机械设计工艺学设计

机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：设计螺杆零件的机械加工工艺规程设计者：祁亚川指导教师：陈集闻全意齐齐哈尔大学机械工程学院机械系机械067班2008-12-15机械制造工艺学课程设计任务书适合专业：机械设计制造及其自动化设计题目：设计螺杆零件的机械加工工艺规程一．设计前提：中批生产二．设计内容：1.零件图1张2.课程设计说明书1份3.机械加工工艺规程1套三．课程设计工作规划第一周周一，二：绘制零件图第一周周三，四，五：撰写课程设计说明书草稿第二周周一，二：修订并完成课程设计说明书第二周周三，四：制定机械加工工艺规程第二周周五：答辩四．相关教材及参考书目：1．《机械制造工艺学》，王启平主编，哈尔滨工业大学出版社2．《机械制造工业学课程设计手册》，《机械制造工艺设计册》，《机械加工工艺手册》，《机械加工工艺人员手册》等指导教师签字：年月日序言机械制造工艺学课程设计使我们在学完大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后参加祖国的建设打下一个良好基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。一.零件的分析（一.）零件的作用作用：题目所给的零件是法兰的螺杆，主要起传动作用，在法兰设备中螺杆带动闸板移动，控制流量的大小，手轮顺时针旋转时螺杆上升带动闸板上移，法兰打开；手轮逆时针旋转时螺杆下降带动闸板下移，法兰关闭。技术要求：属于普通零件普通精度（二）零件表面的尺寸，形状及位置精度螺杆从零件图中可以看出它一共有三组加工表面，三组加工表面之间存在一定的位置要求，分述如下：1.以直径19mm，长为230mm的轴的表面为加工表面，首先加工一个长24mm的直径为18mm的圆柱，如图在加工一个直径17mm，长173mm的一段圆柱，加工一个直径10mm，长10mm的一段圆柱。2.以直径为17mm的螺杆一端为中心铣削一个宽为6mm，深为20mm的键槽，在轴的两段各铣一个宽为0.5mm，深为20mm的平面。3.在螺杆的一端距前端10mm处转一个直径为5.1mm的通孔，在孔上用丝锥套一个深为7mm，外径为6mm的螺纹。二.毛坯的选择零件材料为45号钢，考虑到法兰在工作过程中经常收到正反向载荷，因此应该采用锻件，保证零件工作可靠。本零件不需要热处理。由于本零件属于中批生产而且零件的轮廓尺寸不大，可采用模锻成型，从提高生产率，保证加工精度来考虑也是应该的。三．工艺路线方案制订工艺路线的出发点，是应当使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到妥善的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以采用普通机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外还应该考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。（1）工艺路线方案一：1.车外圆17mm，10mm，车螺纹M16×42.用成形车刀车外圆11mm，3.倒角1×45°4.用三刃铣刀粗铣7mm孔的端面，铣宽5mm，深19mm的槽5.精铣7mm孔的端面，精铣宽6mm，深20mm的槽6.钻5.1mm的通孔7.5.1mm的通孔上端孔直径扩为7mm，下端攻螺纹M6（2）工艺路线方案二：1.用三刃铣刀粗铣7mm孔的端面，铣宽5mm，深19mm的槽2.精铣7mm孔的端面，精铣宽6mm，深20mm的槽3.钻5.1mm的通孔，4.镗5.1mm的孔，5.精镗5.1mm的孔6.5.1mm的通孔上端孔直径扩为7mm，下端攻螺纹M67.车外圆17mm，10mm，车螺纹M16×48.用成形车刀车外圆11mm9.倒角1×45°10.检查（3）方案一容易加工，装卡次数少，加工时位置精度容易保证。方案二加工比较复杂，孔较小，镗孔复杂，从经济效益方面考虑，既费时又费工，费用较高。综合以上考虑方案一适合此零件加工。四.机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据原始资料及加工工艺分别对各加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸确定如下。毛坯尺寸：长230mm，直径为20mm的棒材1.外圆表面（17mm）考虑其加工长度为205mm，现取外圆表面直径为19mm，17mm表面为自由尺寸公差，外圆只要求粗加工，此时余量为2mm以能满足加工要求2.螺纹表面（M16×4）其表面粗糙度为3.2，属于精车。表面电镀。3.孔（7mm）孔的加工精度要求不高，属于普通钻孔，不需要加工余量，一次成形即可。4.孔螺纹（M6）精度不高，不需要加工余量，攻螺纹属于两次加工成形。五.确定切削用量第一步.车1.加工条件工件材料：45号钢正火b=245Mpa,模锻。加工要求：车17mm端面，表面粗糙度为Ra3.2；粗车外圆车外圆10mm，车螺纹M16×4。刀具：断面车刀：刀片材料YT15，刀杆尺寸16×25mm2,Kr=90°,0=15°,0=12°,=0.5mm.60°螺纹车刀：刀片材料W18Cr4V.2.计算切削用量1）粗车端面（1）背吃刀量：ap=3mm；（2）进给量：考虑刀杆的尺寸及工件的直径，选用f=1.0mm/r；（3）计算切削速度，耐用度t=45min。v=yxpmfaTC=4.015.018.00.1345292×0.81×0.8×1.0=163m/min=2.72m/s(4)确定主轴转速：sn=wd1000=6514.372.21000=13.3r/s=799r/min按机床选取wn=12.6r/s(480r/min）实际切削速度V=1000wwnd=100072.26514.3=2.57m/s2）粗车外圆（1）1）背吃刀量：ap=2mm；（2）进给量：考虑刀杆的尺寸及工件的直径，选用f=0.6mm/r；（3）计算切削速度v=yxpmfaTC=4.015.018.06.0245292×0.99=162m/min(2.7m/s)(4)确定主轴转速：sn=wd1000=6514.37.21000=13.22r/s=793r/min按机床选取wn=12.6r/s(480r/min）实际切削速度V=1000wwnd=100072.26514.3=2.57m/s3）一次车削10mm外圆（1）背吃刀量：ap=3mm；（2）进给量：考虑刀杆的尺寸及工件的直径，选用f=1.0mm/r；（3）计算切削速度，耐用度t=45min。v=yxpmfaTC=4.015.018.00.1345292×0.81×0.8×1.0=163m/min=2.72m/s(4)确定主轴转速：sn=wd1000=6514.372.21000=13.3r/s=799r/min按机床选取wn=12.6r/s(480r/min）实际切削速度V=1000wwnd=100072.26514.3=2.57m/s4)倒角1×45°F=0.06mm/rv=0.48m/ssn=wd1000=6514.348.01000=2.35r/s=141r/min按机床选取wn=180r/min5）车螺纹(1)计算切削速度，耐用度t=60min，螺距s=4，取ap=0.15。v=yxpmfaTC=7.03.011.015.04608.14=35.6m/min(0.6m/s)(2)确定主轴转速：sn=wd1000=6014.36.01000=3.18r/s=191r/min按机床选取wn=3.08r/s(185r/min）实际切削速度V=1000wwnd=100008.36014.3=0.58m/s第二步：钻M6螺纹孔：钻扩上孔1)钻孔5.1mmf=0.32mm/r；v=0.0.25m/s(21m/min)(4)确定主轴转速：sn=wd1000=1.514.335.01000=15.6r/s=937r/min按机床选取wn=15.9r/s(955r/min）实际切削速度V=1000wwnd=10009.151.514.3=0.25m/s2)扩孔7mmf=0.25mm/rv=0.045m/ssn=wd1000=`1.514.3045.01000=2.81r/s=186.6r/min按机床选取wn=3.08r/s(185r/min）实际切削速度V=1000wwnd=100008.3714.3=0.07m/s六.参考文献：1.赵如福主编，金属机械加工工艺人员手册，上海：上海科技技术出版社.19922.李益民主编，机械制造工艺设计简明手册.哈尔滨工业大学出版社.3.王启平主编.机械加工工艺学.哈尔滨工业大学出版社5.4.王绍俊主编.机械制造加工工艺设计手册，北京：机械工业出版社19845孟少农主.机械加工工艺手册，北京：机械工业出版社.19926.王启平主编.机械制造工艺学.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社20027.濮良贵，纪名刚主编.机械设计.西北工业大学出版社