机械制造技术基础课程设计

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1、课程名称：机械制造基础设计课题：设计“泵体”零件的机械加工工艺过程2016年7月2日目录1. 零件的工艺分析1.1零件的作用1.2零件工艺分析2. 确定毛坯2.1确定毛坯种类 2.2确定铸件加工余量及形状2.3绘制铸件毛坯图 2.4工艺规程的设计3. 工艺规程设计3.1选择定位基准 3.2制定工艺路线3.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 3.4确定切削用量及时间定额4. 夹具的设计4.1.对夹具的基本要求4.2夹具设计5. 总结6. 参考文献1. 零件的工艺分析1.1零件的作用题目所给的零件是泵体零件，泵体是机器的基础零件，其作用是将机器和部件中的轴、 套、齿轮等有关零件联成一个整体，并使

2、之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动 力、改变速度、完成机器或部件的预定功能。要求箱体零件要有足够的刚度和强度，良好的密 封性和散热性。因此，箱体零的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。1.2零件工艺分析泵体的外形较简单，有许多加工要求高的孔和平面。而主要加工面是轴孔和销钉孔，轴孔 之间有相当高的位置和形状的要求？。现分析结构特点如下： 以侧面为基准D，另一侧面与基准 D的平行度公差为 0.01。 以前后端面作为基准的加工面，这组加工面铣底面，钻2-11孔锪孔2-22。 以底面和2-11孔为基准，这组加工面主要是2-M20的螺纹孔，粗镗-半精镗-精镗51H7，钻-铰2-5销孔，6-

3、M8螺纹孔。表1.1零件各表面技术参数加工部位基本尺寸（mm）尺寸公差等级粗糙度（um）51内孔51IT71.62-5销钉孔5IT81.62-35凸台356.3底座底面6.32. 确定毛坯2.1确定毛坯种类零件材料为 HT300，考虑零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，生产类型为大批量生产，零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用砂型机器造型铸件毛坯。参考机械制造工艺设计简明手册，选用铸件尺寸公差等级为CT-10。2.2确定铸件加工余量及形状查机械制造工艺设计简明手册选用加工余量为G级，并查表，确定各个加工面的铸件机械加工余量，为方便铸造及计算，大致取各加工部分加工余量相同。各个铸件加工表面的加

4、 工余量如下表所示：表2.1零件加工余量表简图加工面代号基本尺寸加工余量E14E24E34E4354T1111.5 X 2T2222 X 2T3511 X 2T450.3 X 2T5M81 X 2T6M202 X 2F14F222.3绘制铸件毛坯图2.4工艺规程的设计编制机械加工工艺规程时，应首先遵循以下原则： 应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提； 在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本； 应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有生产条件，并尽可能做到平衡 生产； 尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明的劳动条件； 积极采用

5、先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。3. 工艺规程设计3.1选择定位基准粗基准选择原则：保证相互位置要求原则余量均匀分配原则便于工件装夹原则在一个定位方向上只允许使用一次原则精基准选择原则：基准重合原则基准统一原则互为基准原则自为基准原则便于装夹原则选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精 基准，再选择粗基准。根据以上基准选择原则，该零件的基准选择如下：粗基准的选择：以零件未加工前端面E1和底面E3为定位粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准“基准统一”原 则，以加工底面 E3和两个销钉孔为主要的

6、定位基准，前后两端面E1、E3间基准重合原则。3.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精 度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：表3-1零件加工工艺步骤加工步骤加工内容1铸造毛坯2时效处理3夹底座侧面，粗铣前后E1、E2端面，保证厚度为 35mm4夹E1、E2端面，粗铣半精铣底座面，保证高度17mm5以底座上表面及划线为基准，划线找正钻11的孔和锪 22的沉头孔，保

7、证孔深3mm6以E1为基准，按底座面 E3高度划线找正，粗镗半精镗精镗51孔7以E1为基准，划线找正，钻铰 5销钉孔8划线找正，钻M8螺纹孔9粗车半精车外圆柱面10粗铣半精铣凸台面 E4，保证尺寸90mm11E4面划线找正，钻 M20螺纹孔12去毛刺，清洗13总检入库3.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定零件的每个需要加工面的总加工余量已经在前面部分确定，查机械工艺手册，现在确 定各工序的加工余量如下：表3-2零件内孔工序尺寸表加工面加工内容加工余量工序尺寸精度等级表面粗糙度2 X 51H7Ra1.6铸件447CT10粗镗349IT1012.5半精镗250IT93.2精镗151IT81.62

8、 X 5IT8Ra1.6钻4.24.2IT106.3铰0.85IT81.62X M20 X1.5IT8钻18.5 18.5IT106.3攻1.5M20IT83.26 X M8IT8钻6.76.7IT106.3攻1.3M8IT83.22X 11 IT10Ra6.3钻1111IT106.32X 22IT10Ra6.3锪2222IT106.3表3-3平面工序尺寸表加工面加工内容加工余量工序尺寸表面粗糙度前端面E1粗铣212.5后端面E2粗铣212.5底面 E3Ra6.3粗铣212.5半精铣16.335外圆端面E4Ra6.3粗铣2 12.5半精铣16.3外圆柱面粗车212.5半精车16.3孔内侧平面F

9、2粗铣212.53.4确定切削用量及时间定额工序3 :粗铣前后端面1 加工条件工件材料：HT300、硬度300HBS、铸造；铣床：X51立式铣床(功率 4.5KW)；刀具： 硬质合金端铣刀，刀片米用 YG8， ap=2mm, do=4Omm, v=45-65m/min,z=4 ， 。2 切削用量确定背吃刀量因为加工余量不大，一次加工完成ap=2mm。选择铣刀磨钝标准及刀具寿命后刀面最大磨损限度，由于铣刀直径 d=40mm，可查铣刀寿命 T=120min。确定切削速度粗铣时 ，取 f=0.3mm/z，取 v=65m/min。1000v1000 65宀ns=517.25r/min 按机床王轴转速取

10、 nw=590r/minn dn 汇 40n dn n40 590v= =74.14m/min1000 1000fm=fzZnw=0.3 X 4 X 590=708mm/r3 计算工时C= ( 0.03-0.05 ) d=0.04 X 40=1.6lo=127mm b=4mm b=4mm127+4+4tm=4 X=3.05min590 汉 0.3工序4 :铣底面1 选择刀具X51 立式铣床 的 YG8 硬质合金端 铣刀，ap=2mm, do。2 切削用量确定背吃刀量因为加工余量不大，一次加工完成ap=2mm。选择铣刀磨钝标准及刀具寿命后刀面最大磨损限度，由于铣刀直径 do=4Omm，可查铣刀寿

11、命 T=120min。确定切削速度粗铣时 ，取 f=0.3mm/z，取 v=65m/min。豪=輕=迪佥=517.25血按机床主轴转速取n w=590r/m inn 40n dn n 40 590v= =74.14m/min1000 1000fm=fzZnw=0.3 X 4 X 590=708mm/r3 计算工时lo=129mm b=4mm b=4mm129 4 4tm=0.774mi n590 0.3工序5 :钻2 X11孑L,锪2 X22沉头孔，深度为 3mm 钻11的切削用量及基本工时选择机床Z525立式钻床，选取高速钢麻花钻11进给量 ，取 f=0.13mm/r切削速度 v=5-12m

12、/min，取 v=12m/min机床主轴转速1000v 1000 12ns=347.2r/min 选取 nw=392r/minn d n 11基本工时：L17+4+3tm1=2 X=2 X=0.94minnwf3927.13实际切削速度锪22的孔，保证孔深 3mmn dnw n 11 392Vc= =13.55m/min1000 1000刀具的选择：硬质合金带导柱直柄平底锪孔导柱直径d=7由于刀具材料与机床钻孔时完全一样，则切削速度和进给量与钻孔一致，基本工时不同基本工时：L3 + 4tm2=2 X-=16.5snwf 392 7.13该工序工时 tm=tm1+tm2=0.94 X 60+16

13、.5=72.9s工序6:粗镗半精镗精镗 51H7粗镗49孔选择卧式镗床 T611,选取普通高速钢单刃镗刀，BH=10mm10mm,L=45mm ， f=2mm切削用量选择：粗镗ap=3mm， f=0.5mm/r， v=35m/min丄宀1000v1000 汉 35丄机床王轴转速 ns=227.4r/min 选取 nw=250r/minn d n x 49宀、 n dnw n 江49 況 250实际切削速度 Vc=一 =38.5m/mi n1000 1000计算工时：L = l0+l1 + l2 =35+4+2=41mmL 41tm1=0.328minnwf 250 0.5 半精镗50孔切削用量

14、选择：粗镗 ap=2mm， f=0.5mm/r， v=40m/min丄宀1000v1000 汉 40丄n 50机床王轴转速 ns=254.6r/min 选取 nw=250r/min实际切削速度n dnw n 50 250vc=39.3m/min1000 1000计算工时：L = l0+l1 + l2 =35+4+2=41mmL41T m2=-=0.328m innw f 250 0.5 精镗51孔切削用量选择：粗镗 ap=1mm , f=0.2mm/r , v=60m/min丄宀1000v1000x60丄机床王轴转速 ns=374.5r/min 选取 nw=400r/minn d n 沃 51

15、宀”一、n dnw n x51400头际切削速度 vc=一 =64.1m/min1000 1000计算工时：L =丨0+h + 丨2 =35+4+2=41mm41tm3=0.513minnwf 400 0.2该工序工时 tm=2 X( tm1 +tm2+tm3)=2 X( 0.328+0.328+0.513 ) =2.338min工序7:钻铰5销钉孔钻4.2孔选择机床Z525立式钻床，选取高速钢麻花钻4.2进给量 ，取 f=0.13mm/r切削速度 v=5-12m/min，取 v=12m/min1000v 1000 12ng=909.5r/min 选取 nw=960r/minn dn dnwv

16、c=1000机床主轴转速实际切削速度n 4.2n 4.2 960=12.67m/min1000切削工时 tm1=2 X 丄=2 X =0.66min960 汉 0.13铰孔至5 选择5铰刀 进给量f机=0.6mm/r机床主轴转速实际切削速度1000v 1000 6ng=191r/min 选取 nw=278r/minn dn dnw vc=-1000n 10n 10 278_=8.73m/min切削工时 tm2=2 X 丄=2 X Xo.48min278 96该工序工时 tm=tm1+tm2=0.66+0.48=1.14min工序8:钻6X M8螺纹孔钻孔6.7立式钻床Z525，选取高速钢直柄麻

17、花钻头，do=6.7进给量 ，取 f=0.56mm/r切削速度v=5-12m/min，取切削速度 v=11m/min,当do=6.7mm时，钻头后面最大磨损为0.8,寿命 T=35min丄宀、“十+1000v 1000x11丄机床王轴转速 ns=522.6r/min 选取 nw=530r/minn d n x： 6.7、 n dnwn x6.7 x 530头际切削速度 vc= =11.2m/min1000 1000切削工时L = l0 + h+I 2 =35+4+2=41mmL41tm1=6 x=6 x=0.83minnwf530 7.56攻丝机床选择组合攻丝机，刀具选择细柄丝锥进给量f:查粗

18、牙普通螺纹，螺距p=1.25mm，因此进给量 f=1.25mm/r切削速度 v:取v=9.2m/min机床主轴转速1000v1000 9.2ns=366.2r/min 取 nw=420r/minn dn 8实际切削速度n dnw n 8 420vc=10.6m/mi n1000 10001 =(1-3)f=3 x 1.25=3.75mmL = 10 + l1 + 12 =35+3.75+2=40.75mm切削工时tm2=6 X -nwL40.75=6 x=0.47min1.25 420所以本工序用的时间tm=tm1 +tm2=0.83+0.47=1.3min4. 夹具的设计4.1.对夹具的基本

19、要求1、保证工件的加工精度专用夹具应有合理的定位方案，标注合适的尺寸、公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工精度要求。2、 提高生产效率应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短 辅助时间，提高生产效率。3、 工艺性好专用夹具的结构应简单、合理，便于加工、装配、检验和维修.专用夹具的制造属于单件生产。当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。4、 使用性好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排 屑结构。5、 经济性好除考虑专用夹具本身结构简单、标准化程度高、成本低廉外，还

20、应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益4.2 夹具设计夹具设计一般在零件的机械加工工艺制定之后按照某一工序的具体要求进行的。制定工艺 过程应充分考虑夹具实现的可能性 而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意 见。夹具设计质量的高低，应以能否稳定的保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑 方便，操作安全，省力和制造、维护容易等为其衡量指标,典型夹具设计的过程如下：1 生产批量2 零件图及工序图3 零件工艺规程4 夹具典型结构及其有关标准 依据要求，本次设计的，齿轮机座为小批量生产，如果采用专用夹具，可能会造成经济成 本的增加，同时对于该零件来讲，形

21、状为规则的轴类零件，夹持方法较为简单，在多个工序 中，只需采用普通机床的夹具即可加工。5. 总结两个星期的课程设计将要进入尾声，自从题目布置以后，我便从查阅资料，设计工序， 到设计和计算工序尺寸和机械加工余量，进一步设计和绘制车床离合齿轮的零件图，接着设计 和绘制夹具的装配图，通过一系列的设计过程，使我对于工艺规程编制更为了解，为我以后更 好地走上工作岗位打下了良好的基础。 零件图和专用量具绘制完后，我便开始了紧张而有序 设计说明书编写工作和机械工艺过程卡和工序卡的填写，同时又在计算机上绘制了零件图，然 后我有编写了工艺规程说明书。时间转眼即逝，近两个星期的设计，紧张而又充实。通过一系 列的设

22、计工作，而且在以前所学的基础上也有了更深的提高。而且课程设计也使得我学到了以 前书本上学不到的知识，更加丰富了我的头脑，开阔了我的视野，为我以后更好地走上工作岗 位提供了丰富的人生资料，同时也大大锻炼和提高了我的分析问题和解决问题的能力，也在一 定程度上提高了我的动手能力。但是金无赤足，人无完人，这次的课程设计同样的让自己看到了不足之处，例如对切削的 计算方式不太熟练，工艺规程的制定存在一定的瑕疵，这些不足的地方都要自己以后在学习当 中去完善。同时也谢谢老师在课程设计期间的精心指导。在课程设计期间为自己解决了很多问题，提 出了很多建议。6. 参考文献参考文献1 邹青，呼咏 .机械制造技术基础课

23、程设计指导教程M. 机械工业出版社， 2011.2 赵家奇.机械制造工艺学课程设计指导书（2版）M 北京：机械工业岀版社，2006.3 曾志新 ,吕明 .机械制造技术基础 M 武汉：武汉理工大学出版社 .2001.4 李益明 .机械制造工艺设计简明手册 M 北京：机械工业岀版社 .1993.5 肖诗纲 .切削用量手册 M 北京：机械工业岀版社， 1993.6 冯开平 .画法几何与机械制图 M 广州：华南理工大学岀版社， 1993.7 王坤，何小柏 .机械设计课程设计 M 高等教育岀版社， 1993.8 璞良贵，陈作模 .机械设计 M 北京：高等教育岀版社，2007.9 璞良贵，陈作模 .机械原理 M 北京：高等教育岀版社，2007.10