套筒加工工艺课程设计

课 程 设 计 题 目 套筒加工工艺课程设计 系 机械工程系 专 业 机电一体化 学生姓名 班级 指导教师 职称(务)

完成日期 年 12 月 25 日

课程设计任务书 学年第一学期 机械工程 学院 机械工程 专业 班级 课程名称： 机 械 制 造 课 程 设 计 设计题目： 套筒的制造 完成期限：自 年12 月 22日 至 年12月28 日

内 容 及 任 务 设计内容：（一）对零件（中等复杂程度）进行工艺分析，画零件图。 （二）选择毛坯的制造方式。 （三）制订零件的机械加工工艺规程 1．选择加工方案，制订工艺路线； 2．选择定位基准； 3．选择各工序所用的机床设备和工艺装备（刀具、夹具、量具等）； 4．确定加工余量及工序间尺寸和公差； 5．确定切削用量 （四）填写工艺文件 1．填写机械加工工艺卡片； 2．填写机械加工工序卡片。 （五）编写设计说明书。 设计任务：掌握机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高 学 生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。 每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务： 1．机械加工工艺卡片一张； 2．机械加工工序卡片一套； 3．设计说明书一份。

进 度 安 排

起止日期 工 作 内 容 2011.12.22-2011.12.22 熟悉课题、查阅资料 2011.12.23-2011.12.25 零件分析，画零件图 2011.12.26-2011.12.27 制订零件加工工艺规程 2012.12.27-2011.12.28 填写工艺文件，编写设计说明书 主 要 参 考 资 料 【1】张世昌，李旦主编，机械制造技术基础［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2006.1 【2】狄瑞坤，潘晓红主编.机械制造工程［Ｍ］.杭州：浙江大学出版社，2001.1. 【3】杨梳子主编，机械机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社，2004.1 【4】赵如福主编.金属机械加工工艺人员手册.上海：上海科学技术出版社，2006.11 目 录 第一章 课程设计任务概述 ················· 7 第一节 课程设计的主要内容 ··············· 7 第二节 课程设计指导思想和设计原则 ··········· 8 第二章 零件的图样结构分析 ················ 9 第一节 零件结构特点 ·················· 9 第二节 材料分析 ···················· 9 第三节 零件的总体分析说明 ·············· 10 第三章 毛坯设计 ···················· 11 第一节 毛坯的选择 ·················· 11 第二节 毛坯尺寸的确定 ················ 12 第四章 零件的工艺加工方案及工序 ············ 13 第一节 加工方案的制定 ················ 13 第二节 工艺路线的拟定 ········· 错误!未定义书签。 第三节 工序分析 ············ 错误!未定义书签。 第四节 工艺过程卡 ·················· 31 第五节 工序卡 ···················· 31 第五章 参考资料 ···················· 32 第六章 总结 ····················· 33 第一章 课程设计任务概述 第一节 课程设计的主要内容 本课程设计主要有以下内容： 1) 绘制零件图，了解零件的结构特点和技术要求。 2) 根据生产类型和所拟定的企业生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析。有必要的话，对原结构设计提出修改意见。 3) 确定毛坯的种类及制造方法，绘制毛坯图。 4) 拟定零件机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺装备（刀具、夹具、量具、模具、工具），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，并进行技术经济分析。 5) 填写机械加工工艺过程卡片，机械加工工序卡片（可根据课程设计时间的长短和工作量的大小，由指导老师确定只要填写的部分主要加工工序的工序卡片）等工艺文件。 6) 设计制定工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图 7) 撰写设计说明书。

第二节 课程设计指导思想和设计原则 1.课程设计指导思想

（1）. 课程设计的目的 ① 培养学生理论联系实际的设计思想，综合运用本课程及先修课程的理论知识，结合生产实际知识，训练分析和解决一般工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计的知识；

② 通过对套筒加工方案，合理选择加工机床，正确分析零件尺寸的能力、确定尺寸、选择材料，叫全面的考虑加工工艺、使用和维护等要求等，学习机械设计的一般方法，掌握通用零件、简单机械设计的设计原理和过程，培养学生初步设计的能力； ③ 进一步训练学生计算、绘图、熟悉和运用设计资料以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。

（2）. 课程设计的任务 设计通常选择一般用途的较简单机械为题目，设计的内容包括“零件图样分析、毛坯设计及毛坯图、工艺设备的选择、工艺路线设计与比较、工序设计、工序加工程序编制、编写设计说明书等。

（3）. 课程设计的要求 在加工时，保证零件加工质量；适合一般现场条件，能显著提高生产效率；降低生产成本，适应强；工艺合理，工艺资料齐全，说服力强。

（4）.课程设计的效果 通过这次设计，使我们利用所学知识，解决基本问题，熟悉以前旧知识，应运现在新知识，解决实际问题，在原来的基础上，在上一步新台阶。

2.课程设计的原则 我认为设计的原则是从准备资料到说明书的结束，应尽量提高生产效率的前提下，降低成本，保证加工质量，稳定可靠，提高经济效益。

第二章 零件公益性分析

．零件的结构特点 该零件属于回转体零件，由三个通孔、两个外圆、两个端面和几个槽组成，属于套筒类零件。套筒零件是机械中常见的一种零件，通常起支承或导向作用。它的应用范围很广，例如支承旋转轴上的各种形式的轴承、夹具上引导刀具的导向套、内燃机上的汽缸套以及液压缸等。 由于它们功用不同，套筒零件的结构和尺寸有着很大的差别，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为同轴度要求较高的内外旋转表面、零件壁的厚度较薄容易变形、零件长度一般大于直径等。 由于它们功用不同，套筒零件的结构和尺寸有着很大的差别，但结构上仍有共同特点：零件的主要表面为同轴度要求较高的内外旋转表面、零件壁的厚度较薄容易变形、零件长度一般大于直径等。

2.材料分析 该零件材料选择45#钢。45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45#钢优越的机械性能，常将45#钢表面淬火(高频淬火或者直接淬火)，这样就能得到需要的表面硬度。 应用于应力较大和要求韧性中等的零件。

2．零件图样分析 如图1-1所示为套筒的示意图，其主要是用来传递扭矩和承受载荷，是旋转体零件。所以采用45#钢棒料。

主要加工部位有Φ132mm、Φ95mm的外圆、两端面、Φ60mm的轴向通孔、Φ40mm和边长36的方形径向通孔、Φ10×60°的歇孔、Φ85×49、Φ93×4、16×85的槽、倒角、攻螺纹。其中右端面、Φ95mm的外圆、Φ60mm的轴向通孔的孔表面粗糙度要求较高，加工时要经过几次工序才能达到。由于该零件要传递扭矩和承受载荷，所以在最后要进行调质处理。改善材料的力学性能，达到使用要求。 二、确定生产类型 1.选用的生产类型为中批量生产。 2.工序适当的集中，以减少设备数量，，尽量采用通用设备，关键工序必要时采用专用设备。 3.采用专用夹具，在确保质量的前提下，使生产具有较大的柔性。

第三章 毛坯设计 第一节 毛胚的选择 该零件的毛坯选择45#钢。零件在进行加工铣削时，由于加工过程，使用余量的大小，如何装夹的问题在设计毛坯时就要仔细考虑好。否则加工将很难进行，选择毛坯时应考虑一下因素：

零件材料的工艺特性，以及零件对材料组织和性能的要求，例如，铸铁和青铜不能制造，只能选铸件；钢质零件的形状不复杂，且机械性能要求不高时，可用棒料；零件形状复杂，机械性能要求不高时，可用铸钢件；机械性能要求高时，宜用锻造件毛坯。

零件的结构形状和外形尺寸：例如，尺寸较大的毛坯，通常不采用模锻，压铸和精铸，多数采用砂型铸造、自由锻造及焊接等方法制坯。毛坯应有充分、稳定的加工余量零件毛坯的制造方法的选择与加工企业的生产效率、生产成本密切相关，在选择毛坯制造方法时应根据零件的生产纲领、毛坯材料、工艺特性、零件形状、生产条件来确定。

综上所述，该零件毛坯选用45#钢棒料。

第二节 毛坯尺寸的确定 “套筒”零件材料为45#钢，硬度为207~241HBW,生产类型为大批量生产，可采用45#钢棒料作为毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，确定毛坯尺寸如下： 1.外圆表面 考虑到最大外圆直径为Φ132±0.2mm，表面粗糙度值为6.3，只要粗加工，此时直径余量2Z=8mm已能满足加工要求。

2.轴线方向长度 经过零件分析，轴线方向总长度为294±0.2mm，左端面表面粗糙度值

为6.3，只要求粗加工，右端面作为设计基准，表面粗糙度要求较高。因此，左端面留的加工余量要比右端面留的加工余量少。 轴线方向长度端面加工余量查《工艺手册》表8—5，其余量值规定为4mm。考虑到左右端面技术要求不同，所以综合各个方面的因素， 经过分析，左端面加工余量为4mm，右端面加工余量为7mm。 最终确定毛坯尺寸为Φ140×305mm。

毛坯图：