推杆的工艺设计与说明书.docx

课程设计招标书

单 位 ： 空军第四装备厂
设 计 者 ： 陈 略
指导老师 ： 童 建 平

设计日期 2011年11月15日

机械设计工艺招标书

指 导： 童建平
厂 长 ： 朱 乐
说 明 书  ： 陈 略
工艺设计 ： 何 鹏
夹具设计：   李 兵
单 位： 空军第四装备厂

目 录
设计任务书… … … … … … … … … … … … … … … … .2
中文摘要 关键词… … … … … … … … … … … … … … .3
设计说明书正文… … … … … … … … … … … … … … …4
一、 零件的分析… … … … … … … … … … … … … … .5
二、 毛坯选择… … … … … … … … … … … … … … …6
1.毛坯类型… … … … … … … … … … … … … … .6
2.毛坯余量的确定… … … … … … … .… … … … ..…6
3.毛坯草图… … … … … … … … … … … … … … .7
三、 机械加工工艺路线的确定… … … … … … … … ….. …8
1.加工方法分析确定… … … … … … … … …..…...… 8
2.加工顺序的安排… … … …… … … … … .…..……..…8
3.定位基准的选择… … … … … … … … … .........…..9
4.加工阶段的划分说明… … … … … … … ……… ….….9
四、 重点工序的说明… … … … … … … … … … ….……..10
1.加工余量的确定… … … … … … … … … … ..…..10
2.工序尺寸的确定… … … … … … … … … ……. ….…10
3.基准工序的确定… … … … … .… .….........……...11
五、专用夹具设计… … … …… … … … … .…..…….....…11
六、其他参数的确定… … … … … … … … ……………......12
七、课程设计小结… … … … … … … … … ….………..... 14

空 军 第 四 装 备 厂

机械制造工艺学课程设计任务书

设计题目：设计“推杆”零件的机械加工工艺规
程及工艺装置

设计内容：1、产品零件图 1张
2、产品毛坯图 1张
3、加工工艺过程 1份
4、机械加工工序卡片 1份
5、夹具设计专配图 1张
6、课程设计说明书 1份

2011年11月15日

中文摘要： 本次设计的零件是推杆， 根据零件的特点，我们将从零件的毛坯选择和加工工艺路线以及专用夹具设计三方面来进行说明。其中重点阐述了零件的工艺规程设计，详细介绍了毛坯的选择、加工顺序的安排、加工余量的确定以及刀具、机床设备等一些参数的选择。

关 键 词： 推杆 加工工艺路线 专用夹具设计

设计说明书正文

一、 零 件 的 分 析

1.结构特点：该零件有精度比较高的外形、螺纹孔、通孔、圆角、倒角等。

2.关键表面尺寸：孔与孔、面与孔、面与面之间有形位公差要求。

3.粗糙度：零件的粗糙度有Ra0.8，Ra 1.6， Ra 6.3 。

4.技术要求分析：a、φ60H7的内孔与零件底面的垂直度公差为0.03 mm；
b、表面发蓝处理；
c、未注公差按GB1804-M；
d、淬火HRC35-40。

二、 毛 坯 选 择

1.毛坯的类型
机械零件常用的毛坯类型有：型材，铸件，锻件，焊接件，压制件，冲压件等几种。
本次课题零件材料为45钢。因该零件形状复杂，加工余量大，工序尺寸较多，参考《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》教材P13表1-3可知该零件是铸造成型，属精密铸造，中批量生产。铸件出的毛坯形状与零件形状相似，可实现少削无削加工，成本较低，适合该零件的加工。

2.毛坯余量的确定
根据《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》书P38表2-11可知毛坯的加工余量为3-5mm，本次选取4mm。参考机械加工工艺手册P473表2.3-11可知其经济公差等级为9。具体毛坯加工的余量确定如下表2-1。
被加工表面
加工余量
经济精度
零件上表面
3mm
IT12
零件下表面
3mm
IT12
零件外形
4mm
IT12
φ60内孔
5mm
IT7
表2-1
3.毛坯草图

图2-1

三、机械加工工艺路线的确定

1.加工方法分析确定
因该零件的外形复杂，有些表面和孔的粗糙度要求很高，根据《数控加工工艺》教材书上铣削的加工顺序原则和《机械制造工艺指导书》P33及P34的表2-5、表2-6平面和内孔的加工方法，本次加工方法具体看下表：

Ø 表面加工（如下表3-1）

被加工表面
表面粗糙度
加工方法
1
零件基准面
Ra1.6
粗铣→半精铣→精铣
2
其余
Ra6.3
粗铣→半精铣→精铣
表3-1

Ø 孔加工（如下表3-2）

加工位置
表面粗糙度
加工方法
1
φ60 H7内孔
Ra0.8
粗镗→半精镗→精镗→浮动镗刀精镗
2
φ10H8孔
Ra6.3
钻孔→铰孔
3
Ｍ10螺纹孔
Ra6.3
钻孔→攻丝
4
φ10.5通孔
Ra6.3
钻孔
表3-2

2.加工顺序的安排
加工顺序的安排应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置等技术要求能得到合理的保证。还需考虑经济效益，以降低成本，综合考虑，本组决定使用以下方案：
工序1：粗镗φ60mm孔。
工序2：半精镗φ60mm孔。
工序3：精镗φ60mm孔。
工序4：浮动镗刀精镗φ60mm孔至图样尺寸。
工序5：倒角2X45°。
工序6：粗铣零件底面平面。
工序7：半精铣零件底面平面。
工序8：精铣零件底面平面。
工序9：粗铣外型。
工序10：半精铣外型。
工序11：精铣外型。
工序12：钻、粗铰、精铰φ10mm孔至图纸尺寸。
工序13：钻φ8mm孔。
工序14：攻螺纹M10mm。
工序15：钻、粗铰φ10.5的孔至图纸尺寸。
工序16：去毛刺。
工序17：终检。
以上工序过程详见附表机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。

3.定位基准选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。对于本零件来说，由于加工的方式较复杂，并且需要先车后铣，所以对于基准的选择可分为车零件基准和铣零件基准，同时，铣又分粗基准和精基准。参照《数控加工工艺》书P93至P94定位基准的选择，车零件选总底面平面为定位基准，掉头车零件时选上表面平面为定位基准。粗铣和精铣零件时，均以零件总底面表面为基准，但精基准的选择应考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。本零件的基准如图3-1。

4.加工阶段划分的说明
加工阶段按照零件的尺寸和粗糙度要求，一般按照粗车→精车，粗铣→精铣进行加工。
有些表面粗糙度要求不高（大于或等于Ra12.5），也无形位公差要求的不需要进行加工阶段划分。

图3-1

四、重 点 工 序 的 说 明

1. 加工余量的确定
加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度。余量有总加工余量和工序余量之分。由毛坯转变为零件的过程中，在某加工表面上切除金属层的总厚度，称为该表面的总加工余量（亦称毛坯余量）；一般情况下，总加工余量并非一次切除，而是分在各工序中逐渐切除，故每道工序所切除的金属层厚度称为该工序加工余量（简称工序余量）。工序余量是相邻两工序的工序尺寸之差，毛坯余量是毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。
加工余量一般要遵循的原则是:在保证加工质量的前提下，加工余量越小越好。其方法有：查表法、经验估算法、分析计算法。

2.工序尺寸的确定
根据《机械加工工艺手册》P492可知，工序余量可通过查表确定。其要点有：1）应考虑前道工序的加工精度和表面质量；2）应考虑前道工序的加工方法；3）应考虑本工序的定位和夹紧所造成的安装误差；4）应考虑热处理工序引起的零件变形。
本图中加工余量跟工序余量的相关数值参照以上要求，具体如表4-1：

工序名称
工序余量
表面粗糙度
基本尺寸
粗铣外表面
4 mm
Ra6.3

粗铣基准底面
3 mm
Ra1.6

半精铣基准底面
0.7mm
Ra1.6

粗镗φ60H7内孔
4mm
Ra0.8
φ60H7
半精镗φ60H7内孔
0.8mm
Ra0.8
φ60H7
精镗φ60H7内孔
0.1 mm
Ra0.8
φ60H7
铰φ10H8孔
0.2 mm
Ra6.3
φ10H8
表4-1

3.基准重合时工序尺寸的确定
基准重合时的工序尺寸指的是零件的设计基准跟工序基准重合时的工序尺寸，零件上的外圆和内孔的加工多属于这种情况。

4.基准不重合时工序尺寸的确定
所谓基准不重合，就是指零件的设计基准跟工序基准不重合，或者是在加工中有些设计尺寸不便测量，无法测量的情况下，在工件上选个 容易测量的测量基准，通过对该测量尺寸的控制简接保证原设计尺寸的精度。

五、其 他 参 数 的 确 定

Ø 设备及其工艺装备确定

A. 机床：因时铣削加工，所以采用数控铣床，再结合他的尺 寸精度跟技术要求，型号VMC650就可以满足加工要求。
B. 夹具： a、机用虎钳；b、专用夹具
C. 刀具： a、镗刀 b、内圆车刀 c、麻花钻 d、中心钻 e、 铰刀 f、立铣刀
D. 量具：本次零件的加工，考虑到经济效益等其他方面因素，我们选用通用量具。主要有：刻度为0.02mm的游标卡尺、百分表、刻度为0.02深度游标卡尺。

Ø 切削用量确定
切削用量的选择标准是：在保证零件加工精度和表面粗糙度的前提下，充分发挥刀具切削性能，保证刀具寿命并充分发挥机床的性能，最大限度的提高生产率。它包括单个要素：切削速度，进给量、背吃刀量。切削速度Vc是刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。

切削速度
切削速度计算公式如下：
Vc=πdn/1000

式中 : d为工件加工表面或刀具的最大直径
n为主运动的转速，计算时取整

进给量与进给速度
铣削加工的进给速度F是单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为mm/min，进给量是铣刀转一周，工件与铣刀沿进给方向的相对位移量，单位为mm/r，对于每齿进给量，其进给速度F、刀具转速n、刀具齿数z、进给量f及每齿进给量fz的关系为：
F=fn=fzzn

进给速度F与进给量f主要根据零件加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。其中零件材料为灰铸铁，硬度小于150HBW。
参考数控加工工艺书P165切削速度参考值表5-8和5-9，再综合零件，刀具等参数，具体的Vc、F、f、n、Z、fz见表5-1。

刀具
n(r/min)
Vc(m/min)
fz(mm/z)
Z
F(mm/min)
φ20立铣刀
320
20
0．09
3
100

0.08
3
80

0.05
3
50
φ16立铣刀
450
20
0.09
3
120

450
0.05
3
90
内孔镗刀
600
100
0.15
0.7
0.06

1000
200
0.1
0.3
0.03
浮动镗刀
500

0.01
球头铣刀
450

50
表5-1
背吃刀量
背吃刀量ap是已加工表面与待加工表面之间的垂直距离，一般一次进给应尽可能切除全部余量，参考《数控加工工艺》教材P165，粗铣时ap选用8mm，精铣时选用0.4mm。

专 用 夹 具 设 计

Ø 引入
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计零件上的φ60和φ10.5的两孔铣床夹具，本夹具将用于VMC650立式铣床。

Ø 设计主旨
本夹具主要用来铣零件外形。

Ø 夹具设计
定位基准的选择：
由图可知，φ60和φ10.5两孔的定位基准为两孔的中心线，限制其四个自由度，再用一块挡板限制它的转动自由度，一块压板限制它的上下移动。

附录：
零件基本视图

六、设 计 小 结

七、参 考 文 献

1、《机械加工工艺手册》.田玉顺、王瑞亭—北京出版社
2、《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》.吴拓—机械工业出版社
3、《金属工艺基础与实践》.刘劲松—清华大学出版社
4、《数控加工工艺》.杨丰、宋宏明—机械工业出版社