..機械制造與修理工藝課程設計說明書設計題目：設計噴油泵彈簧座的機械加工工藝流程中南大學20XX12月26日目錄一、機械制造工藝學課程設計的目的..................................3二、機械制造工藝學課程設計的任務與要求............................3三、噴油泵下彈簧座零件圖..........................................4四、課程設計說明書1零件的分析1.1零件的作用.................................................51.2零件的工藝分析.............................................52零件的生產類型..................................................53毛坯的確定3.1確定毛坯類型和制造方法.....................................53.2估算毛坯的機械加工余量.....................................73.3繪制毛坯簡圖...............................................74零件的熱處理....................................................85定位基準的選擇5.1有關基準選擇的說明..........................................75.2確定零件的定位基準.........................................86擬定機械加工路線6.1選擇加工方法...............................................86.2擬定加工工藝路線...........................................97加工余量及工序尺寸的確定........................................108確定切削用量及工時..............................................12五、夾具設計........................................................25六、設計總結.....................................................26七、參考文獻.....................................................26一、設計的目的機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學、進行了生產實習之后所進行的又一個教學環節。它一方面要求學生通過設計來獲得綜合運用過去所學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力,另外,也為以后做好畢業設計進行一次綜合訓練和準備。學生應當通過機械制造工藝學課程設計在下述各方面得到鍛煉：能熟練運用機械制造工藝學課程中的基本理論以及在生產實習中學到的實踐知識,正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊、工藝路線安排、工藝尺寸確定等基本問題。為畢業設計時零件結構工藝性審查打下良好基礎。提高結構設計能力。學生必須設計出解決現場生產問題的、簡單可靠的工藝裝備。學會使用手冊及圖表資料。掌握與本設計有關的各種設計資料的名稱、出處,能夠做到基本熟練運用。設計任務與要求設計任務機械制造工藝學課程設計題目一律定為：設計××零件的機械加工工藝規程。生產綱領為成批生產或大量生產。設計出所指定零件的工藝卡片一套,含機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片。要求進度及時間分配如下：①明確機械制造工藝學課程設計的任務與要求,熟悉零件,對零件進行工藝分析和審查,占10%；②工藝規程占70%；③撰寫設計說明書,占20%?？ㄆ?需用手工填寫；說明書也用手工書寫；最后,將二者裝訂成冊。噴油泵下彈簧座零件圖課程設計說明書1零件的分析1.1零件的作用噴油泵下彈簧的作用是支撐柱塞的。1.2零件的工藝性分析〔a彈簧座內孔的精度較高,各內孔表面的相對位置要求較高。由零件圖上至下階梯孔Φ13.5,Φ18,Φ24.5,所形成的表面B面對C面的同軸度不大于0.1；D、E面對C面的垂直度允差0.05；F面對C面的垂直度允差0.1。〔b>D、E、C面具有較高的精度要求,表面粗糙度的值為1.6um,是加工的關鍵表面。B面表面粗糙度為3.2um,是加工的重要表面。〔c調質硬度HB250~300,表面氮化深度0.10~0.30,硬度不低于HRC65,Φ64的外端平面和Φ38的上端平面允許不滲氮?！瞕其余表面要求不高。2零件的生產類型由設計任務書知,零件為成批大量生產,故：毛坯的制造方法與加工余量：廣泛采用模鍛,機器造型等高效的方法；毛坯精度高,余量小。機床設備及機床布置：廣泛采用自動機床、專用機床,采用自動線或專用機床流水線排列。夾具及尺寸保證：高效專用夾具；定程及自動測量控制尺寸。刀具及量具：專用刀具、量具,自動測量。零件的互換性：全部互換,高精度偶件采用分組裝配、配磨。工藝文件的要求：編制詳細的工藝規程、工序卡片、調整卡片。生產率：高成本：底對工人的技術要求：對操作工人的技術要求較低,對調整工人的技術要求較高。3毛坯的確定3.1確定毛坯類型及制造方法零件材料為38CrMoAl,零件硬度不低于HRC65,且為成批大量生產,可確定毛坯類型為模鍛。毛坯為階梯圓臺,因為是成批大量生產,可以節省原材料。3.2估算毛坯的機械加工余量查《機械制造工藝簡明手冊》P49表2-10可得出,下端面的機械加工余量為3.8mm,Φ64圓柱面機械加工余量為1.9mm,上端面機械加工余量為3.8mm,Φ38圓柱面機械加工余量為1.5mm,F面的機械加工余量為2.9mm。3.3繪制毛坯簡圖4零件的熱處理鍛造毛坯在加工前,均需安排正火或退火處理,使鋼材內部晶粒細化,消除鍛造應力,降低材料硬度,改善切削加工性能。調質一般安排在粗車之后、半精車之前,以獲得良好的物理力學性能。表面淬火一般安排在精加工之前,這樣可以糾正因淬火引起的局部變形。精度要求高的軸,在局部淬火或粗磨之后,還需進行低溫時效處理。5定位基準的選擇5.1有關基準的選擇說明〔a粗基準的選用原則1、保證不加工表面與加工表面相互位置要求原則。當有些不加工表面與加工表面之間有相互位置要求時,一般不選擇加工表面作為粗基準。2、保證各加工表面的加工余量合理分配的原則。應選擇重要加工表面為粗基準。3、粗基準不重復使用的原則。粗基準的精度低,粗糙度數值大,重復使用會造成較大的定位誤差,因此,同一尺寸方向的粗基準,通常只允許使用一次。〔b精基準的選用原則1、基準重合原則。盡可能使設計基準和定位基準重合,以減少定位誤差。2、基準統一原則。盡可能使用同一定位基準加工個表面,以保證各表面的位置精度。如軸類零件常用兩端頂尖孔作為統一的定位基準。3、互為基準原則。當兩個加工表面間的位置精度要求比較高的時候,可用互為基準的原則反復加工。4、自為基準的原則。當要求加工余量小而均勻時,可選擇加工表面作為自身的定位基準。5.2確定零件的定位基準加工中,為了保證各主要表面的相互位置精度,選擇定位基準時,應遵循基準重合、基準統一和互為基準等重要原則,并能在一次裝夾中盡可能加工出比較多的表面,因此以C面軸線為精基準,以外圓面為基面。以上底面為粗基準,下底面為精基準。6擬定機械加工工藝路線6.1選擇加工方法根據加工表面的精度和粗糙度的要求,查《機械制造工藝設計簡明手冊》得到內孔、平面的加工方案加工表面表面粗糙度加工方案上下端面6.3粗車→半精車Φ38圓柱面6.3粗車→半精車Φ64圓柱面6.3粗車→半精車Φ64圓柱外端F面3.2粗車→半精車→磨600圓錐面6.3粗鏜→半精鏜Φ24.5孔1.6鉆→粗鏜→半精鏜→磨Φ18孔6.3鉆→粗鏜→半精鏜Φ13.5孔6.3鉆→鉸過渡槽1.6粗銑→精銑→磨四個圓弧6.3粗銑→半精銑倒角6.3粗車→半精車寬12.5及17開槽6.3粗銑→半精銑6.2擬定加工工藝路線工序號工序名稱工序內容設備定位基準1檢驗毛坯檢驗2熱處理正火回火爐3粗車端面打中心孔粗車上下端面,打中心孔上下端面互為基準4粗車粗車Φ38圓柱外圓,Φ64圓柱外圓上下兩端面中心孔5半精車半精車Φ38圓柱外圓,Φ64圓柱外圓上下兩端面中心孔6粗車粗車F面上下兩端面中心孔7鉆鉆Φ23,Φ17,Φ13孔8粗銑過渡槽Φ38圓柱外圓面9鉸鉸Φ13.5孔10粗鏜粗鏜Φ17.8,Φ24.2孔,600圓錐面11半精車半精車上下端面12粗車粗車上下倒角13半精車半精車上下倒角14半精車半精車F面15半精鏜半精鏜Φ18,Φ24.4及600圓錐面16半精銑過渡槽17粗銑粗銑寬12.5及寬17開槽18半精銑半精銑寬12.5,17開槽19粗銑四個圓弧20半精銑四個圓弧21滲氮22磨磨F面23磨磨過渡槽24磨磨24.5孔7加工余量與工序尺寸的確定上端面的加工余量查《簡明機械加工工藝手冊》〔以下簡稱"簡明手冊"P108表7-1的加工余量粗車2.8mm半精車1mm2.下端面的加工余量查《簡明手冊》P108表7-1的加工余量粗車2.8mm半精車1mmΦ64圓柱外圓的加工余量查《簡明手冊》P108表7-3的加工余量粗車1mm半精車0.9mmΦ38圓柱面外圓的加工余量查《簡明手冊》P108表7-3的加工余量粗車1mm半精車0.5mmF面的加工余量查《簡明手冊》p108表7-4表7-10的加工余量粗車2mm半精車0.6mm磨0.3mmΦ13.5孔的加工余量查《簡明手冊》p111表7-11及表7-13的加工余量鉆13mm鉸0.5mmΦ18孔的加工余量查《簡明手冊》p111表7-11及表7-13的加工余量鉆17mm粗鏜0.8mm半精鏜0.2mmΦ24.5孔的加工余量查《簡明手冊》p111表7-11及表7-13的加工余量鉆23mm粗鏜1.2mm半精鏜0.2mm磨0.1mm上倒角的加工余量查《簡明手冊》p108表7-3的加工余量粗車2mm半精車1mm下倒角的加工余量查《簡明手冊》p108表7-3的加工余量粗車0.7mm半精車0.3mm8確定切削用量及工時工序三粗車上下端面1.加工條件工件材料：38GrMoAl選取用模鍛。加工要求：粗車上端面,然后粗車下端面。車床：查《工藝手冊》選用C620-1臥式車床。刀具：因為C620-1臥式車床中心高為200mm,故選用刀桿B×H=16mm×25mm,刀片厚度為4.5mm。刀具材料選YT15牌號硬質合金鋼。計算切削用量粗車上端面確定進給量f：刀桿尺寸為16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直徑為41mm時f=0.4~0.5mm/r取f=0.5mm/r計算切削速度：車刀后刀面最大磨損量取為1mm,車刀壽命T=60min根據表1.27切削速度的計算公式為〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數《切削手冊》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均見表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min確定機床主軸轉速==621.87r/min,根據C620-1車床說明書,〔《切削手冊》1.30>,選擇nc=610r/min計算切削工時式中L=l+y+△,l=20.5mm,根據表1.26,車削時的入切量及超切量y+△=19mm,則L=39.5mm。故Tm=39.5/<610×0.5>=0.1295min〔2粗車下端面確定進給量f：刀桿尺寸為16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直徑為67.8mm時f=0.5~0.7mm/r取f=0.6mm/r計算切削速度：車刀后刀面最大磨損量取為1mm,車刀壽命T=60min根據表1.27切削速度的計算公式為〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數《切削手冊》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均見表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min確定機床主軸轉速==375.87r/min,根據C620-1車床說明書,〔《切削手冊》1.30>,選擇nc=380r/min計算切削工時式中L=l+y+△,l=33.9mm,根據《切削手冊》表1.26,車削時的入切量及超切量y+△=19mm,則L=52.9mm。故Tm=52.9/<380×0.6>=0.232min 工序四粗車Φ38圓柱外圓,Φ64圓柱外圓1.加工條件工件材料：38GrMoAl選取用模鍛。加工要求：粗車Φ38圓柱外圓,Φ64圓柱外圓車床：查《工藝手冊》選用C620-1臥式車床。刀具：因為C620-1臥式車床中心高為200mm,故選用刀桿B×H=16mm×25mm,刀片厚度為4.5mm。刀具材料選YT15牌號硬質合金鋼。2.計算切削用量〔1粗車Φ38圓柱外圓確定進給量f：刀桿尺寸為16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直徑為41mm時f=0.4~0.5mm/r取f=0.5mm/r計算切削速度：車刀后刀面最大磨損量取為1mm,車刀壽命T=60min根據表1.27切削速度的計算公式為〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數《切削手冊》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均見表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min確定機床主軸轉速==621.87r/min,根據C620-1車床說明書,〔《切削手冊》1.30>,選擇nc=610r/min計算切削工時式中L=l+y+△,l=13.1mm,根據表1.26,車削時的入切量及超切量y+△=2mm,則L=15.1mm。故Tm=15.1/<610×0.5>=0.0495min〔2粗車Φ64圓柱外圓確定進給量f：刀桿尺寸為16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直徑為67.8mm時f=0.5~0.7mm/r取f=0.6mm/r計算切削速度：車刀后刀面最大磨損量取為1mm,車刀壽命T=60min根據表1.27切削速度的計算公式為〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數《切削手冊》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均見表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min確定機床主軸轉速==375.87r/min,根據C620-1車床說明書,〔《切削手冊》1.30>,選擇nc=380r/min計算切削工時式中L=l+y+△,l=7.9mm,根據表1.26,車削時的入切量及超切量y+△=2mm,則L=9.9mm。故Tm=9.9/<380×0.6>=0.04342min工序五半精車Φ38圓柱外圓,Φ64圓柱外圓1.加工條件工件材料：38GrMoAl選取用模鍛。加工要求：半精車車Φ38圓柱外圓,Φ64圓柱外圓車床：查《工藝手冊》選用C620-1臥式車床。刀具：因為C620-1臥式車床中心高為200mm,故選用刀桿B×H=16mm×25mm,刀片厚度為4.5mm。刀具材料選YT15牌號硬質合金鋼。2.計算切削用量〔1半精車Φ38圓柱外圓確定進給量f：刀桿尺寸為16mm×25mm,表面粗糙度Ra=6.3,副偏角kr’=5,得f=0.55~0.7mm/r取f=0.6mm/r計算切削速度：車刀后刀面最大磨損量取為1mm,車刀壽命T=60min根據表1.27切削速度的計算公式為〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數《切削手冊》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均見表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min確定機床主軸轉速==653.433r/min,根據C620-1車床說明書,〔《切削手冊》1.30>,選擇nc=610r/min計算切削工時式中L=l+y+△,l=13.1mm,根據表1.26,車削時的入切量及超切量y+△=2mm,則L=15.1mm。故Tm=15.1/<610×0.6>=0.0413min〔2半精車Φ64圓柱外圓確定進給量f：刀桿尺寸為16mm×25mm,表面粗糙度Ra=6.3,副偏角kr’=5,得f=0.55~0.7mm/r取f=0.6mm/r計算切削速度：車刀后刀面最大磨損量取為1mm,車刀壽命T=60min根據表1.27切削速度的計算公式為〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數《切削手冊》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均見表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min確定機床主軸轉速==387.29r/min,根據C620-1車床說明書,〔《切削手冊》1.30>,選擇nc=380r/min計算切削工時式中L=l+y+△,l=7.9mm,根據表1.26,車削時的入切量及超切量y+△=2mm,則L=9.9mm。故Tm=9.9/<380×0.6>=0.04342min工序六粗車F面1.加工條件工件材料：38GrMoAl選取用模鍛。加工要求：粗車F面車床：查《工藝手冊》選用C620-1臥式車床。刀具：因為C620-1臥式車床中心高為200mm,故選用刀桿B×H=16mm×25mm,刀片厚度為4.5mm。刀具材料選YT15牌號硬質合金鋼。計算切削用量粗車F面確定進給量f：刀桿尺寸為16mm×25mm,ap≤3mm以及工件直徑為41mm時f=0.5~0.7mm/r取f=0.6mm/r計算切削速度：車刀后刀面最大磨損量取為1mm,車刀壽命T=60min根據表1.27切削速度的計算公式為〔m/min>式中,cv=242,×v=0.15,yv=0.35,m=0.2。修正系數《切削手冊》即,Ktv=1.0,ktfc=1.0,kmv=0.69,kmfc=1.2,kmpc=0.83,ktpc=1.0均見表1.28Kv=0.687所以vc==80.06m/min確定機床主軸轉速==398.18r/min,根據C620-1車床說明書,〔《切削手冊》1.30>,選擇nc=380r/min計算切削工時式中L=l+y+△,l=13mm,根據表1.26,車削時的入切量及超切量y+△=12.5mm,則L=25.5mm。故Tm=25.5/<380×0.6>=0.1118min工序七鉆Φ23,Φ17,Φ13孔選用機床Z550型立式鉆床〔1鉆23孔f=0.28mm/r查《切削手冊》表2.13及表2.14,按10類加工性考慮,查表v=8.5m/min=〔1000×8.5>/〔π×23=117.636r/min按機床選取nw=125r/min所以實際切削速度=〔π×23×125/1000=9.0275m/min切削工時式中L=l+y+△,l=5mm,入切量及超切量有表2.29查出y+△=8mm故tm=〔5+8/<125×0.28>=0.371min〔2鉆17孔f=0.28mm/r查《切削手冊》表2.13及表2.14,按10類加工性考慮,查表v=7m/min=〔1000×7>/〔π×17=131.069r/min查表2.36按機床選取nw=125r/min所以實際切削速度=〔π×17×125/1000=6.676m/min切削工時式中L=l+y+△,l=6mm,入切量及超切量有表2.29查出y+△=6.5mm故tm=〔6+6.5/<125×0.28>=0.357min〔3鉆13孔f=0.28mm/r查《切削手冊》表2.13及表2.14,按10類加工性考慮,查表v=6.8m/min=〔1000×6.8>/〔π×13=166.5r/min查表2.36按機床選取nw=185r/min所以實際切削速度=〔π×13×185/1000=7.556m/min切削工時式中L=l+y+△,l=8mm,入切量及超切量有表2.29查出y+△=5mm故tm=〔8+5/<185×0.28>=0.25min工序八粗銑過渡槽選擇刀具,機床銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削的速度和刀具材料的消耗,不能任意選取,查《工藝手冊》表11-19,銑削寬度aw≤4,銑削深度ap≤10,銑刀直徑63~80,選擇d0=80mm。硬質合金切槽銑刀,選用×A6132銑床選擇切削用量銑削寬度ae=1mm,根據×A6132銑床說明書,〔表9.0,其功率為7.5KW,中等系統剛度,f=0.10mm/z,齒數z=6根據《切削手冊》,確定v=25m/min則現采用×A6132銑床說明書,表3.30,取nw=118r/min故實際切削速度為mm/min查機床說明書選fm=75mm/min計算工時式中l=113.1mm根據表3.36,查得y+△=4mm,tm=〔113.1+4/75=1.56min工序九鉸Φ13.5孔加工要求鉸13.5孔選用機床Z550型立式鉆床查《工藝手冊》表8-14根據鉸孔的切削用量選取,及表2.36Z550型立式鉆床說明書,取f=0.4mm/r,切削速度v=4~10m/min則主軸轉速為并按機床說明書表2.36,取主軸轉速n=185r/min實際切削速度為切削工時計算工時式中l=8mm根據表2.29,查得y+△=5mm,tm=〔8+5/〔185×0.4>=0.1757min工序十粗鏜Φ18,Φ24.5孔,600圓錐面<1>粗鏜Φ18孔臥式T×617選擇刀具為硬質合金鋼材料,刀具類型為刀頭,進給量f=0.3~1.0,取f=1.0切削速度vc=0.66~1.0m/s即vc=39.6~60m/min則主軸轉速為r/min由于臥式T×617主軸轉速為無級調速,故加工時的切削速度可為1073r/min.切削工時式中l=6mm根據表2.29,查得y+△=6.5mm,tm=〔6+6.5/〔1073×1>=0.01165min<2>粗鏜Φ24.5孔臥式T×617選擇刀具為硬質合金鋼材料,刀具類型為刀頭,進給量f=0.3~1.0,取f=1.0切削速度vc=0.66~1.