专业课程设计接头设计项目说明指导书.doc

机械制造工艺学
课程设计阐明书

题目：设计“接头”零件机械
加工工艺规程（大批生产）

院、系别 物 理 与 机 电 工 程 学 院
班 级 级机械设计制造及其自动化2班
姓 名 杨彪
学 号 0663238
指引教师 邓 志 勇

三 明 学 院
年 6 月 8日

目 录
机械制造工艺学课程设计任务书……………..…………………………..….…… … 2
序 言………………………………………..…………………….……..………...3
1 零件分析…….………………………………………………………………….....3
1.1零件生产类型及生产大纲…….…………………………………..........…3
1.2 零件作用 …….………………………………………………………..…4
1.3 零件工艺分析….………………………………………………..………..4
2 锻造工艺方案设计…….…………………………………………………….…...3
2.1确选取毛坯 …… … …………………………………………………...……4
2.2 拟定机械加工余量、毛坯尺寸和公差…………………………...…………4
2.3拟定机械加工余量 ……………………………………………………...……5
2.4拟定毛坯尺寸 ………………………………………………………...………5
2.5拟定毛坯尺寸公差 …………………………………………………...………6
3 机械加工工艺规程设计…………………………………………………………7
3.1基面选取 ………….……………………………………………..…………7 3.2拟定机械加工余量及工序尺寸 ……….…………………………..…………10
3.3拟定切削用量及基本工时 ………...……………………………..…………11
4 总结………………………..…………………………………………………..…22
参照文献…………………………………………………………...…………….…23

机械制造工艺学课程设计任务书

设计题目： 设计“接头”零件机械加工
工艺规程（大批生产）

设计规定： 1.未注明锻造圆角R1
2.去毛刺锐边
3.材料45刚

设计内容： 1.熟悉零件图
2.绘制零件图（1张）
3.绘制毛坯图（1张）
4.编写工艺过程综合卡片(1张)
5.工序卡片（15张）
6.课程设计阐明书（1份）

5月28日

序 言
机械制造工艺学课程设计是在咱们学完了机械制造技术基本和机械制造工艺学等课程之后进行。这是咱们对所学各课程一次进一步综合性总复习，也是咱们在走进社会工作岗位前一次理论联系实际训练。因而，它在咱们大学课程学习中占有重要地位。
就我个人而言，我但愿能通过这次课程设计对自己将来将从事工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题能力。为此后参加国家“四化”建设打下一种良好基本。
本着力求与生产实际相结合指引思想，本次课程设计达到了综合运用基本理论知识，解决实际生产问题目。由于个人能力所限、实践经验少、资料缺少，设计尚有许多局限性之处，恳请教师予以指教。

1 零件分析
1.1 零件生产类型及生产大纲
生产大纲是公司在筹划期内应当生产产品产量和进度筹划。在本次课程设计题目中，已知该零件生产类型为大批生产。由于接头轮廓尺寸不大，形状亦不复杂，。因而，该零件年生产大纲不不大于5000(件/年)。
1.2 零件作用
题目所给零件是接头。它位于车床变速机构中，重要起换挡，使主轴回转运动按照工作者规定工作，获得所需速度和扭矩作用。
1.3 零件工艺分析
通过对该零件图重新绘制，知原图样视图对的、完整、尺寸、公差及技术规定齐全。该零件由圆柱体以及开槽长方体构成，因而涉及到车削，洗削。
1. 圆柱体Φ16中心线 与长方体右端面垂直，垂直度误差为0.05mm。
2. 长方体先后两某些在洗削过程中要与圆柱体轴线对称，对称度误差为0.05mm。
3. 左边带槽构件上下左右四个面以及倒角和倒角相连两个面：
4. 左边带槽构件槽内三个面；
5. 右边外圆柱端面和外圆面以及切槽和切槽端面：
由上面分析可知，依照各加工办法经济精度及机床所能达到位置精度，并且此接头零件没有复杂加工曲面，因此依照上述技术规定采用常规加工工艺可保证。

2 选取毛坯、拟定毛坯尺寸
2.1 选取毛坯
接头是一种惯用构件，规定具备一定强度，材料为45钢。由于零件轮廓尺寸不大，形状也不复杂，生产类型为大批生产，故毛坯可采用模锻成形。
2.2 拟定机械加工余量、毛坯尺寸和公差：
4
参见《机械制造技术基本课程设计指南》121页，钢质模锻件公差及机械加工余量GB/T 12362-拟定。要拟定毛坯尺寸公差及机械加工余量，应先拟定如下各项因素。
1.锻件公差级别 由该零件功用和技术规定，拟定其锻件公差级别为普通级。
2.锻件质量Mf 依照计算零件成品质量0.16kg 预计Mf=0.28kg
3.锻件形状复杂系数S
S=Mf/Mx
该锻件为长方体和圆柱体，假设长方体最大为33mm,宽最大31mm,高最大34；圆柱直径最大20，长最大30，则由公式（5-4）、公式（5-5）
Mx=（33*31*34+20*20*30*Π/4）*7.8*0.000001=0.35
S=0.28/0.35=0.8
由于0.8介于0.63到1之间，故该零件形状复杂系数S属S1级
4.锻件材质系数M 由于该零件材料为45钢，是碳质量分数不大于0.56%碳素钢，故该锻件材质系数M属M1级
2.3拟定机械加工余量
依照锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表5-9，由此表查得单边余量在厚度方向为1.0到1.5mm,水平方向为1.0到1.5mm，即锻件各厚度方向上单边余量为1.0到1.5mm,各轴线尺寸单边余量为1.0到1.5mm。
2.4拟定毛坯尺寸
上面查得加工余量合用于机械加工表面粗糙度Ra≥1.6um。分析零件可知，这些表面毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查得余量。
综上所述，拟定毛坯尺寸见表—1
5
表—1 毛坯（锻件）尺寸
零件尺寸
单边加工余量
锻件尺寸
Φ16mm
1.5mm
Φ19mm
28mm
1.5mm
29.5mm
30mm
1.5mm
33mm
27mm
1.5mm
30mm
31mm
1.5mm
32.5mm

2.5拟定毛坯尺寸公差
毛坯尺寸公差依照锻件质量、材质系数、形状复杂系数从表5-6查得。本零件毛坯尺寸容许偏差见表—2
表—2 毛坯（锻件）尺寸容许偏差
锻件尺寸
偏差
依照
Φ19mm
+0.8
-0.3
表5—6
27.5mm
+0.8
-0.3
33mm
+0.8
-0.4
30mm
+0.8
-0.3
34mm
+0.8
-0.4
6
3 机械加工工艺规程设计
3.1 基面选取
基面选取是工艺规程设计中重要工作之一，基面选取得对的合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工过程中会问题百出，甚至导致零件大批量报废，使生产无法正常进行。
3.1.1 粗基准选取
对于普通轴类零件而言，以外表面作为粗基准是合理。故以零件30mm下表面为重要定位粗基准。
3.1.2 精基准选取
考虑要保证零件加工精度和装夹精确以便，根据“基准重叠”原则和“基准统一”原则，以粗铣后四个面为重要定位精基准，以加工好外圆柱表面和端面为辅助定位精基准。
3.1.3 制定工艺路线
依照零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术规定，以及加工办法所能达到经济精度，在生产大纲已拟定状况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，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。查《机械制造技术基本课程设计指南》第128页表5—14、5—16，选取零件加工办法及工艺路线方案如下：

7

工艺路线方案一：
工序Ⅰ：下料；
工序Ⅱ：粗车Φ16右端面，以T1、T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；
工序Ⅲ：粗车Φ16外圆面，以T1、T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；
工序IV：半精车Φ16外圆面，以T1，T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；
工序V：精车Φ16外圆面和倒角，以T1，T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；
工序VI：切宽为2mm槽，以T1、T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具；
工序VII：粗铣30mm上端面，以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序VIII：粗铣30mm下端面，以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序IX：粗铣27mm左端面，以D为定位粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序X：粗铣27mm右端面，以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序XI：铣31mm左端面，以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序XII：粗铣12mm槽，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序XIII：半精铣12mm槽，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序XIV：粗铣8mm处左端面，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序XV：粗铣背面7mm处斜面，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序XVI：粗铣前面7mm处斜面，以D为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序XVII：去毛刺；
工序XVIII：检查；

工艺路线方案二：
工序I：下料；
工序II：以T1、T2为定位基准，采用CA6140车床加专用夹具，粗车Φ16右端面，粗车Φ16外圆面，半精车Φ16外圆面，精车Φ16外圆面和倒角，切宽为2mm槽；
工序III：以D为定位精基准，采用X51立式铣床加专用夹具，粗铣30mm上端面，粗铣30mm下端面，粗铣27mm左端面，粗铣27mm右端面，铣31mm左端面，粗铣12mm槽，半精铣12mm槽，粗铣7mm处左端面，粗铣背面7mm处斜面，粗铣前面7mm处斜面；
工序IV：去毛刺；
工序V：检查；
3.1.4 工艺方案分析：
上述两个工艺方案特点在于：方案一将每个工序细分，分别进行加工。方案二将工序集中起来。由于生产接头时大批量生产，设备和工艺准备比较简朴，便于调节，因此选取方案一。
3.2 拟定机械加工余量及工序尺寸
依照以上原始资料及机械加工工艺，分别拟定各加工表面机械加工余量、工序尺寸如下：
3.2.1 圆柱表面工序尺寸：
前面依照资料已初步拟定工件各面总加工余量，当前拟定各表面各个加工工序加工余量如如下：
3.2.2 平面工序尺寸：

3.3 拟定切削用量及基本工时
切削用量涉及背吃刀量、进给量f和切削速度V。拟定顺序是先拟定αr、f，再拟定V。
3.3. 1 工序2 粗车Φ19右端面
（1） 选取刀具和机床
机床选取C1640车床即可，依照《切削用量简要手册》表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，依照表1.2，选取YT5硬质合金刀片，依照表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。她
（2） 选取切削用量
① 切削深度
11
由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 2mm。
②拟定进给量
依照表1.3，可知，则可取进给量。
③拟定车刀磨钝原则及刀具磨钝寿命
依照《切削用量简要手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查《切削用量简要手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。
④只有径向进给，每分钟进给量
按机床选用：= 100r/min，则
每分钟进给量：
（3-1）

⑤检查机床功率
依照《切削用量简要手册》，当工件硬度在HBS =174～207时，所选取切削用量是可以采用。
⑥计算基本工时
（3-2）
3.3.2 工序3 粗车Φ19mm外圆
（1） 选取刀具和机床
机床选取C1640车床即可，依照《切削用量简要手册》表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，依照表1.2，选取YT5硬质合金刀片，依照表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。
12
（2）选取切削用量
① 切削深度
由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 1mm。
②拟定进给量
依照表1.3，可知，则可取进给量。
③拟定车刀磨钝原则及刀具磨钝寿命
依照《切削用量简要手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查《切削用量简要手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。
④切削速度和每分钟进给量
按机床选用：= 100r/min，则
实际切削速度：
（3-3）
每分钟进给量：

⑤检查机床功率
依照《切削用量简要手册》，当工件硬度在HBS =174～207时，所选取切削用量是可以采用。
⑥计算基本工时
（3-4）
3.3.3 工序4 半精车Φ17mm外圆：
（1） 选取刀具和机床
13
机床选取C1640车床即可，依照《切削用量简要手册》表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，依照表1.2，选取YT5硬质合金刀片，依照表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。
（2） 选取切削用量
① 切削深度
由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 0.4mm。
②拟定进给量
依照表1.3，可知，则可取进给量。
③拟定车刀磨钝原则及刀具磨钝寿命
依照《切削用量简要手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查《切削用量简要手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。
④切削速度和每分钟进给量
按机床选用：= 100r/min，则
实际切削速度：

每分钟进给量：

⑤检查机床功率
依照《切削用量简要手册》，当工件硬度在HBS =174～207时，所选取切削用量是可以采用。

14

⑥计算基本工时

（min）
3.3.4 工序5 精车Φ16.2mm外圆：
（1） 选取刀具和机床
机床选取C1640车床即可，依照《切削用量简要手册》表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，依照表1.2，选取YT5硬质合金刀片，依照表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。
（2） 选取切削用量
① 切削深度
由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 0.1mm。
②拟定进给量
依照表1.3，可知，则可取进给量。
③拟定车刀磨钝原则及刀具磨钝寿命
依照《切削用量简要手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查《切削用量简要手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。
④切削速度和每分钟进给量
按机床选用：= 100r/min，则
实际切削速度：
15
\
每分钟进给量：

⑤检查机床功率
依照《切削用量简要手册》，当工件硬度在HBS =174～207时，所选取切削用量是可以采用。
⑥计算基本工时
（min）
（3）倒角1X45
车削完毕后，接着倒角即可。
3.3.5 工序6 切宽为2mm槽
（1） 选取刀具和机床
机床选取C1640车床即可，依照《切削用量简要手册》表1.1，选刀杆尺寸，选刀片厚度为4.5mm，依照表1.2，选取YT5硬质合金刀片，依照表1.3，选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角，刀尖圆弧半径。
（2） 选取切削用量
① 切削深度
由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完，故取 = 0.05mm。
②拟定进给量
依照表1.3，可知，则可取进给量。
16
③拟定车刀磨钝原则及刀具磨钝寿命
依照《切削用量简要手册》表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查《切削用量简要手册》表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。
④切削速度和每分钟进给量
按机床选用：= 100r/min，则
实际切削速度：

每分钟进给量：

⑤检查机床功率
依照《切削用量简要手册》，当工件硬度在HBS =174～207时，所选取切削用量是可以采用。
⑥计算基本工时
（min）
3.3.6 工序7 粗铣33mm上端面
切削用量涉及背吃刀量、进给量f和切削速度V。拟定顺序是先拟定αr、f，再拟定V。
1 切削用量及时间额定
(1)切削用量 本工序为粗铣。已知加工材料为45钢，σb=670MPa，锻件。有外皮。机床为X51型立式铣床。
① 刀具： YT15 硬质合金端铣刀。根据《机械制造技术基本课程设计指南》表5—143选取刀具前角γ。=5°，后角α0=8°，副后角α0'=10°，刃倾角λs=-10°，主偏角Kr=45°，过渡刃Kr
17
ε=30°,副偏角Kr'=5°。齿数=5°，取刀具直径D=100mm。
② Ⅰ 拟定背吃刀量 =1.5mm
Ⅱ拟定进给量f X51型立式铣床功率为4.5kw,查表5—147，按机床、工件、夹具系统刚度为中档条件，该工序每齿进给量取为0.1mm/z
Ⅲ选取洗刀磨顿原则以及刀具寿命 查表5—148，铣刀后刀面最大磨损量取1mm，查表5—156刀具寿命T=180min.
Ⅳ拟定洗削速度v 由于本工序采用端铣刀，D=100mm，齿数z=5,查表5—156得Vc=203m/min,n=649r/min
f=*z*n=324.5mm/min
（2）时间定额
Tj=(L1+L2+L)/f
L1=0.5*（d—(d²-33²)¹/²）+（1~3）=4.8 mm L2=2mm L=34mm
Tj=7.5s
3.3.7 工序8 粗铣31.5mm下端面
(1) 切削用量同工序7。
（2）时间定额
Tj=(L1+L2+L)/f
L1=0.5*（d—(d²-31.5²)¹/²）+（1~3）=4.5 mm L2=2mm L=34mm
Tj=7.5s
3.3.8 工序9 粗铣30mm左端面
(1) 切削用量同工序7。
(2)时间定额
查表2—28 Tj=(Ll+L1+L2)/f
L1=0.5*(d—(d²-30²)¹/²)+(1~3)=4.3mm L2=2mm L=34mm
Tj=7.5s

3.3.9 工序10 粗铣28.5mm右端面
(1) 切削用量同工序7。
（2）时间定额
Tj=(L1+L2+L)/f
L1=0.5*（d—(d²-28.5²)¹/²）+（1~3）=4.5 mm L2=2mm L=34mm
Tj=7.5s
3.3.10 工序11 铣31mm左端面
(1) 切削用量同工序7。
（2）时间定额
Tj=(L1+L2+L)/f
L1=0.5*（d—(d²-30²)¹/²）+（1~3）=4.5 mm L2=2mm L=34mm
Tj=7.5s

3.3.11 工序12 粗铣10mm槽
（1） 切削用量及时间定额
（1） 切削用量 本工序为粗车，已知加工材料为45钢，σb=670MPa，锻件，有外皮：机床为X51型立式车床。
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（2） 刀具： YT15 硬质合金三面刃盘铣刀。根据《机械制造技术基本课程设计指南》表5—143，刀片厚l=10mm，齿数z=20，取刀具直径D=100mm。
（3） Ⅰ 拟定背吃刀量 =1mm
Ⅱ 拟定进给量f X51型立式铣床功率为4.5kw,查表5—147，按机床、工件、夹具系统刚度为中档条件，该工序每齿进给量取为0.07mm/z
Ⅲ 选取洗刀磨顿原则以及刀具寿命 查表5—148，铣刀后刀面最大磨损量取1mm，查表5—149刀具寿命T=120min.
Ⅳ 拟定洗削速度v 由于本工序采用硬质合金三面刃盘铣刀，D=100mm，齿数z=20,查表5—156得Vc=104m/min,n=331r/min
f=*z*n=463.7mm/min
(2)时间定额
查表2—28 Tj=(Ll+L1+L2)/f
L1=0.5*(d—(d²-30²)¹/²)+(1~3)=4.2mm L2=3mm L=30mm
Tj=9.7s

3.3.12 工序13 半精铣11mm槽
1） 切削用量 本工序为半精铣，已知加工材料为45钢，σb=670MPa，锻件，有外皮：机床为X51型立式铣床。
（2） 刀具： YT15 硬质合金三面刃盘铣刀。根据《机械制造技术基本课程设计指南》表5—143，刀片厚l=12mm，齿数z=20，取刀具直径D=100mm。
（3） Ⅰ 拟定背吃刀量 =0.5mm
Ⅱ 拟定进给量f X51型立式铣床功率为4.5kw,查表5—147，按机床、工件、
20
夹具系统刚度为中档条件，该工序每齿进给量取为0.04mm/z
Ⅲ 选取洗刀磨顿原则以及刀具寿命 查表5—148，铣刀后刀面最大磨损量取1mm，查表5—149刀具寿命T=120min.
Ⅳ 拟定洗削速度v 由于本工序采用硬质合金三面刃盘铣刀，D=100mm，齿数z=20,查表5—156得Vc=104m/min,n=331r/min
f=*z*n=264.8mm/min
(2)时间定额
Tj=(Ll+L1+L2)/f （2—28）
L1=（0.5*(d—(d²-30²)¹/²)+(1~3)=40.7mm
L2=3mm L=30mm
Tj=16.7s
3.3.13 工序14：粗铣8mm处左端面
(1) 切削用量同工序2。
（2）时间定额
Tj=(L1+L2+L)/f
L1=0.5*（d—(d²-31.5²)¹/²）+（1~3）=4.5 mm
L2=2mm L=5mm
Tj=2.1s

3.3.14 工序15：粗铣背面7mm处斜面
(1) 切削用量同工序7。
(2)时间定额
Tj=(Ll+L1+L2)/f
L1=0.5*(d—(d²-30²)¹/²)+(1~3)=4.3mm
L2=2mm L=7.8mm
Tj=2.9s
21
3.3.15 工序16：粗铣前面7mm处斜面
(1) 切削用量同工序7。
(2)时间定额
Tj=(Ll+L1+L2)/f
L1=0.5*(d—(d²-30²)¹/²)+(1~3)=4.3mm
L2=2mm L=7.8mm
Tj=2.9s

总结
通过两个星期辛苦奋斗，终于完毕了本次课程设计。本课程设计重要针对接头形成工艺规程设计分析。在对零件进行工艺分析基本上，制定了接头形成工序以及选定了工装夹具设备。
在这次设计过程中遇到诸多困难和麻烦，但通过教师耐心辅导和协助，克服了这些困难，并对工艺分析和工序设计有了较为深刻结识。在这次设计中，我总结了：要学会亲自去尝试，不要胆怯失败。失败也是一份财富，经历也是一份拥有。同步发现了自己诸多局限性之处，专业知识不够，基本不夯实，有些常识性问题没有搞懂，后来会加强对基本和专业学习。掌握它构造和特点，可以运用工具书精确查出所需要数据。
由于时间仓促，加之自己专业知识不够，基本不夯实，有些常识性问题没有搞懂，后来会从这些方面入手，不断加强。这次设计过程中有许多不如意和不完善地方，望教师不吝赐教，但愿能在后来学习和工作中不断完善和创新，通过这次经历，相信后来能做更好！

参照文献
1. 秦国华、路东.机械制造技术.国防工业出版社，，
2. 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指引书（第2版）.机械工业出版社，.
3. 曾志新，吕明，机械制造技术基本，武汉理工大学出版社，.
4. 利益民，机械制造工艺设计简要手册，机械工业出版社，4年.
5. 肖诗纲主编切削用量手册，机械工业出版社，1993年.
6. 崇凯主编，机械制造技术基本课程设计指南，化学工业出版社，.
7. 王先逵主编.机械制造工艺学（第2版）.机械工业出版社..