最新版填料盖机械加工工艺规程毕业课程设计说明书.docx
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最新版填料盖机械加工工艺规程毕业课程设计说明书
机械制造学
课程设计说明书
题目名称
填料盖机械加工工艺规程
专业班级
11机制2班
学生姓名
学号
指导教师
王月英
机械与电子工程系
二○一四年六月二十日
蚌埠学院本科课程设计评阅表
机械与电子工程系2011级机械设计制造及自动化专业
（班级）：
11机制2班
学生姓名
学号
课题名称
填料盖机械加工工艺规程编制及工时定额计算
指导教师评语：
指导教师（签名）：
2014年月日
评定成绩
目录
一、指导教师评阅表
二、任务书
三、序言
四、零件的分析
五、工艺规程的设计-----7
（1）.确定毛坯的制造形式-----7
（2）.基面的选择----7
（3）.制订工艺路线-7
（4）.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确-8
（5）.确定切削用量及基本工时
六、设计心得与小结----22
七参考文献-23
蚌埠学院机械制造学课程设计任务书
层次：
本科专业：
11机械设计制造与自动化本2
学生姓名
学号
指导教师
王月英
课题类别
工艺设计
设计时间
2014年6月3日至2014年6月16日
生产纲领
100000件年
课题名称
填料盖机械加工工艺规程编制及工时定额计算
一、机械制造学课程设计的主要内容与要求
机械制造专业学生的机械制造学课程设计是其在校学习阶段的一个重要教学环节。
机械制造学课程设计的目的是培养学生综合运用所学的基础和专业理论知识，独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。
本课题主要让学生制定填料盖的机械加工工艺规程、编写设计说明书。
本课题可使学生受到充分运用所学知识解决实际问题的锻炼，能够培养学生的计算能力、绘图能力、文字表述能力、文献检索能力以及综合分析能力，能够使学生的工程意识和技术素质得到显著提高。
二、设计（论文）需要的工作条件
课程设计工作量要求
1.填料盖零件图（一张）
2.填料盖毛坯图（一张）
3.编制填料盖零件机械加工工艺规程卡及工序卡
4.编写设计说明书一份
三、应收集的资料及主要参考文献
机械设计基础邓昭铭
机械设计手册徐灏
机械制造工艺及设备设计手册机械工业出版社
切削用量手册
机械加工工艺人员手册机械工业出版社
四、进度计划及指导安排
第1周：
熟悉课题，收集资料，绘制零件图、毛坯图
填料盖零件机械加工工艺规程卡及工序卡
第2周：
切削用量选择及工时定额计算
编写设计说明书一份，整理资料，准备答辩
任务书审定日期年月日指导教师（签字）
任务书下达日期年月日学生（签字）
序言
在机械制造的机械加工，检验，装配，焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和工件的质量。
本次设计主要是进行填料箱盖零件的专用夹具的设计，是对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展。
本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。
根据零件本身的特点，生产类型以及零件在具体工作时的作用选择工艺规程和夹具。
在工艺规程方面：
确定生产类型，综合考虑其准确度高，生产效率高，消耗经济少等方面，选择一个最优方案；在夹具设计方面，因为是盖体类零件，加工Ф13.5孔，选择钻床加工，考虑诸多因素拟订最优方案，最终完成本次设计。
第一章零件的分析
1.1零件的作用
题目所给定的零件是解放牌汽车的填料箱压盖（附图1），其主要作用是与轴配合使用.达到应有作用.
附图1
1.2零件的工艺分析
填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：
（查表1.4-28《机械制造工
艺设计简明手册》）
（2）以ф65H5（）轴为中心的加工表面。
包括：
尺寸为ф65H5（）的轴，表面粗糙度为1.6,尺寸为ф80的与ф65H5（）相接的肩面,尺寸为ф100f8（）与ф65H5（）同轴度为0.025的面.尺寸为ф60h5（）与ф65H5（）同轴度为0.025的孔.
2.以ф60h5（）孔为中心的加工表面.
尺寸为78与ф60H8（）垂直度为0.012的孔底面,表面粗糙度为0.4,须研磨.
3.以ф60H8（）孔为中心均匀分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H.
4.其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求.
第二章工艺规程设计
2.1毛坯的制造形式
零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。
由于年产量为1000件，属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。
2.2基准面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工工
艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
2.2.1粗基准的选择
对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。
按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。
若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。
）
2.2.2精基准的选择
按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：
当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。
若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。
采用锥堵或锥套心轴。
精加工外圆亦可用该外圆本身来定位，即安装工件时，以支承轴颈本身找正。
2.3制订工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。
部分采用专用刀具和专一量具。
并尽量使工序集中来提高生产率。
除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
2.3.1工艺线路方案一
工序Ⅰ铣削左右两端面。
工序Ⅱ粗车ф65，ф85，ф75，ф155外圆及倒角。
工序Ⅲ钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф43孔。
工序Ⅳ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹
工序Ⅴ精车ф65外圆及与ф80相接的端面.
工序Ⅵ粗、精、细镗ф60H8（孔。
工序Ⅶ铣ф60孔底面
工序Ⅷ磨ф60孔底面。
工序Ⅸ镗ф60孔底面沟槽。
工序Ⅹ研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ去毛刺，终检。
2.3.2工艺路线方案二
工序Ⅰ车削左右两端面。
工序Ⅱ粗车ф65，ф80，ф75，ф155外圆及倒角。
工序Ⅲ精车ф65外圆及与ф80相接的端面
工序Ⅳ车ф60孔底面
工序Ⅴ粗、精、细镗ф60H8（孔。
工序Ⅵ磨ф60孔底面
工序Ⅶ钻ф30孔、扩ф32孔，锪ф47孔。
工序Ⅷ钻6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺纹。
工序Ⅸ去毛刺，终检。
2.3.3工艺方案的比较与分析
上述两个方案的特点在于：
方案一是采用铣削方式加工端面，且是先加工12孔后精加工外圆面和ф60H8（孔。
；方案二是使用车削方式加工两端面，12孔的加工放在最后。
两相比较起来可以看出，由于零件的端面尺寸不大，应车削端面，在中批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线二。
以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”。
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190~241，毛坯质量约为5kg，生产类型为中批生产，采用机器造型铸造毛坯。
根据上述材料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
57.外圆表面（ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155）考虑到尺寸较多且
相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为ф84、ф104、ф160的阶梯轴式结构，除ф65以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为R6.3um,只要粗车就可满足加工要求,以ф155为例,2Z=5mm已能满足加工要求.
58.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称〈〈工艺手册〉〉表2.2-1,铸件轮廓尺寸（长度方向>100~160mm,故长度方向偏差为mm.长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为3.0~3.5mm.现取3.0mm。
（3）内孔。
毛坯为实心。
两内孔精度要求自由尺寸精度要求，R为6.3,钻——扩即可满足要求。
（4）内孔ф60H8（）。
要求以外圆面ф65H5（）定位，铸出毛坯孔ф30。
查表2.3-9,
粗镗ф59.52Z=4.5
精镗ф59.92Z=0.4
细镗ф60H8（）2Z=0.1
（5）ф60H8（）孔底面加工.
按照<<工艺手册>>表2.3-21及2.3-23
1.磨削余量Z=0.2~0.3取Z=0.3
2.车削余量Z=3.0—0.3—0.01=2.69
（6）6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。
均为自由尺寸精度要求。
1．6—孔可一次性直接钻出。
2．查〈〈工艺手册〉〉表2.3—20得攻螺纹前用麻花钻直径为ф8.5的孔。
钻孔ф8.5
攻螺纹M10
2.5确定切削用量及基本工时
2.5.1工序Ⅰ：
车削端面、外圆
本工序采用计算法确定切削用量
加工条件
工件材料：
HT200，铸造。
加工要求：
粗车ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100，ф155外圆，表面粗糙度值R为6.3。
机床：
CA6140卧式车床。
刀具：
刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mmX25mm,k=90°,r=15°=12r=0.5mm。
计算切削用量
（1）粗车ф65、ф155两端面
确定端面最大加工余量：
已知毛坯长度方向单边余量为3mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a=2mm计。
长度加工方向取IT12级，取mm。
确定进给量f:
根据《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《切削手册》表1.4,当刀杆16mmX25mm,a<=2mm时,以及工件直径为ф160时。
f=0.5~0.7mmr
按C620—1车床说明书（见《切削手册》表1.30）取f=0.5mmr计算切削速度:
按《切削手册》表1.27,切削速度的
计算公式为
V=（mmin）…………………………2.1
式中,=1.58,=0.15,y=0.4,m=0.2。
修正系数k见《切削手册》表1.28,即
k=1.44,k=0.8,k=1.04,k=0.81,k=0.97
所以
V=
=66.7（mmin）
确定机床主轴转速
n===253（rmin）
按机床说明书（见《工艺手册》表4.2—8）与253rmin相近的机床
转速有230rmin及305rmin。
现选取305rmin。
如果选230mmin，
则速度损失较大。
所以实际切削速度V=80mmin
计算切削工时，按《工艺手册》表6.2-1,取
L==42mm,L=3mm,L=0mm,L=0mm
t==0.59（min）
（2）粗车ф160端面
确定机床主轴转速:
n===133（rmin）
按机床说明书（见《工艺手册》表4.2—8）与133rmin相近的机床
转速有120rmin及150rmin。
现选取150rmin。
如果选120mmin，
则速度损失较大。
所以实际切削速度V=75.4mmin
计算切削工时，按《工艺手册》表6.2-1,取
L==80mm,L=3mm,L=0mm,L=0mm
t==2.21（min）
（3）粗车160与104连接之端面
L==28mm,L=3mm,L=0mm,L=0mm
t==0.82（min）
2.5.2工序Ⅱ：
粗车65,80,75,100外圆以及槽和倒角
切削深度:
先84车至80以及104车至100。
进给量:
见《切削手册》表1.4
V=（mmin）
=
=66.7（mmin）
确定机床主轴转速:
n===204（rmin）
按机床选取n=230rmin。
所以实际切削速度
V===75.1mmin
检验机床功率:
主切削力
F=CFafvk…………………………………2.2
式中：
CF=900,x=1.0,y=0.75,n=-0.15
k=（
k=0.73
所以
F=900
切削时消耗功率
P=
由《切削手册》表1.30中C630-1机床说明书可知,C630-1主电动机功率为7.8KW,当主轴转速为230rmin时,主轴传递的最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。
检验机床进给系统强度:
已知主切削力F=598N,径向切削力F按《切削手册》表1.29所示公式计算
F=CFafVk………………………………2.3
式中:
CF530,x=0.9,y=0.75,n=0
k=（
k=0.5
所以
F=530
而轴向切削力
F=CFafvk
式中:
CF=450,x=1.0,y=0.4,n=0
k=（
k=1.17
轴向切削力
F=450
取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给机构可承受的最大纵向力为3550N（见<<切削手册>>表1.30）,故机床进给系统可正常工作。
切削工时：
t=
式中：
L=105mm,L=4mm,L=0
所以
t=
（1）粗车65外圆
实际切削速度
V==
计算切削工时：
按<<切削手册>>表6.2-1，取
L=17mm,L=3mm,L=0mm
t=
（2）粗车75外圆
取n=305rmin
实际切削速度
V==
计算切削工时：
按<<切削手册>>表6.2-1，取
L=83mm,L=3mm,L=0mm
t=
（3）粗车100外圆
取n=305rmin
实际切削速度
V==
计算切削工时：
按<<切削手册>>表6.2-1，取
L=15mm,L=3mm,L=0mm
t=
（4）车槽.采用切槽刀，r=0.2mm
根据《机械加工工艺师手册》表27-8
取f=0.25mmr
n=305rmin
计算切削工时
L=9mm,L=3mm,L=0mm
t=
2.5.3工序Ⅲ：
精车Φ65mm的外圆及与Φ80mm相接的端面
车床：
C616
（2）精车端面
Z=0.4mm
计算切削速度：
按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=90min）
式中，，修正系数见《切削手册》表1.28
所以
按机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8）与1023rmin。
如果选995rmin，则速度损失较大。
所以实际切削速度
计算切削工时
按《工艺手册》表6.2-1取
，，，则：
=
（3）精车Φ65外圆
2Z=0.3
f=0.1mmr
式中，，修正系数见《切削手册》表1.28
所以
所以实际切削速度
计算切削工时
，，则：
=
（3）精车外圆Φ100mm
2Z=0.3mmZ=0.15mmf=0.1mmr
取
实际切削速度
计算切削工时
，，则：
=
2.5.4工序Ⅳ：
车Φ60孔底面
车床：
CA6140
车刀：
d=10mmL=115mm
切削速度：
参照有关手册，确定v=15mmin
=477.7rmin
采用X63卧式铣床，根据机床使用说明书（见《工艺手册》表4.2-39）
取=475rmin
故实际切削速度为：
当时，工作台的每分钟进给量应为
查机床说明书，刚好有故直接选用该值。
计算切削工时
L=（60mm-30mm）=30mm
倒角1x45°采用90°锪钻
2.5.5工序Ⅴ：
精、粗、细镗mm孔
（1）粗镗孔至Φ59.5mm
2Z=4.5mm则
Z=2.25mm
查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为v=35mmin，f=0.8mmmin由于T740金刚镗主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加工时使用的转数。
，，则：
=
（2）精镗孔至Φ59.9mm
2Z=0.4mm，Z=0.2mm
f=0.1mmr
v=80mmin
计算切削工时
，，则：
=
（3）细镗孔至mm
由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。
f=0.1mmr
=425rmin
V=80mmin
2.5.6工序Ⅵ：
磨Φ60孔底面
①．选择磨床：
选用MD1158（内圆磨床）
②．选择砂轮：
见《工艺手册》第三章中磨料选择各表，结果为A36KV6P20x6x8mm
③．切削用量的选择：
砂轮转速，ms
轴向进给量
径向进给量
④．切削工时计算：
当加工一个表面时
（见《工艺手册》表6.2-8）
式中L：
加工长度L=30mm
b：
加工宽度b=30mm
：
单位加工余量=0.2mm
K：
系数K=1.1
r：
工作台移动速度（mmin）
：
工作台往返一次砂轮轴向进给量
：
工作台往返一次砂轮径向进给量
则
2.5.7工序Ⅶ钻扩mm、及锪孔。
转塔机床C365L
1、钻孔
f=0.41mmr
（见《切削手册》表2.7）
r=12.25mmin
（见《切削手册》表2.13及表2.14，按5类加工性考虑）
按机床选取：
=136rmin（按《工艺手册》表4.2-2）
所以实际切削速度
切削工时计算：
，=10mm，=4mm
=
（2）钻孔mm
根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔的进给量与切削速度之关系为
f=（1.2~1.3）
v=（）
公式中、为加工实心孔时的切削用量，查《切削手册》
得=0.56mmr（表2.7）
=19.25mmin（表2.13）
并令：
f=1.35
=0.76mmr
按机床取f=0.76mmr
v=0.4=7.7mmin
按照机床选取
所以实际切削速度：
切削工时计算：
，，
=
1.锪圆柱式沉头孔Φ47mm
根据有关资料介绍，锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的12~13，故
f=
按机床取f=0.21mmr
r=
按机床选取：
所以实际切削速度为：
切削工时计算：
，，
=
2.5.8工序Ⅷ钻6—13.5,2-M10-6H,4-M10-6H深孔深24
（1）钻6-13.5
f=0.35mmr
V=17mmmin
所以n==401（rmin）
按机床选取：
所以实际切削速度为：
切削工时
，，则：
=
t=6t=60.157=0.942min
（2）钻2底孔Φ8.5
f=0.35mmr
v=13mmin
所以n==487rmin
按机床选取
实际切削速度
切削工时
，，则：
=
（3）4深20，孔深24，底孔Φ8.5
f=0.35mmr
v=13mmin
所以n==487rmin
按机床选取
实际切削速度
切削工时
，，则：
=
1.攻螺纹孔2
r=0.2ms=12mmin
所以
按机床选取
则
实际切削速度
计算工时
，，则：
=
2.攻螺纹4-M10
r=0.2ms=12mmin
所以
按机床选取
则
实际切削速度
计算工时
，，则：
=
六设计心得与小结：
为期一周的工艺课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组两名同学在老师的指导下，顺利完成了这次课程设计，课程设计作为《机械制造技术基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
首先，我觉得老师给我们作类似的课程设计是十分必要的，这不仅可以提起我们对这门课的学习兴趣，同时还可以在专业上用实践锻炼一下我们，使我们不但不在对所学专业感到陌生，而且还可以培养大家的积极性。
其次，我觉得应该培养我们的团队合作精神，让几个人一起作这样的课程设计我想会更好的发挥我们的特长。
本次课程设计主要经历了两个阶段：
第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是填料箱盖设计。
第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；工艺设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、设计的方法和步骤等。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
本次的课程设计，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和理论联系实际，应用生产实际知识解决工程实际问题的能力；在设计的过程中还培养出了我们的独立设计精神，同学们共同协作，解决了许多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。
总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。
提高了我们的思考、解决问题和动手的能力，对我们以后的前途很有作用。
参考文献
1.《机械设计基础》邓昭铭
2.《机械设计手册》徐灏
3.《机械制造工艺及其设备设计手册》机械工业出版社
4.《切学用量手册》
5.《机械加工工艺人员手册》机械工业出版社
6.《几何量公差与测量》清华大学出版社
7.《机械制造技术基础课程设计指导教程》机
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