最终设计说明书2.docx

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最终设计说明书2

第一章、课程设计任务书

题目：

设计轴承盖零件的机械加工工艺规程

内容：

1、绘制零件图（按1︰1的比例）1张

2、绘制毛坯图（按1︰1的比例）1张

3、填写零件机械加工工艺规程卡片1套

（包括：

机械加工工艺过程卡片1套，机械加工工序卡片1套）

4、编写零件课程设计说明书1份

原始资料：

零件图样1张；

零件生产纲领为10000件/年；

每日1班。

图1零件图样

第二章、前言

机械制造工程学课程设计之零件的机械加工工艺规程设计是在学完了机械制造工程学等机械学专业基础课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，他要求学生全面地综合地运用本课程极其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计，其目的在于：

（1）培养学生运用机械制造工程学及相关课程（工程材料与热处理，机械设计，公差与技术测量等）的知识，综合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

（2）培养学生熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。

（3）进一步培养学生识图，制图，运算和编写技术文件等基本技能。

当然本次课程设计的目的除了上述所述之外，还有让一个机械类的并学完基本专课的学生基本熟悉机械加工工艺规程设计的基本步骤和流程，为以后的进一步学习其它专业知识或工程实践设计工作打下基础，同时也是对学生已经学过的专业课和基础课的知识的检验，也为以后工程设计加强工程设计意识。

第三章、零件的工艺分析

（一）零件的作用：

轴承盖其主要作用是轴承外圈的的轴向定位，防尘和密封，除它本身可以防尘密封外，它常和密封件配合已达到密封的作用

（二）零件的结构工艺性分析：

零件材料为HT150，灰铸铁，生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差，脆性高，不适合磨削零件的主要技术要求分析如下:

（1）由零件图可知，零件的底座底面、内孔、端面及轴承座的顶面有粗糙度要求，外圆面和箱体贴合面的粗糙度要求最高，其余的表面精度要求并不高。

底座底面的精度为Ra3.2，Ø62外圆面表面精度Ra1.6，内孔精度要求均为12.5。

轴承座在工作时，静力平衡。

（2）铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及疲劳度，在静力的作用下，不至于发生意外事故。

第四章、确定生产类型

依设计任务书知该零件生产纲领为10000件，该零件属于中重型的机械的零件，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.1-2生产类型与生产的关系知生产类型为大批量生产。

第五章、毛坯选择与毛坯图说明

毛坯的选择：

由于毛坯的选择要考虑零件的力学性能要求，零件的结构形状和外轮廓的尺寸，零件生产纲领和批量以及现场生产条件和发展等。

考虑该设计零件的以上因素，该毛坯的制造方法选用金属模砂型机器铸造，材料选用HT150,其工艺性能是流动性能好，体收缩小，线收缩也小，偏析倾向小，铸造应力小等优点。

同时该铸造方法生产率高，精度较高，结构细密，能承受加大压力。

其切削加工性能一般。

其力学性能中抗拉极限强度为150Mpa,塑性较差，其硬度值为141-154HBS之间，韧性表现为冲击韧度很低。

分析该零件的加工要求确定其毛坯的尺寸为：

B端面和C外圆面的加工精度高，需要多种工步加工，其留有的加工余量较多，其它可以较少，左端面为接触贴合面，加工精度较高，右大端面理论上可以不加工，但在加工过程中用作定位粗基准，故需进行一次粗车。

最后综合选用各面加工余量为：

B外圆面双边余量为4mm,Ø87外圆双边余量为2.8mm，内孔双边余量均为2.8mm，其余各端面余量取1.4mm。

确定圆角和拔摸斜度及分型面：

由于该铸件的尺寸较小，为保证各加工余量直接选择圆角为3mm。

分析该毛坯的结构知拔斜度皆为内外表面，查表2.2-8得拔摸斜度为5°，分型面为右端面。

图2零件毛坯图

第六章、零件表面加工方法的选择

本零件的加工面有端平面，孔，外圆面等，材料为HT150,参考有关的设计手册和资料，其加工方法选择如下：

（1）左端面；根据标注尺寸Ø62g6，查表GB1800-79规定其公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2μm，需要进行粗车、半精车。

（2）右端面；Ø87端面未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5μm，需要进行粗车即可。

（3）B基准所在端面，由于该端面作为精基准，根据GB1800-79规定其公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2μm，需要粗车，半精车，同时为加工方便应在其加工之前切出退刀槽。

（4）外圆面Ø87；该外圆面在实际应用中作用不大，理论上可以不加工，但是由于在加工过程中需要用作定位粗基准，同时为了达到零件表面质量要求对其进行一次粗加工，Ø87的尺寸上偏差为+0.15下偏差为-0.2,根据表GB1800-79规定其公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5μm，粗车即可。

（5）Ø62外圆面，上偏差为-0.01下偏差为-0.029，作为定位精基准，同时在零件装配中用作配合贴合面，因此该表面的加工精度要求最高，根据GB1800-79规定其公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6μm，需要进行粗车、半精车、精车。

（6）内孔Ø31和Ø50内孔；为自由公差，根据GB1800-79规定其公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3μm，需要进行一次粗车。

（7）螺栓孔；为未标注尺寸公差，根据GB1800-79规定其公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra12.5μm，钻4×Ø7通孔、扩4×Ø11沉头孔。

第七章、零件的工艺路线的制定

零件的工艺路线的制定要考虑的因素很多，为了制定出更好的工艺路线需要先拟制出多种工艺路线，将这几种路线进行比较，从中找出较好的一种，结合该零件的各因素现拟制以下两种工艺方案进行比较：

方案一：

（1）铸造

（2）以Ø91的外圆及端面定位粗车B基准所在端面

（3）以Ø91的外圆及端面定位切退刀槽

（4）以Ø91的外圆及端面定位粗车Ø62外圆

（5）以Ø62的外圆及端面定位粗车Ø87外圆

（6）以Ø62的外圆及端面定位粗车右大端面

（7）以Ø62的外圆及端面定位内圆车刀粗车Ø31和Ø40孔

（8）以Ø87的外圆及端面定位粗车Ø50孔

（9）以Ø87的外圆及端面定位半精车Ø62外圆

（10）以B、C基准定位钻4×Ø7通孔

（11）以B、C基准定位扩4×Ø11沉头孔

（12）以Ø87的外圆及端面定位半精车B端面

（13）以Ø87的外圆及端面定位精车C基准所在外圆面

（14）倒角去毛刺。

方案二:

（1）以Ø62g6外圆及端面定位，粗车Ø91外圆及右端面。

（2）以粗车后的Ø87外圆及端面定位，粗车Ø62g6外圆及另一端面，倒角。

（3）以Ø87外圆及端面定位切退刀槽。

（4）以Ø87外圆及端面定位粗镗孔Ø50，Ø31。

（5）以Ø87外圆及端面定位半精车Ø62g6外圆及端面。

（6）以Ø87外圆及端面定位精车Ø62g6外圆。

（7）以精车后的Ø62g6外圆及端面定位粗铣Ra12.5的面。

（8）以半精车后的Ø62g6外圆及端面定位用莫氏锥柄阶梯麻花钻钻四个Ø11的阶梯孔。

（9）去毛刺。

（10）终检。

通过两个方案的比较可以明显的看出，在工艺排序时要求先基准后其他，方案2的工序“

（1）以Ø62g6外圆及端面定位，粗车Ø91外圆及右端面。

”是以精基准为基准加工其他，显然违反了这一原则。

在图纸上Ø62g6的外圆是精基准C，所要求的粗糙度要求为Ra1.6，方案2把钻阶梯孔放在精车Ø62g6后，在加工时可能会破坏精基准C的精度。

综上，应该选择方案一。

第八章、工序间尺寸，公差，表面粗糙度

及毛坯尺寸的确定

工序名称

工步

工序间余量/mm

工序间

工序间尺寸

/mm

工序间

经济精度

/mm

表面粗糙度Ra/μm

尺寸，公差

/mm

Ø62

外圆面

精车

0.6

IT6

1.6

Ø62

0.019

半精车

1

IT8

3.2

Ø62.8

0.046

粗车

2.4

IT10

6.3

Ø64

0.12

毛坯

4

CT

Ø66

2.0

Ø87

外圆

粗车

2.8

IT12

12.5

Ø86.8

0.35

毛坯

2.8

CT9

Ø89.6

2.2

B基准所在端面

半精车

0.4

IT10

6.3

12.0

0.027

粗车

1.0

IT12

12.5

12.6

0.07

毛坯

1.4

CT9

13.4

右端面

粗车

1.4

IT12

12.5

27.0

0.18

毛坯

1.4

CT9

18.4

1.6

Ø62左端面

半精车

0.4

IT8

3.2

15.0

粗车

1.0

IT10

6.3

15.4

毛坯

1.4

CT9

16.4

Ø50

内孔

粗车

2.8

IT12

12.5

Ø50.0

0.25

毛坯

2.8

CT9

Ø47.2

2.0

Ø31

内孔

粗车

2.8

IT12

12.5

Ø31.0

0.25

毛坯

2.8

CT9

Ø28.2

1.8

Ø40

内孔

粗车

2.8

IT12

12.5

Ø40

0.25

毛坯

2.8

CT9

Ø42.8

退刀槽

第九章、加工余量，切削用量，工时定额的确定

该零件的各个工序的加工余量，切削用量，工时定额的确定只是选取其中几个主要的加工尺寸的计算，具体包括车端面外圆，钻孔加工方法。

而其它的则通过查表获得。

（一）车削Ø62外圆表面

加工材料——HT150，HBS＝160--180，铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件Ø66mm，车削后Ø62mm，加工长度=15mm，

加工要求——车削后表面粗糙度为Ra1.6μm；

车床——CA6140

1.粗车

（l）选择刀具YG6硬质合金车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

确定切削深度。

ap=1.2mm确定进给量f根据表1．4，f=0.6～1.0mm/r按CA6140车床选择f=0.8

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min

（4）确定切削速度。

可根据公式计算n=

，也可直接由表中查出。

根据表1．11，当用YG6硬质合金车刀加工灰铸铁。

切削速度vt＝76.8m／min。

n==369r/min根据CA6140车床选择nc=400r/min

（5）基本工时

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=15+1.4=16.4,l1=2.5,l2=3～5取4，l3=0

tm=0.09min

2.半精车

（l）选择刀具YG6硬质合金外圆车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=8,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=0.4mm

2）确定进给量f，半精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。

当表面粗糙度Ra6.3um,γξ=1mm，f=0.4-0.5mm/r,

由CA6140车床选择f=0.4

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为0.8mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算，

n=

=594根据CA6140车床选择nc=710r/min

（5）基本工时

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=14.9,l1=2.5,l2=4,l3=0

tm=0.08min

3.精车

（l）选择刀具YG6硬质合金外圆车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=,γ0=,λs=,γξ=，

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=0.3mm

2）确定进给量f，精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。

当表面粗糙度Ra1.6um,γξ=1mm，f=0.4-0.5mm/r,

由CA6140车床选择f=0.4

3）切削速度V=124.6m/min根据公式计算n=

转速n=634,由CA6140机床选择n=710r/min

（3）基本时间

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=15mm,l1=2.5,l2=4，l3=0

tm=0.08min

图3Ø62外圆最终加工精度

（二）车削Ø87外圆表面

粗车

加工材料——HT150，HBS＝160--180，铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件Ø89.6，车削后Ø87mm，加工长度=12mm，

加工要求——车削后表面粗糙度为Ra12.5μm；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工双边余量2.8mm，而加工要求较低（Ra12.5μm），分一次走刀，粗车加工余量取为1.4mm

（l）选择刀具YG6硬质合金外圆车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=（89.8-87）/2=1.4

2）定进给量f根据表1．4，f=1.0mm/r

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算n=

vt＝68.4m／min。

n=242r/min

按CA6140车床选择nc=250r/min

（5）基本工时

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=13.4,l1=2.5,l3=0

tm=0.08min

（三）车削Ø87端面

粗车

加工材料——HT150，HBS＝160--180，铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件13.4mm，车削后12mm，加工长度=43.5mm，

加工要求——车削后表面粗糙度为Ra12.5μm；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工单边余量1.4mm，而加工要求较低（Ra12.5μm），分一次走刀，粗车加工余量取为1.4mm

（l）选择刀具YG6硬质合金外圆车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=13,。

4-12=1.4

3）定进给量f根据表1．4，f=1.0mm/r

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算

vt＝86.5m／min。

n=316r/min

由于CA6140车床取V=320r/min

（5）基本工时

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=50l1=2.5l2=4，l3=0

tm=0.16min

图4Ø87外圆及端面

（四）车削B基准所在端面

加工材料——HT150，HBS＝160--180，铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件13.4mm，车削后12mm，加工长度=12.5mm，

加工要求——车削后表面粗糙度为Ra3.2μm；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工单边余量1.4mm，而加工要求较高（Ra3.2μm），分两次走刀，粗车加工余量取为0.8mm半精车余量0.6mm

1.粗车

（l）选择刀具YG6硬质合金端面车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=1.0mm

4）定进给量f根据表1．4，f=1.2mm/r

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算

vt＝84.29m／min。

n=298r/min

由于CA6140车床取V=320r/min

（5）基本工时

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=11.9,l1=2.5,l2=4,

l3=0tm=0.05min

2.半精车

（l）选择刀具YG6硬质合金端面车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=0.4mm

5）定进给量f根据表1．4，f=0.6mm/r

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算

vt＝127.6m／min。

n=467r/min

由于CA6140车床取V=500r/min

（5）基本工时

tm=

L=l1+l2+l3其中查表知l=12.5,l1=2.5,l2=4,l3=0

tm=0.063min

图5半精车之后的B基准端面和C基准外圆

（五）车削Ø62端面

加工材料——HT150，HBS＝160--180，铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件16.4mm，车削后15mm，加工长度=6mm，

加工要求——车削后表面粗糙度为Ra3.2μm；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工单边余量1.4mm，而加工要求较高（Ra3.2μm），分二次走刀，粗车加工余量取为1.0mm，精车余量取0.4mm

1.粗车

（l）选择刀具YG6硬质合金外圆车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=1.0mm

2）定进给量f根据表1．4，f=0.8mm/r

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算

vt＝76.6m／min。

n=369r/min

由于CA6140车床取V=400r/min

（5）基本工时

tm=

L=l1+l2+l3其中查表知l=6,l1=2.5l2=4l3=0

tm=0.09min粗车

2.半精车

（l）选择刀具YG6硬质合金外圆车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=90,kr’=10,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=0.4mm

2）定进给量f根据表1．4，f=0.4mm/r

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算

vt＝144m／min。

n=710r/min

由于CA6140车床取V=710r/min

（5）基本工时

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=6,l1=2.5l2=4l3=0

tm=0.044min粗车

图6Ø62端面

（六）车Ø50内孔

加工材料——HT150，HBS＝160--180，铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件Ø47.2mm，车削后Ø50mm，加工长度=12mm，

加工要求——车削后表面粗糙度为Ra12.5μm；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工双边余量2.8mm，而加工要求较低（Ra12.5μm），分一次走刀，粗车加工单边余量取为1.4mm

（l）选择刀具YG6硬质合金内圆车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=60,kr’=30,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=（50-47.2）/2=1.4

6）定进给量f根据表1．4，f=0.8mm/r

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算

vt＝94.25m／min。

n=638r/min

由于CA6140车床取V=560r/min

（5）基本工时

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=12,l1=3.31l2=4l3=0

tm=0.04min

图7内孔车刀车Ø50内孔

（七）扩Ø40内孔

加工材料——HT150，HBS＝160--180，铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件Ø31mm，车削后Ø40mm，加工长度=8mm，

加工要求——车削后表面粗糙度为Ra12.5μm；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工双边余量2.8mm，而加工要求较低（Ra12.5μm），分一次走刀，粗车加工余量取为1.4mm

（l）选择刀具YG6硬质合金内圆车刀

根据表1．2，粗车灰铸铁，可选择YG牌号硬质合金。

车刀几何形状kr=60,kr’=30,α0=6,γ0=12,λs=3,γξ=1mm，γ01=-5,bγ1=0.3mm

（2）选择切削用量

1）确定切削深度。

ap=（40-31）/2=4.5mm

7）定进给量f根据表1．4，f=0.5mm/r

（3）车刀磨钝标准及寿命根据表1．9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，车刀寿

命T＝60min。

（4）确定切削速度。

可根据公式计算

vt＝104.3m／min。

n=1072.5r/min

由于CA6140车床取n=900r/min

（5）基本工时

tm=

L=l+l1+l2+l3其中查表知l=8,l1=2.5l2=4l3=0

tm=0.07min

（八）粗车Ø31内孔

加工材料——HT150，HBS＝160--180，铸件，有外皮；

工件尺寸——坯件Ø33.8mm，车削后Ø31mm，加工长度=15mm，

加工要求——车削后表面粗糙度为Ra12.5μm；

车床——CA6140

由工件是铸造毛坯，加工双边余量2.8mm