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机械制造工艺学课程设计任务书222020年4月19日文档仅供参考，不当之处，请联系改正。机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“凸模”零件的机械加工工艺规程及工艺装备内容：1.零件图 2.毛坯图 3.机械加工工艺过程综合卡片 4.课程设计说明书 班 级： 学 生： 学 号： 指导老师： 6月26日目录第一部分 零件的分析（一） 零件的作用 1（二） 零件的工艺分析 1第二部分 工艺规程设计 （一） 确定毛坯的制造形式 1（二） 基面选择 1 （三） 制定工艺路线 1（四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 2（五） 确定切削用量及加工基本工时 4一、 零件的分析（一） 零件的作用所做的零件为凸模，用于在工件上冲出所需形状的孔。凸模与凹模配合，凹模凸模配合间隙一般在H7/h6。（二） 零件的工艺分析。53外圆尺寸精度选IT7，粗糙度为Ra0.8m。该面与凹模配合，采用基孔制配合，因此采用H7/h6间隙配合。由公差表和孔的基本偏差表能够得到53孔的上下偏差为：+0.03,0即为：53+0.03 0 90外圆尺寸精度要求选IT9，粗糙度要求Ra3.2m。53端面尺寸精度要求选IT7，粗糙度要求Ra0.8m。90端面尺寸精度要求选IT9，粗糙度要求Ra3.2m。10孔尺寸精度要求选IT8，粗糙度要求Ra3.2m。二、 工艺规程设计（一） 确定毛坯的制造形式零件材料为T10A钢。零件在工作过程中常受冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。（二） 基面选择本零件的表面全部都要加工，选外圆及一端面作为粗基准。以一端面为粗基准加工另一端面，再以加工好的一面为精基准加工未加工的那一端面。（三） 制订工艺路线工序 粗车端面53，粗车外圆53，工序 半精车端面53，半精车外圆53，工序 粗车端面90，粗车外圆90，工序 半精车端面90，半精车外圆90，工序 钻10孔，铰10孔，工序 热处理：淬火、回火工序 精车53外圆，精车53端面工序 检验（四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定凸模零件材料为T10A钢，硬度为58-62HRC，毛坯的重量约为1.5kg，生产类型为大批生产，采用锻造毛坯。采用查表确定各工序的加工余量。由工艺设计手册查的径向各个工序的加工余量为：外圆精车为0.4mm，粗车外圆后半精车为1.1mm，粗车为2mm。10孔的加工是先钻9.8mm，然后铰10mm。更具上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸如下：1.外圆表面53+0.03 0 外圆53，加工长度为40mm，表面粗糙度为Ra0.8m,要求粗车（单边余量为2mm）后，半精车（单边余量为1.1mm），再磨削(单边余量为0.4mm)加工才能达到要求。查表工艺手册2.2-13，锻件重量1.5，锻件复杂系数S1，尺寸偏差 +1.1 -0.5,查表工艺手册2.2-25，单边余量1.52.0，取2.0精 车：53mm 半精车：53+0.42=53.8mm粗 车：53.8+1.12=56mm毛 胚：56+22=60mm2.端面53+0.03 0 端面53，加工长度40mm，表面粗糙度为Ra0.8m,要求粗车（单边余量为2mm）后，半精车（单边余量为1.1mm），再磨削(单边余量为0.4mm)加工才能达到要求。查表工艺手册2.2-16，锻件重量1.5，锻件复杂系数S1，尺寸偏差 +0.9 -0.3,查表工艺手册2.2-25，单边余量1.52.0，取2.0精 车：40mm 半精车：40+0.4=40.4mm粗 车：40.4+1.1=41.5mm毛 胚：41.5+2=43.5mm3.外圆表面90 外圆90，加工长度为15mm，表面粗糙度为Ra3.2m,要求粗车（单边余量为2mm）后，半精车（单边余量为1.1mm），能够达到要求。查表工艺手册2.2-13，锻件重量1.5，锻件复杂系数S1，尺寸偏差 +1.2 -0.6,查表工艺手册2.2-25，单边余量1.52.0，取2.0半精车：90 mm粗 车：90+1.12=92.2mm毛 胚：92.2+22=96.2mm4.端面90 端面90，加工长度15mm，表面粗糙度为Ra3.2m,要求粗车（单边余量为2mm）后，半精车（单边余量为1.1mm），加工能够达到要求。查表工艺手册2.2-16，锻件重量1.5，锻件复杂系数S1，尺寸偏差 +0.7 -0.2,查表工艺手册2.2-25，单边余量1.52.0，取2.0半精车：15mm粗 车：15+1.1=16.1mm毛 胚：16.1+2=18.1mm5.内孔10毛坯为实心，孔10，精度为IT8，参照工艺手册2.3-9确定工序尺寸及余量为：钻孔：9.8mm 铰孔：10mm 直径余量：0.2mm6.毛胚尺寸：毛胚的形状为棒料，选取最大外圆尺寸96.2mm，棒料长度43.5+18.1=61.6mm确定毛胚尺寸：96.2mm61.6mm(五)确定切削用量及基本工时工序：车削端面、车外圆1.加工条件：工件材料：T10A钢，b 650Mpa，锻件。加工要求：粗车53端面、53的外圆、90的端面、90的外圆，半精车53端面、53的外圆、90的端面、90的外圆机床：C620-1卧式车床。选择刀具：1）根据切削手册表1.1，选刀杆尺寸BH=1625mm，刀片厚度4.5mm。2) 根据切削手册表1.2，选择YT5牌号硬质合金。3）车刀几何形状表1.3，选择卷屑槽带棱前刀面，Kr=30，Kr=10，a0=8，r0=15，s=0，r=0.8mm，r01=-5。卷屑槽尺寸为rbn=5mm，Wbn=5mm，Cbn=0.7mm。（工艺手册表1.3）2.计算切削用量粗车53端面1）决定切削深度ap=（43.5-41.5）/2=1mm.2）确定进给量f， 查切削手册表1.4，f=0.6-0.9mm/r；按C620-1说明书（切削手册表1.30）选择f=0.6mm/r 3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=1.0，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.04，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=106.6m/min.5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（1000106.6）/96.2=355/min，查工艺手册表4.2-8，与355r/min相近的有305r/min和370r/min，选取370r/min，因此实际切削速度为V=111.7m/min6）计算工时：L=D/2+ l1+l2+l3,T=L/nf,l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2，得T= 0.25min粗车53的外圆（1）选择切削用量：1）确定切削深度， ap=（96.2-56）/2=20.1mm。由于切削深度过大，分三次走完，因此最终ap=6.7mm 2）确定进给量f，根据表1.4，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm25mm，ap58mm，以及工件直径为96.2mm时，f=0.50.6mm/r,按C620-1车床说明书选择f=0.6mm/r。3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.0，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=56.2m/min5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（100056.2）/96.2=186r/min，查工艺手册表4.2-8，与186r/min相近的有230r/min和185r/min，选取185r/min，因此实际切削速度为V=55.8m/min6)校验机床功率，切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。Fc=CFcapxFcfyFcvcnFckFc，查切削手册表1.29，CFc=2795,xFc=1.0,yFc= 0.75,nFc=-0.15,kMp =(b/650) nF,查表1.29-1得nF=1，查表1.29-2得kKr=1.08，经计算，Fc=7534N切削是消耗的功率Pc=FcVc/(6104)=5.1KW，由切削手册表1.30中C620-1机床说明书可知，C620-1主发动机的功率为7.8kw，当主轴转速为185r/min时，主轴专递的最大功率为5.9kw，因此机床功率是够，能够正常加工。7)校验机床进给系统强度已知主切削力Fc=7534N，径向切削力Fp按切削手册表1.29所示公式计算Fp=CFpapxFpfyFpvcnFpkFp,其中CFp=1940,xFp=0.9,yFp= 0.6,nFp=-0.3kMp =(b/650) nF,查表1.29-1得nF=1.35，查表1.29-2得kKr=1.30，经计算，Fp=3073N。而轴向切削力Ff=CFfapxFffyFfvcnFfkFf, 其中CFf=2880,xFf=1.0,yFf=0.5,nFf=-0.4,kMp =(b/650) nF,查表1.29-1得nF=1.0，查表1.29-2得kKr=0.78，经计算，Ff=2327N。取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=Ff+(Fc+Fp),得F=3387N，机床纵向进给机构可承受的最大纵向力由切削手册表1.30查得3530N，故机床进给系统可正常工作。8)切削工时，T = （l+l1+l2+l3）/(nf), l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.19min.因为分三次走刀，因此Tm=0.193=0.57min半精车53端面1）决定切削深度ap =（41.5-40.4）/2=0.55mm.2）确定进给量f， 查切削手册表1.4，f=0.6-0.9mm/r；按C620-1说明书（切削手册表1.30）选择f=0.6mm/r 3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.04，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=81.3m/min.5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（100081.3）/92.2=281r/min，查工艺手册表4.2-8，与244r/min相近的有230r/min和305r/min，选取230r/min，因此实际切削速度为V=88.3m/min6）计算工时：L=D/2+ l1+l2+l3,T=L/nf,l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.41min半精车53外圆1）决定切削深度ap =（56-53.8）/2=1.1mm.2）确定进给量f， 查切削手册表1.4，f=0.5-0.7mm/r；按C620-1说明书（切削手册表1.30）选择f=0.5mm/r 3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.0，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=78.6m/min.5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（100078.6）/56=447r/min，查工艺手册表4.2-8，与447r/min相近的有380r/min和460r/min，选取460r/min，因此实际切削速度为V=80.8m/min6）计算工时：L=l + l1+l2+l3,T=L/nf,l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.23min粗车90端面1）决定切削深度ap=（18.1-16.1）/2=1mm.2）确定进给量f， 查切削手册表1.4，f=0.6-0.9mm/r；按C620-1说明书（切削手册表1.30）选择f=0.6mm/r 3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.04，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=73.8m/min.5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（100073.8）/96.2=244r/min，查工艺手册表4.2-8，与244r/min相近的有230r/min和305r/min，选取230r/min，因此实际切削速度为V=69.5m/min6）计算工时：L=D/2+ l1+l2+l3,T=L/nf,l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.43min粗车90的外圆（1）选择切削用量：1）确定切削深度，由于粗加工余量为2mm，可一次走刀完成，故 ap=（96.2-92.2）/2=2mm。 2）确定进给量f，根据表1.4，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm25mm，ap3mm，以及工件直径为90mm时，f=(0.6-0.9mm/r,按C620-1车床说明书选择f=0.6mm/r。3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.0，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=78.5m/min5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（100078.5）/96.2=266.1r/min，查工艺手册表4.2-8，与266r/min相近的有230r/min和305r/min，选取230r/min，因此实际切削速度为V=68 m/min6)校验机床功率，切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。Fc=CFcapxFcfyFcvcnFckFc，查切削手册表1.29，CFc=2795,xFc=1.0,yFc= 0.75,nFc=-0.15,kMp =(b/650) nF,查表1.29-1得nF=1，查表1.29-2得kKr=1.08，经计算，Fc=1399N切削是消耗的功率Pc=FcVc/(6104)=1.83KW，由切削手册表1.30中C620-1机床说明书可知，C620-1主发动机的功率为7.8kw，当主轴转速为230r/min时，主轴专递的最大功率为5.9kw，因此机床功率是够，能够正常加工。7)校验机床进给系统强度已知主切削力Fc=1399N，径向切削力Fp按切削手册表1.29所示公式计算Fp=CFpapxFpfyFpvcnFpkFp,其中CFp=1940,xFp=0.9,yFp= 0.6,nFp=-0.3kMp =(b/650) nF,查表1.29-1得nF=1.35，查表1.29-2得kKr=1.30，经计算，Fp=647.3N。而轴向切削力Ff=CFfapfyFfvcnFfkFf, 其中CFf=2880,xFf=1.0,yFf=0.5,nFf=-0.4,kMp =(b/650) nF,查表1.29-1得nF=1.0，查表1.29-2得kKr=0.78，经计算，Ff=415.9N。取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为F=Ff+(Fc+Fp),得F=619.7N，机床纵向进给机构可承受的最大纵向力由切削手册表1.30查得3530N，故机床进给系统可正常工作。8)切削工时，T = （l+l1+l2+l3）/(nf), l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.21min.半精车90端面1）决定切削深度ap =（16.1-15）/2=0.75mm.2）确定进给量f， 查切削手册表1.4，f=0.6-0.9mm/r；按C620-1说明书（切削手册表1.30）选择f=0.6mm/r 3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.04，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=81.3m/min.5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（100081.3）/92.2=281r/min，查工艺手册表4.2-8，与244r/min相近的有230r/min和305r/min，选取230r/min，因此实际切削速度为V=88.3m/min6）计算工时：L=D/2+ l1+l2+l3,T=L/nf,l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.42min半精车90外圆1）决定切削深度ap =（92.2-90）/2=1.1mm.2）确定进给量f， 查切削手册表1.4，f=0.6-0.9mm/r；按C620-1说明书（切削手册表1.30）选择f=0.6mm/r 3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.0，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=73.8m/min.5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（100073.8）/92.2=255r/min，查工艺手册表4.2-8，与255r/min相近的有230r/min和305r/min，选取230r/min，因此实际切削速度为V=66.6m/min6）计算工时：L=l + l1+l2+l3,T=L/nf,l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.19min工序：钻孔、铰孔1.加工条件：工件材料：T10A，b 650Mpa，锻件。加工要求：钻孔径d=9.8mm，孔深l=15mm的通孔，铰孔至10mm机床：Z525型立式钻床2.计算切削用量钻孔1、选择钻头：选择高速钢麻花钻头，其直径do=9.8mm。钻头几何形状为（修磨横刀）=30，2=118，21=70， 0=15，=55，b=1mm，l=2mm。2、选择切削用量：（1）决定进给量f1）按加工要求决定进给量：表2.7，b800Mpa，d810mm时，f=0.220.28mm/r.由于l/d=15/9.8=1.5，故应乘孔深修正系数Kef=0.5。f=（0.220.28）0.5=（0.110.14）mm/r。2）按钻头强度决定进给量：根据表2.8，f=0.55mm/r.3）按机床进给机构强度决定量f=1.5mm/r.从以上3个进给量能够看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=（0.320.39）mm/s，根据Z525钻床说明书，选择f=0.36mm/r.（2）钻头磨钝标准及寿命，由表2.12，d10mm时，钻头后面最大磨损量取0.8mm，寿命T=25min.（3）决定切削速度： 由表2.14b=650Mpa的T10A钢加工性质5类。由表2.13，加工性质为第5类，f=0.28时，标准do=9.6时，Vt=12m/min.切削速度的修正系数为Ktv=1.0，Kmv=0.8，Kxv=0.87， Klv=1.0 ， Vc=Cvdozv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min），由切削手册表1.27得Cv=6.6，Xv=0，Yv=0. 5，m=0.2，Zv=0.4得Vc=10m/min,n=1000V/do=325r/min.根据Z525钻床说明书取nc=272r/min.3.计算基本工时：tm=L/nf式中L=l+y+，l=15mm，其中y+=5mm，tm=0.2min.铰孔1、选择铰刀：10mm专用铰孔钻2、选择切削用量： 利用10mm的钻头对9.8mm的孔进行铰孔。根据相关手册的规定，铰孔的切削用量能够根据钻孔的切削用量选取：（1）决定进给量f根据表2.11，f=(0.4-0.9) 0.7=（0.28-0.63）mm/r查机床说明书，取f=0.62mm/r（2）决定钻头磨钝标准及寿命，由表2.12，d10mm时，扩孔钻后面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=40min.（3）机床主轴转速：取n=97r/min,则其切削速度为V=dn/1000=7.8m/min3.计算基本工时：tm=L/nf式中L=l+y+，l=15mm，其中y+=5mm，tm=0.33min.工序：精车53外圆和端面精车53外圆1）决定切削深度ap =（53.8-53）/2=0.4mm.2）确定进给量f， 查切削手册表1.4，f=0.5-0.7mm/r；按C620-1说明书（切削手册表1.30）选择f=0.5mm/r 3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.0，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=91.5m/min.5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（100091.5）/53.8=542r/min，查工艺手册表4.2-8，与542r/min相近的有480r/min和600r/min，选取600r/min，因此实际切削速度为V=101.4m/min6）计算工时：L=l + l1+l2+l3,T=L/nf,l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.17min精车53端面1）决定切削深度ap =（40.4-40）/2=0.2mm.2）确定进给量f， 查切削手册表1.4，f=0.5 -0.7mm/r；按C620-1说明书（切削手册表1.30）选择f=0.5mm/r 3）选择车刀磨钝标准及寿命，根据切削手册表1.9取车刀后面最大磨损量为1mm，车刀寿命为60min。4）确定切削速度Vc=Cv/（Tmapxvfyv）Kv（m/min）由切削手册表1.27得Cv=242，Xv=0.15，Yv=0.35，m=0.2，由切削手册表1.28得kmv=0.73，kkrv=1.08，ksv=0.8，kTv=1.0，kkv=1.04，ktv=1.0，kbv=0.93，因此Vc=105.6m/min.5) 确定主轴转速ns=1000Vc/dw=（1000105.6）/53=634r/min，查工艺手册表4.2-8，与634r/min相近的有610r/min和760r/min，选取610r/min，因此实际切削速度为V=101.5m/min6）计算工时：L=D/2+ l1+l2+l3,T=L/nf,l1=ap /tgkr+(23)，l2=35，l3查表6.2-2得T=0.12min 参考文献1 简明机械设计手册 孔凌嘉 北京理工大学出版社2 机械设计基础课程设计 侯长来 冶金工业出版社3 冲压模具制造技术问答 薛启翔 化学工业出版社4 机械制造工艺学课程设计指导书 赵家齐 机械工业出版社5 机械制造工艺设计简明手册 李益民 机械工业出版社6 切削用量简明手册 艾兴 肖诗纲 机械工业出版社