133+2级课程设计说明书格式参考示例.docx
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133+2级课程设计说明书格式参考示例
机械制造工艺学
课程设计说明书
学院：
机电工程学院
专业：
机械设计制造及其自动化
姓名：
学号：
目录（黑体3号、居中）
第1章零件分析（小4号、黑体，行距1.5倍）
1.1零件功用分析（小4号、宋体）……………………………………………1
1.2零件的工艺分析………………………………………………………
1.3确定零件的生产类型
第2章确定毛坯类型及绘制毛坯简图
2.1选择毛坯…………………………………………………………………………
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量……………………………………
2.3绘制毛坯简图……………………………………………………………………
第3章机械加工工艺规程制定
3.1定位基准的选择…………………………………………………………………
3.2拟定工艺路线……………………………………………………………………
3.3加工设备与工艺装备的选用……………………………………………………
3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定……………………………………………
3.5切削用量的计算………………………………………………………………
参考文献 …………………………………………………………………………………
附录…………………………………………………………………………………
第1章零件分析
1.1零件功用分析
零件是东方红-75推土机铲臂右支架，位于推土机的前部，是用来支撑铲臂上油缸的支座。
主要作用是连接与紧固。
1.2零件的工艺分析
由零件图可知，要求最高的是φ55mm孔，公差等级达到IT7级，表面粗糙度为Ra1.6um，该孔是右支架的主要设计基准。
从表面间的位置精度来看，A,B两端面（前后端面）应与φ55mm孔轴线垂直，2个φ43.5mm孔的轴线应垂直于φ55mm孔轴线，且两φ43.5mm孔的轴线夹角应为47°±15’，夹角顶点在φ55mm孔的轴线上。
工艺上看，φ43.5mm孔的轴线对φ55mm孔的轴线垂直度要求为0.2/100,相当于公差等级10级，可以通过专用机床夹具来保证。
Φ55mm孔公差等级为IT7级，表面粗糙度Ra1.6um通过精镗保证。
平面A、B用于轴的轴向定位，小凸台C平面与B平面在同一平面上，在零件的过程中不起作用。
对右支架零件图进行工艺审核，可知该零件图视图正确、完整，尺寸公差及技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。
1.3确定零件的生产类型
推土机的年产量为4000台/年，其上左右支架各1件，结合生产实际，备品率和废品率分别取8%和1%，该零件年产量为：
“机械加工零件生产分类”知，该支架7.4Kg，属于中型零件。
查表由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件的生产类型为中批生产。
其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现中批生产的工艺特点。
第2章确定毛坯类型，绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
由该零件的功用及推土机的工作状况知，铲臂支架、连接支架上盖与支架座的螺钉承受的都是冲击载荷，故要求该支架材料应具备较高的强度与抗冲击能力。
材料选用既能满足要求、价格又相对低廉的铸钢材料ZG310-570。
屈服强度σs=310MPa,σb=570MPa，毛坯制造形式为铸造。
由于该支架为成批生产，选砂型机器造型。
铸件的公差等级选为CT9级。
该零件形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状尽量接近。
由于φ55mm孔的轴线方向上还有1个φ49mm孔，从减少加工余量考虑，此处的毛坯孔可以与φ55的毛坯孔一起铸成阶梯孔。
2个φ43.5mm孔径较大，应铸出毛坯孔。
工艺凸台C面较小，为保证铸件质量，将B、C面取为浇铸时的底面位置，A面作为浇铸时的顶面位置。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
毛坯选择加工余量为H级，根据机械加工后铸件的最大轮廓尺寸查表，查得各加工表面加工余量如表2-1所示。
表2-1右支架各加工表面加工余量表
加工表面
单边余量/mm
双边余量/mm
备注
φ55、φ49孔
3.0
6.0
基本尺寸取孔轴向长度尺寸100mm
顶面A
4.0
面A、B为双侧均加工，并考虑铸造情况，基本尺寸为100mm
底面B
3.0
2个φ43.5孔
3.0
6.0
基本尺寸为孔深尺寸68mm
零件重量约为7.4Kg，加上加工余量，估算，毛坯重量约为9.5Kg。
加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可，所得毛坯基本尺寸如表2-2所示：
表2-2右支架毛坯尺寸及公差
零件尺寸/mm
单边加工余量/mm
毛坯基本尺寸/mm
公差/mm
毛坯尺寸/mm
100
顶面A为4，
底面B为3
107
2.5
107±1.25
φ55
3
φ49
2.0
φ49±1
φ49
3
φ43
2.0
φ43±1
φ43.5
3
Φ37.5
1.8
Φ37.5±0.9
2.3绘制毛坯简图
第3章工艺规程设计
3.1定位基准的选择
定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。
正确与合理的选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类，提高生产率。
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
3.1.1精基准的选择
右支架是带孔零件。
Φ55孔不但是精度要求最高的孔，而且也是该零件的设计基准、装配基准与测量基准。
遵循“基准重合”原则，应选Φ55孔作为精基准。
同时为了定位可靠，使加工工艺过程稳定、减小振动，还可选平面B、C作为精基准。
考虑到零件精度不是太高及加工时的稳定性，最终选底面B和工艺凸台面C做第一定位基准，限制3个自由度，φ55短孔作为第二定位基准，限制2个自由度，为限制右支架绕φ55孔中心线的旋转自由度，可选2个φ43.5孔之一的外缘表面作为第三定位基准，在此设置一个挡销。
在右支架的加工过程中，该组合表面还可作为大部分工序的定位基准，加工其他的次要表面，体现了“基准统一”的原则。
3.1.2粗基准的选择
Φ55孔作为重要的表面，加工时要求余量小而均匀，因此应选该孔作为粗基准。
此时定位夹紧装置结构复杂。
考虑到该零件精度要求不是很高，选底面B、C组合表面作为粗基准，定位和夹紧方便、可靠。
由于采用机器造型，铸件有一定的精度，基本可以保证Φ55孔的加工余量均匀。
3.2拟订工艺路线
工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。
它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。
因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。
3.2.1表面加工方法的确定
平面的加工：
对于本支架，面A与面B的粗糙度要求Ra12.5um，其距离尺寸100mm为未注公差尺寸，故可用粗车或粗端铣，但车削加工底面的工艺凸台C时会出现断续车削，冲击较大，选择端铣加工方式。
孔及退刀槽的加工：
已铸出φ55孔和φ49孔可采取车床上镗孔，该零件结构紧凑，重量也不大，适用车削加工；该零件精度不是很高，使用车床镗孔较经济。
φ49孔公差等级为IT14，退刀槽属未注公差尺寸，两孔可一次镗出。
φ55孔公差等级为IT7级，Ra1.6um，可采取粗镗-半精镗-精镗的加工方式。
右支架座上4个M20螺纹底孔及6个φ20孔，都属于未注公差尺寸，可在实体上一次钻出。
2个φ43.5孔，要求其轴线与φ55孔轴线垂直，且2个φ43.5孔轴线夹角成47°±15′，毛坯上有预铸孔，可采取一次扩孔。
螺纹加工：
右支架座上4个M20螺纹孔采取攻螺纹方式。
零件的剖开：
右支架最终分成上盖与支架座两部分，剖分面Ra12.5um，中心面应通过φ55孔的轴线。
可在铣床上用锯片铣刀锯开
表3-1右支架各表面加工方法
加工表面
尺寸及偏差/mm
尺寸精度等级
表面粗糙度/um
加工方案
备
注
A、B面
100
IT13
Ra12.5
粗端铣
φ55孔
φ55±0.015
IT7
Ra1.6
粗镗-半精镗-精镗
φ49孔
IT14
Ra12.5
镗
退刀槽φ56
未注公差
镗
4个M20底孔6个φ20孔
未注公差尺寸
钻
2个φ43.5孔
Ra12.5
扩孔
4个M20螺纹孔
攻螺纹
零件的剖分面
Ra12.5
锯片铣刀铣开
3.2.2加工顺序的安排
底面B与φ55孔一部分短孔为精基准，同时底面B也是粗基准，根据“先面后孔”和“基面先行”的原则，最先开始加工顶面A和底面B，底面B与工艺凸台面C属于同一平面，装卡后一次加工。
右支架加工表面中φ55孔精度最高，一切工序都是围绕保证该孔的精度来安排。
根据“先主后次”的原则，该孔的加工应安排在工艺路线的前部进行，但又不能一次加工到设计要求，否则在后续的工序中利用该表面定位加工一些次要表面时，有可能损伤该表面。
“先粗后精”是针对整个工艺路线而言的，并非只对某一表面。
对于φ55孔，他是其它次要表面加工的基准，必须先加工出来。
可将该孔半精加工后作为精基准来加工其他次要表面，带这些次要表面加工完成后再对其精加工至图样要求。
3.2.3确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟订右支架的机械加工工艺路线，如表3-2所示。
表3-2右支架机械加工工艺路线
工序
工序内容
定位基准
5
粗铣顶面A
底面B、工艺凸台C面
10
粗铣底面B、工艺凸台C面
顶面A
15
粗镗φ49孔（工步1）及切退刀槽3×φ56（工步2）
底面B、工艺凸台C面及φ55孔
20
粗镗φ55孔（工步1）及倒角C2（工步2）
顶面A及φ49孔
25
半精镗φ55孔
顶面A及φ49孔
30
扩2×φ43.5孔
底面B、工艺凸台C面及φ55孔及φ43.5孔外缘
35
2×φ43.5孔倒角C2
同上
40
钻6×φ20孔
底面B、工艺凸台C面及φ55孔及一个φ43.5孔
45
钻4×M20×2螺纹底孔φ18
底面B、工艺凸台C面及φ55孔及一个φ20孔
50
精镗φ55孔（工步1）及倒角C2（工步2）
顶面A及φ49孔
55
铣开（两次安装）
底面B、工艺凸台C面及φ55孔及一个φ20孔
60
扩上盖4×φ21孔
剖分面、φ55半圆孔及一端面
65
4×M20×2底孔倒角（工步1）
攻4×M20×2螺纹（工步2）
φ55半圆孔、端面及一个φ20孔
70
去毛刺、清洗、检验
3.3加工设备及工艺装备的选用
机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化地工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产装备费用。
加工右支架所选用装备如表3-4所示。
表3-4右支架加工所用设备及工装
工序
工序内容
机床设备
刀具
量具
5
粗铣顶面A
XA5032立式升降台铣床
端铣刀
游标卡尺
10
粗铣底面B、工艺凸台C面
XA5032立式升降台铣床
端铣刀
游标卡尺
15
粗镗φ49孔及切退刀槽3×φ56
CA6140车床
YT5硬质合金镗刀
游标卡尺
20
粗镗φ55孔及倒角C2
CA6140车床
YT5硬质合金镗刀
内径百分表
25
半精镗φ55孔
CA6140车床
YT15硬质合金镗刀
二级杠杆式百分表
30
扩2×φ43.5孔
Z35摇臂钻床
高速钢锥柄麻花钻
游标卡尺
35
2×φ43.5孔倒角C2
Z35摇臂钻床
90°锥柄锥面淴钻
40
钻6×φ20孔
Z3025摇臂钻床
φ20麻花钻
游标卡尺
45
钻4×M20×2螺纹底孔φ18
Z3025摇臂钻床
高速钢锥柄麻花钻
二级杠杆式百分表
50
精镗φ55孔及倒角C2
CA6140车床
YT30硬质合金镗刀
千分尺
55
铣开
XA6132卧式铣床
锯片铣刀
60
扩上盖4×φ21孔
Z3025摇臂钻床
高速钢锥柄麻花钻
游标卡尺
65
4×M20×2底孔倒角攻4×M20×2螺纹
Z3025摇臂钻床
90°锥柄锥面胡钻
M20×2机用细柄丝锥
3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定
以φ55孔为例计算工序尺寸、余量及确定公差。
该孔经过3道工序加工，且定位基准与工序基准重合。
其工序尺寸、公差如表3-4所示。
表3-4φ55孔加工各工序要求
工序双边余量
工序基本尺寸
精度等级
粗糙度/um
工序尺寸及公差
精镗
0.5
55
IT7
Ra1.6
φ55±0.015
半精镗
1.5
54.5
IT9
Ra6.3
粗镗
4
53
IT12
Ra25
毛坯
49
49±1
3.5切削用量的计算
切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量。
确定方法是先确定背吃刀量、进给量，而后确定切削速度。
不同的加工性质，对切削加工的要求是不一样的。
选切削用量时，考虑的侧重点也有所区别。
粗加工时，尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具耐用度要求，确定合适的切削速度。
精加工时，首先保证工件的加工精度和表面质量要求，故一般选用较小的进给量和背吃刀量，尽可能选用较高的切削速度。
ap=2mm
f=0.2mm/r
v=74.89m/min（n=450r/min
插图：
①所有插图按分章编号，如第1章的第1张插图为“图1－1”，所有插图均需有图注（图的说明），图号及图注应在图的下方居中标出；
②一幅图如有若干幅分图，均应编分图号，用（a）,（b）,（c）......按顺序编排；
③插图须紧跟文述，在正文中，一般应先见图号及图的内容后再见图，一般情况下不能提前见图，特殊情况需延后的插图不应跨节；
表格：
①表格应按章编号，如表2-1，并需有表题；
②表号表题置表格上方并与表左对齐排列；
公式
①公式均需有公式号；
②公式号按章编排，如式（2－3）；
③公式中各物理量及量纲均按国际标准（SI）及国家规定的法定符号和法定计量单位标注，禁止使用已废弃的符号和计量单位；
④公式中用字、符号、字体要符合学科规范。
参考文献（黑体3号、居中）
文献按照论文中出现先后顺序排列。
内容（小四、宋体、行距1.5倍）
①期刊的著录格式：
序号作者.题名.刊名（外文刊名可缩写，缩写后的首字母应大写）,出版年,卷号（期号）:
页码（起始页）.
②专著的著录格式：
序号作者.书名.版次（第一版不标注）.出版地:
出版者,出版年.页码.
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
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材料牌号
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯件数
每台件数
备注
工
序
号
工序名称
工序内容
车
间
工
段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
设计（日期）
校对（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
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车间
工序号
工序名
材料牌号
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
每台件数
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
夹具编号
夹具名称
切削液
专用夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时/min
准终
单件
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
切削速度
进给量
背吃刀量
进给次数
工步工时/min
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
设计（日期）
校对（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
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