套筒加工工艺规程设计

1课程设计题目：套筒加工工艺规程设计所属学院：控制工程学院所在班级：5101308学号：5101308姓名：肖琪指导教师：赵玉倩完成日期：2013年7月17日2目录课程设计要求....................................................................................3一、零件分析....................................................................................4二、产品类型确定............................................................................4三、确定毛坯....................................................................................4四、确定各加工表面的加工、定位及方案加紧............................6五、安排工艺过程............................................................................8六、工序设计....................................................................................9（一）绘制工序图，选择机床、工艺装备....................................9（二）确定工序尺寸........................................................................10（三）切削用量的制定..................................................................13七、课程设计总结..........................................................................16套筒零件机械加工工艺过程卡......................................................17套筒零件机械加工工序卡（一）..................................................18套筒零件机械加工工序卡（二）..................................................19附录..................................................................................................203设计题目：套筒的机械加工工艺规程设计设计参数：下图示为套筒，材料45#钢，是某产品上的一个零件。该产品年生产4000台，产品零件备品率4%，机加工废品率1%。编制其机械加工规程。设计任务：1）被加工零件的零件图和三维仿真图；2）零件毛坯二维图；3）机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片；4）编写课程设计说明书。4一、零件分析该零件结构简单明了，结构工艺性好，无不方便加工之处。φ60外圆、3×1凹槽尺寸精度均为11级，φ20+00.033孔、φ25+00.033孔、φ40-00.039外圆尺寸精度均为准公差8级，表面粗糙度要求最高是Ra≤1.6um，未标注形位公差，无热处理要求，是一个加工要求中等的零件。但是轴向尺寸20-00.2和65-00.2不便直接测量，如何保证其精度是该零件加工和检测的一个重点。二、确定生产类型1、生产纲领：根据以知数据可求得该零件的年生产纲领。N=Qm(1+a%+b%)=4000×1×(1+4%+1%)=4200（件/年）2、生产类型的划分：查表1-1可得确定该零件生产类型为中批生产类型。表1-1机械加工零件生产类型划分生产类型重型零件中型零件轻型零件单件生产520100成批生产小批生产5～10020～200100～500中批生产100～300200～500500～5000大批生产300～1000500～50005000～50000大量生产1000500050000三、确定毛坯根据该零件的材料、生产类型、结构形状、尺寸大小、技术要求等的因其选用棒料。经查表1-2取棒料直径为φ67x106mm.5表1-2常用毛坯制造方法及其工艺特点毛坯制造方法最大质量/(kg)最小壁厚/(mm)形状复杂程度适用材料适用生产类型毛坯尺寸公差/(mm)表面粗糙度/(Ra/μｍ)生产率其他铸造手工木磨砂型无限制3～5复杂铁碳合金、有色金属及其合金单件及中小批量生产1～8-低表面有气孔、砂眼、结砂、硬皮等金属模机器砂型2503～5复杂铁碳合金、有色金属及其合金大批大量生产1～3-高表面有气孔、砂眼、结砂、硬皮等金属型浇注1001.5一般铁碳合金、有色金属及其合金大批大量生产0.1～0.512.5～6.3高结构细密，能承受较大压力离心铸造2003～5回转体铁碳合金、有色金属及其合金大批大量生产1～812.5高力学性能好，砂眼少，壁厚均匀压铸10～160.5（锌）10（其他合金）取决于模块有色金属合金大批大量生产0.05～0.156.3～3.2高直接出成品，设备昂贵熔模铸造小型零件0.8较复杂难加工材料单件及成批生产0.05～0.212.5～3.2一般直接出成品，铸件性能好锻造自由锻造无限制无限制简单碳素钢合金钢单件及小批生产1.5～10-低-模锻1002.5由锻模决定碳素钢合金钢成批及大量生产0.2～212.5高锻件力学性能好精密模锻1001.5由锻模决定碳素钢合金钢成批及大量生产0.05～0.16.3～3.2高模锻精度高，加热条件好，变形小板料冷冲压板料厚度0.2～6较复杂各种板材大批大量生产0.05～0.51.6～0.8高有一定的尺寸、形状精度，可满足一般的装配使用要求型材热轧型材圆钢直径Φ10～Φ250圆、方、扁、槽等形状碳素钢合金钢各种批量1～2.512.5～6.3高普通精度冷轧型材圆钢直径Φ3～Φ60圆、方、扁、槽等形状碳素钢合金钢大批大量生产0.05～1.53.2～1.6高精度高价格贵6四、确定各加工表面的加工、定位及方案加紧1、加工方案：φ40-00.039外圆和尺寸精度（IT8）及表面质量要求(Ra≤3.2)，查表1-3，φ40-00.039外圆加工方更方便，取粗车-半精车（精车）。3×1凹槽和φ60外圆尺寸精度（IT11）及表面质量要求（Ra≤12.5），查表1-3，取粗车。φ25+00.033孔尺寸精度（IT8）及表面质量要求(Ra≤3.2)，由于φ25+00.033孔是平底孔，不便用扩孔钻扩孔和用绞刀绞孔，也无需要镗床镗孔（因为该零件是小型回转体），在车床上车孔。φ20+00.033孔的表面粗糙度较细(Ra≤1.6)，结合其尺寸精度（IT8）和毛坯查表1-4取其加工方案为钻-扩-绞。大端面上的通槽要求低，一次铣削即可。表1-3外圆表面加工方案的经济精度和经济粗糙度序号加工方案经济精度/IT经济粗糙度/（Ra/μm）适用范围1粗车11～1325～6.3适用于淬火钢以外的各种金属零件加工2粗车-半精车（精车）8～106.3～3.23粗车-半精车-精车7～81.6～0.84粗车-半精车-精车-滚压（抛光）6～80.2～0.0255粗车-半精车-磨6～80.8～0.4适用于淬火钢、未淬火钢，不宜用于有色金属加工6粗车-半精车-粗磨-精磨5～70.4～0.17粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工5～60.1～0.0128粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨5级以上0.19粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨（镜面磨）5级以上0.0510粗车-半精车-精车-金刚车5～60.2～0.025适用于有色金属加工表1-4内圆表面加工方案的经济精度和经济粗糙度序号加工方案经济精度/IT经济粗糙度/（Ra/μm）适用范围1钻11～131.25加工为淬火钢以及铸铁，也用于加工孔径Φ15mm～Φ20mm的有色金属2钻-铰8～103.2～1.63钻-粗铰-精铰7～81.6～0.874钻-扩9～1112.5～6.3同上，但孔径Φ15mm～Φ20mm5钻-扩-铰8～93.2～1.66钻-扩-粗铰-精铰7～81.6～0.87钻-扩-机铰-手铰6～70.4～0.18钻-扩-拉7～91.6～0.2大批大量生产，中小零件9粗镗（扩）11～1312.5～6.3毛坯上有孔的铸铁及为淬火钢10粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）9～103.2～1.611粗镗（扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）7～81.6～0.812粗镗（扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀块镗孔6～70.8～0.413粗镗（扩）-半精镗（精扩）-磨7～80.8～0.2加工钢（尤其是淬火钢），不宜加工有色金属14粗镗（扩）-半精镗（精扩）-粗磨-精磨6～70.2～0.115粗镗-半精镗-精镗-金刚镗6～70.4～0.05有色金属加工16钻-（扩）-粗铰-精铰-珩磨6～70.2～0.025黑色金属加工17钻-（扩）-拉-珩磨18粗镗-半精镗-精镗-珩磨19以研磨代替上述方案中的珩磨6级以上0.12、定位方案：为使得个表面之间有较好的相互位置精度和较好的加工连续性，尽量在一次装夹下完成多个表面的加工。以此，首先以毛坯外圆定位加工好小端面、φ40-00.039外圆、φ25+00.033孔，再以φ40-00.039外圆定位加工大端面、φ60外圆、3×1凹槽、φ20+00.033孔。对于宽5的通槽，定位时需限制工件4个自由度（两个移动自由度和两个转动自由度）。按基准重合定位原则，可考虑用φ25+00.033孔或φ40-00.039外圆定位以满足槽的对中性要求，用φ25+00.033孔的底面定位满足槽的深度设计尺寸（65-00.2）要求。考虑到用φ25+00.033孔及其底面定位，会使工件定位的稳定性和牢靠性差，可选用φ40-00.039外圆及其台阶面作为定位。铣槽时，选用三面刃圆盘铣刀铣削较为方便，工件竖直安装。因而外圆台阶面为主定位面，限制工件三个自由度，φ40-00.039外圆限制工件两个自由度。综上所述，该零件各加工表面的加工、定位及加紧方案如表1-5所示：8表1-5各加工表面的加工、定位及加紧方案加工表面加工方案定位方案夹紧方案小端面车毛坯外圆三爪卡盘夹紧毛坯外圆大端面车φ40-00.039外圆三爪卡盘夹紧φ40-00.039外圆φ60外圆粗车φ40-00.039外圆三爪卡盘夹紧φ40-00.039外圆3×1凹槽粗车φ40-00.039外圆三爪卡盘夹紧φ40-00.039外圆φ40-00.039外圆粗车-精车毛坯外圆三爪卡盘夹紧毛坯外圆φ25+00.033孔钻-车毛坯外圆三爪卡盘夹紧毛坯外圆φ20+00.033孔钻-扩-绞φ40-00.039外圆三爪卡盘夹紧φ40-00.039外圆宽5通槽铣φ40-00.039外圆及其台阶面专业夹具压紧大端面五、安排工艺过程由于结构简单、加工要求不高，又是中批生产类型，零件加工过程不必划分加工阶段，结合个表面加工、定位和夹紧方案的分析、确定，除宽5的通槽，其余表面均可在同一台车床上完成加工。这样，该零件加工工艺过程简单，工序少。机械加工工艺过程安排如表1-6：表1-6机械加工工艺过程安排表工序号工序加工内容设备名称夹具名称10切断棒料φ67x106mm弓锯床20车小头各表面，3×1凹槽，钻φ18通孔，再车φ25+00.033孔底孔，车倒角；掉头车大头哥表面，扩、铰φ20+00.033孔，车倒角普通卧式车床三爪卡盘30铣宽5通槽成，去毛刺普通卧式铣床专业夹具40检9六、工序设计（一）绘制工序图，选择机床、工艺装备工序20车在工序20，因轴向尺寸φ20+0