇硬質(zhì)合金端銑刀。.鉆孔時選用直柄麻花鉆，高速鋼鉆頭，鉆盲孔時鉆頭為莫式錐柄麻花鉆， 高速鋼鉆頭。 .擴孔時選用錐柄擴孔鉆，高速鋼鉆頭。 . 在臥式鏜床上加工的工序，粗鏜時選用

13、 YG8 硬質(zhì)合金鏜刀； .鉆螺紋孔12mm.攻絲 M12-6H 用直柄麻花鉆，機用絲錐。（ 4）選擇量具 本零件為中批量生產(chǎn)， 一般盡可能采用通用量具， 根據(jù)表面精度、 尺寸和形狀等要求，參考有關手冊資料2. 確定加工余量和工序尺寸1. 上下兩端面距離 80mm兩端面端面距離長度為 80mm，粗糙度要求為 6.3 ，加工余量為 2mm，粗加工1.5mm，精加工 0.5mm。2. 10 的內(nèi)孔，毛胚的直徑為 9mm，加工后為 10，粗糙度要求為 1.6 。粗鏜 9.8 再精鏜加 工到 10。3. 11 的內(nèi)孔毛胚的直徑為 9mm，加工后為 11。粗鏜 10.8 再精鏜加工到 110。1.6 確

14、定切削用量及基本時間1、 工序 3：粗銑下表面的切削用量及基本時間確定1）切削用量背吃刀量 p =3.5 mm，進給量 ? z =0.25 mm z。、確定切削速度和工作臺每分鐘進給量? Mz 根據(jù)表 2-17 中公式計算：kvCvdqvTmapxv f yv zaeuvzpv式中， CV =245， qv =0.2, xv =0.15, yv =0.35, uv =0.2, pv =0, m =0.32,T =240 mm , ap =2.5 mm , f z =0.25 mm z , ae =120 mm , z=20, d =200 mm , kv =1.0.mm0.2245 200 0

15、.2v 0.3 2 0.1 5 0.3 5 0.2 0 = 66.6 m/min240 2.5 0.25 120 20n 1000 66.6 =106.5 r min200根據(jù) X52K 型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表 5-72，選擇 n= 95r min = 1.58r s，則實際切削速度 v= 0.99m s，工作臺每分鐘進給量為?Mz =0.25 20 60 =300 m m min 。根據(jù) X52K 型立式銑床工作臺進給量表 5-73 選擇?Mz =300mm min ，則實際的每齒進給量為 fz =0.25 mm z 。所確定的切削用量為 fz=0.25mm/z, ? Mz =300mm mi

16、n ,n=95r/min,V=0.99m/s2）、基本時間，根據(jù)機械制造課程設計指南表 2-28：Tj l l1 l 2 iTj f ifMz式中: l =198 mm22l1 0.5(d(d2 ae2) (13) =23mml2 3i =2基本時間:Tj198 23 3 2 1.49minj 300第二章 S 刀片 45偏頭外圓車刀設計已知: 工件材料 GCr15 ，使用機床 CA6140，加工后 dm=30,Ra=3.2, 需粗、半精車完成，加工余量 4.0mm，設計裝 S 刀片 45偏頭外圓車 刀。設計步驟：2.1 選擇刀片夾固結(jié)構(gòu)考慮到加工是在 CA6140普通機床上進行，屬于連續(xù)切削

17、，參照表 2-1 典型 車刀夾固結(jié)構(gòu)簡圖和特點，采用偏心式刀片夾固結(jié)構(gòu)。2.2 選擇刀片材料由原始條件結(jié)構(gòu)給定：被加工工件材料為 GCr15，連續(xù)切削，完成粗車、半 精車兩道工序，按照硬質(zhì)合金的選用原則，選取刀片材料(硬質(zhì)合金牌號)為 YG6。2.3 選擇車刀合理角度根據(jù)刀具合理幾何參數(shù)的選擇原則， 并考慮到可轉(zhuǎn)位車刀： 幾何角度的形成 特點，選取如下四個主要角度(1)前角=14，(2)后角=5,(3)主偏角 =45，(4)刃傾角 =5后角 0 的實際數(shù)值以及副后角和副偏角在計算刀槽角度時，經(jīng)校驗后確定。2.4 選擇切削用量根據(jù)切削用量的選擇原則，查表確定切削用量為：粗車時：切削深度 ap=3

18、 mm，進給量 f=0.6mm/r，切削速度 v=110m/min2.5 選擇刀片型號和尺寸2.5.1 選擇刀片有無中心固定孔由于刀片夾固結(jié)構(gòu)已選定為偏心式，因此應選用有中心固定孔的刀片2.5.2 選擇刀片形狀按選定的主偏角 =45，選用正方形刀片。2.5.3 選擇刀片精度等級選用 U 級2.5.4 選擇刀片邊長內(nèi)切圓直徑 d（或刀片邊長 L ）根據(jù)已選定的 ap,k r s ，可求出刀刃的實際參加工作長度 Lse。為；L se=apsinkr cos s3/sin45 /cos-5=4.259mmL1.5L se =6.389mm因為是三角形， Ld6.3892.5.5 選擇刀片厚度 S根據(jù)

19、 ap ,f，利用諾模圖，得 S 4.82.5.6 選擇刀尖圓半徑 r根據(jù) ap ,f, 利用諾模圖，得連續(xù)切削 r =1.22.5.7 選擇刀片切屑槽型式和尺寸根據(jù)條件，選擇 T 型。當?shù)镀吞柡统叽绱_定后，斷屑槽尺寸便可確定。確定刀片型號： TNUM160412 ，尺寸為 L=16.5mm,d=9.525mm,S=4.76mm,d1=3.81mm,m=13.097mm, r =1.2刀片參數(shù)： 粗車刀尖角 r =60 o ，刃傾角 sn=0，法后角 sn=0，法前角 sn =20，斷屑槽寬 Wn =3mm2.6 確定刀墊型號和尺寸硬質(zhì)合金刀墊型號和尺寸的選擇， 取決于刀片夾固結(jié)構(gòu)的需要及刀

20、片型號和 尺寸：適合于杠桿式夾固結(jié)構(gòu)的需要，并于刀片型號 TNUM160412 相對應的硬質(zhì) 合金刀墊得型號為： T27B,其具體尺寸為：L=25.77,d=14.88,S=4.76,d1=7.6,r =1.2,D=8,C=2.02.7 計算刀槽角度可轉(zhuǎn)位車刀幾何角度、刀片幾何角度和刀 槽幾何角度之間的關系2.7.1 刀桿主偏角K rg =K r =452.7.2 刀槽刃傾角 sgsg = s =-52.7.3 刀槽前角 og 刀槽底面可看作前刀面，則刀槽前刀角 tanog的計算公式為：tan o cos nsb1 tan o tan nb cos stan og將 o=14， nb =20，

21、 s =-5 代入式得： tan og =-0.097則 og =-52.7.4 驗算車刀后角 0車刀后角 0 的驗算公式為1 tan nb tan og cos stan 0 = (tan nb tan ogcos s)cos s當 nb =0時，則tan 0 =-tan og cos s2將 og =-5 ， s =-5 代入得: tan 0 =-tan-5 o cos2 -5o =0.09則0 =5.14與所選后角值相近，可以滿足切削要求而刀桿后角 og = 0故 og =5.14 ，取 og =52.7.5 刀桿副偏角 Krg K rg=Kr而 K r =180-Kr - r又rgr

22、， K rg=K rKrg =180-Krg - rg =180-K r - r車刀刀尖角 r 的計算公式為cos r =cot rb 1 (tan og cos s)2 tan og sin scos s將 rb =60， og =-5 ， s =-5 代入2得 cos r =cos rb 1 (tan og cos s )2 tan og sin s cos s=cos60 1 (tan( 5o )cos( 5o)2 tan( 5o )sin( 5o)cos( 5o) cos r =0.4924則 r =60.50 故Krg = Kr =180-45 -60.50 =74.50 取K rg

23、 7=4.5 2.7.6 檢驗車刀副后角 o 車刀副后角 o 的驗算公式為（tan nb tan og cos rg ）cos rg tan o = 1 tan nb tan o cos rg當 nb =0時，則式為tan o =-tan og cos2 rg而tan og =tanog cos rg +tan rg sin rgtan rg =tan og sin rg +tan rg cos rg將 og =-5 ， rg = r =-5 ， rg = r =60.50 代入得:tan og=tan（-5）cos60.50+tan（-5）sin60.50 =-0.1192-則og =-6.

24、80 tan rg =tan（ -5 ）sin60.50 +tan（-5 ）cos60.50 =-0.1192則rg =-6,80 再將 og =-6.80 ， og =-6.80 代入式得:tan o =-tan（-6.80 ）cos2 （ -6.80 ）=0.118則o =6.71 可以滿足切削要求而刀桿副后角 og = o故 og =6.71 ，取 o g =7綜合上述計算結(jié)果，可以歸納為：車刀的幾何角度為o =15， o=6.80 ，K r =45，K r =74.50 ， s =-5 ， o =6.71 刀桿于刀槽的幾何角度為；og =-5 ， og=5，K rg =45，K rg

25、=74.50 ， rg =5， o g =72.8 選擇刀桿材料和尺寸2.8.1選擇刀桿材料選用 45 鋼為刀桿材料，熱處理硬度為 HRC38-45。2.8.2選擇刀桿尺寸1.選擇刀桿截面尺寸因為加工使用 CA6140 普通車床，其中心高為 200mm，并考慮到為提高刀 桿，選取刀桿截面尺寸 B H=20 25mm由于切削深度 ap =3mm，進給量 f=0.6mm/r ，可以不必校驗刀桿強度。2.選擇刀桿長度尺寸選取刀桿長度為 150mm2.9 選擇偏心角及其相關尺寸2.9.1. 選擇偏心銷材料偏心銷材料選用 40Cr 熱處理硬度為 HRC40-45,發(fā)藍。2.9.2 選擇偏心銷直徑 dc

26、和偏心量 edc=d1-(0.20.4)mm前面已經(jīng)選定 d1=6.35mm,括號內(nèi)取最大值 0.4 則 dc=6.35-0.4=5.95mm偏心值 e 即e1 do22d2211 12 =1 ，e0.13do=0.13 為使計算方便，取1=2=0.13 ， do=d2， 5.95=0.77mm，取 e=0.75mm為使刀片夾固可靠， 選用自鎖性能較好的螺釘偏心銷， 并取螺釘偏心銷轉(zhuǎn)軸直徑 d2為 M6。2.9.3 計算偏心銷轉(zhuǎn)軸孔中心在刀槽前面上的位置將 m 和 n 求出d d1 dom = esin cos ，22d d1 don = ecos sin22根據(jù)前邊已選定的各尺寸得知：d1=6.35mm， d=15.875mm ， do=5.95mm ， e=0.75mm ， 取 =30代入公式得出 m=8.14mm， n=7.19mm第三章 實訓總結(jié)經(jīng)過兩個星期的機械制造技術(shù)課程設計， 充分了解了夾具在制造系統(tǒng)的重要 作用。夾具對加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本有著直接的影響。是能否高效、便捷 生產(chǎn)出合格、優(yōu)質(zhì)零件的保證。閥腔的加工工藝及刀具設計過程，