底座课程设计说明书

重庆机电职业技术学院课程设计说明书设计名称：机械制造工艺基础课程设计
题目：设计“底座”零件的机械加工工艺
规程（生产纲领：4000件）
学生姓名：彭浪
专业：机械设计与制造（制造自动化）
班级： 2012级机制5班
学号： 1260720151102 指导教师：柳光利
日期： 2014 年 6 月 15 日
重庆机电职业技术学院
课程设计任务书
机械设计制造专业2012 年级 5 班彭浪
一、设计题目
设计下图所示“底座”零件（课程设计指导书图5-23）的机械加工工艺规程（生产纲领：4000件）。

二、主要内容
1.绘制产品零件图，了解零件的结构特点和技术要求，对零件进行结构分析和工艺分析。

2.确定毛坯的种类及制造方法。

3.拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺装备，确定各工序的加工余量和工序尺寸及其公差，计算各工序的切
削用量和工时定额。

4.填写机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片。

撰写设计说明书。

三、具体要求
产品零件图 1张
产品毛坯图 1张
机械加工工艺过程卡片 1份
机械加工工序卡片 1套
课程设计说明书 1份
四、进度安排
第一阶段：绘制零件图，工艺卡片（2天）
第二阶段：查阅资料，工艺方案比较，确定加工路线（2天）第三阶段：确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额（3天）
第四阶段：整理说明书，填写工艺卡片（3天）
五、成绩评定
指导教师签名日期年月日
系主任审核日期年月日
目录
序言 (5)
一、零件的分析 (6)
（一）零件的作用 (6)
（二）零件的工艺分析 (6)
二、工艺规程设计 (7)
（一）确定毛坯的制造形式 (7)
（二）基面的选择 (7)
（三）制定工艺路线 (7)
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (9)
（五）确定切削用量 (10)
三、课程设计心得体会 (14)
四、主要参考文献 (15)
序言
机械制造工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。

机械制造技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。

振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。

未来的机械制造工业的发展将促进全社会的进步与发展。

机械制造工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。

机械制造在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件和部件的生产加工。

此次机械制造课程设计，汇总所学专业知识如一体(如《公差于配合》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺》等)。

让我们对所学的专业课得以加强和巩固、复习及实用，是理论联系实践的一个重要环节，不但巩固了前面所学的基础理论知识。

更重要把各学科知识联系起来，以达到融会贯通。

增强自己解决问题、分析问题的能力。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

一、零件的分析
（一）零件的作用
该零件主要是支承零部件重量的作用。

它主要是受压应力，部分是受弯曲应力。

此外，还要承受各零件工作时的动载作用力以及稳定在机架或基础上的紧固力。

（二）零件的工艺分析
由零件图可知，其材料为HT150，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力,要求耐磨的零件,通常可用作机座、泵体的连接座等。

连接座共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。

现分述如下：
1、以4个凸台为初基准加工下平面
这一组加工表面包括：铣削底面，见光，见平，刮研底面到Ra1.6，与台阶面保留29mm的高度。

2、以底面为基准加工上表面
这一组加工表面包括：铣4个凸台到尺寸：Ra3.2 与上平面保留3mm的高度，下平面保留25mm的高度，加工4个孔ø28，以及孔中心距底面距离25mm且平行度达到0.01mm，垂直度0.03mm，两个U型槽，4Xø10的锥销孔，孔中心距底面13mm高度。

二、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
零件材料为HT150，根据零件的技术要求，该零件选用铸造件，由于零件年产量为4000件，已达到大批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用铸造成型。

这对于提高生产率，保证加工质量也是有利的。

（二）基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。

否则，就会使加工工艺过程出问题，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

1、粗基准的选择
本零件应以上端面为粗基准，粗铣底面。

2、精基准的选择
精基准的选择主要应考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。

本零件的精基准应该以粗铣过后的底面为精基准。

（三）制定工艺路线
1、工艺路线方案一
工序1、粗铣底面
工序2、铣凸台面
工序3、精铣底面
工序4、刮研底面至尺寸25mm。

Ra1.6
工序5、划线，分别划出两U形槽及4个Φ28H7孔中心线
工序6、钻、扩4个Φ28H7孔，然后粗铰、精铰4个Φ28H7的孔，符合公差要求，倒角4C1
工序7、铣两侧U形槽
工序8、配作时，Φ10X4锥销孔透铰。

工序9、终检。

2、工艺路线方案二
工序1、划线，在零件的侧面、上端面分别划出2mm、R18、36mm。

工序2、钻模夹具钻Φ24X4至Φ26X4。

工序3、粗镗孔Φ26X4至Φ27.8X4。

工序4、半精镗孔Φ27.8X4至Φ27.94X4。

工序5、精镗孔至尺寸Φ28H7X4。

工序6、粗铣底面至27.5mm。

工序7、粗铣凸台面至26mm。

工序8、粗铣R18键槽至上端面2mm，粗铣R9通槽至底面。

工序9、精铣凸台面至25.5mm。

工序10、精铣底面至尺寸25mm。

工序11、配作时，Φ10X4锥销孔透铰。

工序12、终检。

3、工艺方案的比较与分析
方案一：在第六道工序内容多，工序集中，操作方便。

方案二：工序分散，不符合现代化的生产要求。

上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工面，以面为基准加工四个孔，而方案二则与其相反，先加工四个孔至尺寸，在以孔为基准加工零件的上下表面。

根据图纸要求，零件的四个孔相对于底面有平行度要求，所以精基准要选择底面。

方案一相对来说，装夹次数少，可减少操作人员数量和生产面积，还可减少生产计划和生产组织工作，并能提高生产效率。

方案一与方案二比较，方案一比方案二合理。

故选用方案一。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“底座”零件材料为灰铸铁，硬度为HT150，生产类型为大批生产，可采用砂箱铸造毛坯。

根据图纸要求及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
根据图纸要求此零件四个侧面粗糙度无要求，除了底面和内孔粗糙度要达到1.6，其余需加工表面要求均不高。

根据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表2-11可知，此零件单边余量留4mm，较为合理。

1、上下表面（25mm）
根据图纸此零件对上下面需加工，为了便于加工，提高生产效率，此零件铸件上下表面为33mm，单边余量4mm。

根据《切削用量简明手册》粗铣底面，粗铣余量2.35mm，粗铣至30.65mm；粗铣上表面，粗铣余量3mm，粗铣至27.65mm；精铣上表面，精铣余量1mm，精铣至26.65mm；精铣底面，精铣余量1.5mm，精铣至25.65mm；刮研底面，
刮研余量0.15mm，刮研至最终尺寸25mm。

2、四内孔(Φ28H7mm)
根据工序钻、扩、铰至尺寸，根据《切削用量简明手册》，钻、扩、铰用量标准，此零件：
工序6：钻模夹具钻孔至Φ26X4，单边留1mm,扩孔Φ26X4至Φ27.8X4,单边留0.1mm，粗铰Φ27.8X4至Φ27.94X4，精铰孔至尺寸Φ28H7X4，倒角，C1
3、铣U形槽（R9、R18）
粗铣R18至上端面2mm，此处表面粗糙度6.3，粗铣均可达到，并一次加工到位，粗铣R9通槽至底面，此处表面粗糙度12.5，粗铣均可达到，并十次加工到位。

由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，，因此所规定的加工余量其实是名义上的加工余量，实际上，加工余量有最大及最小之分。

由于本设计规定的零件为大批生产，应该采用调整加工，应按调整法加工方式予以确定。

（五）确定切削用量
工序1：粗铣底面。

本工序采用计算法确定切削用量，本内容全参照《切削用量简明手册》。

１.加工条件
工件条件：HT1500 灰铸铁，铸造
加工要求：粗铣底面及凸台面、钻孔Φ28X4mm。

机床：XA6132铣床、Z525钻床
刀具：硬质合金端铣刀，铣刀直径为100—200（mm),铣削深度：0—6mm。

YG6
硬质合金端面铣刀，高速钢立铣刀。

2计算钻铣用量
（1）铣底面
１）确定铣削深度ap，由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则ap=2.35mm
２）确定进给量f
Z
：根据《切削用量简明手册》表3.5，知0.14-0.24mm/z，按
XA6132说明书取f
Z
=0.18mm/z
３）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命，根据表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.20由于铣刀直径do=160mm，故刀具寿命T=180min(表3.8）。

４）确定切削速度Vc和每分钟Vf 切削速度Vc可根据表3.27中的公式计算，也可直接从表中查出。

根据表3.16，当do=160mm，Z=14,fz≤0.18mm/z，ap≤3.5mm时，V
t
=86m/min，
n t =172r/min，V
ft
=378mm/min。

各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=1.26
Ksv=Ksn=Ksv=0.8
故 Vc=Vt* Kv=86X1.26X0.8=86.69m/min
n=nt*Kn=172X1.26X0.8=173.378r/min
Vf=vft kvt=378X1.26X0.8=381.02mm/min
根据xa6132铣床说明书（表3.30）选择nc=235r/min vfc=475mm/min 因此实际切削速度和每齿进给量为
Vc=π*do*n/1000=3.14X235X160/1000=117.56m/min
Fzc=Vfc/（nc×z)=475/(235×14)=0.14mm/r
５）计算基本工时
t m=L
式中L=l+y+△,l=226mm。

根据表3.26，不对称安装铣刀，入切量及超
V f
切量y+△=46mm,则L=226+46=640mm,
=0.57min
故t m=272
475
工序2:工步1、粗铣四个凸台面（具体步骤请读者仿前自行拟定，此处从略，此处只显示结果）
nc=235r/min vfc=600mm/min Vc=117.56m/min Fzc=0.18mm/r
t m=0.27min
工步2、精铣四个凸台面（具体步骤请读者仿前自行拟定，此处从略，此处只显示结果）
nc=300r/min vfc=600mm/min Vc=150.7m/min Fzc=0.14mm/r
t m=0.27min
工序3：精铣底面（具体步骤请读者仿前自行拟定，此处从略，此处
只显示结果）
nc=300r/min vfc=600mm/min Vc=150.7m/min Fzc=0.14mm/r
t m=0.46min
工序4：刮研底面至尺寸25mm。

Ra1.6，a p=0.15
工序6：工步1、钻内孔至Φ26X4
f=0.6mm/r(见《切削用量简明手册》表2.7）
V=12mm/r(见《切削用量简明手册》表2.15）
Ns=1000*V/π*d=1000X12/3.14X26=147r/min
按机床选取nw=195r/min(按《切削用量简明手册》表2.35)
所以实际切削速度v=π*dw*nw/1000=πX26X195/1000=15.92m/min
工步2、扩孔Φ26X4至Φ27.8X4
根据《切削用量简明手册》表2.10规定，差的扩孔钻扩Φ27.8孔时的进给量，刀具为高速钢，并根据钻床Z525规格选
f=1.2mm/r
扩孔钻扩孔时的切削速度，根据其他有关资料，确定为
V=0.4v钻
式中，V钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。

故
V=0.4v钻=0.4x15.92=6.37m/min
Ns=1000*v/π*d=1000x6.37/πx27.8=72.97r/min
按机床规格选取 Nw=97r/min
工步3.工步4、铰孔Φ28H7。

根据《切削用量简明手册》表2.11规定，差的扩孔钻扩Φ28孔时的进给量，刀具选用高速钢，并根据钻床Z525规格选
f=1.3mm/r
铰孔时的切削速度，根据《切削用量简明手册》表2.24
v=8m/min
工序7：工步1、铣U形槽R18时，刀具为高速钢立铣刀，根据《切削用量
简明手册》表3.14，当do=20mm，Z=3,fz≤0.18mm/z，ap≤2mm时，V
t
=14m/min，
n t =223r/min，V
ft
=108mm/min。

各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=1.25
Ksv=Ksn=Ksv=0.7
故 Vc=Vt* Kv=14X1.25X0.7=12.25m/min
n=nt*Kn=223X1.25X0.7=195.13r/min
Vf=vft kvt=108X1.25X0.7=94.5mm/min
根据xa6132铣床说明书（表3.30）选择nc=235r/min vfc=95mm/min 因此实际切削速度和每齿进给量为
Vc=π*do*n/1000=3.14X235X20/1000=14.76m/min
Fzc=Vfc/nc=95/（235x3）=0.13mm/r
工时的计算：
t m=L V f
t m=92
95
=0.97min
工步2、铣U形槽R9时，（具体步骤请读者仿前自行拟定，此处从略，此处只显示结果）
n
c
=300r/min vfc=95mm/min Vc=15.07m/min Fzc=0.11mm/r
t m=0.78min
三、课程设计心得体会
通过这次课程设计，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。

通过这次课程设计，使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。

通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择
计算等做了一次练习。

总之，通过这次课程设计使我受益匪浅，为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础。

在此，衷心感谢柳光利老师的帮助和指导。

四、主要参考文献
[1] 艾兴肖诗纲．切削用量简明手册（第3版）．北京：机械工业出版社；
[2] 兰建设．机械制造工艺与夹具．北京：机械工业出版社；
[3] 吴拓．机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书（第2版）．北京：机械
工业出版社；
[4] 陆剑中周志明等．金属切削原理与刀具．北京：机械工业出版社；
[5] 吕天玉张柏军．公差配合与测量技术（第四版）．大连：大连理工大学出
版社。