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机械制造学课程设计说明书 题目名称专业班级学生姓名学 号指导教师机械与电子工程系二一四年 月 日目 录一、任务书- -3二、指导教师评阅表-4三、 序言-3四、 零件的分析-3五、 工艺规程的设计-4（1）. 拟定毛坯的制造形式-4（2）. 基面的选择-4（3）. 制订工艺路线-4（4）. 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确-5（5）. 拟定切削用量及基本工时-6六、设计心得与小结-11七 参考文献-11蚌埠学院机械制造学课程设计任务书层次： 本科 专业：11机械制造及其自动化本2 学生姓名张飞学号指导教师王月英课题类型工艺设计设计时间2023年6月2日至2023年6月16生产大纲60000件/年课题名称调速杠杆的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重要内容与规定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，树立对的的设计思想和工作作风。本课题重要让学生制定调速杠杆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足运用所学知识解决实际问题的锻炼，可以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，可以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规定 1、 调速杠杆零件图 （一张） 2、 调速杠杆毛坯图 （一张） 3、 编制调速杠杆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、应收集的资料及重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一周：熟悉课题、收集资料、绘制零件图、毛坯图 调速杠杆零件机械加工工艺规程卡第二周：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2023年06月03日 指导教师 王月英 任务书下达日期2023年06月04日 学 生 张 飞 序言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，树立对的的设计思想和工作作风。本课题重要让学生制定调速杠杆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足运用所学知识解决实际问题的锻炼，可以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，可以使学生的工程意识和技术素质得到显著提高。 第二章、零件分析2.1零件的作用零件的给定是调速杠杆，属于与杠杆类零件。是机床一个零件，它的作用是改变机床的传动速度2.2零件的工艺分析调速杠杆共有3组加工表面，它们之间有一定的位置规定。现表述如下：以120+0.027中心线为加工中心的加工表面。 这组加工表面涉及120+0.027圆孔及倒角，M8x1的内螺纹孔，10圆孔和18的圆柱面垂直于120+0.027。 以120+0.027的上端面为加工中心的加工表面，这组加工表面涉及：杠杆上下端面由以上三组的分析可知：可以先加工一组表面，再借助卡具加工其它表面，从而保证加工精度。零件的生产类型根据设计规定得：Q=60000件/年，N=Qm(1+a%)(1+b%)式中：N零件的生产大纲（件/年） Q产品的年产量（台、辆/年） m每台产品中该零件的数量（件/台、辆） m=1 a%备品率，一般取2%-4% 取 a%=3% b%废品率，一般取0.3%-0.5% 取 b%=0.5%所以: N=60000*1*（1+3%）（1+0.5%）=62109件/年生产类型为大量生产。2.3毛坯的选择 根据设计规定，调速杠杆的材料为HT200通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图对的，完整尺寸，公差及技术规定齐全。该零件属于杆类零件，考虑零件结构比较简朴，但形状结构比较复杂，故选择铸件毛坯。第三章、制定工艺路线3.1基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的对的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，还会导致零件的大批报废，是生产无法正常进行。3.1.1粗基准的选择 零件而言，尽也许选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面规定相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选杠杆的前后端面作为粗基准，运用定位销定位。3.1.2精基准的选择 重要应当考虑基准重合和基准统一的问题，现选择杠杆的上表面和120+0.027的中心线为精基准。3.2制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术规定能得到合理的保证，在生产大纲以拟定的情况下，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减少工艺路线方案工序一：先铸件回火；工序二：以下表面定位，粗铣上表面；工序三：以上表面定位，定位槽的小表面；工序四：以下表面定位，精铣上表面；工序五：以上表面定位，定位槽的小表面；工序六：以外圆面和后端面定位，钻12mm的圆，铰12mm并倒角1x45工序七：以外圆面和后端面定位，钻10mm的圆，铰10mm圆孔；工序八：加工M8的内螺纹：工序九：以12mm内控和外圆定位铣槽；工序十：去毛刺；工序十一：检查。 第四章、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的拟定4.1毛坯的基本尺寸拟定杠杆零件材料为HT200，生产批量成大量生产，铸造毛坯。查铸件尺寸公差与机械加工余量拟定环节如下：1.求最大轮廓尺寸：根据零件图计算轮廓尺寸，长175mm，宽39mm，高61mm。故最大轮廓尺寸为175mm。2选取公差等级CT：由表2-1铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围8-12级，取9级公差。3.求铸件尺寸公差：根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表2-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。4.求机械加工余量：由表2-5知灰铸铁用砂型铸造机器造型和壳体的方法选得机械加工余量等级E-G级，取为F级。5求RMA：对所有加工表面取同一个数值，由表2-4查最大轮廓尺寸为175mm，机械加工余量等级为F级，得RAM数值为2mm6.求毛坯基本尺寸：定位槽底面为单侧加工，算的：R=F+RAM+CT/2=61+2+1=64mm底面为单侧加工，算的：R=F+RAM+CT/2=50+2+1=53mm4.2各工序之间的加工余量及公差1、铣定位槽表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序工序尺寸/mm工序经济精度/m工序尺寸/m尺寸公差/mm表面粗糙度/m半精铣1123.261610.153.2粗铣1.51312.56262.230.2312.5铸造64650.552、铣下表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m经济精度/IT表面粗糙的/m粗精铣1123.25049.850.153.2粗铣1.51312.55151.230.2312.5铸造53540.553、铣上表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m经济精度/IT表面粗糙的/m粗精铣1123.261610.153.2粗铣1.51312.56262.230.2312.5铸造64650.554、钻孔、铰12mm孔的加工余量及公差工序名称工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m经济精度/IT表面粗糙的/m铰孔0.283.212120+0.0273.2钻孔11.81112511.811.80+0.1112.5铸造05、钻孔、铰孔10孔的加工余量及公差工序名称工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m经济精度/IT表面粗糙的/m铰孔0.283.210100+0.0223.2钻孔9.81112.59.89.80+0.9012.5铸造06、钻孔、攻内螺纹M8工序名称工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m经济精度/IT表面粗糙的/m攻螺纹1.206H88钻孔6.801212.56.806.8012.5铸造07、粗铣槽的加工余量及尺寸公差工序名称工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m经济精度/IT表面粗糙的/m粗铣20.5116.3660+.0256.3粗铣11.51212.55.55.500.1212.5铸造48、粗铣20mm外圆柱的端面工序名称工序余量/mm工序工序尺寸/mm工序尺寸公差/mm表面粗糙的/m经济精度/IT表面粗糙的/m粗铣1.51212.5330.112.5铸造4.5 尺寸由铸造直接得到。由于本设计规定的零件为大量生产，因采用调整加工，所以计算最大、最小加工余量时因按调整加工方式予以确认。 第五章、拟定切削用量及定额时间的计算5.1拟定切削用量 1、工序二：以下表面定位，粗铣上表面；工件材料：HT200铸造工作规定：粗铣毛坯下表面和定位槽的下表面工作机床：X51立式铣床刀具：W18Gr4V硬质合金端铣刀，牌号YG6.选刀具直径d=10mm，前角=+5，后角=8，刃倾角s=-10，主偏角kr=60,副偏角kr=30。切削用量（1）铣刀的深度：因切削用量小，故ap1=1.5mm（2）拟定进给量：查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.2mm/z（3）计算铣削速度：查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的条件选取，铣削速度v=40m/min,n=1000v/(d)=1000*40/(*80)=159.2r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min2、工序三：以上表面定位，粗铣下表面和定位槽的下表面； 切削用量（1）铣刀的深度：因切削用量小，故ap1=1.5mm（2）拟定进给量：查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.2mm/z（3）计算铣削速度：查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的条件选取，铣削速度v=40m/min,n=1000v/(d)=1000*40/(*80)=159.2r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min3、工序四：以下表面定位，精铣上表面； 切削用量（1）铣刀的深度：因切削用量小，故ap2=1mm（2）拟定进给量：查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.15mm/z（3）计算铣削速度：查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的条件选取，铣削速度v=42.8m/min,n=1000v/(d)=1000*42.8/(*80)=170.3r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min4、工序五：以上表面定位，精铣下表面和定位槽； 切削用量 （1）铣刀的深度：因切削用量小，故ap2=1mm（2）拟定进给量：查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.15mm/z（3）计算铣削速度：查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的条件选取，铣削速度v=42.8m/min,n=1000v/(d)=1000*42.8/(*80)=170.3r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min5、工序六：以外圆面和后端面定位，钻12mm的圆，铰12mm并倒角1x45 机床：Z550立式钻床 选择高速钢麻花钻砖头，钻11.8mm的孔 （1）拟定背吃刀量：ap=11.8/2=5.9mm （2）拟定进给量：查表5-22和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r（3）计算切削速度：查表5-22，取切削速度v=22m/min,则钻头转速n=1000*22/(*11.8)=593.5r/min,查表4-9的Z550立式钻床的主轴转速n=500r/min,从而实际切削速度v=n*d/1000=500*11.8/1000=18.5m/min铰12mm并倒角1x45铰刀：硬质合金铰刀（1）拟定背吃刀量：ap=0.2/2=0.1mm（2）拟定进给量：查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.2mm/z（3）计算铣削速度：查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的条件选取，铣削速度v=40m/min,n=1000v/(d)=1000*40/(*80)=159.2r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min6、工序七：以外圆面和后端面定位，钻10mm的圆孔，铰10mm圆孔机床：Z550立式钻床选择高速钢麻花钻钻头，钻9.8的孔（1）拟定背吃刀量：ap=9.8/2=4.9mm（2）拟定进给量：查表5-22和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r（3）计算切削速度：查表5-22，取切削速度v=22m/min,则钻头转速n=1000*22/(*9.8)=714.6r/min,查表4-9的Z550立式钻床的主轴转速n=735r/min,从而实际切削速度v=n*d/1000=735*9.8/1000=22.6m/min 铰10mm 铰刀：硬质合金铰刀（1）拟定背吃刀量：ap=0.2/2=0.1mm（2）拟定进给量：查表5-32和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r（3）计算切削速度：查表5-32，取切削速度v=10m/min,则钻头转速n=1000*10/(*9.96)=319.6r/min,查表4-9的Z550立式钻床的主轴转速n=351r/min,从而实际切削速度v=n*d/1000=351*9.96/1000=11.0m/min7、工序八：加工M8的内螺纹机床：Z550立式钻床1.选择高速钢麻花钻钻头，钻6.8mm的孔（1）拟定背吃刀量：ap=6.8/2=3.9mm（2）拟定进给量：查表5-22和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r （3）计算切削速度：查表5-22，取切削速度v=16m/min,则钻头转速n=1000*16/(*6.8)=749.0r/min,查表4-9的Z550立式钻床的主轴转速n=735r/min,从而实际切削速度v=n*d/1000=735*6.8/1000=15.7m/min2攻M8螺纹选用细柄机丝锥（1）拟定背吃刀量：ap=1.2/2=0.6mm（2）拟定进给量：查表5-22和4-10，取每转进给量f=0.19mm/r （3）计算切削速度：查表5-22，取切削速度v=16m/min,则钻头转速n=1000*16/(*8)=636.6r/min,查表4-9的Z550立式钻床的主轴转速n=735r/min,从而实际切削速度v=n*d/1000=735*8/1000=18.5m/min8、工序九：以12mm内孔和外圆面定位铣槽；一方面：粗铣1工件材料：HT200铸造工作规定：粗铣定位槽工作机床：X51立式铣床刀具：W18Gr4V硬质合金端铣刀，牌号YG6.选刀具直径d=10mm，前角=+5，后角=8，刃倾角s=-10，主偏角kr=60,副偏角kr=30。切削用量（1）铣刀的深度：因切削用量小，故ap1=1.5mm（2）拟定进给量：查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.2mm/z（3）计算铣削速度：查表5-11按d/z=80/10fz=0.2mm/z的条件选取，铣削速度v=40m/min,n=1000v/(*d)=1000*40/(*80)=159.2r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min最后：粗铣2切削用量（1）铣刀的深度：因切削用量小，故ap2=0.5mm（2）拟定进给量：查表5-7按机床功率5-10kw及工件材料、刀具材料选取，该工序的每齿进给量fz=0.15mm/z（3）计算铣削速度：查表5-11按d/z=80/18fz=0.15mm/z的条件选取，铣削速度v=42.8m/min,n=1000v/(*d)=1000*42.8/(*80)=170.3r/min,查表4-16按照该工序所选X51型立式铣床的主轴转速n=160r/min，算得实际铣削速度V=n*d/1000=160*80/1000=40.2/min5.2拟定切削时间5.2.1基本时间tm的计算1、工序二：以下表面定位，粗铣上表面； tm=(l1+l2)/(fMz) l=l上=20mm，查表5-47计算的；l2=41.2mm,l2=3mm,fMz=fznz=0.2*160*10=320mm/mintm=(l+l2+l2)/(fMz)=(20+41.2+3)/320=0.201min12.04s2、工序三：以上表面定位，定位槽的小表面； tm=(l+l1+l2)/(fMz) l=l下+l定=25mm，查表5-47计算的；l1=41.2mm,l2=3mm,fMz=fznz=0.2*160*10=320mm/mintm=(l+l1+l2)/(fMz)=(25+41.2+3)/320=0.216min13.00s3、工序四：以下表面定位，精铣上表面； l=l上+l下+l定=20mm，查表5-47计算的；l1=41.2mm,l2=3mm,fMz=fznz=0.15*160*18=432mm/mintm=(l+l1+l2)/(fMz)=(20+41.2+3)/432=0.149min8.92s4、工序五：以上表面定位，精铣下表面和定位槽的下表面； l=l上+l下+l定=25mm，查表5-47计算的；l1=41.2mm,l2=3mm,fMz=fznz=0.15*160*18=432mm/mintm=(l+l1+l2)/(fMz)=(25+41.2+3)/432=0.160min9.611s5、工序六：以外圆面和后端面定位，钻12mm的圆 查表5-45得：tj=(l+l1+l2)/fnl=50mm,l15.3mm,l2=1mm,f=0.19mm/r,n=500r/min,tj1=(50+5.3+1)/(0.19*500)=0.593min35.58s 以外圆面和后端面定位，铰12mm并倒角1x45 查表5-45和5-46：l=50mm,l1=0.47mm,l2=15mmtj1=(50+0.47+15)/(0.19*250)=0.689min41.34s 粗铣20mm外圆柱的端面tm=(l+l1+l2)/(fMz) l=l1=20mm,查表5-47计算得：l1=41.7m,l2=2.5mm,fMz=fznz=0.2*160*10=320mm/mintm=(l+l1+l2)/(fMz)=(20+41.7+2.5)/320=0.20112.04s6、工序七：以外圆面和后端面定位，钻10mm的圆 查表5-45得：tj=(l+l1+l2)/fnl=7mm,l14.6mm,l2=1mm,f=0.19mm/r,n=735r/min,tj2=(7+4.6+1)/(0.19*735)=0.090min5.4s 以外圆面和后端面定位，铰10mm 查表5-45和5-46：l=7mm,l1=0.47mm,l2=15mmtj2=(7+0.47+15)/(0.19*351)=0.274min16.44s7、工序八：加工M8的内螺纹 查表5-45得：钻孔工步：l=11mm,l13.9mm,l20mm,f=0.19mm/r,n=735r/mintj1=(11+3.9+0)/(0.19*735)=0.11min6.6s 攻螺纹工步：l=11mm,l13.9mm,l20mm,f=0.19mm/r,n=735r/mintj2=(11+3.9+0)/(0.19*735)=0.11min6.6stj=tj1+tj2=6.6+6.6=13.2s8、工序九：12mm的内孔和外圆面定位铣槽； 一方面，粗铣1：tm=( l+l1+l2)/(fMz)l=8mm,查表5-47得：l1=41.2mm,l2=2mm,fMz=fznz=0.2*160*10=320mm/mintm1=( l+l1+l2)/(fMz)=(8+41.2+2)/320=0.16min9.6s 最后，粗铣2：tm=( l+l1+l2)/(fMz)l=8mm,查表5-47得：l1=41.2mm,l2=2mm,fMz=fznz=0.15*160*18=432mm/mintm2=( l+l1+l2)/(fMz)=(8+41.2+2)/432=0.12min7.2stm=tm1+tm2=9.6+7.2=16.8s5.2.2 辅助时间tf的计算根据辅助时间tf与基本时间tj之间的关系为tf=(0.15-0.2)tj,取tf=0.15tj,则各工序的辅助时间分别为：工序二的辅助时间：tf=1.81s工序三的辅助时间：tf=1.95s工序四的辅助时间：tf=1.34s工序五的辅助时间：tf=1.44s工序六的辅助时间：tf=11.54s工序七的辅助时间：tf=3.28s工序八的辅助时间：tf=1.98s工序九的辅助时间：tf=2.52s5.2.3其他时间的计算除了作业意外，每道工序的单件时间还涉及布置工地时间、休息与生理需要时间和准备于终结时间。由于调速杠杆的生产类型为大量生产，需要考虑各工序的准备于终结时间，tz/m为作业时间的3%-5%；布置工地时间tb是作业时间的2%-7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%-4%，本设计均取3%，则各工序的其他时间(tb+tx+tz/m)应按关系式(3%+3%+3%)*(tj+tf)计算：工序二的其他时间：(tb+tx+tz/m)=1.25s工序三的其他时间：(tb+tx+tz/m)=1.35s工序四的其他时间：(tb+tx+tz/m)=0.92s工序五的其他时间：(tb+tx+tz/m)=1.00s工序六的其他时间：(tb+tx+tz/m)=7.96s工序七的其他时间：(tb+tx+tz/m)=2.26s工序八的其他时间：(tb+tx+tz/m)=1.37s工序久的其他时间：(tb+tx+tz/m)=1.74s5.2.4单件时间定额tdj的计算 根据公式，单件时间tdj=tj+tf+tx+(tz/m)，则各工序的单件时间分别为： 工序二的单件时间：tdj=15.1s 工序三的单件时间：tdj=16.2s 工序四的单件时间：tdj=11.18s工序五的单件时间：tdj=12.08s工序六的单件时间：tdj=96.42s工序七的单件时间：tdj=27.38s工序八的单件时间：tdj=16.55s工序九的单件时间：tdj=21.06s第六章、设计总结 通过本次课程设计，或许我已近达成了设计的目的，综合运用了所学的基础和专业理论知识、可以独立的解决一般工程技术问题，同时树立了对的的设计思想和工作作风。同时再设计过程中，不免碰到了许多问题，出现了很多次的错误，但是，值得庆幸的是，在此期间和同学进行了许多次的交流与合作，一起共同探讨了许多难题、难事，所以就不久的解决了那些不会的问题，以及及时纠正了自己的错误绘图对于我们机械制造的学生来讲可以说是家常便饭了，这一次的课程设计我们没有进行手工绘图，而是采用了CAD绘图，这培养了我们的计算能力、绘图能力、文字表达能力，为我们以后从事机械行了奠定了坚实的基础。在进行设计时，我看了许多相关的文献，这培养了我文献检索能力以及综合分析能力。因此，这次的课程设计使我的工程意识以及技术得到了显着的提高。最后，感谢给予帮助的指导教师王月英老师，正是由于你的帮助使我更加清楚了这次设计的核心思想及关键事项，同时也感谢我的同学们、小伙伴们的帮助。 第七章、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 机械工业出版社蚌埠学院本科课程设计评阅表 机械与电子工程系 2023级 机械设计制造及自动化专业（班级）： 班学生姓名学 号课题名称指导教师评语：指导教师（署名）： 2023年 月 日 评估成绩