柳州铁道职业技术学院
毕业设计
设计题目：轴承压盖机械加工工艺规程设计
系别 __ 机电工程系
专业 ___ 数控技术___ __
年级 _
学号 ____
姓名 ____ _ __
指导教师 ____ _王玉良
2012年 12 月20日
毕业设计是完成教学计划达到高职生培养目标的重要环节，是教学计划中综合性最强的实践教学环节，它对培养学生的思想、工作作风及实际能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。本设计综合《机械制图》、《AutoCAD 》、《机械制造基础》、《机械制造技术》、《计算机应用基础》等多门课程的学习内容，尤其是巩固了《机械制造技术》学习内容的综合应用。本设计包括考虑企业生产现场，在工艺、夹具、数控编程等方面的计算、制图、运用设计资料、工艺资料，查阅有关标准、规范、手册，使用经验数据进行经验估算等方面的知识具备初步的能力。同时通过毕业设计，培养学生独立分析、解决问题和综合运用各学科知识的能力。
等部分内容。通过工艺设计，学生应达到：
1、获得零件机械加工工艺规程设计的能力；
2、获得加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；
3、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图，标注必要的技术条件等。
在这次毕业设计中，我得到了老师的耐心辅导和支持，得到了同学的帮助。在此，我对他们表示感谢！
由于我的知识水平有限，设计中难免有错误和不妥之处，在此还诚请指导老师批评指正。
学生：
2012年12月15日
本毕业设计为一盘类零件的加工工艺设计。本设计涉及到一张CAD 图和一张PRO/E图的绘制，对零件特性的综合分析，和一套完整的加工工艺方案和加工工序卡。本设计还从工厂的实际加工出发，从工厂的不同加工数量进行分析制作出加工工艺方案。这是对大学三年所学课程的一次综合使用，能把我们的知识结构进行一次梳理和复习，对我们的以后工作有着很大的帮助。
关键词：CAD 绘图、 工艺设计、工艺规程，工序卡。
目 录
前言 .................................................................... - 2 - 摘要 .................................................................... - 3 - 一、零件图 .................................................................. 5 零件三维图 .................................................................. 6 二、零件的分析 .............................................................. 7
（一）生产纲领和生产类型................................................. 7 (二) 零件的功用 . .......................................................... 7 （三）零件的结构特点 . .................................................... 7 （四）零件的技术要求 . .................................................... 7
1、尺寸精度要求 ...................................................... 7 2、形状精度要求 ...................................................... 8 3、位置精度要求 ...................................................... 8 4、表面粗糙度：如图所示。 ............................................ 8 5、零件的材料及毛坯 .................................................. 8
三、零件的工艺分析 .......................................................... 8
（一）零件的结构分析 . .................................................... 8 （二）选择定位基准 . ...................................................... 8 （三）加工阶段的划分 . .................................................... 8
1、粗加工阶段 ........................................................ 9 2、半精加工阶段 ...................................................... 9 3、精加工阶段 ........................................................ 9 （四）热处理工序的安排 . .................................................. 9 （五）加工顺序的安排 . .................................................... 9
1、基准先行 .......................................................... 9 2、先粗后精 .......................................................... 9 3、先主后次 .......................................................... 9 （六）确定工艺方案 . ...................................................... 9 （七）确定各工序的加工余量，工序尺寸和公差 ............................. 10
1、外圆表面的加工 ................................................... 10 2、孔的加工 ......................................................... 10 3、φ91外圆两侧扁位面的加工 ........................................ 10 （八）切削用量及刀具的选择.............................................. 11
1、粗车时切削用量的选择 ............................................. 11 2、半精车、精车时切削余量的选择 ..................................... 13 （九）机床功率计算（根据切削用量计算） ................................. 14 工艺规程卡？ 工艺卡？ 工序卡？ 设计小结 ................................................................... 26 致谢 ....................................................................... 28 参考文献 ................................................................... 29
一、 零件图
5
零件三维图
二、零件的分析
（一）生产纲领和生产类型
产品年产量为2000台/年，每台产品用1件该零件，备用率为1%，机械加工废品率为1%。
N=Qn (1+a) (1+b)=>N=2000*(1+1%) (1+1%)=2040 式中：N-零件的生产纲领；
Q—产品的年产量（台/年）；
n—每台产品中，该零件的数量（件/台）； a%--零件的备品率；
b%--生产该零件允许的废品率。 零件年产量为2040件，属于中批量生产。
机械零件的生产类型
(二) 零件的功用
轴承压盖是机械行业不可或缺的零件之一，其是对轴承起着地位固定压紧、挡油密封的作用。为保证其的精确定位，要求对其内控加工的精度较高。其所受的载荷不大，冲击力较小。由于其右密封的作用，所以其端面的垂直度和粗糙度要求较高。 （三）零件的结构特点
由零件图可以知道，该零件内外都是呈台阶状，加工表面几乎是回转表面。主要的结构要素是外台阶回转面，退刀槽，内台阶孔，两个固定沉头通孔，为典型的盘类零件结够。 外圆柱面、退刀槽、倒角、内台阶孔可在车床上完成加工；Φ14的沉头通孔在钻床上加工。其的精度和表面质量要求不高，在车床和钻床上可以直接完成加工。 （四）零件的技术要求 1、尺寸精度要求
+0.0160.01
内孔φ420、外圆φ60--0.029
2、形状精度要求
零件不作要求 3、位置精度要求
0.01
（1）外圆φ60--0.029与零件的中心线的同轴度不大于0.02；
（2）外圆φ91的右端面与零件的中心轴线的垂直度不大于0.02。 4、表面粗糙度：如图所示。 5、零件的材料及毛坯
从零件的受力分析可知，它受径向和轴向复合作用力，由于其承受中等载荷，工作又较平稳，冲击力很小，所以可采用优质碳素结构钢的45号钢，毛坯料用热轧圆钢。为了改善组织、切削性能和提高力学性能，毛坯料要经过正火热处理。为使零件获得良好的综合理学性能，消除和减少内应力，为后续热处理做组织准备，需对零件进行调质处理(HrC32—38) 。由于零件要求具有密封性，对其进行镀锌处理(0.03—0.05) 。
三、零件的工艺分析
（一）零件的结构分析
由零件图可以知道，该零件内外都是呈台阶状，加工表面几乎是回转表面。主要的结构要素是外台阶回转面，退刀槽，内台阶孔，两个固定沉头通孔，为典型的盘类零件结构。 外圆柱面、退刀槽、倒角、内台阶孔可在车床上完成加工；Φ8孔及1Φ14的沉头通孔在钻床上加工，并通过扩孔或锪孔达到粗糙度要求。其的精度和表面质量要求不高，在车床和钻床上可以直接完成加工。
（二）选择定位基准
加工套类零件的定位精基准，最常用的是内孔，这遵循了基准重合原则及基准统一原则，以保证零件的精度要求。为了保证内孔的准确定位，先打中心孔。
在单件小批生产情况下，坯料直径、长度又不很大时，可以在普通车床上加工出所需的中心孔；如果坯料直径较大，长度较长，特别是当坯料为较大的模锻件时，则可以在立式钻床上用专用夹具定位夹紧坯料钻出中心孔；在生产批量较大时，可以在专用的双面铣床上铣端面和钻中心孔。此轴承压盖的坯料直径较大，在普通车床可以钻出A 型中心孔。
定位粗基准（未加工表面），即首道工序的基准是毛坯外圆。 （三）加工阶段的划分
轴成压盖加工质量在尺寸和粗糙度上都有较高的要求，为保证加工质量的需要和合理的使用机床设备，把零件的加工阶段主要划分为三个阶段：粗加工阶段、半精加工阶段和精
+0.0160.01
加工阶段。内孔φ420、外圆φ60--0.029的尺寸精度和表面粗糙度都要求较高（公差等级为 IT6，表面粗糙度值Ra 为1.6，查《机械制图》附表7-4轴的极限偏差可知）。必须经过粗车→半精车→精加工。因为精加工可以经济地达到IT6～IT7级公差和Ra 1.6～0.8表面粗糙度。其它外圆和内孔表面，通过半精车便可以达到所需的尺寸精度、表面粗糙度等技术要求，不必进行精加工，因为表面粗糙度值Ra 为6.3。（查《机械制造技术基础》表7.7外圆加工中各种加工方法经济精度和表面粗糙度）
左右扁位则面可以在立式铣床上用平面铣刀铣削的方法获得。
φ8孔及φ14的沉头通孔孔可以在立式钻床上钻削加工，然后通过扩孔或锪孔实现。 1、粗加工阶段
切除毛坯上各外圆柱面上的大部分加工余量。使毛坯在形状和尺寸上接近零件的图纸要求，为半精加工时提供精基准，留好足够的加工余量为后续加工创造有利条件。 2、半精加工阶段
加工外圆柱面到一定的精度要求，并保证留有一定的加工余量，为其精加工作准备。同时完成次要表面的加工。 3、精加工阶段
通过磨削加工使零件各尺寸和加工表面达到图纸规定的技术要求。 （四）热处理工序的安排
轴承压盖的材料选用优质碳素结构钢的45号钢，毛坯料用热轧圆钢。为了改善组织、提高力学性能，为后续工序作好组织和性能上的准备，毛坯料要经过正火热处理。由于正火处理后钢的硬度不高，便于切削加工，并能获到较好的表面质量，所以最好把其安排在粗加工之后、半精加工之前进行。
调质处理：该零件要求调质处理，以达到32～38HRC 的硬度值，调质处理工序安排在半精加工后，磨削加工前。 （五）加工顺序的安排 1、基准先行
先从加工精基准开始，再以精基准定位加工其他表面。两端A 型中心孔是以后加工各外圆面的精基准，所以应安排先加工。 2、先粗后精
精基准加工好后，车削外圆柱面时，粗、精加工分阶段进行。粗车前安排正火热处理，以改善材料组织、提高其力学性能，为后续加工做好准备。 3、先主后次
+0.016
先加工零件的主要表面再加工零件的次要表面。轴承压盖的内孔φ420、外圆φ0.0160--0.029、尺寸10的右端面为主要表面，Φ36孔、Φ91外圆、退刀槽、零件的左端面、
Φ91外圆的两侧、零件的右端面和倒角为次要表面。 机械加工完毕，最终要进行检验。 （六）确定工艺方案
（1）下料。
（2）热处理：正火。
（3）粗车各阶梯外圆及端面，各处留余量1～2mm 。 （4）半精车两端面取总长，钻Φ32孔。
（5）半精车各阶梯外圆，Ra1.6外圆及内孔留磨削余量，其余各表面车合。 （6）铣前后扁则面。
（7）钻Φ14沉孔Φ8通孔，铰Φ8通孔，鍃Φ14沉孔。 （8）热处理：调质32～38HRC 。
（9）磨削Ra1.6外圆及内孔合图纸尺寸
（10）表面处理：镀锌0.03—0.05。
（11）检验、入库。
（七）确定各工序的加工余量，工序尺寸和公差 1、外圆表面的加工
从零件图可知，最大直径为φ91，这一尺寸为自由公差，但并非随意的尺寸，根据图样技术要求（未注公差尺寸按GB/T1804-m），一般是按公差等级IT13来取其公差。由于坯料是热轧圆钢，其直径便不能随意定一个尺寸，必须根据型材规格表选取合适的直径（见下表）。为此选用坯料直径φ95，总的加工余量为95－91＝4。
考虑到粗、精加工分阶段进行，在粗车时应切去大部分余量，故取粗车的加工余量为3，那么精车的加工余量为总的加工余量减去粗车的加工余量，即4－3＝l 。
0.01
φ60--0.029部位的尺寸有公差的尺寸，其公差等级同理可取IT13，半精车加工余量亦可以取1，磨削加工余量取0.2，那么粗车的加工余量=95－60－1-0.2=33.8。 2、孔的加工
+0.016
Φ36孔的表面粗糙度Ra6.3µm,半精车可以达到要求；φ
420内孔的表面粗糙度Ra1.6µm，磨削可以达到要求。Φ14沉孔和Φ8通孔的表面粗糙度Ra6.3µm，扩孔可以达到，Φ14沉孔需要进行锪孔。
3、φ91外圆两侧扁位面的加工
φ91外圆两侧扁位的表面粗糙度为Ra6.3µm，铣削加工可以达到。
各加工表面的工序间余量，工序尺寸及公差如下表所示。
（具体计算方法参考课本P170例7.2及作业P180（8））
（八）切削用量及刀具的选择
切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三要素。合理选择切削用量，对提高切削速度，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量等都有重要意义。
合理选择切削用量必须满足下列基本要求：
（1） 保证安全，不致发生人身事故或设备事故； （2） 不致加工质量；
（3） 在满足上述两要求的前提下，为充分发挥机床的潜力和刀具的切削性能，应尽
量选用较大的切削用量； （4） 不允许超过机床功率。 1、粗车时切削用量的选择
粗车时应考虑提高生产率和保证合理的刀具耐用度，应首先选用较大的背吃刀量，然 后再选择较大的进给量，最后根据刀具耐用度选择切削速度。
（1） 背吃刀量
背吃刀量根据加工余量和工艺系统刚度来选择。粗加工时，在保留半精车余量
（1～3mm ）和精车余量（0.1～0.5mm ）后，一次走刀应尽可能的切除全部余量。当加工余量太大，机床功率不足，刀具强度不够，加工余量不均匀以及断续切削时需要分多次走刀加工。
（2）进给量
粗加工时，对表面质量没有太大要求时，合理的进给量应是工艺系统所能承受的最大进给量。机床进给机构的强度、刀具刀杆的强度和刚度、刀具材料的强度和工件的装夹刚度等也将限制进给量的大小。
（3） 切削速度
切削速度的确定可根据已选定的背吃刀量、进给量及刀具的耐用度利用下列公式计算：
x v m
C K /T a f v=v v p
式中f 为进给量、a p 为背吃刀量、T 为刀具的耐用度、K v 为切削速度的修正系数、其他
的系数可通过查表得出。也可根据生产实践经验和有关资料确定，必须考虑机床的许用功率。
2、半精车、精车时切削余量的选择
半精车和精车必须保证进给精度和表面质量，同时还应兼顾必要的刀具耐用度和生产效率。
（1） 背吃刀量
半精车和精车时的背吃刀量是根据加工精度和表面粗糙度要求由粗车后留下的余量确定的。
（2）进给量
半精车和精车时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。 （3）切削速度
为了抑制积屑瘤的产生，提高工件表面质量，用硬质合金车刀精车时，采用较高切削速度（80～100m/min），高速钢车刀宜采用较低的切削速度。 在选择切削速度时还应考虑：粗加工时，背吃刀量和进给量均较大，故选择较低的切削速度；精加工时，背吃刀量和进给量均较小，则选择较高的切削速度。
下面将具体的说明零件各加工工序的切削用量及刀具的选择： （1）粗车
刀具选用硬质合金的外圆车刀（YT15），背吃刀量选择3～5mm （余量较小，一次走刀车完余量，余量较大可多次走刀），进给量0.5～0.6mm/r ，切削速度75～100m/min（约350r/min）
（2）半精车
刀具选用硬质合金的外圆车刀（YT15），因为表面粗糙度Ra1.6µm，背吃刀量选择1mm ，进给量0.1～0.2mm/r，切削速度为45～60m/min。 （3）铣削
平面铣削选用φ18的面铣刀，铣削速度0.3～0.6m/s（铣削时切削速度推荐值表）。 （4）钻孔
采用Φ6的钻头、Φ12的钻头，转速0.3～0.4m/min（查《机械制造技术基础》表4.1高速钢钻头的切削速度）。
（5）扩孔
Φ8的扩孔钻，切削速度为45.7米/分。 （6）锪孔
Φ14的锪孔钻，切削速度为12米/分; （九）机床功率计算（根据切削用量计算）
在国家标准GB/T122004—1990中将工作功率Pe 定义为“同一瞬间切削刃基点的工作力与合成切削速度的乘积”。所谓的工作力是指（Fe ）是指总切削力在合成切削方向的正投影，在工作平面中定义。工作功率Pe 也可以称为切削过程的消耗的总功率。他包括切削切削功率和进给功率切（分别用Pc 和Pf 表示）两部分。前者为主运动消耗的功率，后者为进给运动消耗的功率。由于后者在工作功率中所占的比例很小（仅为2%--3%），故一般只计算切削功率Pc 。所以工作功率可按下式计算:
Pe ≈Pc=FcVc×0.001
其中切削力和速度的单位分别为N 和m/s;工作功率的单位为KW 。根据求出的的切削功率Pe 可用下式计算机床主电动机功率Pe:
Pe ≥Pc/ηm
式中的ηm 为机床的传动效率，其值一般为0.75—0.85
Pe ≥Pc/ηm =Kc.f.Vc.ap/ηm =0.65×0.5×100×5/0.75=6.85KW
由于6.85KW 小于机床功率7.5Kw ，所以，所选切削用量满足机床要求。
由于此零件年产量为2040件，属于中批量生产。在生产管理较完善的工厂一般可编制如下表的比较详细的机械加工过程工艺卡片。
15
16
17
19
20
21
22
23
24
25
26
设计小结
经过将近一个月的努力，毕业设计终于划上了一个圆满的句号。对此次毕业设计，我可以说是感触很深，同时在此过程中也学到了很多知识。虽然本次毕业设计尚存在不足之处，但是通过这段时间的学习，我从中认识和学到了很多关于机械零件制造工艺的设计方法和流程，这对我今后的学习和工作都有着很大的促进作用。即将收笔之际，我对此次设计作如下总结：
毕业设计是考查学生对自己所学专业知识掌握的程度和解决问题的能力，也是大学毕业之际即将走上工作时的过渡阶段，可以说它能考查出一个学生对专业知识掌握的深度和广度，也是检验我们学习能力的一个良好契机。
通过本次的毕业设计，使我的能力得到了很大的提升。 1．对三年所学的知识做了个归纳总结和复习。使之成为了一个系统的体系，完善
了知识结构。
2．通过这次设计使我查阅了很多的资料，从而学到了很多新的知识。拓宽了自己的视野，具有了一定的创新思维能力。
3．敢于面对困难，同时也懂得了互助合作的重要性。
4．在软件（AutoCAD2004，Word200）的使用方面有了很大的提高。
5．通过这次设计也使我对外面工厂的加工有了一定的了解，对以后的工作打下了良好的基础。
6．加强了我与老师的沟通，使我从老师那学到了更多的东西。 通过本次的毕业设计，也使我了解到了我的很多不足。
1．缺乏实际的加工经验，对很对加工方法不了解。
2．对机床夹具了解不足，无法正确的选择最为适合的机床和夹具。
3．对刀具了解不足，只知道一些常用的刀具很大的限制了加工效率和精度。 4．对工序的安排不太了解，不能最大程度上使用资源。
5．系统的设计不太完善，在利用计算机进行精确的数据采集和控制上还不足。
致谢
十年寒窗苦读，终于造就了我的大学梦想，如今，一眨眼三年也快过去了，在大学的日子里，我结交了许多新朋友，开阔了新视野，但尤为重要的是，我学习了许多新知识，掌握了社会生存的技能。这一篇毕业设计不仅融汇了我三年的智慧，更是我向恩师们递交的最完美的答卷。在此，我要感谢每一位帮助过或得罪过我的人，你们是我生命中不可或缺的一部分。
其次，我要感谢丁金玲、林芝兰、史红、王玉良、丁艳、刘振超老师等所有的恩师。他们不仅教给了我求生的知识、技能，更为重要的是他们也教会了我做人的道理，使我明白了为人与处世的道理。在这次毕业设计完成的过程中，我要特别感谢王玉良老师，因为在设计题目下发了很长一段时间了我都没有着手去做，而林老师总是反反复复、不耐其烦地打电话提醒我着手做，后来又悉心指导我们按时完成设计，他真的很负责任，就是他，深深地感动了我，老师，谢谢您！在此，我想借此机会表达我心中对老师们那份崇高的敬意：老师，您辛苦了！
另外，我还要感谢我亲爱的同学们。感谢他们为我提供了许许多多的帮助，感谢他们在我最需要帮助的时候，向我伸出了援助之手，感谢他们的真诚帮助与付出。亲爱的同学们，祝你们好人一生平安，幸福！
来吧，在这毕业来临之际，让我们一起来欢呼，一起来感谢所有的老师们，同学们。
参考文献
[1] 刘力，《机械制图》，高等教育出版社,2008年第一版，P ：5、62、203、339； [2] 史宇宏，《AutoCAD2007机械设计》，人民邮电出版社，2008年10月第一版，P ：5、34、67；
[3]、邹吉权 《公差配合与技术测量》 重庆大学出版社 2004年06月 [4] 张茂，《机械制造技术》, 机械工业出版社，2008年第一版，P ：47、89、98、249； [5] 《机械加工工艺手册》（软件版），机械工业出版社，2004年第一版； [6] 杨峻峰，《机床及夹具》，清华大学出版社，2007年第一版，P:10、240、288； [7] 上海科学技术交流站，《金属切削手册》，上海人民出版社,1974年第一版,P:158、232；
[8] 陈宏钧，《机械工人切削技术手册》，机械工业出版社，2006年第一版,P:11、22、101；
[9] 陈家芳，《车工常用技术手册》，上海科学技术出版社，2007年第一版，P:5、87、146。