机械制造工艺学课程设计说明书主轴承盖课程设计说明书.doc

机电及自动化学院机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：主轴承盖工艺规程设计 2011 年 7月前言机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（主轴承盖）的工艺过程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定加工工艺方案，完成零件机械加工工艺过程设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术及编写技术文件等技能的一次实践机会，形成规范解决问题的理念，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。设计是一项复杂细致的工作，在设计过程中常遇到一些困难和问题，但通过指导老师的指点加上自己努力都一一解决，积累了一些经验和教训，也发挥了自己的主观能动性，由于能力有限，经验不足和错误之处请老师多加指导。 目录1、 任务介绍42、 主轴承盖工艺分析43、 主轴承盖工艺规程设计53.1、确定主轴承盖毛坯的形式53.2、基准选择53.3制订工艺路线53.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定83.5、各种机床与道具选择103.6、确定切削用量和基本工时103.7、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介153.8、工艺方案的比较与技术经济分析164、小结165、参考文献176、附件17 1、任务介绍本次机械制造工艺学课程设计，我的题目是“主轴承盖工艺规程设计”。材料为HT200，生产批量为中批量生产，其他要求要求及零件参数见主轴承盖零件图，要求设计该主轴承盖的机械加工工艺规程，具体要求内容为：（1）、根据生产类型，对零件进行工艺分析；（2）、选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图；（3）、制订零件的机械加工工艺过程，选择工序加工设备及工艺装备，确定各工序切削用量及工序尺寸，并计算工序的工时定额；（4） 、填写工艺文件；（5） 、撰写设计说明书。2、主轴承盖工艺分析主轴承盖的材料为HT200，即灰铸铁。根据机械工程材料等相关资料可以知道：HT200铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，易加工，需人工时效；有一定的机械强度及良好的减振性，流动性能好、体收缩和线收缩小；综合力学性能低，抗压强度比抗拉强度高约3-4倍；耐热性较好；可承受较大的弯曲应力；主要用于强度、耐磨性要求较高的重要零件和要求气密性的铸件。因此，主轴承盖毛坯可选用铸造。零件生产批量为中批量生产，可采用较详细的机械加工工艺卡，用工艺卡来管理生产。根据零件图可知，其结构不是太复杂。主要加工内容是外圆、内孔和安装用的螺栓、螺钉孔。精度最高的是195K6外圆、5R7孔和78H7内孔，其粗糙度分别为Ra1.6、Ra1.6和Ra3.2，其它加工部位精度都在IT8以下。主要的设计基准是78H7内孔轴线的和飞边后端面，孔本身有圆度和对设计基准的同轴度、垂直度要求。6-9和3-M6有位置度公差要求，其公差值为0.2，要求不是很高。总体来说，该零件的加工难度不是很大，关键是如何保证同轴度、垂直度和位置度公差要求。3、 主轴承盖工艺规程设计 3.1、确定主轴承盖毛坯的制造形式 根据机油泵后盖材料（HT200）具有铸造性能好，工艺简单，铸造应力小，易加工，需人工时效；有一定的机械强度及良好的减振性，流动性能好、体收缩和线收缩小；综合力学性能低，抗压强度比抗拉强度高约3-4倍；耐热性较好；可承受较大的弯曲应力；同时工件作用为连接，不承受外部应力，且没有动载荷之类的影响。为提高加工效率，尽量使毛坯和零件图接近，因此选择毛坯的制造形式为铸件形式。3.2、基准选择 根据零件图的要求及定位基准的选择原则，尽可能选择非加工表面为粗基准，而对于有若干非加工表面的工件，选用要求相对位置精度较高的非建工非加工表面作为粗基准。粗基准选择轴孔，加工肋板外圆面和飞边后端面。 精基准的选择根据互为基准原则、基准重合原则和自为基准原则，主轴孔和肋板外圆面、飞边后端面互为精基准，进行加工。 3.3、制定工艺路线 根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的精度和粗糙度能力，以及各种机床的加工特点，查阅和参考机械制造工艺学和机械制造技术基础课程设计指南等资料，可得到以下两种加工工艺路线方案。方案一：以78H7底孔和前端面为粗基准，粗车后端面、195外圆和飞边后端面à以195外圆和飞边后端面为基准，粗车90、86、78孔、82和后端面à在专用钻床上钻6.7孔和5R7à以195外圆和飞边后端面为基准，在车床精加工90、80、78孔à以78H7底孔和前端面为精基准，在车床上半精车195k6外圆和精车飞边外端面à以78H7孔和前端面为精基准，加工6-20、6-9、3-M6、2-M8等孔和内螺纹à以78H7孔和前端面为精基准，粗磨195k6，然后再精磨。 方案二：以78H7铸造孔定位（专用夹具）粗车195k6、飞边后端面à以前道工序加工好的外圆、端面定位，粗加工78H7、80H9、190H8等孔à在钻床上钻肋板外圆6.7孔à以195k6外圆、飞边后端面、一个20的圆弧定位，用专用夹具在台钻上钻2-M8、锪6-20、钻6-9、钻3-M6底孔及攻丝à用与一二道工序的同样的方法，精加工相应的外圆、内孔。方案一采用半精磨和磨床来保证尺寸要求，但是磨床增加了投资，且磨床效率比较低，经济效益不是很好；而方案二采用了精车加金刚石车来达到尺寸要求，节约了磨床的投资成本，效率比较高，也节省了雇佣操作人员的成本，经济效益比较高。能适应这类零件的生产。所以，选择方工艺方案二。主轴承盖各加工面的加工方法如表1，加工工艺工序安排入表2.表1 主轴承盖各加工面的加工方法加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案后端面90Ra3.2粗车-精车飞边后端面34+0.1 0Ra3.2粗车-精车肋板外圆面195+0.033 +0.004K6Ra1.6粗车-精车-金刚石车前端面 86+0.2 0粗车78H7孔78+0.03 0H7Ra3.2 粗车-精车80H8孔80+0.046 0H8Ra3.2粗车-精车82孔82Ra12.5粗车190H8190+0.072 0H8Ra6.3粗车-半精车6.7和 7H8阶梯孔6.7Ra2.5钻7+0.022 0H8Ra3.2钻-粗铰-半精铰5R7孔5-0.011 -0.023R7Ra1.6钻-粗铰-半精铰-精铰M8×1螺纹孔M8×1Ra3.2钻-粗铰-半精铰-攻螺纹6-9、6-20孔920Ra12.5钻-锪2-M8螺纹孔M8钻-攻螺纹3-M6螺纹孔M6Ra6.3钻-攻螺纹2-3孔3Ra12.5钻表2 主轴承盖加工工艺工序安排工序号工序名工序内容定位基准 01铸造铸造毛坯 02人工时效03清洗检查彻底清洗干净铸件内外非加工表面并清砂，检查铸件是否有缺陷，涂以铁红环氧底漆04粗车粗车飞边后端面78H7铸造孔和前端面粗车后端面粗车肋板外圆05粗车粗车前端面肋板外圆和飞边后端面镗78H7孔、80H8孔和82孔镗190H806钻、铰肋板钻、6.7,铰7以80H8孔和前端面为基准，20圆弧加一V型块钻、铰孔5R707钻、铰、锪钻、铰M8×1底孔，并攻螺纹以78H7孔、后端面和5R7孔为定位基准钻2-M8底孔，攻螺纹钻3-M6底孔，攻螺纹钻孔6-9，锪平6-2008 钻钻2-3孔以前端面和两个9孔为定位基准09清理对上几道工序加工的孔和螺纹进行清理10精车精车孔78H7以飞边后端面和肋板外圆为精基准精车孔80H811精车精车后端面以78H7孔和前端面为精基准精车飞边后端面精车肋板后端面，金刚石车肋板后端面12去毛刺去毛刺13总检入库 3.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 根据主轴承盖的尺寸及技术要求，查阅机械加工工艺设计员手册等资料得到相关数据可计算得到加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如表3：表3 主轴承盖加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸等参数表加工面最终尺寸公差/粗糙度单边余量工序尺寸毛坯尺寸86+00.2 00.2/Ra无1.0粗车 8553无/ Ra3.21.50.5粗车53.5精车535534+0.1 00.2/ Ra3.21.50.5粗车34精车34195+0.033 +0.004K6/ Ra1.61.50.30.2粗车19600.72精车195.4+0.072 0金刚石车20082（孔）无/Ra12.55.0粗车7278H7（0.03 0）（孔）H7/Ra3.22.750.5粗车77.50-0.39精车7280H8（+0.046 0）（孔）H8/Ra3.23.250.5粗车79.50-0.39精车72190H8（0+0.072）H8/ Ra6.3180.5粗车1890-0.39半精车1626.77H8（0+0.022）无/Ra25H8/ Ra3.23.350.15钻粗铰半精铰05R7（-0.011 -0.023）H8/ Ra1.6 2.40.50.0250.025钻4.8粗铰4.9-0.015 -0.063半精铰4.95-0.015 -0.033精铰0M8×1无/Ra3.23.350.10.05钻6.7粗铰6.9半精铰7攻螺纹02-M8无/无3.35钻6.7攻螺纹03-M6无/Ra6.32.5钻5攻螺纹06-96-20无/Ra12.52.55.5钻9锪平2002-3无/Ra12.51.5钻30 据此可得到毛坯尺寸，故可得毛坯图形如图1 3.5、各种机床与道具选择综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度机床与刀具如下：卧式车床CA6140-硬质合金端面车刀、硬质合金外圆车刀、硬质合金镗刀（粗车，半精车选材料YG8，精车选材料YG6）；金刚石车刀钻床ZA5025-高速钢钻头、高速钢锪钻、高速高铰刀 3.6、确定切削用量及基本工时（以下数据和公式查自机械加工工艺手册和机械制造技术课程设计指导） 1、工序04-粗车 刀具：硬质合金端面车刀、硬质合金外圆车刀，材料YG8，刀杆尺寸16×251） 粗车后端面单边粗车余量1.5mm,一次走刀，车削深度=1.5进给量f=0.81.2/r，根据车床选f=0.7mm/r切削速度 v=55m/min转速： n=194.6r/min根据机床型号，选择转速n=195 r/minL=（90-72）/2=9mm车削基本时间 t=0.066min=4.0s2） 粗车飞边后端面单边粗车余量1.5mm,一次走刀，车削深度=1.5进给量f=0.81.2/r，根据车床选f=0.7mm/r切削速度 v=55m/min转速： n=81.5r/min根据机床型号，选择转速n=80r/minL=（215-200）/2=7.5mm车削基本时间 t=0.134min=8.0s3） 粗车肋板外圆双边粗车余量4mm,一次走刀，车削深度=2进给量f=1.01.4/r，选f=1.2mm/r切削速度 v=55m/min转速： n=87.6r/min根据机床型号，选择转速n=90r/minL=19.5mm车削基本时间 t=0.18min=10.8s 2、工序05粗车 1）粗车前端面采用硬质合金端面车刀，材料YG8，刀杆尺寸16×25粗车余量1mm,一次走刀，车削深度=1进给量f=0.81.2/r，根据车床选f=0.7mm/r切削速度 v=55m/min转速： n=203.7r/min根据机床型号，选择转速n=200r/minL=（86-72）/2=7mm车削基本时间 t=0.05min=3s 2）镗78H7孔硬质合金镗刀TG8，刀圆截面直径16mm，伸出部分长度80mm双边粗车余量5.5mm,一次走刀，车削深度=2.75进给量f=0.150.25/r，选f=0.2mm/r切削速度 v=55m/min转速： n=243.3r/min根据机床型号，选择转速n=240r/minL=53.5mm车削基本时间 t=1.115min=66.9s 3）镗80H8孔硬质合金镗刀TG8，刀圆截面直径16mm，伸出部分长度80mm双边粗车余量0.5mm,一次走刀，车削深度=0.25进给量f=0.20.3/r，选f=0.3mm/r切削速度 v=55m/min转速： n=220.3r/min根据机床型号，选择转速n=220r/minL=13mm车削基本时间 t=0.197min=11.8s 4）粗车190H8孔硬质合金端面车刀YG8，刀圆截面直径16mm，伸出部分长度80mm单边粗车余量3.5mm,两次走刀，车削深度=1.75进给量f=1.01.4/r，根据机床选f=0.7mm/r切削速度 v=55m/min转速： n=103.0r/min根据机床型号，选择转速n=100r/minL=（189-170）/2=9.5mm车削基本时间 t=0.271min=16.3s 3、工序06-钻、铰 1）加工肋板孔6.7和7H8高速钢钻直径D1=6.7、高速钢铰刀直径D2=6.9和D3=7，吃刀量分别为3.35mm、0.1mm,0.05mm进给量f1= 0.360.44/r，选f1= 0.4mm/r f2=f3=0.651.3,选f2=f3=1.0 mm/r切削速度 v1= 12m/min v2= 11.2m/min v3=7 m/min转速： n1=570.4r/min n2=516.9r/min n3=318.5r/min根据机床型号，选择转速n1=570r/min n2=515r/min n3=320r/minL1=59.7mm L1=10mm L1=10mm切削基本时间 t= t1= =15.7s t2= =1.2s t3= =1.9s t= t1+ t2+ t3=15.7+1.2+1.9=18.8s 2）加工5R7孔高速钢钻直径D1=4.8、高速钢铰刀直径D2=4.9、D3=4.95和D4=5，吃刀量分别为2.4mm、0.5mm、0.025mm、0.025mm进给量f1= 0.270.33/r，选f1= 0.3mm/r f2=f3=f4=0.651.3/r,选f2=f3=f4=1.0 mm/r切削速度 v1= 14m/min v2= 12.6m/min v3=9 m/min v4=7 m/min转速： n1=928.9r/min n2=818.9r/min n3=579.0r/min n3=445.9r/min根据机床型号，选择转速n1=930r/min n2=820r/min n3=580r/min n4=445r/minL1= L2= L3= L4=9mm 切削基本时间 t=t1= =1.9s t2= =0.7s t3= =0.9s t4= =1.2s t= t1+ t2+ t3+ t4=1.9+0.7+0.9+1.2=4.7s 4、工序10精车 精车肋板外圆，然后金刚石车肋板外圆采用硬质合金外圆车刀，材料YG6，金刚石车刀，刀杆尺寸16×25精车双边余量0.6mm,一次走刀，车削深度=0.3进给量f1= f2=0.10.3/r，根据车床选f1= f2=0.2mm/r切削速度 v1=90m/min v2=100m/min转速： n1=146.2r/min n2=163.0r/min根据机床型号，选择转速n1=150r/min n2=160r/minL1= L1=20mm车削基本时间 t1=0.667min=40s t2=0.625min=37.5s t= t1+ t2=40+37.5=77.5s 说明：在计算基本时间的过程中，没有把刀具的切入长度和刀具的切出长度算进去，只计算了切削时间。3.7、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介单件时间的计算公式为：由于生产批量为中批量，所以时间定额为：本次设计没有具体计算辅助时间、布置工作地点时间和休息和生理需要时间，在中批量生产中，辅助时间可按基本时间的百分比进行估算，并在实际中修改，使之趋于合理。基本时间和辅助时间总和称为操作时间，布置工作地点时间一般按操作时间的2%7%来计算，休息和生理需要时间一般按操作时间的2%来计算。另外，生产批量为中批量，准备与终结时间可以按照基本时间的20%计算。为了提高生产率，必须尽量减少时间定额，由于此处加工工艺已确定，故不能再减少基本时间，应从以下三方面着手来减少时间定额以提高生产效率：（1）减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠；（2）减少布置工作地点时间；（3）减少准备于终结时间。3.8、工艺方案的比较与技术经济分析在工艺规程设计最后一般还应该对所设计工艺方案进行比较与技术经济分析，主要评价指标为零件（或工序）的全年工艺成本和单个零件（或单个工序）的工艺成本，其计算公式分别如下：VNV式中V为每件零件的可变费用（元/件），N为零件的年生产纲领（件），为全年不变费用（元）。本文未就对所设计工艺方案进行工艺方案的比较与技术经济分析。4、小结 本次机械制造工艺学课程设计的设计题目是主轴承盖的工艺规程设计，在老师确定了图纸的难度后，我就首先开始画图，分析零件的结构和重点加工的表面，选择合适的加工方法，按照要求初步完成了主轴承盖的加工工艺规程设计和工艺卡，然后经过问老师和同学，进行反复修改，最终确定了现在的方案。通过本次课程设计，对主轴承盖有了一定的了解，对零件的工艺过程的设计也有了初步的训练，这对我将来进入企业后会有很大的帮助。同时又对过去所学的相关的理论知识进行了复习，并进行实际应用，是对结合课本知识解决实际问题能力的一次锻炼，同时也锻炼了自学能力和查阅资料的能力。这次课程设计对我以后的进一步学习和工作都会有很大帮助。但是由于自己相关专业知识知贫乏以及是第一次做工艺设计，当中出现了很多问题，希望老师谅解，并多多批评和指正。 5、参考文献1 王先逵.机械制造工艺学（第2版）.北京：机械工业出版社，2006.12 机械制造技术课程设计指导3 沈莲.机械工程材料（第2版）.北京：机械工业出版社，2007.84 李军.互换性与测量技术基础.华中科技大学出版社，2007.95 孟少农.机械加工工艺手册（第1、2版）.机械工业出版社6、附件附件1：主轴承盖零件图附件2：主轴承盖毛坯图附件3：主轴承盖加工工艺卡