套筒机械加工工艺规程制定课程设计底座.doc

机 械 制 造 工 艺 学
课 程 设 计

设计题目： 套筒 机械加工工艺规程制定

学 生 姓 名: 廖冬梅 申洋
班 级:机电BZ151
学 号:6219315112/18
指 导 教 师:高淑杰 李瑞洋
起 止 日 期:2016.6.20-2016.7.8

目录
一.序言 3
二.零件的工艺分析及生产类型的确定 4
1、零件的作用 4
2、零件的工艺分析 5
3、零件的生产类型 5
三.选择毛坯，确定毛坯尺寸 6
1、选择毛坯 6
2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 6
3、确定机械加工余量 7
5、毛坯设计图 7
四.选择加工方法，制定工艺路线 7
1、 精基准的选择 7
2、 粗基准的选择 8
3、选择加工方法 8
4、制定工艺路线 8
5、工序设计 9
6、确定工序尺寸 查《机械加工余量手册》得 10
7、确定切削用量和基本时间 10
五.相关夹具 13
参考文献 13

一.序言
机械制造工艺学课程设计是在我们对《机械制造技术》进行学习以后进行的。这是对我们所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是我们在走进社会岗位前的一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学课程学习中占有重要的地位。
此次课程设计需要我们熟练掌握基础课程知识以及充分了解专业学科知识，如应用软件绘制零件图、毛坯图零件加工工艺路线的定制等。同时通过设计让我们学会查询各种专业相关资料，有助于扩展我们的知识面。总的来说，就是要让所学理论知识在实际设计过程中得到充分地利用，并不断提高自己解决问题的能力。
本次课程设计的任务之一是制订套筒机械加工工艺规程。通过分析套筒从毛坯到成品的机械加工工艺过程，总结其结构特点、主要加工表面，并制定相应的机械加工工艺规程。针对套筒零件的主要技术要求选择适当的夹具进行装夹。
本次设计内容涉及了机械制造工艺及金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
轴承座工艺规程是包括零件加工的工艺设计、工序设计两部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的选择，了解夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件。机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。

二.零件的工艺分析及生产类型的确定
1、零件的作用
题目所给定的零件名称为轴套（图1-1），它位于是溜板箱主轴上，主要用于保护主轴不受磨损，并起轴向定位作用。

2、零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，知原样的视图正确、完整。经过零件的基本分析可知零件材料选择为45钢，从零件外形上看是简单的圆柱形，工件安装非常简单容易。应该说，这个零件的工艺性较好。
3、零件的生产类型
依设计题目知：Q=2000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取为10％和1％。得该零件的生产纲领
N=2000*1*（1+10％）*（1+1％）=2222件/年
零件是溜板箱上的轴套，质量为0.67kg，查表1-1可知其属轻型零件，生产类型为中批生产。

表1-1 生产类型与生产纲领的关系

生产类型
同类零件的年产量/件
重型（质量≧2000kg）
中型（100kg≧质量≦2000kg）
轻型（质量≦100kg）
单件生产
〈5
〈20
〈100

成批生产
小批生产
5-100
20-200
100-500
中批生产
100-300
200-500
500-5000
大批生产
300-1000
500-5000
5000-50000
大量生产
〉1000
〉5000
〉50000
产品代表
轧钢机
柴油机
缝纫机

三.选择毛坯，确定毛坯尺寸
1、选择毛坯
该零件材料为45钢。该零件在工作过程中经常承受径向载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为2222件，属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用锻模成形。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。
2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
参见《机械制造技术基础 课程设计指南》第五章第一节，钢质模锻件的公差及机械加工余量按GB/T 12362—2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。
（1）锻件公差等级 由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。
（2）锻件质量Mf 根据零件成品质量0.67kg，估算为Mf=0.9kg。
（3）锻件形状复杂系数S
S=Mf/Mn
该锻件为圆形，假设其最大直径为φ48mm，高68mm，
Mn=π/4*d²*h*ρ,并根据资料可知ρ——钢材密度，7.85g/cm3
Mn=π/4*d²*h*ρ
计算得Mn=0.97kg
S=Mf/Mn
S=0.9/0.97 计算后得S=0.927
查下表
表2-1 钢制模锻件锻件复杂程度对照表
公差等级
判定条件
S1
简单
0.63-1
S2
一般
0.32-0.63
S3
较复杂
0.16-0.32
S4
复杂
0-0.16
小结：由于0.927处于0.63-1范围内，故确定公差等级为简单级。
（4）锻件材质系数M 由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65％的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。
3、确定机械加工余量
根据锻件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数，通过查《机械制造技术基础 课程设计指南》表5-9，单边余量在厚度方向为1.5-2.0mm,水平方向亦为1.5-2.0mm,既锻件各单面加工余量均为1.5-2.0mm。锻件中心两孔的单边余量按表5-10查得为2.6mm。
4、确定毛坯尺寸
零件尺寸
单边加工余量
锻件尺寸
φ44
2.5
φ50
65
3及2
69

5、毛坯设计图

四.选择加工方法，制定工艺路线
1、 精基准的选择
根据套筒的技术要求和装配要求，选择套筒的右端面和中心轴线作为精基准，零件上很多表面都是采用它作为基准进行加工，遵循了“基准统一”原则。零件的中心轴线是外圆和内孔的设计基准，右端面是左端面的设计基准，选用它们作为精基准，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求，遵循了“基准重合”原则。选择Φ48mm外圆表面和内孔互为精基准进行加工，遵循了“互为基准”原则。
2、 粗基准的选择
作为粗基准的平面应较平整，没有表面的欠缺，零件中只有左端面和棒料外圆表面满足条件，选用左端面为后来右端面作为精基准做准备，选用外圆表面则能保证内孔的壁厚均匀。
3、选择加工方法
根据各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定工件各加工表面的加工方法。
加工表面

尺寸精度等级

粗糙度表面Ra/mm
加工方案
外圆表面
IT7
6.3
车削
内孔
IT7
2.5
钻、扩、铰
左端面
IT10
6.3
车削
右端面
IT10
6.3
车削
φ7通孔
IT10
6.3
钻
φ6深度2锥形孔
IT10
6.3
研磨
（1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准——右端面和中心轴线。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——套筒内孔和外圆表面。
4、制定工艺路线
制定艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
工艺路线安排如下：
毛坯（45钢φ50棒料下料）车端面、倒角粗车外圆表面φ50至φ45、精车至φ44车端面、倒角钻φ28、扩孔φ29.8、粗铰φ29.93、精铰φ30孔 钻通孔φ7磨锥形孔检查
5、工序设计
工序号
工序内容
机床设备
刀具
量具
01
φ50mm*75mm 45钢棒料

游标卡尺
02
夹一端粗车外圆至尺寸Φ45 mm,长40mm，车端面,倒角C1
CA6140
外圆车刀
卡尺
03
倒头，夹Φ45mm外圆，车另一端外圆至Φ45mm,与上序光滑接刀，车端面保证65mm,车倒角C1 
CA6140
外圆车刀
卡尺
04
钻孔Φ28mm,深65mm
Z535
锥柄麻花钻
内径千分尺
05
扩孔Φ29.8mm,深65mm
Z535
扩孔钻
内径千分尺
06
粗铰29.93mm,深65mm
Z535
铰刀
内径千分尺
07
精铰30mm,深65mm
Z535
铰刀
内径千分尺
08
钻Φ7mm孔，其中中心距右端面16mm
Z535
锥柄麻花钻
游标卡尺、塞规

09
研磨两端60°内锥面

10
精车，夹左端外圆，夹一端粗车外圆至尺寸Φ44mm,倒角C1
CA6140
外圆车刀
游标卡尺
11
精车，夹右端外圆，夹一端粗车外圆至尺寸Φ44mm,倒角C1
CA6140
外圆车刀
游标卡尺
6、确定工序尺寸 查《机械加工余量手册》得
外圆表面:
工步
加工余量
工序尺寸
公差
毛坯
—
45+2.5*2=50mm
IT12,0.21mm
粗车
5mm
44+0.5*2=45mm
IT12,0.13mm
精车
1.0mm
44mm
IT7,0.021mm

内孔φ30孔:
工步
加工余量
工序尺寸
公差
钻孔
—
29.8-0.9*2=28mm
IT12,0.21mm
扩孔
2.0mm
29.93-0.065*2=29.8mm
IT12,0.13mm
粗铰
1.2mm
30-0.035*2=29.93mm
IT9,0.052mm
精铰
0.07mm
30mm
IT7,0.021mm
7、确定切削用量和基本时间
（1）车削外圆
切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定ap、f，在确定v。
确定进给量f，根据表5-114，在粗车钢料，刀杠尺寸为25mm*25mm,ap<=3mm、工件直径小于60mm时，f=0.6-0.7mm/r，按CA6140车床的进给量（表5-57），选择f=0.65mm/r。
确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需要进行校验。根据表5-55，CA6140车床进给机构允许的进给力Fmax=3530N。
根据表5-123，当钢料为570-670MPa、ap<=2mm,f<=0.36mm/r,
kr=45°，v=65m/min(预计)时，进给力Ff=530N。
根据表2-12得，Ff的实际进给力为Ff=530*1.0=530N Ff<Fmax,所选的进给量f=0.36mm/r可用。
确定切削速度v 根据表5-120，当用YT15硬质合金车刀加工时，切削速度v=156m/min。
由表2-9得，ksv=0.8，ktu=0.65，kkTv=0.81，kTv=1.15，kMv=kKV=1.0，所以 V=156*0.8*0.65*0.81*1.15=75.6m/min
N=/==198.7r/min
按CA6140车床的转速（表5-56），选择n=125r/min,则实际切削速度v=62m/min。
（2）钻内孔
选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时钻头直径d=28mm，钻头采用双头刃磨法。
决定进给量f 根据指导书表5-50可以查出f=1.1~1.3mm/r由于孔深和孔径之比n=65/28=2.32。
查z535型立式钻床说明书，取f=1.0mm/r
背吃刀量取ap=1.5mm,刀具耐用度T=60min
切削速度查指导书表5-52可知Cv=6.1,Zv=0.4,Xv=0,Yv=0.5,m=0.2
则

基本时间tm
基本时间公式,L=65mm，f*n=116mm/min,所以ｔm=33.6s
（3） 选用30mm标准高速钢扩孔钻
根据表，取f=（0.45~0.55）*0.7mm/r=0.32~0.39mm/r。根据z535型机床说明书，取f=0.35mm/r。 切削速度查指导书表5-52可知Cv=10.2,Zv=0.4,Xv=0.2,Yv=0.5,m=0.2。已知ap=0.9，耐用度T=60min。

基本时间ｔm
基本时间公式,L=65mm，f*n=113.22mm/min,所以ｔm=34.45s
选用30mm标准高速钢铰刀。
确定进给量f，根据表查出，f=1.3~2.6mm，按z535型机床说明书取f=1.6mm/r。切削速度查指导书表5-52可知Cv=12.1,Zv=0.3,Xv=0.2,Yv=0.65,m=0.4。已知粗铰ap=0.07，精铰ap=0.03，耐用度T=60min。

则 粗铰

精铰

粗铰φ29.93孔 基本时间ｔm
基本时间公式,查表，取L=65, f*n=139.3mm/min, 所以ｔm=28.00s 。
精铰φ30孔 基本时间ｔm
基本时间公式,查表，取L=65,f*n=164.8mm/min, 所以ｔm=23.67s

五.相关夹具
考虑的本零件为套筒类零件，且零件尺寸，质量都不大，故从经济和实用方面考虑，使用机床通用三爪卡盘进行装夹。

参考文献
【1】马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12．
【2】 戴曙.金属切削机床.大连理工大学出版社.1999.5
【3】.于骏一邹青,机械制造技术基础(2版),机械工业出版社,2009年.2月
【4】.赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社目 录
第一章 总 论 1
1.1 项目概况 1
1.2 可行性研究报告编制单位 4
1.3 承办单位简介 4
1.4 项目区概况 5
1.5 可行性研究依据 9
1.6 可行性研究的范围 10
第二章 项目建设背景及必要性 11
2.1 项目建设背景 11
2.2 项目建设必要性 14
第三章 项目建设地址及条件 17
3.1 项目建设地址 17
3.2 项目建设条件 17
第四章 工程建设方案 22
4.1 项目设计依据与原则 22
4.2 工程规划方案 23
4.3 工程技术方案 25
4.4 给排水工程 30
4.5 供电工程 31
4.6 采暖及通风 35
4.7 燃气设计 37
第五章 环境保护 38
5.1 环境保护标准 38
5.2 环境影响初步分析 38
5.3 施工期环境保护措施 39
5.4 运营期间环境保护措施 41
5.5 绿化 42
5.6 环境影响评价 43
第六章 节 能 44
6.1 依据标准、法律、法规和规范 44
6.2 能耗状况和能耗指标分析 44
6.3 节能措施 45
第七章 劳动安全卫生消防 48
7.1 设计依据 48
7.2 危害因素及危害程度分析 48
7.3 安全设施及措施 48
7.4 消防设施 50
第八章 抗震设防 52
8.1 编制依据 52
8.2 建设场地条件 52
8.3 建筑结构概况与抗震设计 54
第九章 组织机构与项目管理 56
9.1 组织机构 56
9.2 项目管理 56
第十章 项目建设实施进度 59
10.1 项目建设期 59
10.2 项目建设实施规划 59
第十一章 工程招标 60
11.1 招标依据 60
11.2 招标投标的基本原则 60
11.3 项目概况 61
11.4 项目提前招标情况 62
11.5 项目招标内容 62
第十二章 投资估算与资金措筹 65
12.1 建设投资估算的范围 65
12.2 投资估算依据 65
12.3 投资估算编制内容 66
12.4 资金筹措 70
第十三章 效益分析 71
13.1 项目实施对社会的影响分析 71
13.2 项目与所在地互适性分析 71
13.3 社会风险分析 72
13.4 社会评价结论 74
第十四章 社会稳定风险评估分析 75
14.1 社会稳定风险评估因素 75
14.2 项目建设社会稳定风险分析 76
第十五章 结论与建议 78
15.1 研究结论 78
15.2 建议 78

14