机械制造工艺课程设计解答.docx
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机械制造工艺课程设计解答
机械制造工艺
课程设计说明书
设计题目：
设计“减速箱盖”零件的机械
加工工艺规程
专业：
机械工程
班级：
学生：
学号：
指导教师：
北京邮电大学自动化学院
年月日
北京邮电大学课程设计报告
课程设计
名称
机械制造工艺课程设计
学院
自动化院
指导教师
学生姓名
班级
学号
课
程
设
计
内
容
本次课程设计本小组是对减速箱盖进行机械工艺设计，主要对减速箱盖进行零件设计、工艺分析、加工过程设计以及夹具设计等各种分析设计，目的是与本学期机械制造基础课程紧密结合，使我们对所学知识进行实际应用，加深对于机械制造工艺的理解与认识，理论结合实际，使得我们对于知识能有更深刻的学习。
同时，本次课程设计采取的是三人一组的小组完成形式，在完成课程设计任务的同时，也锻炼了我们的团队协作能力，加强了我们的集体意识和集体荣誉感，是一次难得的锻炼，值得我们去珍惜。
学生
课程设计
报告
（附页）
课
程
设
计
成
绩
评
定
遵照实践教学大纲并根据以下四方面综合评定成绩：
1、课程设计目的任务明确，选题符合教学要求，份量及难易程度
2、团队分工是否恰当与合理
3、综合运用所学知识，提高分析问题、解决问题及实践动手能力的效果
4、是否认真、独立完成属于自己的课程设计内容，课程设计报告是否思路清晰、文字通顺、书写规范
评语:
成绩:
指导教师签名：
年月日
北京邮电大学
机械制造工艺
课程设计任务书
题目：
设计“减速箱盖”零件的机械
加工工艺规程
内容：
1、零件图
2、毛坯图
3、机械加工工艺规程
4、课程设计说明书
专业：
机械工程
班级：
学生：
学号：
指导教师：
年月日
前言
机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。
机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。
它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。
在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。
而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。
它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。
一、零件的分析
（一）、零件的作用
题目给定的零件是减速箱体盖。
箱体类零件是机器及其部件的基础件之一。
它将一些轴、轴承、套、齿轮等零件装配在一起，使其保持正确的相互位置关系，并按规定的运动关系协调动作，完成预定远动。
因此，箱体类零件的加工质量对机器的精度、性能和寿命有着直接关系。
直齿圆柱齿轮减速器箱体的功用如上述所示，其特点有许多精度要求不同的孔和平面组成，内部结构比较复杂，加工的难度大。
（二）、零件的工艺分析
要加工孔的孔轴配合度为H7，其中轴孔的表面粗糙度为Ra3.2um,两轴孔的平行度为0.03mm。
其它孔的表面粗糙度为Ra小于12.5um,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于1.6um。
盖体上平面表面粗糙度为Ra小于12.5um,端面表面粗糙度为Ra小于3.2um，机盖机体的结合面的表面粗糙度为Ra小于1.6um，结合处的缝隙不大于0.05mm，未注明的倒角为2×45，表面粗糙度为Ra小于12.5um。
减速箱盖的三维实体图如图1所示：
图1·减速箱盖三维图
二、工艺规程设计
（一）、确定毛坯的制造形式
题目给定的零件是减速箱盖，要求的材料是HT15-30,其毛坯是铸件。
铸铁容易成型、切削性能好、价格低廉，并且具有良好的耐磨性和减振性，也是其它一般箱体常用的材料。
铸件毛坯的精度和加工余量是根据生产批量而定的。
对于单件小批量生产，一般采用木模手工造型。
这种毛坯的精度低，加工余量大，其平面余量一般为 7～12mm，孔在半径上的余量为8～14mm。
在大批大量生产时，通常采用金属模机器造型。
此时毛坯的精度较高，加工余量可适当减低，则平面余量为5～10mm ，孔（半径上）的余量为 7～12mm 。
为了减少加工余量，无论是单件小批生产还是成批生产，均需在三对轴承孔位置在毛坯上铸出预孔。
另外，在毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生；应使减速箱箱体零件的壁厚尽量均匀，以减少毛坯制造时产生的残余应力。
由于零件的结构复杂，壁厚也不均匀，因此，在铸造时会产生较大的残余应力。
为了消除残余应力，减少加工后的变形和保证精度的稳定，所以，在铸造之后必须安排人工时效处理。
人工时效的工艺规范为：
加热到500℃～550℃，保温4 h～6 h，冷却速度小于或等于30℃/h，出炉温度小于或等于200℃。
人工时效的方法，除了加热保温法外，也可采用振动时效来达到消除残余应力的目的。
（二）、基面的选择
定位基准可分为粗基准和精基准，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
精基准的选择：
加工箱体顶面时应以底面为精基准，使顶面加工时的定位基准与设计基准重合；加工轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，这样既符合“基准统一”的原则，也符合“基准重合”的原则，有利于保证轴承孔轴线与装配基准面的尺寸精度。
粗基准的选择：
2、粗基准的选择 ：
一般箱体零件的粗基准都用它上面的重要孔和另一个相距较远的孔作为粗基准，以保证孔加工时余量均匀。
减速器箱体加工选择以重要表面孔Ф150及右边的Ф90为粗基准，通过划线的方法确定第一道工序加工面位置，尽 量使各毛坯面加工余量得到保证，即采用划线装夹，按线找正加工即可。
（三）、制订工艺路线
1．工艺路线方案一
工序1铸造
工序3热处理——人工时效处理
工序4涂漆——非加工面涂漆防生锈
工序5划线——划分割面、左右侧加工平面、顶部斜面加工平面
工序6磨——磨分割面
工序7粗铣——粗铣分割面，留加工余量，精铣分割面；以分割面为基准，粗、精铣顶部斜面；装夹工件，粗铣左右侧面，留加工余量
工序8粗铣——以底面定位，装夹工件，兼顾其他三面尺寸加工余量，精铣两端面
工序9钻——以底面定位，装夹工件，按线攻钻两端面均布孔
工序10钳——紧固箱盖箱体螺栓
工序11钻——按线钻销钉孔，插定位销，按线钻两头通孔
工序12锪——锪孔
工序13镗——以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，粗镗、半粗镗、精镗孔
工序14检验——检查各尺寸及精度
2．工艺路线方案二
工序1铸造
工序2退火
工序3去毛刺、涂漆
工序4粗铣侧面端面
工序5找正划盖体结合面加工线
工序6粗铣盖体结合面留有加工余量再精铣该面
工序7粗铣各外圆、端面
工序8上下合箱后对φ150、Φ90、Φ90三孔进行钻孔、扩孔，留加工余量9
工序9时效
工序10半精铣、精铣箱体上平面，满足粗糙度要求
工序11半精镗、浮动镗侧面三孔，满足同轴度要求
工序12精铣侧面三孔外圆，保证母线平行度
工序13钻扩锪10xΦ28孔
工序14钻攻2xm12螺纹孔
工序15钻扩锪2xΦ10孔
工序16钻攻2xm6螺纹孔
3.工艺路线方案三
工序1铸造
工序2清砂
工序3热处理
工序4涂漆
工序5划线
工序6铣分割面
工序7铣顶部斜面
工序8粗铣右侧加工面
工序9合箱
工序10划线
工序11铣两端面
工序12钻锪
工序13钳
工序14钻
工序15镗
工序16检验
3．工艺方案的比较与分析
经过讨论比较分析，最终确定工艺路线为路线方案三并且加以改良。
（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
加工余量：
Z1（粗铣）=2（Rz+Ha）=2x（15+40）=110mm
Z2（精铣）=2（Rz+Ha）=2x（5+35）=80mm
工序名称加工余量（mm）精度工序尺寸公差（μm）表面粗糙度
精铣80IT72300-0.50.5Ra1.6
粗铣110IT82380-0.720.72Ra3.2
毛坯190IT15249+-1.853.7Ra6.3
表2-4-1粗精铣毛坯侧端面
表2-4-2粗精镗轴孔φ150
工序名称
工序余量
经济精度
工序基本尺寸
工序尺寸
表面粗糙度
精镗
0．3
IT7
150
φ150+0.040
Ra0.8
半精镗
1.7
IT8
149.7
φ149.7+0.0630
Ra1.6
粗镗
2
IT9
148
φ148+0.10
Ra3.2
毛坯
4
IT11
146
φ146+0.250
Ra12.5
表2-4-3粗精镗轴孔φ90×2
工序名称
工序余量
经济精度
工序基本尺寸
工序尺寸
表面粗糙度
精镗
0．3
IT7
90
φ90+0.0350
Ra0.8
半精镗
1.7
IT8
89.7
φ89.7+0.0540
Ra1.6
粗镗
2
IT9
88
φ88+0.0870
Ra3.2
毛坯
4
IT11
86
φ86+0.220
Ra12.5
粗镗第一次走刀：
ap=1mm；v=40m/min；f=0.3mm/r
半镗精第一次走刀:
ap=0.9mm；v=50m/min；f=0.2mm/r
半镗精第二次走刀：
ap=0.8mm；v=50m/min；f=0.2mm/r
精镗:
ap=0.3mm；v=60m/min；f=0.15mm/r
（5）、确定切削用量及基本工时
表5-1切削用量及基本工时
工序号
工序名
切削用量
工时
工序1
划线
120s
工序2
铣分割面
12.56、188.4
1056s
工序3
铣顶部斜面
12.56、188.4
198s
工序4
粗铣右侧加工面
12.56
102s
工序5
合箱
60s
工序6
划线
180s
工序7
铣两端面
12.56、188.4
678s
工序8
钻锪
17.6、9.42
2052s
工序9
钳
360s
工序10
钻
20.1
120s
工序11
镗
40、50、60
7326s
三、总结
XX心得体会：
在本次课程设计中，我负责的是二维、三维零件图的绘制、工艺路线方案的设计、加工余量的计算、机械加工工序卡片的制作。
通过这次课程设计，使我对零件的制造过程、加工工艺都有了更进一步的认识和了解，也加深了对大学中所学基础知识的学习和理解。
课程设计是理论联系实际的最直接有效的方法。
在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，但是当你运用结合实际的时候往往会存在各种问题。
这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，课程设计使我学会了从际出发加工零件。
在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。
无论怎样，这次的课程设计使我获益良多，是我成功走向社会的第一步。
XX体会:
在此次课程设计中，我负责制定工艺路线、确定切削用量与工时、编写工艺过程与机械加工工序卡片，在进行课程设计的过程中，我进行了待加工零件的工艺性分析，以此确定工艺路线，在与两位组员的通力合作下完成了我们的工艺规程设计，深刻感受到机械零件的加工工艺是一门复杂的系统性学问，它需要制定者严格按照分析--路线--规程的思路逐步进行分析，既要考虑整体，又要考虑细节，只有这样才能让制造生产的效率达到最大化，为企业赢得更大效益。
通过零件工艺性分析，找出零件加工中重点规划的部分，根据加工要求确定其加工方法与顺序；再进行工艺路线制定，确定所有工序的顺序和大体内容，以此编写工艺过程卡片；再通过查表、计算等方式确定每道工序中重要的数据，确定每道工序的工步数，以此编写加工工序卡片。
整个设计过程环环紧扣，互为依托，可以想见，在实际零件设计时，由于成本、技术等因素，情况会更加复杂与严苛，需要更加严密的规划制定。
回顾此次课程设计，我感到收获颇丰，与课堂上的纸上谈兵截然不同，从拿到各自图纸的时候起，我们就是在模拟真实的岗位上进行专门的设计工作，卡片上的每一句话都包含着真实生产中的一道工步，这为我们提供了一次难得的“工作机会”，让我们运用所学的机械制造知识，实实在在地写出自己的加工工艺，不论是绘制零件图、编写工艺卡片还是查阅海量资料，对我们而言每时每刻都有新收获。
不禁想起了我们去洛阳的参观实习，那次经历让我们见到不胜枚举的机械制造设备，学习了数种机械产品的加工过程，每个人都受益良多。
如果说洛阳实习让我们零距离接触真实的加工过程，那么这次课程设计就是让我们学会如何亲自规划加工过程，更是受益匪浅！
XX心得体会：
在本次课程设计任务中，我主要负责了零件的三维、二维零件图的绘制、设计工艺路线方案、确定加工工序尺寸及毛坯尺寸、机械加工工序卡片的制作以及专用夹具的简单设计，并且与其他两位小组成员共同合作，完成对整个课程的设计。
通过这次课程设计，我对于零件的设计加工有了全新的认识，这是一个完整的系统性设计，从开始的零件图设计，再到对于零件的工艺性分析，以及后面的加工过程设计，都是一次全新的挑战。
每一步都包含了许多的细节，需要我们细心的去分析设计，才能将整个系统完整正确的设计完成。
本次课程设计是对本学期机械制造课程的实际应用，我们将在这门课程中学到的知识实际的应用到课程设计上，因此，本次课程设计综合了本学期甚至迄今为止所学的机械知识，考验了我们对所学知识的理解与应用，将课堂上所学的东西拿到实际的工作中去检验，完美的应证了“实践是检验真理的唯一标准”这一理论。
同时，小组的积极配合也是我们完成设计任务不可缺少的一环，合理的分工合作使得我们的任务能够顺利有序的进行，在完成设计的同时，我们也收获到了团队的友谊，为我们以后走出校园、走向社会打下了基础。
这次的课程设计，使我对大学里所学的知识有了一次全面的综合运用，也学到了许多上课时没涉及到的知识，尤其在利用手册等方面，对今后毕业出去工作都有很大的帮助。
这次的课程设计将是我们在大学里浓墨重彩的一笔，值得我们去珍惜和回忆，我们收获的不仅是知识，更多的是自身的能力提升。
北京邮电大学
机械制造工艺课程设计
机械加工工艺卡片
零件名称：
减速箱盖
学生：
学号：
指导教师：
年月日
北京邮电大学机械工程及自动化专业
机械加工工艺过程卡片
零件号
零件名称
减速箱盖
工序号
工序名称
设备
夹具
刀具
量具
工时
名称
型号
名称
规格
名称
规格
名称
规格
1
铸造
2
清沙
3
热处理
4
涂漆
5
划线
钳工台
120s
6
铣分割面
立式铣床
端铣刀
游标卡尺
1056s
7
铣顶部斜面
立式铣床
端铣刀
游标卡尺
198s
8
粗铣右侧加工面
立式铣床
端铣刀
游标卡尺
102s
9
合箱
钳工台
游标卡尺
60s
10
划线
钳工台
塞规、螺纹塞规
180s
11
铣两端面
立式铣床
678s
12
钻锪
摇臂钻床
丝锥夹头
麻花钻、锪刀
塞规、螺纹塞规
2052s
13
钳
钳工台
扳手
游标卡尺、塞规
60s
14
钻
摇臂钻床
丝锥夹头
麻花钻
塞规、螺纹塞规
120s
15
镗
镗床
镗刀
7326s
16
检验
300s
北京邮电大学机械工程及自动化专业
机械加工工序卡片
工序名称
划线
工序号
1
零件名称
减速箱盖
零件号
零件重量
同时加工零件数
材料
毛坯
牌号
硬度
形式
重量
HT15-33
HB163~229
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
钳工台
安装
工步
安装及工步说明
刀具
量具
走刀长度
（mm）
走刀次数
切削深度（mm）
进给量
（mm/r）
主轴转速
切削速度
基本工时
（s）
1
划分割面、右侧轴承端盖加工平面、顶部斜面加工面线
120
设计者
XXXXXX
指导教师
XX
共11页
第1页
北京邮电大学机械工程及自动化专业
机械加工工序卡片
工序名称
铣分割面
工序号
2
零件名称
减速箱盖
零件号
零件重量
同时加工零件数
材料
毛坯
牌号
硬度
形式
重量
HT15-33
HB163~229
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专用夹具
立式铣床
安装
工步
安装及工步说明
刀具
量具
走刀长度
（mm）
走刀次数
切削深度（mm）
进给量
（mm/r）
主轴转速
切削速度
基本工时
（s）
以顶部斜面为粗基准，装夹工件
1
粗铣分割面，留有精铣加工余量
端铣刀
游标卡尺
1
2.5
1.6
160
12.56
294
2
精铣分割面，保证尺寸平面度0.03
端铣刀
游标卡尺
1
1
1.5
300
188.4
762
设计者
指导教师
共11页
第2页
北京邮电大学机械工程及自动化专业
机械加工工序卡片
工序名称
铣顶部斜面
工序号
3
零件名称
减速箱盖
零件号
零件重量
同时加工零件数
材料
毛坯
牌号
硬度
形式
重量
HT15-33
HB163~229
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专用夹具
立式铣床
安装
工步
安装及工步说明
刀具
量具
走刀长度
（mm）
走刀次数
切削深度（mm）
进给量
（mm/r）
主轴转速
切削速度
基本工时
（s）
以分割面为装夹基准面，划线找正，夹紧工件
1
粗铣顶部斜面，保证精铣加工余量
端铣刀
游标卡尺
1
2.5
1.6
160
12.56
90
2
精铣顶部斜面，保证尺寸Ra12.5
端铣刀
游标卡尺
1
1
1.5
300
188.4
108
设计者
指导教师
共11页
第3页
北京邮电大学机械工程及自动化专业
机械加工工序卡片
工序名称
粗铣右侧加工面
工序号
4
零件名称
减速箱盖
零件号
零件重量
同时加工零件数
材料
毛坯
牌号
硬度
形式
重量
HT15-33
HB163~229
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专用夹具
立式铣床
安装
工步
安装及工步说明
刀具
量具
走刀长度
（mm）
走刀次数
切削深度（mm）
进给量
（mm/r）
主轴转速
切削速度
基本工时
（s）
装夹工件
1
粗铣右侧加工面，留有加工余量
端铣刀
游标卡尺
1
2.5
1.6
160
12.56
102
设计者
XXXXXX
指导教师
XX
共11页
第4页
北京邮电大学机械工程及自动化专业
机械加工工序卡片
工序名称
合箱
工序号
5
零件名称
减速箱盖
零件号
零件重量
同时加工零件数
材料
毛坯
牌号
硬度
形式
重量
HT15-33
HB163~229
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专用夹具
安装
工步
安装及工步说明
刀具
量具
走刀长度
（mm）
走刀次数
切削深度（mm）
进给量
（mm/r）
主轴转速
切削速度
基本工时
（s）
1
上下箱体合箱，加紧
60
设计者
XXXXXX
指导教师
XX
共11页
第5页
北京邮电大学机械工程及自动化专业
机械加工工序卡片
工序名称
划线
工序号
6
零件名称
减速箱盖
零件号
零件重量
同时加工零件数
材料
毛坯
牌号
硬度
形式
重量
HT15-33
HB163~229
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专用夹具
钳工台
安装
工步
安装及工步说明
刀具
量具
走刀长度
（mm）
走刀次数
切削深度（mm）
进给量
（mm/r）
主轴转速
切削速度
基本工时
（s）
1
划左侧轴承孔端面加工线，两销钉孔线，箱盖螺栓孔线，起盖螺钉孔线，顶部斜面螺栓孔线
180
设计者
XXXXXX
指导教师
XX
共11页
第6页
北京邮电大学机械工程及自动化专业
机械加工工序卡片
工序名称
铣两端面
工序号
7
零件名称
减速箱盖
零件号
零件重量
同时加工零件数
材料
毛坯
牌号
硬度
形式
重量
HT15-33
HB163~229
铸件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
专用夹具
立式铣床
安装
工步
安装及工步说明
刀具
量具
走刀长度
（mm）
走刀次数
切削深度（mm）
进给量
（mm/r）
主轴转速
切削速度
基本工时
（s）
以底面定位，按线找正，装夹工件
1
粗铣左端面，留有精铣加工余量
端铣刀
游标卡尺
1
2.5
1.6
160
12.
升级会员 