套筒加工工艺规程设计.docx
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套筒加工工艺规程设计
课
程
设
计
题目：
套筒加工工艺规程设计
所属学院：
控制工程学院
所在班级：
5101308
学号：
5101308
姓名：
肖琪
指导教师：
赵玉倩
完成日期：
2013年7月17日
1
课程设计要求....................................................................................3
一、零件分析....................................................................................4
二、产品类型确定............................................................................4
三、确定毛坯....................................................................................4
四、确定各加工表面的加工、定位及方案加紧............................6
五、安排工艺过程............................................................................8
六、工序设计....................................................................................9
（一）绘制工序图，选择机床、工艺装备....................................9
（二）确定工序尺寸........................................................................10
（三）切削用量的制定..................................................................13
七、课程设计总结..........................................................................16
套筒零件机械加工工艺过程卡......................................................17
套筒零件机械加工工序卡
（一）..................................................18
套筒零件机械加工工序卡
（二）..................................................19
附录..................................................................................................20
2
设计题目：
套筒的机械加工工艺规程设计
设计参数：
下图示为套筒，材料45#钢，是某产品上的一个零件。
该产品年生产4000台，产品零件备品率4%，机加工废品率1%。
编制其机械加工规程。
设计任务：
1）被加工零件的零件图和三维仿真图；
2）零件毛坯二维图；
3）机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片；
4）编写课程设计说明书。
3
一、零件分析
该零件结构简单明了，结构工艺性好，无不方便加工之处。
φ60外圆、+0.033+0.0330外圆尺25φ11凹槽尺寸精度均为级，φ2040孔、孔、φ3×10.03900-寸精度均为准公差8级，表面粗糙度要求最高是Ra≤1.6um，未标注形位020公差，无热处理要求，是一个加工要求中等的零件。
但是轴向尺寸0.2-065和不便直接测量，如何保证其精度是该零件加工和检测的一个重点。
0.2-二、确定生产类型1、生产纲领：
根据以知数据可求得该零件的年生产纲领。
N=Qm（1+a%+b%）
（1+4%+1%）×1×=4000/年）=4200（件可得确定该零件生产类型为中批生产类型。
、生产类型的划分：
查表1-121-1机械加工零件生产类型划分表
重型零件中型零件轻型零件生产类型<100<5<20单件生产100～2005～小批生产10020～500
500～5000成批生产5000～50000
>50000
300100～～200500中批生产50001000～300大批生产～500>5000
大量生产>1000
三、确定毛坯根据该零件的材料、生产类型、结构形状、尺寸大小、技术要求等的因
67x106mm.其选用棒料。
经查表φ取棒料直径为1-2
4
表1-2常用毛坯制造方法及其工艺特点
最大质形状复最小壁毛坯制造量
适用生适用材料
表面粗毛坯尺寸糙度
生产其他
厚/（mm）杂程度方法/（kg）
产类型
/（Ra/公差/（mm）μｍ
率）
手工无限制木磨砂型
金属模机250器砂
3～5复杂
铁碳合金、单件及有色金属中小批
1～8
-
表面有气孔、低砂眼、结砂、
及其合金量生产铁碳合金、
硬皮等表面有气孔、
3～5复杂
大批大有色金属量生产及其合金
1～3-
高砂眼、结砂、硬皮等
型金属
铁碳合金、大批大
12.5
能结构细密，～
有色金属0.1～0.5
高承受较大压型浇1001.5一般量生产6.3
铸及其合金力注造铁碳合金、力学性能好，大批大离心回转体3～5
有色金属1～高砂眼少，8
12.5
200量生产铸造及其合金壁厚均匀0.5（锌）取决于0.05～6.3大批大有色金属直接出成品，～其他（～压铸101610高3.20.15模块合金量生产设备昂贵合金）单件及12.5～一熔模难加工小型零直接出成品，0.2
较复杂0.8
0.05成批生～般件3.2
材料铸件性能好铸造产单件及自由碳素钢无限制无限制简单1.5～10小批生-低-
合金钢锻造产成批及由锻模锻锻件力学性碳素钢12.5大量生高2.5
0.2～2100模锻能好决定造合金钢产模锻精度高，成批及～6.3碳素钢由锻模精密高加热条件好，0.05～大量生1001.5
0.1
3.2
模锻合金钢决定变形小产
有一定的尺寸、形状精板料冷冲各种大批大1.6～0.056较复杂～0.5
可满足一高度，板料厚度0.2～量生产压0.8
板材般的装配使用要求圆、方、碳素钢各种批圆钢直径12.5～热轧2.5
扁、槽等高普通精度1～6.3
量Φ型材Φ10～250合金钢形状型材圆、方、大批大3.2～精度高冷轧圆钢直径碳素钢～槽等扁、0.051.5
高价格贵型材～3ΦΦ合金钢量生产60
1.6
形状
5
四、确定各加工表面的加工、定位及方案加紧
1、加工方案：
0，1-3，查表及表面质量要求IT8）（Ra≤3.2）φ40外圆和尺寸精度（0.039-0外φ60。
3×1凹槽和φ40外圆加工方更方便，取粗车-半精车（精车）0.039-φ1-3，取粗车。
Ra≤12.5），查表圆尺寸精度（IT11）及表面质量要求（+0.0330.033+孔是φ2525（Ra≤3.2），由于孔尺寸精度（IT8）及表面质量要求00平底孔，不便用扩孔钻扩孔和用绞刀绞孔，也无需要镗床镗孔（因为该零+0.033孔的表面粗糙度较细（Ra≤件是小型回转体），在车床上车孔。
φ2001.6），结合其尺寸精度（IT8）和毛坯查表1-4取其加工方案为钻-扩-绞。
大端面上的通槽要求低，一次铣削即可。
表1-3外圆表面加工方案的经济精度和经济粗糙度
序号粗车12粗车
-半精车（精车）
加工方案
经济精度～11108～
经济粗糙度/IT（Ra/13256.3
/）μm6.3～3.2～
适用于淬火钢以外的各种金
适用范围
3粗车4粗车5粗车
-半精车-半精车-半精车
-精车-精车-磨
-滚压（抛光）
7～6～～6
1.680.2880.8
0.8～0.025～0.4～
属零件加工
6粗车7粗车8粗车粗车9
半精车--半精车半精车--半精车
-粗磨-粗磨-粗磨粗磨-
-精磨-超精加工-精磨研磨-精磨-超精磨（镜--精磨
5～5～5级以上5级以上
70.460.1<0.05
0.1～～0.012<0.1
钢、不宜用于有色
适用于淬火未淬火钢，金属加工
面磨）10
粗车
半精车-
-精车
-金刚车
5～
6
0.2
0.025～
适用于有色金
属加工
表1-4内圆表面加工方案的经济精度和经济粗糙度
序号
加工方案
经济精度
经济粗糙度/IT（Ra/
/）μm
加
适用范围工为淬火钢
1钻2钻
-铰
～1113108～
3.2
1.251.6～
以及铸铁，也用于加工孔径15mm
<Φ～Φ20mm
3
钻
-精铰-粗铰
～78
1.6
0.8～
的有色金属
6
45
-扩钻扩-铰钻-
9～118～9
6.3～12.51.6～3.2
>同上，但孔径Φ15mm～Φ
6
-精铰钻-扩-粗铰
7～8
0.81.6～
20mm大批大量生产，中小零件
7
机铰-手铰扩钻--
6～7
0.1～0.4
8
扩钻--拉
～79
0.21.6～
9
粗镗（扩）
1311～
6.312.5～
毛坯上有孔的铸铁及为淬火钢加工钢（尤其是
10
半精镗（精扩）粗镗（粗扩）-
9～10
1.63.2～
11
半精镗（精扩）粗镗（扩）--精镗（铰）
7～8
0.8～1.6
12
浮动镗-精镗粗镗（扩）-半精镗（精扩）-
6～7
0.40.8～
13
刀块镗孔磨--粗镗（扩）半精镗（精扩）
87～
0.20.8～
14
---粗镗（扩）半精镗（精扩）粗磨精磨
6～7
0.10.2～
，不宜淬火钢）加工有色金属
0.4--15-粗镗半精镗精镗金刚镗～有色金属加工0.056～7
-粗铰精铰-珩磨16--钻（扩）
1718
---钻（扩）拉珩磨-精镗珩磨--粗镗半精镗
～67
0.025～0.2
黑色金属加工
19
以研磨代替上述方案中的珩磨
6级以上
<0.1
2、定位方案：
为使得个表面之间有较好的相互位置精度和较好的加工连续性，尽量
在一次装夹下完成多个表面的加工。
以此，首先以毛坯外圆定位加工好小00.0330+φ40外圆定位加工大端面、孔，再以φ外圆、端面、φ40φ250.039-0-0.0390.033+孔。
凹槽、φ20160外圆、3×0个自由度（两个移动自由度和的通槽，定位时需限制工件4对于宽500.033+40φ孔或两个转动自由度）。
按基准重合定位原则，可考虑用φ250.0390-0.033+孔的底面定位满足槽的深度φ外圆定位以满足槽的对中性要求，用2500.0330+孔及其底面定位，会使工件定65设计尺寸（）要求。
考虑到用25φ0-0.20外圆及其台阶面作为定位。
铣槽40位的稳定性和牢靠性差，可选用φ0.039-时，选用三面刃圆盘铣刀铣削较为方便，工件竖直安装。
因而外圆台阶面040为主定位面，限制工件三个自由度，φ外圆限制工件两个自由度。
0.039-1-5综上所述，该零件各加工表面的加工、定位及加紧方案如表所示：
7
表1-5各加工表面的加工、定位及加紧方案
加工表面
加工方案定位方案
夹紧方案
小端面
毛坯外圆车
三爪卡盘夹紧毛坯外圆
大端面
0外圆车φ400.039-
三爪卡盘夹紧
φ
0外圆400.039-
60φ外圆
0粗车φ40外圆
三爪卡盘夹紧
φ
0外圆400.039-0外圆400.039-
-0.039
3×1凹槽
040φ外圆粗车
三爪卡盘夹紧
φ
0φ40
-0.039外圆粗车-精车毛坯外圆
三爪卡盘夹紧毛坯外圆
0.039-
+0.033φ250
孔钻-车毛坯外圆
三爪卡盘夹紧毛坯外圆
0.033+φ20
0外圆φ40-钻孔-扩绞
三爪卡盘夹紧
φ
040外圆
0
0.039-
专业夹具压紧大端面
0.039-
5宽通槽
0外圆及其台φ40铣
0.039-
阶面
五、安排工艺过程
由于结构简单、加工要求不高，又是中批生产类型，零件加工过程不必划分加工阶段，结合个表面加工、定位和夹紧方案的分析、确定，除宽5的通槽，其余表面均可在同一台车床上完成加工。
这样，该零件加工工艺过程简单，工序少。
机械加工工艺过程安排如表1-6：
表1-6机械加工工艺过程安排表
工序加工内容设备名称工序号夹具名称
67x106mm弓锯床φ切断棒料10
凹槽，钻×1φ18通孔，车小头各表面，30.033+三爪卡盘20再车φ25普通卧式车床孔底孔，车倒角；掉头车大头哥00.033+20表面，扩、铰φ孔，车倒角0专业夹具普通卧式铣床通槽成，去毛刺铣宽530
40
检
8
六、工序设计
绘制工序图，选择机床、工艺装备
（一）
20车工序0.033+0.033+孔深度工序尺φ在工序20，因轴向尺寸φ2025不能直接测量000因工件）间接得到.和50±0.030.03外圆长度尺寸（寸和φ4030.1±0.039-外圆的加工余机床即可。
加工要求不高，选择常用的CA6140尺寸比较小，量比较多，应选用硬质合金车刀。
，槽宽由刀具宽度直接保证，槽宽由调整法得到。
铣槽工序30在工序尺寸标注位置如工序图所示。
三面刃圆盘铣刀铣该工件通槽比较方便，铣。
在批量生产的情况下，为保证精度的稳定性，需要X62W）床应是卧式的（专用夹具安装工件。
9
铣工序30
确定工序尺寸
（二）判断是否需要工艺尺寸链来确定工序尺寸1.将零件图上的设计尺寸位置与工序图上的工序尺寸位置逐一对照，发
00在工序图上找不到，说明这三个设计100现轴向设计尺寸20、65和0.2--0.2尺寸间接得到，需要以它们作为封闭环分别建立三个工艺尺寸链，才能计算出影响他们的相应工序尺寸。
镜像工序尺寸的确定不需要尺寸链。
径向工序尺寸的确定2.
表1-7径向工序尺寸
工序尺寸精度等级工序尺寸加工余量加工面加工方案及公差值-7车外圆φ60车28凹槽×-310T=0.039
车27
IT8，外圆φ400.039-
φ
6340.03-100.21+T=0.21IT12，钻1818φ00.033+孔25φ00.033+车IT8，T=0.033725φ00.21+18，IT12T=0.21钻18φ00.0330.084++扩T=0.0841.8IT10，孔φ19.8φ20000.033+铰，0.2
IT8T=0.033
20φ03.轴向工序尺寸的确定建立工艺尺寸链
（1）
工序尺寸追踪图
11
在工艺过程复杂、工序多的情况下，为了能快速正确地建立好工艺尺寸链，可采用“工序尺寸追踪法”。
①将同一方向的工序尺寸按先后得到的顺序画在零件图下方，见上图。
②确定封闭环
根据工序尺寸追踪图与两件图上的设计尺寸逐一对照，得出三个封闭00100。
和环：
轴向设计尺寸20、650.2-0.2-③查找组成环，建立工艺尺寸链）在工序尺寸追踪图上，分别从某一封闭环的两端沿着竖线往上走，1碰到箭头就拐弯，直到会和在某一条竖线上。
所经过的工序尺寸既为尺寸链中的组成环，按行走路线原样画下来。
2））工艺尺寸链（1工艺尺寸链（
）工艺尺寸链（3
12
2）工艺尺寸链的计算
工艺尺寸链
（1）
确定各组组成环公差
T=0.2=T+T+T4
12Σ按各组成环加工、检测的难易程度分配封闭环公差。
取T=T=0.06，21则T=0.08。
4确定各组成环基本尺寸
从工序尺寸追踪图中可直接得到A=50，A=30.1，A=45。
421确定各组成环上下偏差
设A=50±0.03，A=30.1±0.03，则A=45±0.04。
412因工序尺寸精度不高，其加工与检测无难度。
同理，
工艺尺寸链
（2）各组成环基本尺寸为：
A=50，A=30.1，A=45。
421各组成环上下偏差为：
A=50±0.03，A=30.1±0.03。
21封闭环上下偏差为：
A=19.9±0.06。
Σ工艺尺寸链（3）各组成环基本尺寸为：
A=50，A=50。
31各组成环上下偏差为：
A=50±0.03，A=50。
31封闭环上下偏差为：
A=100±0.03。
Σ（三）切削用量的制定
工序20中
03×1凹槽，所以因之后要车（67-40）/2=13.5,=φ40外圆:
加工余量0.039-0因端面表面粗糙度要求不高，车所以背吃刀量可3mm,φ40外圆时多车出0.039-以大一点,先选择3mm车4次，再选择1.5mm车1次。
当a=3mm时，因背p13
吃刀量大，所以进给量要尽量减小以免损坏车刀和保证表面粗糙度，通过查硬质合金车刀常用切削速度表我们选择车刀进给量为0.7mm/r,切削速度为60m/min，计算出主轴转速n=1000v/πd=477.7r/min。
再查卧式车床刀架进给量表取进给量标准值f=0.73mm/r,查卧式车床主轴转速表取标准转速n=500r/min，计算出切削速度V=62.8m/min。
当a=1.5mm时，通过查硬p质合金车刀常用切削速度表我们选择车刀进给量为0.1mm/r,切削速度为110m/min，计算出主轴转速n=875.8r/min。
再查卧式车床刀架进给量表取进给量标准值f=0.1mm/r,查卧式车床主轴转速表取标准转速n=900r/min，计算出切削速度V=113m/min。
3×1凹槽：
因一开始以车去半径13.5mm，所以加工余量为1mm，所以0数据一样。
主轴转速与粗车1mm，为方便操作，选择背吃刀量为外圆φ400.039-小端面：
加工余量=106-100=6mm,所以选择在两端各车3mm。
又因端面表面粗糙度要求不高，所以背吃刀量可以大一点，选择3mm，一次性车出，通过查硬质合金车刀常用切削速度表我们选择车刀进给量为0.7mm/r,再查卧式车床刀架进给量表取进给量标准值f=0.71，为方便操作，主轴转速与0数据一样，计算出切削速度V=62.8m/min。
粗车外圆40φ0.039-+0.033+0.033孔，为减少工作程序和工作时间，扩、铰φ25φ20孔：
因后面要钻、00+0.033φ通孔，在车出18通孔时，取背吃刀量为φ18孔。
钻一次性钻出φ25018mm，查高速钢麻花钻钻削碳钢、合金钢的切削用量表取进给量为0.26mm/r,切削速度为17m/min，计算出主轴转速n=300.8/min。
再查卧式车床刀架进给量表取进给量标准值f=0.25mm/r,查卧式车床主轴转速表取标准转速+0.033。
车，计算出切削速度V=18m/minn=320r/min孔时，切削余量为25φ0通过查硬质合金车刀车两次完成，，选择背吃刀量为）（25-18/2=3.5mm,1.7514
计0.35mm/r,切削速度为80m/min，常用切削速度表我们选择车刀进给量为。
再查卧式车床刀架进给量表取进给量标准算出主轴转速n=1019.2r/min，计算出切值f=0.35mm/r,查卧式车床主轴转速表取标准转速n=950r/min。
削速度V=74.6m/min因端面表面粗糙度要求不高，，）/2=3.5φ60外圆：
加工余量=（67-60，一次性车出，通过查硬质合金车所以背吃刀量可以大一点，选择3.5mm，切削速度为60m/min刀常用切削速度表我们选择车刀进给量为0.7mm/r,再查卧式车床刀架进给量表取进给量标准n=318.5r/min。
计算出主轴转速，计算出切n=320r/min查卧式车床主轴转速表取标准转速值f=0.73mm/r,。
削速度V=60.3m/min，因端面表面粗糙度要求不高，所以背吃刀量=3mm大端面：
加工余量，一次性车出，同时因背吃刀量大，所以进给量要3mm可以大一点，选择尽量减小以免损坏车刀和保证表面粗糙度，因此，通过查硬质合金车刀常再查卧式车床刀架进给量表0.7mm/r,用切削速度表我们选择车刀进给量为外圆数据一样，取进给量标准值f=0.71，为方便操作，主轴转速与车φ60计算出切削速度V=60.3m/min。
0.033+扩孔,所以只需扩、φ20铰两个步骤孔：
因之前已钻出φ18通孔，0量给进进给量表取扩硬量取时，背吃刀0.9mm，通过查质合金孔钻查卧计算出主轴转速n=241.3r/min,0.47mm/r,切削速度15m/min,卧式车床主轴转速表取f=0.47mm/r,式车床刀架进给量表取进给量标准值取背吃刀量。
铰孔时，V=15.5m/min标准转速n=250r/min,计算出切削速度0.1mm,通过查硬质合金铰刀切削用量表取进给量1mm/r,切削速度为60m/min,计算出主轴转速n=318.5r/min。
再查卧式车床刀架进给量表取进15
计算，查卧式车床主轴转速表取标准转速n=320r/min给量标准值f=1mm/r,V=60.3m/min。
出切削速度30中工序为提高加工效率，一般使用背吃刀量等于加工余量，一通槽：
5宽查铣2.5mm,，选择背吃刀量为个工作行程完成，所以加工余量为5mm，查铣削速度推荐表取铣0.1mm/z刀每齿进给量推荐表取进给量表为=180r/min./zf54m/min，计算出主轴转
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