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切削工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課 程 名 稱 ： 切削工藝課程設(shè)計(jì) 目錄 一、 計(jì)算產(chǎn)品數(shù)量N、確定生產(chǎn)類(lèi)型…………………………………………3 二、 工藝審核……………………………………………………………………3 三、 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)…………………………………………………………4 四、 確定機(jī)械加工余量…………………………………………………………5 五、 綜合分析審查………………………………………………………………8 六、 課程總結(jié)……………………………………………………………………8 七、 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………… 一、 計(jì)算產(chǎn)品數(shù)量N、確定生產(chǎn)類(lèi)型 生產(chǎn)的零件為泵體，根據(jù)下面的公式計(jì)算可得生產(chǎn)數(shù)量為11件，屬于單件小批量生產(chǎn)，采用鑄造后加工的方法得到產(chǎn)品。 N = Q n ( 1 + A% + B% ) (臺(tái) / 年） Q ：產(chǎn)品的年產(chǎn)量 (臺(tái) / 年）； n ：每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量 （件）； A ：備品率 （5 — 10 %） B ：廢品率 （<= 1 %） n=1, A=5%, B=1% ,Q=10, N=10.6, 取整N=11 二、工藝審核 1. 圖樣審核 零件圖中給出5個(gè)視圖，分別為主視圖，左視圖，俯視圖，仰視圖以及局部剖視圖，局部剖視圖給出了泵體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，表達(dá)清楚。見(jiàn)下圖圖1 各個(gè)圖中尺寸公差粗糙度（已改為最新標(biāo)準(zhǔn)表示）以及技術(shù)要求明確。所包含的信息基本完整。 圖1 泵體是一個(gè)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的零件，要求材料易成型，切削性能好，同時(shí)要求強(qiáng)度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT200，鑄鐵材料是最常見(jiàn)的材料，其優(yōu)點(diǎn)是：容易成型，切削性能好，價(jià)格低廉，且吸振性好。為了得到較好的強(qiáng)度和表面硬度，可在加工過(guò)程中進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，淬火，同時(shí)為了消除內(nèi)應(yīng)力對(duì)工件的影響，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯r(shí)效處理。根據(jù)零件圖和鑄造工藝圖，做出鑄模，進(jìn)行鑄造，結(jié)合零件和經(jīng)濟(jì)的考慮，用砂型鑄造的方法。 2. 零件的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）成型工藝的結(jié)構(gòu)工藝性 零件所用材料為HT200，屬于單件小批量生產(chǎn)，通過(guò)鑄造獲得毛坯，零件中的?50、 ?30、?54、?42的孔需鑄出，其他的孔例如M6、M10、M14、?7、?14、?15、?22等孔均需要機(jī)加工。 零件的技術(shù)要求如下表： 加工表面 偏差（mm） 公差及精度等級(jí) 粗糙度Ra（μm） 形位公差 零件的下端面（C） IT11 6.3 1×45°倒角 IT10 6.3 Φ14深5和Φ22深3的孔 IT11 6.3 上端面凸臺(tái)上表面 IT8 3.2 零件左側(cè)表面 IT8 3.2 內(nèi)腔凸臺(tái)上表面 IT8 3.2 底座用于固定位置的孔內(nèi)壁 IT8 2.5 Φ30孔內(nèi)壁 +0.021 0 IT8 1.6 Φ42孔軸線 +0.025 0 IT8 1.6 Φ50孔軸線 +0.025 0 IT8 1.6 Φ30孔軸線 +0.021 0 IT8 1.6 Φ6孔 IT6 0.8 （2）切削工藝的結(jié)構(gòu)工工藝性 零件中除去上表面的左側(cè)平面和右側(cè)面，其他表面均需要機(jī)加工。由于工件為箱體類(lèi)零件平面的加工個(gè)方式選擇銑床銑平面；主要用平口虎鉗裝夾，孔的加工方式選擇鏜刀，并且在同一道工序中完成，保證同軸度要求。見(jiàn)圖2，圖3 （3）裝配工藝的結(jié)構(gòu)工藝 裝配工藝的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用情況的前提下，使裝配工藝的簡(jiǎn)易型和經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳，便于裝配，便于拆卸，以及合理的基準(zhǔn)面，為此，選擇底平面是主要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。 圖2 圖2 三、 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 1、零件表面加工方法的選擇 該零件總的加工件數(shù)為11件，屬于單件小批量生產(chǎn)，零件材料為鑄鐵。鑄鐵（HT200）切削性能好，價(jià)格低廉，抗振性和耐磨性也較好，且零件尺寸較小，形狀簡(jiǎn)單，故不用特意制作夾具和刀具，采用通用設(shè)備進(jìn)行加工即可。在裝卡過(guò)程中，采用直接裝卡找正。 孔的加工有兩種選擇，一是選擇用鉆孔，擴(kuò)孔，鉸孔；二是用鏜孔進(jìn)行加工，鏜孔主要是針對(duì)已有的孔。?50、 ?30、?54、?42是鑄造出來(lái)，其表面粗糙度都為Ra1.6，宜采用鏜床進(jìn)行精鏜加工。 泵體底面的表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑、半精銑和精銑。對(duì)于平面的加工，還可以選擇刨削加工。但是刨削的刨刀實(shí)際參加切削的切削刃長(zhǎng)度有限，一個(gè)表面往往要經(jīng)過(guò)多次行程才能生產(chǎn)出來(lái)，基本工藝時(shí)間長(zhǎng)。刨刀返回行程不進(jìn)行切削，增加了輔助時(shí)間，故刨削適合于狹長(zhǎng)平面加工。銑刀是多齒刀具，銑削時(shí)有幾個(gè)刀齒同時(shí)在工作，并且銑削的切削刃較長(zhǎng)；銑削的主運(yùn)動(dòng)是銑刀的旋轉(zhuǎn)，有利于高速銑削。泵體的加工的平面不屬于狹長(zhǎng)平面，銑削的生產(chǎn)率比刨削高。故選擇用銑削進(jìn)行加工。對(duì)于銑削加工，有周銑和端銑兩種。周銑是指利用分布在銑刀圓柱面上的切削刃來(lái)形成平面（或表面）的銑削方法。端銑是指利用分布在銑刀端面上的端面切削刃來(lái)形成平面的銑削方法。端銑與周銑相比，其優(yōu)點(diǎn)是：刀軸比較短，銑刀直徑比較大，工作時(shí)同時(shí)參加切削的刀齒較多，銑削時(shí)較平穩(wěn)，銑削用量可適當(dāng)增大，切削刃磨損較慢，能一次銑出較寬的平面。故選擇端銑。 2、定位基準(zhǔn)的選擇 2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇有以下幾個(gè)原則： 1保證互相位置要求原則； 2 余量均勻分布原則； 3 便于工件裝夾原則； 4 粗基準(zhǔn)在一個(gè)定位方向上只允許使用一次； 由以上原則，根據(jù)“便于裝夾原則”可選擇上端面為定位粗基準(zhǔn)。 2.2精基準(zhǔn)的選擇 定位精基準(zhǔn)有以下幾個(gè)原則： 1 “基準(zhǔn)重合”原則 2 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 3 “互為基準(zhǔn)”原則 4 “自為基準(zhǔn)”原則 由以上原則，根據(jù)“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”和“基準(zhǔn)重合原則”可選擇下底面為定位精基準(zhǔn)。 2.3工件安裝方式 由于工件為箱體類(lèi)零件，則主要在銑床上加工，主要用平口虎鉗裝夾。 鏜孔時(shí)，則在鏜床上裝夾；攻螺紋時(shí)，在平口虎鉗上裝夾。 3、制定工藝路線 3.1擬定加工順序 3.1.1三先三后原則： A、先基準(zhǔn)后其他 B、先粗后精 C、 先主后次 3.1.2加工階段的劃分 零件的加工可以分為粗加工,半精加工,精加工三個(gè)階段。 1）粗加工階段：其任務(wù)是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品，包括去鑄造毛邊、粗銑端面、倒角、鉆孔。 2）半精加工階段：其目的是使主要表面達(dá)到一定的精加工余量，為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，如?50、 ?30、?42孔等。 3）精加工階段：其目的是使零件表面達(dá)到規(guī)定的尺寸精度。 3.2選擇機(jī)床 單件小批生產(chǎn) 成批生產(chǎn) 大量生產(chǎn) 機(jī)床設(shè)備 通用設(shè)備 通用和部分專(zhuān)用設(shè)備 廣泛使用高效率專(zhuān)用設(shè)備 夾具 很少用專(zhuān)用夾具 廣泛使用專(zhuān)用夾具 廣泛使用高效率專(zhuān)用夾具 刀具和量具 一般刀具和通用量具 部分地采用專(zhuān)用刀具和量具 高效率專(zhuān)用刀具和量具 毛坯 自由鍛 部分采用金屬模鑄造和模鍛 機(jī)器造型、壓力鑄造、模鍛、滾鍛 表1 該零件的平面用銑床銑削。所以選擇用普通萬(wàn)能銑床，鑄造出來(lái)的孔用鏜床進(jìn)行半精加工和精加工，較小的孔采用臥式車(chē)床和臺(tái)式鉆床加工。 3.3選擇夾具 該軸小批量生產(chǎn)，采用通用手動(dòng)夾具即可，能夠充分發(fā)揮機(jī)床的技術(shù)性能。車(chē)削工序四爪卡盤(pán)；鏜削用四爪卡盤(pán)，銑削用平口虎鉗裝夾。 表2 工藝路線匯總表 序號(hào) 工序名稱 定位基準(zhǔn) 裝夾方式 工具 1 鑄造 2 清砂 3 人工時(shí)效處理 4 涂紅色防銹底漆 5 立體劃線 下底面 劃針，劃規(guī)，直尺，樣沖，劃線盤(pán)（高度游標(biāo)尺），V型鐵和直角尺等 6 粗銑、半精銑零件的下底面 側(cè)面的不加工面及泵體上表面 平口虎鉗裝夾 萬(wàn)能銑床 7 粗銑、半精銑、精銑零件左側(cè)表面 下底面及上表面的不加工面 平口虎鉗裝夾 萬(wàn)能銑床 8 粗銑、半精銑、精銑上端面凸臺(tái)上表面、內(nèi)腔凸臺(tái)上表面、 下底面、左側(cè)表面及側(cè)面的不加工面 平口虎鉗裝夾 萬(wàn)能銑床 9 粗鏜、半精鏜、精鏜Φ30孔Φ42孔、Φ50孔 下底面及側(cè)面的不加工面 鏜床裝夾（四爪卡盤(pán)） 鏜床 10 粗車(chē)、半精車(chē)Φ14深5、Φ22深3的孔和Φ50孔上端倒角1×45° 下底面及側(cè)面的不加工面 平口虎鉗裝夾 車(chē)床 12 鉆孔Φ6、M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18 下底面、上端面及側(cè)面的不加工面 平口虎鉗裝夾 臺(tái)式鉆床 13 精鉸孔Φ6 下底面，左側(cè)表面 平口虎鉗裝夾 臺(tái)式鉆床 11 攻螺紋得到M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18 下底面、上端面及側(cè)面的不加工面 平口虎鉗裝夾 絲錐 13 去毛刺、檢驗(yàn)、打標(biāo)志 14 入庫(kù) 4、確定機(jī)械加工余量 該零件為單件小批量生產(chǎn)，采用的材料為灰鑄鐵，所以可以采用查表的方法來(lái)確定加工余量 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，該鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為10-13級(jí)，加工余量等級(jí)MA為G級(jí)。故取CT為13級(jí)，MA為G級(jí)。 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，用查表法確定各表面的總余量如表所示。 加工表面 基本尺寸 （mm） 加工余 量等級(jí) 加工余量數(shù)值（mm） 說(shuō)明 零件的下端面 距底座上表面11 H 3.5 單側(cè)加工 零件左側(cè)表面 距最近平行表面5 G 3.5 單側(cè)加工 上端面凸臺(tái)上表面 距下端面62 H 4 單側(cè)加工 內(nèi)腔凸臺(tái)上表面 距下端面14 G 3.5 單側(cè)加工 Φ30孔 Φ30 H 3.5 雙側(cè)加工 Φ42孔 Φ42 H 3.5 雙側(cè)加工 Φ50孔 Φ50 H 3.5 雙側(cè)加工 經(jīng)查表總的加工余量已在圖紙中標(biāo)出，各道工序的加工余量如下： 工序 工序名稱 工序內(nèi)容 工序余量 1 鑄造 0 2 熱處理 退火，改善切削工藝 0 3 劃線 確定加工余量 0 4 粗銑 粗銑零件的下底面，以此作為粗基準(zhǔn) 2.5 5 半精銑 銑底平面至粗糙度為6.3 1 6 粗銑 以下底面作為精基準(zhǔn)，粗銑零件左側(cè)表面 2 7 半精銑 以下底面為基準(zhǔn)，半精銑零件左側(cè)表面 1 8 精銑 精銑左側(cè)表面至粗糙度為3.2 0.5 9 粗銑 以下底面、左側(cè)表面及右側(cè)面的不加工面作為基準(zhǔn)，粗銑上端面凸臺(tái)上表面、內(nèi)腔凸臺(tái)上表面 2.5 10 半精銑 半精銑上端面凸臺(tái)上表面、內(nèi)腔凸臺(tái)上表面 1 11 精銑 精銑上端面凸臺(tái)上表面、內(nèi)腔凸臺(tái)上表面至粗糙度為3.2 0.5 12 粗鏜 粗鏜Φ30孔Φ42孔、Φ50孔 2 13 半精鏜 半精鏜Φ30孔Φ42孔、Φ50孔 1 14 精鏜 精鏜Φ30孔Φ42孔、Φ50孔至粗糙度為1.6 0.5 15 粗車(chē) 粗車(chē)Φ14深5、Φ22深3的孔和Φ50孔上端倒角1×45° 2．5 16 半精車(chē) 半精車(chē)Φ14深5、Φ22深3的孔和Φ50孔上端倒角1×45° 1 17 鉆孔 以下底面、上端面為精基準(zhǔn)，以側(cè)面的不加工面為粗基準(zhǔn)，鉆孔Φ6、M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18 18 精鉸 以下底面，左側(cè)表面為精基準(zhǔn)，精鉸孔Φ6 0.1 19 攻絲 攻螺紋得到M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔 20 檢驗(yàn)測(cè)量 21 入庫(kù) 5.繪制工序簡(jiǎn)圖 首先加工底平面，以此作為基準(zhǔn)加工其他表面，以泵體上表面為粗基準(zhǔn)，加工精度為6.3，加工方式為銑平面,工件采用平口虎鉗夾緊。 銑零件左側(cè)表面，加工精度為3.2，以下底面為精基準(zhǔn)，采用平口虎鉗夾緊工件。 銑上端面凸臺(tái)上表面、內(nèi)腔凸臺(tái)上表面、加工精度為3.2，以下底面為精基準(zhǔn)，采用平口虎鉗夾緊工件。 鏜Φ30孔、Φ42孔、Φ50孔，同時(shí)加工兩個(gè)孔，以保證同軸度的要求，以下底面為精基準(zhǔn)，鏜Φ42孔、Φ50孔、30孔，加工精度都為1.6，采用平口虎鉗夾緊工件。 車(chē)Φ14深5、Φ22深3的孔和Φ50孔上端倒角1×45°。以下底面為精基準(zhǔn)，車(chē)Φ14深5和Φ50孔上端倒角1×45°，以下底面為精基準(zhǔn)，車(chē)Φ14深5，采用平口虎鉗夾緊工件。 鉆孔Φ6、M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18，以下底面為精基準(zhǔn)，采用平口虎鉗夾緊工件 精鉸孔Φ6，以下底面為精基準(zhǔn)，采用平口虎鉗夾緊工件，加工精度為0.8。 最后攻螺紋得到M10×1-7H、M14×15-7H、M6-7H深8孔深10和M6-7H深14孔深18。 五、 綜合分析、審查 該零件屬于單件小批量生產(chǎn)，尺寸較小，采用整模造型，均在一個(gè)砂箱內(nèi)，精度較高。澆注系統(tǒng)采用中注式，獲得毛坯后進(jìn)行熱處理，以方便切削。所用材料為HT200，熱處理可以改善金屬切削工藝，切屑完成之后可再熱處理改善材料的性能，加強(qiáng)零件的可用性。按三先三后原則設(shè)計(jì)工藝路線，查表獲得各個(gè)表面加工余量，用普通機(jī)床加工，最后獲得合格產(chǎn)品。 六、 課程總結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)，通過(guò)查閱各種資料，讓我增進(jìn)了機(jī)械加工過(guò)程的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)提高了繪圖操作能力，也進(jìn)一步了解切削工藝方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)讓我明白理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性。這次課程設(shè)計(jì)為我接下來(lái)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)鋪墊了理論知識(shí)基礎(chǔ)。溫故而知新，經(jīng)?；仡櫼郧暗闹R(shí)會(huì)有深刻的理解，將所學(xué)知識(shí)用于實(shí)踐才能學(xué)活，學(xué)深。 七、 參考文獻(xiàn) 【1】 張世昌，李旦. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)【M】.北京：高等教育出版社，2007. 【2】 楊慧智. 工藝材料及成形工藝基礎(chǔ). 第三版【M】.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. 【3】 張萬(wàn)昌. 工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)（II）—熱加工工藝基礎(chǔ)【M】. 北京：高等教育出版社，1995. 【4】 楊慧智. 工程材料及成型工藝基礎(chǔ)【M】. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. 【5】 李洪. 機(jī)械加工工藝手冊(cè)【M】. 北京：北京出版社，1990 15