偏心套的加工工艺设计.docx
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偏心套的加工工艺设计
机电工程系课程设计任务书
专业
班级
学
号
学生姓名
指导
教师
设计题目
偏心套的加工工艺设计与程序编制
主
要
设
计
内
容
图样分析；工艺分析；拟定加工路线；机械加工工艺过程过程卡。
主
要
技
术
指
标
车右端轮廓113mm处，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、R9mm、Φ35mm、锥度为10度的外圆，Φ52mm.调头装夹已加工Φ52mm外圆，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺纹M25mm×1.5mm.
工
作
计
划
及
安
排
1设计意义
2工艺分析
3工件装夹
4确定刀具及切削量
5坐标轴的确定
主
要
参
考
资
料
及
文
献
1数控编程与操作主编：
周虹西安电子科技大学出版社2007.5
2数控加工工艺与程序编制主编：
周虹人们邮电大学出版社2009.2
3互换性与测量技术主编：
陈于萍、高晓康高等教育出版社2005.7
4AutoCAD中文版实用教程主编：
张晓坤、隋晓明、张智广经济日报出版社2008.9
5机械制图主编：
石品德、潘周光、曹小荣北京工业大学出版社2007.10
6机械基础主编：
隋冬杰河南质量工程学院
7数控机床主编：
黄应勇北京大学出版社、中国林业大学出版社2007.8
目录
1 零件的工艺分析4
1.1零件的功用、结构及特点4
1.2主要加工表面及其要求4
2 毛坯的选择5
2.1确定毛坯的类型，制造方法和尺寸度及其公差5
2.2确定毛坯技术要求5
3 基准的选择6
4 拟定机械加工路线6
4.1确定各表面的加工方法6
4.2、拟定加工路线7
4.3、工艺分析7
5 确定机械加工余量、工序尺寸及公差7
6 机床的选择及工艺装备8
6.1、机床的选择8
6.2、选择刀具9
6.3、选择夹具9
6.4、选择量具9
7 确定切削用量及基本工时10
7.1、工序1010
7.2.工序4011
总结12
参考文献13
1 零件的工艺分析
1.1零件的功用、结构及特点
该零件是以的内孔和轴配合，并通过键进行连接。
偏心套主要走支承和导向的作用，在工作中承受一定的载荷，因此要求其有一定的强度和耐磨性。
1.2主要加工表面及其要求
①内孔
孔径为的孔是轴的安装孔，表面粗糙度Ra=0.8um，倒角人C1，公差等级为IT7～8，孔中心线与两外圆的偏心距均为mm，圆柱度要求为0.01mm。
②外圆表面尺寸要求为mm，公差等级为IT7～8，外圆表面素线以孔轴为基准，平行度要求为0.01mm，外圆表面圆柱度要求为0.01mm，粗糙度Ra=0.8um，各外圆表面的长度均为40mm。
③端面
偏心套端面长度为90mm，中间侧壁到端面距离为40mm，外端面粗糙度Ra=6.3um，中间侧壁粗糙度Ra=1.6um。
④磨削槽
槽宽由图中给定的尺寸求得为10mm，深为2mm，倒圆角R3，由圆中的尺寸要求和其功用可知其不是重要的配合面。
⑤键槽
键槽深度由图中尺寸可得为
为保证整体零件的耐磨性和热处理后的硬度达到58～64HRC，要求淬火后回火，未注粗糙度为Ra=6.3um。
2 毛坯的选择
2.1确定毛坯的类型，制造方法和尺寸度及其公差
①该零件的材料为GCr15，设计要求生产类型为成批生产，形状简单，选用金属模砂型机器铸造。
②选择零件的一端面作为分型面铸造出带孔的圆棒料。
③由零件图技术要求知该零件精度要求较高，毛坯为精密的铸件，铸件尺寸公差为CT9加工余量等级按CT9-MA-H/G级。
各表面单边余量3.0mm。
2.2确定毛坯技术要求
①铸件不应有裂纹、砂眼、和局部缩松、气孔及夹渣等缺陷，铸件表面应清除毛刺同、结瘤和粘砂等。
②球化退火处理硬度为207～229HBW，以降低硬度，改善切削加工性，并为淬火作好组织上的准备，材料为GCr15。
③未注倒角0.545，其余粗糙度Ra=6.3um。
④外表面斜度为30’,内表面起模斜度为1
3 基准的选择
由零件图中的技术要求可知该零件的尺寸较多是以内孔中心线为设计基准,且图中外圆表面尺寸精度要求较内孔高,外圆表面素线平行度以内孔轴线为基准,根据粗精基准选择原则和基准重合统一原则,确定各表面的基准如下表所示:
序号
加工部位
基准选择
1
孔及其端面
偏心套外圆轮廓及端面（粗基准）
2
外圆轮廓
内孔中心线
3
磨削槽和倒角
内孔中心线
4
键糟
内孔中心线
4 拟定机械加工路线
4.1确定各表面的加工方法
根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定如下加工方法：
孔的端面加工为车削；孔的加工为车削—磨削；外圆加工为车削—磨削；磨削槽的加工为车削。
侧壁加工为车削；键槽加工为拉削。
具体加工方法如下：
①偏心套端面：
未标注公差要求，表面粗糙度为Ra=6.3um，查表知需进行粗车—精车。
②侧壁未标准公差要求，表面粗糙度为Ra=1.6um，查表知需进行粗车—半精车—精车。
③孔：
表面表面粗糙度Ra=0.8um；查表得公差等级为IT7～8，查表知需进行粗车—半精车—精车。
④外圆表面公差等级为IT7～8，粗糙度Ra=0.8um，查表知需进行粗车—半精车—精车。
⑤磨削槽列尺寸要求和公差要求，不是重要表面，只需粗车即可。
⑥键槽宽度要求为20
4.2、拟定加工路线
加工方案如下表：
工序号
内容
设备
10
粗车端面、外圆
卧式车床
20
粗车内孔
卧式车床
30
淬火、回火
40
半精车端面、精车侧壁
卧式车床
50
车磨削槽
卧式车床
60
磨内孔
外圆磨床
70
磨外圆
80
内孔倒角
内孔磨床
90
拉削键槽
拉床
90
清洗，去毛刺
100
检验
4.3、工艺分析
此工艺按工艺集中原则组织工序，许多工序可在同一机床上完成，减少了工件的装夹次数，易于保证加工面的质量，需要的车床少，减少了工件在工序间的运输，减少辅助时间和准备时间。
5 确定机械加工余量、工序尺寸及公差
加工余量可采用查表修正确定。
确定工序尺寸一般方法是：
由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注，当无其它基准交换时，同一基准面多次加工的工序尺寸只与工序（工步）的加工余量有关，当基准不重合时工序尺寸用工艺尺寸链计算，中间工序尺寸按“向、入体“原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般取双向对称布置、中间工序尺寸的公差可从相应的加工经济精度表中查得。
偏心套零件第一道工序各工步开基准交换，其余挌表面均基准重合、统一原则，故只需查得各加工余量，便可确定工序尺寸。
根据上述资料和加工工艺，查各种表面加工余量表分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下表：
工序号
工序内容
单边余量
工序尺寸
Ra
10
① 粗车端面
2.0
12.5
② 粗车内孔
2.5
12.5
20
粗车外圆
2.1
12.5
40
① 精车端面
0.5
90
6.3
② 精车侧壁
0.5
40
1.6
50
车磨削槽
2
60
①内内孔
0.5
0.8
70
②磨外圆
0.5
0.8
80
内孔倒角
1
C1
90
拉削键槽
4.5
6 机床的选择及工艺装备
6.1、机床的选择
（1）、工序10、20、40、50、80
由于有些工序包括多个工步，该零件形状较规则，为减少装卸刀具次数和时间，保证工件质量，选用CA6140型卧式车床比较合适。
（2）、工序60、70
磨内孔和外圆：
根据工件的尺寸选用M2120内圆磨床和M1331外圆磨床。
工序90
拉削键槽根据尺寸和技术要求选用L6110拉床。
6.2、选择刀具
该零件特形表面，成批生产，一般采用通用或标准刀具，卧式车床上粗车端面用P10端面车刀，磨内孔和外圆选用白刚玉平形砂轮。
6.3、选择夹具
该零件加工工序10采用三爪卡盘，其余工序需用专用偏心夹具。
6.4、选择量具
该零件属批量生产，一般采用通用量具。
（1）外圆和内孔加工量具
外圆表面公差值T=0.23mm，查表得计量器具不确定度允许值为=.00018，查表得，所选用的计量器具达不到GB3177—1997规定的。
则重新计算安全裕度A’,A’==0.002
由于偏心套最大实体尺寸：
120.043mm其最小实体尺寸：
120.0250mm
则基验收极限尺寸：
由分析得应选用150～200mm外径千分尺和150～200mm内径千分尺较合理。
（2）端面和键槽加工量具 选用0～200mm/0.02mm游标卡尺，由于大批量生产最后加工验收时为节约时间，提高效率应选用极限量规，孔量规选用锥柄圆柱塞规。
机床设备和工艺装备选择 表4
工序号
工序内容
机床设备和工艺装备
10
① 粗车端面
CA6140卧式车床、p10端面车刀、0～200mm/0.02mm游标卡尺
② 粗车内孔
标准p10内孔车刀、三爪卡盘、150～200mm内径千分尺
20
粗车外圆
CA6140卧式车床、p10外圆车刀、150～200mm外径千分尺、专用偏心夹具
40
①半精车端面
CA6140卧式车床、p10端面车刀、0～200mm/0.02mm游标卡尺、专用偏心夹具
②精车侧壁
50
磨削槽
CA6140卧式车床、p10车槽车刀、游标卡尺、专用偏心夹具
60
①磨内孔
M2120内孔磨床，白刚玉平形砂轮、
塞规，专用夹具
70
②磨外圆
M1331外圆磨床，白刚玉平形砂轮，
150～200mm外径千分尺、专用偏心夹具
80
内孔倒角
CA6140卧式车床、p10倒角车刀、
专用偏心夹具
90
拉削键槽
L6110拉床，标准键槽拉刀，专用偏心夹具，0～200mm/0.02mm游标卡
尺
7 确定切削用量及基本工时
7.1、工序10
粗车端面和内孔
（1）粗车偏心套端面
步骤如下是：
①确定背吃刀量：
端面单边总余量3mm，一次走刀加工=2.0mm。
②确定进给量f：
根据表查得f=0.6～0.9mm/r；根据机床的横向进给量，取f=0.8mm/r。
③确定进给量f：
根据表查得=235，m=0.20， 修正系数刀具寿命选T=60min，故=72.2m/min
④确定机床主轴转速n：
产
⑥辅助时间：
查表得，装夹工件时间为0.8min，启动机床为0.02min
根据表查得相近较小的机床转速为n=160r/min，所以实际切削速度
⑤计算基本时间：
端面车刀选用主偏角背吃刀量查表得取批量生产，启动切削液的时间为0.05min，共计=1.37min。
（2）粗车内孔
①确定背吃到量：
总加工余量为3.0mm，一次走刀加工，=2.5mm。
②确定进给量f：
根据表5-102查得f=0.6～0.9mm/r；根据机床的纵向进给量，取f=0.81mm/r。
③确定切削速度：
根据表查得=235，m=0.20，=0.15，=0.45，修正系数=0.87，=1.0，=0.8，=0.81，=1.0，刀具寿命T=60min，故=55.98m/min
④确定机床主轴转速n：
根据表查得相近较小的机床转速为n=320r/min，所以实际切削速度=54.26m/min
⑤计算基本时间：
切削加工长度L=91mm，内孔车刀选用主偏角=75，
背吃刀量=2.5mm，查表得，取=3mm，=（3～5）mm，=（3～5）mm =0.39min
⑥辅助时间：
查表得，换刀时间为0.5min，切削液的开启时间为0.05min，测量尺寸时间为0.5min，共计=1.05min。
7.2.工序40
（1）精车端面
①确定背吃刀量，端面单边剩余余量为1mm，二次走刀加工，=1.0mm。
②确定进给量f：
根据表查得f=0.6～0.9mm，查表5-5得f=0.61mm/r。
③确定切削速度：
根据表查得修正系数=77.47m/min
④机床主轴转速n:
根据表查得相近较小的机床转速为n=250r/min,所以实际切削速度=71.44m/min.
⑤计算基本时间:
切削长度L=91/2=45.5mm,端面车刀选用=90,背吃刀量=1mm,查表取=3mm;=（3~5）mm;批量生产=（45.5+3+4+0）mm=52.5mm
⑥辅助时间:
查表得,开启和关闭切削液时间为0.05min,换刀时间为0.5min,取量具并测量尺寸时间为0.5min,共计时间=1.05min.
（2）精车侧壁
①确定背吃刀量:
侧壁加工余量为0.5mm,一次走刀加工完成,=0.5mm.
②确定进给量f:
根据表查得f=0.6～0.9mm/r,取f=0.5mm.
③确定切削速度修正系=0.87,=1.24,刀具寿命选T=60min,故
④确定机床主轴转速n:
根据表查得相近较小的机床转速为n=250r/min,所以实际切削速度=94.985m/min
⑤计算基本时间:
端面车刀选用主偏角,背吃量=0.5mm,查表得取=3mm,=（3～5）mm
⑥辅助时间:
查表得,调节切削液的时间为0.05min,取量具并测量尺寸时间为0.5min,共计=1.0min.
总结
通过此次课程设计，我们基本上掌握了零件的工艺过程的分析、工艺文件的编制，了解了一些机械制造技术基础的知识，切身体会到了从毛坯到成品的工艺过程，从而对于本课有一个较为清析的轮廓印像。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说，这次课程设计，使我们在基础理论知识的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练，提高了我们的思考、解决问题、创新设计的能力，为以后的工艺设计打下较好的基础。
对于这门课程我们还只有一个初步的认识，所以请老师多多指正批评。
如果要想更好的掌握这门课技术，还需要我们进一步的学习与实践，在实际的工作中不断的积累经验，这样我们才能更好的学好这门技术，更好地了解机械制造工业，从而为以后的工作打下坚固的基础。
参考文献
【1】王爱玲．现代数控机床实用操作技术[M]．北京：
国防工业出版社，
2O05．
【2】金捷刘小菡主编.机械制造技术与训练项目.上海：
复旦大学出版社，2010
【3】唐应谦．数控加工工艺学[M]．北京：
中国劳动社会保障出版社，2000．
【4】熊熙．数控加工实训教程[M]．北京：
化学工业出版社，2003．
【5】刘立．数控车床编程与操作[M]．北京：
北京理工大学出版社，2006．
【6】杨仲冈.数控加工技术.北京：
机械工业出版社，2001.
【7】于华.数控机床的编程及实例.北京：
机械工业出版社，1996.
【8】王先逵.机械制造工艺学.北京：
机械工业出版社，1995.
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