座体工艺设计课程设计汇本.docx

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座体工艺设计课程设计汇本

第一章毕业设计任务概述

第一节简述设计任务的主要内容

1、设计要求

1.保证零件加工质量

2.适合一般现场条件,能显著提高生产效率

3.降低生产成本,适应性强

4.工艺合理,工艺资料齐全,说服力强

2、设计目标

从实际出发,设计出一套合理，简明，适应性强的工艺规程，并以保证质量为根本前提，实现最高效率，最低消耗。

第二节毕业设计指导思想和设计原则

该零件是成批量生产,在降低生产成本的同时,保证零件的质量,同时得保证生产速度，这在成批生产中是非常重要,因此毛坯及其加工余量的选择要合理、适当。

加工过程中的焦点：

1.零件质量的保证及优化。

2.生产效率的提高

3.生产成本（物力，人力）的降低

第二章零件的图样结构分析

第一节零件结构特点

根据座体的零件图分析：

零件的尺寸要求在IT8~IT12之间。

零件的底面对φ80k7轴线的平行度为0.04/100，对于平行度的要求较高。

并且对底面、零件左右两端、6×M8-7H的螺纹孔的表面粗糙度为6.3um，对φ80k7孔的表面粗糙度为1.6um，对4×φ11，深3×φ22孔及倒角c1的表面粗糙度为25um，其余则是不去材料的方法取得。

第二节材料分析

零件材料名称：

灰口铸铁牌号：

HT200

指的是最低抗拉强度为200MPa的灰口铸铁。

由于片状石墨破坏了基体的连续性，并在是默默的尖端处易产生应力集中，故灰口铸铁的抗拉强度、苏醒和韧性都较差。

但石墨对灰口铸铁的抗压强度影响不大，所以灰口铸铁的抗压强度与相同基体的钢差不多。

它的基体为珠光体，获得强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性也良好；铸造性能较好。

它是承受中等载荷的重要零件，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身、机座等承受压力及振动部件。

它所适用的工作条件在：

1.承受较大应力的零件（弯曲应力<29.40MPa）

2.摩擦面间的单位面积压力>0.49MPa（大于10t在磨损下工作的大型铸件压力>1.47MPa）

3.要求一定的气密性或耐弱腐蚀性介质

对机座零件进行人工时效的热处理即可：

装炉温度≤200℃，升温速度≤100℃，保温温度：

500～550℃，保温时间：

4～6小时，冷却速度：

30℃，出炉温度：

≤200℃。

灰铸铁有很多优良性能：

第一，铸造性能好，灰铸铁熔点低、流动性好。

第二，减振性好，石墨割裂了基体，阻止了振动的传播，并将振动能量转变为热能而消失。

第三，切削加工性能好，片状石墨割裂了基体，使切削容易脆断，且石墨有减振的作用，减少了刀具的磨损。

第四，缺口敏感性低。

第三节零件的总体分析说明

零件图结构见下图：

该零件需加工部位有底面零件的底面对φ80k7轴线的平行度为每100mm的平行度是0.04mm，底面属于基准，并且需要保证底面与φ80k7轴线的距离是115mm，表面粗糙度为Ra6.3um，加工左端面时，保证尺寸10mm、右端面、两内孔φ80k7的内圆面,保证中心线的位置、钻4×φ11的通孔及沉孔深3×φ22且6×M8-7H内螺纹，为了保证位置的准确，可以先钳工画线，倒角C1的表面粗糙度为25um。

此零件为铸造件，未注铸造的倒角为R3~R5。

热处理采用人工时效。

第三章毛坯设计

第一节毛坯选择

3.1.1机械零件常用毛坯的种类

1、型材常用型材界面形状有圆形、圆管形、方形、方管形、六角形和板等。

型材有热轧和冷拉两种。

热轧型材尺寸范围较大，精度较低，用于一般机器零件，价格便宜。

冷拉型材尺寸范围较小，精度较高，多用于制造毛坯精度要求较高的各种零件，价格较贵。

2.铸造：

把熔化的金属浇注道具有零件形状相适应的铸造空腔中，待其凝固，冷却后获得毛坯或零件的方法。

铸造方法有砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、离心溶模铸造和壳型铸造等。

铸造生产特点：

（1）铸造可以生产形状复杂，特别是内腔复杂的毛坯，铸造件的轮廓尺寸可以几毫米至几十米；重量可以从几克道几百吨，例如机床床身、阀体、箱体及压机横梁等毛坯铸件。

（2）铸造可用各种合金来生产铸件。

（3）铸件与零件的形状、尺寸很接近，因而铸件的加工余量小，可以节约金属材料和加工工时。

（4）铸件成本低廉。

（5）铸造可单件生产，也可成批量生产。

（6）铸造工序繁多，易出现铸造缺陷，使铸件质量不稳定。

还有铸件内部组织粗大、部均匀，其力学性能没有锻件高。

3、锻件适用于对力学性能有一定要求，形状比较简单的零件。

锻件毛坯由于经锻造后可得到金属纤维组织的紧密型、连续性和均匀性，从而提高了零件的强度，耐磨性等。

锻件有自由锻、模锻件和精锻件三种。

4、焊接件用焊接的方法而得到的组合件。

适合于数量不多，结构复杂的框架类零件。

焊接件的优点是制造方便，生产周期短，生产周期短，省材省料，制造费用低廉。

但其抗震性较差，易变性。

一般需经时效处理后才能经行机械加工。

5、其它毛坯其它毛坯类型包括冲压、粉末冶金、冷挤、塑料压制等毛坯。

其它优缺点各有千秋，可依据零件的具体结构与需要来选择不同的加工方法。

3.1.2毛坯的选择应考虑的因素

1．零件的材料及其力学性能。

当零件的材料选定后，毛坯的类型大致就已经确定了。

2．零件的形状和尺寸。

形状复杂的毛坯，常采用铸造方法。

3．生产类型。

大量生产应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂贵费用可由材料消耗的减少和机械加工费用的降低来补偿。

4．现有生产条件。

确定毛坯的种类及制造方法，必须考虑具体的生产条件，如：

毛坯制造的工艺水平、质量状况、设备状况、成本费用以及对外协作的可能性等。

5．充分考虑利用新工艺、新技术的可能性等。

第二节毛坯尺寸的确定

参考《机械加工工艺手册》及零件图的分析，加工时，如果余量留得过大，不但浪费材料，而且增加机械加工劳动量和生产工时，使生产成本增高，降低生产率，余量留得过小，一方面使毛坯制造困难，另一方面在机械加工时，也常因余量留得过小而使用划线找正确等方法，不仅增加了生产工时，而且还有可能制造废品，因此，必须合理的选择加工余量。

加工表面的余量如下所示：

主要尺寸

总余量

毛坯尺寸

底面

4.5

119.5

左右端面

4.5

264.5

内孔φ80

5.5

φ69

毛坯图如下：

第四章零件加工方案的优化与确定

第一节加工方案的制定

4.1.1生产类型与生产纲领

各种机械产品的结构、技术要求等差异很大，但它们的制造工艺则存在许多共同特征。

这些特征取决于企业的生产类型，而企业的生产类型又由企业的生产纲领决定的。

生产类型一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。

（1）大量生产主要有汽车、拖拉机、自行车、手表的制造等。

（2）成批生产主要有机床、机车、电机和纺织机械的制造等。

按批量的多少，成批生产又可分为小批、中批和大批生产三种。

（3）单价生产主要有重型机械制造、专用设备制造。

生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产量和进度计划。

零件的生产纲领要计入备品和废品的数量，可按下式计算：

N=Qn（1+α）（1+β）

其中

N—零件的年产量（件/年）；

Q—产品的年产量（台/年）；

n—每台产品中，该零件的数量（件/台）；

α—备品的百分率；

β—废品的百分率。

根据组队分析，零件将采用成批生产。

生产类型的具体划分，可根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数。

生产类型和生产纲领的关系

生产类型

生产纲领/（台/年或件/年）

工作地每月担负的工序数

小型机械或轻型机械

中型机械或中型零件

重型机械或重型零件

单件生产

≦100

≦10

≦5

不作规定

小批生产

＞100~500

＞10~50

＞5~100

＞20~40

中批生产

＞500~5000

＞150~500

＞100~300

＞10~20

大批生产

＞5000~50000

＞500~5000

＞300~1000

＞1~10

大量生产

＞50000

＞5000

＞1000

1

4.1.2确定工序集中与工序分散的程度

工序集中就是将工件的加工集中在几道工序内完成。

每道工序的加工内容较多。

工序集中的特点：

（1）采用高效专用设备及工艺装备，生产率高。

（2）工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能较少工序间运输量，缩短生产周期。

（3）工序数目少，可减短机床数量、操作工人数和生产面积，还可简化生产计划和生产组织工作。

（4）因采用结构复杂的专用设备及工艺装备，使投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。

工序分散就是将工件的加工分散在较多的工序内进行。

每道工序的加工内容很少，最少时即将每道工序仅一个简单工步。

工序分散的特点：

（1）设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，生产准备工作量少，易于平衡工序时间，易适应产品更换。

（2）可采用最合理的切削用量，减少基本时间。

（3）设备数量少，操作工人多，占用生产面积大。

工序集中与工序分散应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合性分析后选用。

由于座体零件是采用成批量生产，因结构较复杂，需使用专用设备及专用夹具，为了保证精度，将选用工序集中。

4.1.3工序的安排顺序

（1）先加工基准面

选择为精基准的表面，应该安排起始工序先进行加工，以便尽快为后续工序提供精基准。

这有利于保证加工精度。

（2）划分加工阶段

根据加工质量的要求常划分为粗加工、半精加工、精加工。

由于工件的加工质量要求不是很高，所以划分为粗粗加工、半精加工、精加工三个阶段。

（3）先面后孔

对于箱体、支架和连杆等工件，应先加工面后加工孔。

这是因为平面的轮廓平整，安放和定位比较稳定可靠，若先加工好平面，就以平面定位孔，保证平面和孔的位置精度。

此外，由于平面先加工好了，给平面上的孔加工也带来方便，使刀具的初始切削条件能得到改善。

（4）次要表面穿插在各加工阶段进行。

第二节工艺路线的拟定

通过对零件的结构分析，可以了解到加工部位及加工精度。

初步可以总结各加工表面加工阶段的划分：

在加工过程中，正确选择加工方法，不但能提高生产效率，而且能降低生产成本。

各加工表面加工阶段划分如下：

加工位置

加工阶段划分

铣底面

粗铣—精铣

钻4×φ11通孔

钻

扩深3×φ22孔

扩

车右端面

粗车—半精车

车左端面

粗车—半精车

镗φ80k7孔

粗镗—半精镗—精镗

钻φ8孔

钻

攻M8螺纹

攻螺纹

以上是初步了解加工内容以及通过设备的选择。

4.2.1加工方案比较分析

通过对机座的分析，可初步推出对机座的两套加工方案。

方案一：

工序号

工序内容

设备

工序5

铸造毛坯

砂型模具

工序10

清理铸件

空气压缩机

工序15

检验

工序20

人工时效

加热炉

工序25

钳工划线

工序30

铣底面

铣床

工序35

钳工划线

工序40

钻4×φ11通孔

钻床

工序45

扩深3×φ22孔

钻床

工序50

车左端面,掉头车右端面

车床

工序55

镗φ80k7孔，倒角

镗床

工序60

钳工划线

工序65

钻φ8孔，攻M8螺纹

钻床

工序70

终检

工序75

入库

方案二：

工序号

工序内容

设备

工序5

铸造毛坯

砂型模具

工序10

清理铸件

空气压缩机

工序15

检验

工序20

人工时效

加热炉

工序25

钳工划线

工序30

铣底面

铣床

工序35

车左端面，调头车右端面

车床