十字接头课程设计说明书.docx

机电及自动化学院
课程设计说明书
设计题目:十字接头工艺规程设计
姓 名:
学 号：0811114009
班 级：机电(1)班
届 别：2008
指导教师:
2011 年 7月
目 录
制造技术基础课程设计任务书。。。.。。....。..。.。。。.。.。.。。.。。。。。。。..。...。..。.。。..。.。。.....。。.。..。。.。..。.3
十字接头零件图.。。。...。.。..。。....。.。。.。.。。..。..。。。.....。.。....。。..。.......。。...。...。。...。.。。..。.。..。.。。。.。.。。.。。。..。.。。。。。4
设计要求。.。.。。。。。。。。.。.。.。.。.。.。。....。。..。..。.。..。......。....。。.。。。。...。。.。。....。..。....。。。。。。。。。..。。.。..。。.。。.。...。..。。。..。。.。。.。。。。.5
课程设计说明书
1 零件分析……………………………………………………………………….。…6
1.1零件的作用………………………………………………………………………………。.…6
1.2零件的工艺分析………………………………………………………………………….。6
2零件的生产类型………………………………………………………………。.6
2.1生产纲领……………………………………………………………………………………..。6
3毛坯的确定…………………………………………………………………………6
3.1确定毛坯类型及其制造方法………………………………………………………。。6
4定位基准选择……………………………………………………………………。7
5制定工艺路线…………………………………………………………………….7
6加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定…………………………。。9
7各种机床与刀具选择………………………………………………………。10
8确定切屑用量……………………………………………………………….。…10
9基本工时的确定…………………………………………………………….…10
10计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介…………….。…20
11工艺方案的比较与技术经济分析………………………………….。.21
12参考文献…………………………………………………………………………22
《制造技术基础》课程设计任务书
题目：十字接头零件的机械加工工艺规程
内容：零件图 一张
工艺过程卡 一张
机械加工工艺卡片 若干张
课程设计说明书 一份
十字接头零件图
设计要求
本次《制造技术基础》课程设计我拿到的题目是“十字接头工艺规程设计”。材料为HT200，生产批量为大批量生产,其他要求及零件参数见二维零件图,要求设计该十字接头的机械加工工艺规程,具体要求内容为：
（1）根据生产类型，对零件进行工艺分析；
（2）选择毛坯种类及制造方法；
（3）制订零件的机械加工工艺过程,选择工序加工设备及工艺装备,确定各工序切削用量及工序尺寸，并计算工序的工时定额；
(4）填写工艺文件；
（5）撰写设计说明书;
1零件的分析
1.1零件的作用
十字接头作为连接部件，主要用于连接轴类零件，镗孔的目的是为了满足孔与轴类零件的要配合求，销孔和凸台上的螺栓孔都是为了对连接的轴类零件的夹紧作用，中间的螺钉孔是为了对十字接头起定位作用。
1。2零件的工艺分析
⑴φ22及φ40两孔都具有较高的精度要求，表面粗糙度Ra的值为6.3um，是加工的关键表面。
⑵销孔的表面精度要求最高，粗糙度Ra为1。6um，是加工的重要表面.十字接头的连接φ22孔中心线和φ46端面的垂直度要求为0.02.
⑶其余表面要求不高。
2零件的生产类型
2.1生产纲领
根据任务书已知：十字接头属于大批量生产零件，工艺特征见表1(如下）：
表1
生产类型
工艺特征
大批量生产
（1）毛坯广泛采用金属型机器造型,压铸，精铸，模锻，毛坯精度高，加工余量小
（2）加工设备采用专用机床
（3）加工设备采用高效率的专用夹具
（4）工艺详细制订工艺规程,用工序卡,操作卡及调整卡管理生产
(5）生产效率高,对操作工人平均技术水平要求低
3毛坯的确定
3.1确定毛坯类型及其制造方法
由《常见毛坯类型》可知，材料为HT200，具有铸造性能好，工艺简单,铸造应力小，易加工，需人工时效；有一定的机械强度及良好的减振性,流动性能好、体收缩和线收缩小;综合力学性能低，抗压强度比抗拉强度高约3—4倍；耐热性较好；可承受较大的弯曲应力；同时工件作用为连接，不承受外部应力，且没有动载荷之类的影响。为提高加工效率，尽量使毛坯和零件图接近，因此选择毛坯的制造形式为铸件形式，其制造方法为砂型机器造型及壳型.
4定位基准选择
根据零件图的要求以及定位基准的选择原则，对零件而言，尽可能选择不加工面为粗基准.而对有若干不加工表面的工件，选用要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准；同时根据零件毛坯的形式，考虑到便于装夹，粗基准选较长的外圆柱面，加工内孔.
基准的选择根据互为基准原则、基准重合原则和自为基准原则,选择加工后的端面作为精基准.
5制定工艺路线
根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的精度和粗糙度能力，以及各种机床的加工特点,查阅和参考《机械制造工艺学》和《机械制造技术基础课程设计指南》等资料，可得到各加工面的加工方法(表2)和加工工艺工序安排（表3）：
见表2如下：
表2 十字接头各表面的加工方法
加工表面

精度要求
表面粗糙度Ra/um
加工方案
φ53端面
IT8
12。5
粗铣
φ34端面
IT8
12.5
粗铣
φ46端面
IT8
12.5
粗铣
螺栓凸台
IT8
12.5
粗铣
螺钉凸台
IT8
12.5
粗铣
φ22配合孔
IT8
6。3
钻→半精镗
φ40配合孔
IT8
6.3
钻→半精镗
φ4销孔
IT7
1.6
钻→扩
M10*1。5螺纹
IT8
12。5
钻→攻丝
M6*1。5
IT8
12.5
钻→攻丝
表3 轴承座的机加工工艺方案
工序号
工序名称
工序内容
加工设备
01
检验
外协毛坯检验

02

粗铣螺栓凸台
圆柱两端面和φ46端面作为基准，夹紧力作用在短圆柱两端面
卧式铣床X61
粗铣螺钉凸台
粗铣φ34端面
03
粗铣φ53端面
圆柱表面作为定位基准，夹紧力作用在圆柱表面
卧式铣床X61
04
粗铣φ46端面
该圆柱表面作为基准，夹紧力作用在圆柱表面
卧式铣床X61
05
钻φ40孔
以短外圆柱表面和一端面作为定位基准,夹紧力作用在外圆柱表面
钻床Z525

06
钻出M10*1。5的孔
以φ46端面和短外圆柱的两端面作为定位基准，夹紧力作用在两端面
钻床Z525

钻出M6＊1。5的孔
钻φ22孔
07
钻φ4销孔
以长圆柱表面和φ53端面作为定位基准，夹紧力作用在圆柱表面
钻床Z525
扩孔
08
半精镗φ22孔
夹紧毛坯的长外圆柱表面,镗φ22孔
卧式铣镗床TP616
09
半精镗φ40孔
以外圆柱表面作为定位基准,夹紧力作用在外圆柱表面
卧式铣镗床TP616
10
去毛刺

11
倒角
车2x45倒角和车1x45倒角
CA6140
12
攻丝

钻床Z525

13
清洗及终检

6加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定
结合机油泵后盖尺寸及查阅《机械制造技术基础课程设计指南》等资料得到相关数据可计算得到加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如表4：
表4机油泵后盖加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等参数表
加工面最终尺寸
公差/粗糙度
单边余量
工序尺寸
毛坯尺寸
80（φ53端面）
12.5
3
粗铣→80
86
32（φ24端面）
12。5
3
粗铣→32
35
16(φ16端面）
12.5
3
粗铣→16
19
φ34端面
12。5
3
粗铣

φ46端面
12。5
3
粗铣

Φ22
H8/ Ra6。3
10
1.0
钻→20
半精镗→22
0
Φ40
H8/ R6.3
12.5
6。5
1。0
钻→25
钻→38
半精镗→40
0
Φ4定位销
无/Ra1。6
1。95
0.05
钻→3。9
铰→4。0
0
Φ6孔
无/Ra12.5
3
钻→6
0
Φ10孔
无/ Ra12。5
5
钻→10
0
加工时需要保证留有加工余量，最终尺寸加上各道工序加工余量即得到工序尺寸。
7各种机床与刀具选择
综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度
机床与刀具如下:
卧式铣床X61-——--硬质合金端面铣刀、键槽铣刀
卧式车床CA6140—-————硬质合金镗刀YG8
钻床Z525—-—高速钢钻头、高速钢W18Cr4V
卧式铣镗床TP616-——高碳低合金工具钢CrWMn
8确定切屑用量
根据工件尺寸和相关要求，并参考《实用机械加工工艺手册》等资料,可得工件尺寸和切屑深度的选择为：
粗铣每齿进给量为0.16mm
钻孔进给量和速度：Φ4为进给量为0.2mm/r，Φ,6为进给量为0。3mm/r，Φ，10进给量为0.5mm/r，Φ22进给量为0.8mm/r，Φ40进给量为1.2mm/r
半精镗Φ22进给量为0。1mm/r，半精镗Φ40进给量为0。3mm/r
攻丝进给量为0。3 mm/r，速度为0。3m/s
9基本工时的确定
工序1：粗铣Φ24端面
切屑深度分别为:
3.0mm
铣平面参数:每齿进给量为af=0。16mm/z，采用W18Cr4V直柄立铣刀，，齿数为Z=6，直径D=25mm
则每转进给量为:
f=afZ=0。96mm/r
切屑速度为:
V=1.0m/s
转速：
nr/min
代人相关数据可得：
n =764。33r/min
根据机床型号，选择转速n=725r/min
铣削基本时间i
代人相关数据得：
tj=5.17s
工序2:粗铣Φ14端面
切屑深度分别为：
3。0mm
铣平面参数：每齿进给量为af=0.16mm/z,采用W18Cr4V直柄立铣刀，齿数为Z=6，直径D=16mm。
则每转进给量为：
f=afZ=0。96mm/r
切屑速度为：
V=1。0m/s
转速：
nr/min
代人相关数据可得:
n =1194。26r/min
根据机床型号，选择转速n=1225r/min
铣削基本时间i
代人相关数据得:
tj=5.55s
工序3:粗铣Φ34端面
切屑深度分别为：
3。0mm
铣平面参数：每齿进给量为af=0。16mm/z,采用W18Cr4V直柄立铣刀,齿数为Z=6，直径D=36mm。
则每转进给量为：
f=afZ=0。96mm/r
切屑速度为:
V=1.0m/s
转速:
nr/min
代人相关数据可得:
n =530.78r/min
根据机床型号，选择转速n=490r/min
铣削基本时间i
代人相关数据得：
tj=5.10s
工序4：粗铣Φ53端面
切屑深度分别为:
3.0mm
铣平面参数:每齿进给量为af=0.16mm/z，采用W18Cr4V端面铣刀,齿数为Z=8，直径D=60mm.
则每转进给量为：
f=afZ=1.28mm/r
切屑速度为:
V=1.0m/s
转速：
nr/min
代人相关数据可得：
n =318.47r/min
根据机床型号,选择转速n=300r/min
铣削基本时间i
代人相关数据得:
tj=21。56s
工序5:粗铣Φ46端面
切屑深度分别为：
3.0mm
铣平面参数：每齿进给量为af=0.16mm/z，采用W18Cr4V端面铣刀,齿数为Z=8，直径D=60mm。
则每转进给量为：
f=afZ=1。28mm/r
切屑速度为：
V=1。0m/s
转速：
nr/min
代人相关数据可得：
n =318。47r/min
根据机床型号,选择转速n=300 r/min
铣削基本时间i
代人相关数据得:
tj=9.69s
工序6.钻直径Φ40孔
钻头直径为：
D1=25mm D2=38mm
进给量分别为:
f1=0.5mm/r f2= 0.8mm/r
切屑速度
m/s V2=0。3 m/s
转速：
nr/min
代人相关数据可得:
n 1=611。46r/min n2=301.71 r/min
根据机床型号，选择转速 n1= 680r/min n2=272 r/min
基本时间i
代人相关数据得：
tj1=15。35s tj2=38.38s
工序7钻Φ10孔
钻头直径为:
D=10mm
刀具寿命为60min
进给量分别为:
f=0。5m/r
切屑速度
m/s
转速:
nr/min
代人相关数据可得：
n =764.33r/min
根据机床型号，选择转速 n= 680r/min
基本时间i
代人相关数据得：
tj=6。70s
工序8钻Φ6孔
钻头直径为：
D=6mm
刀具寿命为60min
进给量分别为：
f=0。3m/r
切屑速度
m/s
转速:
nr/min
代人相关数据可得：
n =1273。88r/min
根据机床型号,选择转速 n=1360r/min
基本时间i
代人相关数据得：
tj=3.09s
工序9钻Φ22孔（Φ20）
钻头直径为：
D=20mm
刀具寿命为60min
进给量分别为:
f=0.8m/r
切屑速度
m/s
转速:
nr/min
代人相关数据可得:
n =573。25r/min
根据机床型号，选择转速 n=545r/min
基本时间i
代人相关数据得：
tj=16。65s
工序10钻Φ4孔（Φ2）扩钻孔为销孔
钻头直径为：
D=2mm
刀具寿命为60min
进给量分别为：
f=0.1m/r
切屑速度
m/s
转速：
nr/min
代人相关数据可得:
n =955。41r/min
根据机床型号，选择转速 n=960r/min
基本时间i
代人相关数据得：
tj=10s
工序11半精镗Φ22孔
切屑深度分别为:
mm mm
进给量分别为: f1=0.1mm/r f2=0.2mm/r
切屑速度 v1= 1.0m/s v2= 1.0m/s
转速:
nr/min
代人相关数据可得:n1= 868。56r/min n2= 734。93r/min
根据机床型号,选择转速 n1= 810r/min n2=810r/min
基本时间i
代人相关数据得：
工序12半精镗Φ40孔
切屑深度分别为：
mm
进给量分别为： f=0.3mm/r
切屑速度 v=1.0m/r
转速:
nr/min
代人相关数据可得：n= 477。70r/min
根据机床型号，选择转速 n= 550r/min
基本时间i
代人相关数据得：30。90s
(11）去毛刺
（12）倒角，攻丝
倒角进给量为
f=0.25mm/r
采用高转速
n=1250r/min
基本时间i
代人相关数据得：
tj=80.76s
攻丝
采用高速钢W18Cr4V
进给量
f1=0。3mm f2=0.2mm
切屑速度
=0.3m/s
转速：
nr/min
代人相关数据可得：
r/min 868.55r/min
根据机床型号,选择转速 r/min 960r/min
基本时间i
代人相关数据得：
tj1=11.0s tj2=3。12s
另外要说明的是，在计算基本时间过程中，没有把刀具的切入长度和刀具的切出长度算进去。
10计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介
单件时间的计算公式为:
由于生产批量为中批量,所以时间定额为：
本次设计没有具体计算辅助时间、布置工作地点时间和休息和生理需要时间，在中批量生产中，辅助时间可按基本时间的百分比进行估算，并在实际中修改,使之趋于合理。基本时间和辅助时间总和称为操作时间，布置工作地点时间一般按操作时间的2％7％来计算，休息和生理需要时间一般按操作时间的2%来计算。另外，由于生产批量为中批量，故忽略了准备与终结时间。
为了提高生产率，必须尽量减少时间定额,由于此处加工工艺已确定，故不能再减少基本时间，应从以下三方面着手来减少时间定额以提高生产效率：
(1）减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠；
（2）减少布置工作地点时间；
(3)减少准备于终结时间.
11工艺方案的比较与技术经济分析
在工艺规程设计最后一般还应该对所设计工艺方案进行比较与技术经济分析,主要评价指标为零件（或工序）的全年工艺成本和单个零件(或单个工序）的工艺成本，其计算公式分别如下：
VN
V
式中V为每件零件的可变费用（元/件），N为零件的年生产纲领（件），为全年不变费用（元）.本文未就对所设计工艺方案进行工艺方案的比较与技术经济分析。
12参考文献
［1] 王先逵.机械制造工艺学（第2版）.北京：机械工业出版社，2006。1
[2] 崇凯.机械制造技术基础课程设计指南。北京:化学工业出版社，2006。12
[3］ 沈莲.机械工程材料(第2版）.北京:机械工业出版社，2007.8
[4］ 陈宏钧.实用机械加工工艺手册。北京:机械工业出版社，1996.12
［5] 李益明。机械制造工艺设计简明手册. 北京：机械工业出版社，1994.7