工艺工装设计说明书

目录设计任务书工艺工装设计说明书正文序言一、零件分析与工艺路线拟订二、工艺参数确定及工艺文件填写三、拟订夹具结够方案四、夹具设计五、设计总结六、参考文献1套1份12张1份机制专业工艺工装设计任务书设计题目曲轴箱零件的工艺工装设计生产纲领10000)设计内容：1-零件图2 工艺过程卡及工序卡3 夹具设计装配图4 夹具设计零件图5 课程设计说明书班级学号设计人员指导教师序三工艺工装设计是一项实践性很强的工作，也是对所学课程的一次深入综合性锻炼。我希望通过这次课程设计，能从中锻炼和提高自己分析问题、解决问题的能力，为今后走上工作岗位打下一个良好的基础。由于能力所限，设计中还会有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。零件分析与工艺路线拟定1零件的作用曲轴箱是箱体类零件，它是运动的主体部件，主要起支撑、保护和防尘作用，以及保证主轴回转精度，从而保证机器运转正常。该曲轴箱巾98.4和巾52的孔同轴度的保证对机械性能的保证尤为重要，而且两孔的精度等级分别为7级和6极，加工难度很大。为保证精度要求我们采用浮动链保证。其它表面加工为次加工表面，容易保证。2-零件工艺分析零件的材料为HT150，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是曲轴箱的加工表面之间的位置要求：曲轴箱上下面以及左右端面，巾98.4和巾52的同轴孔，4-M8、6-M8-25、6-M6的螺纹孔及4-巾9通孔。平面表面粗糙度均为3.2，螺纹孔及巾9孔表面粗糙度为6.3，4)98.4和4)52的孔粗糙度为1.6且两孔有同轴度和圆柱度要求，左右端面与中98.4和巾52的中心线有垂直度要求。由上面分析可知，可以以底面为基准粗加工顶面，再以顶面为基准加工底面。以顶面作为精加工基准加工巾98.4和4)52的同轴孔，设计专用夹具，保证位置和尺寸要求。再根据各种加工方法的经济精度及机床所达到的位置精度，并且曲轴箱没有复杂的加工表面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。3.工艺规程设计选择定位基准a.粗基准选择：以零件底面为主要定位粗基准，以箱体外行为辅助基准。b.精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以曲轴箱顶面半精加工后的表面为基准，以顶面两对角孔外圆表面为辅助的定位基准精基准。制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已经内确定的情况下，可以考虑采用万能性机床以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本降低。方法及工艺路线如下：工序01：粗铳曲轴箱顶面，底面为粗基准，采用X51立式铳床加专用铳夹具。工序02:粗铳曲轴箱底面，顶面为定位基准，采用X51立式铳床加专用铳夹具。工序03:钻钱6巾6孔至6-(1)6.8，底面为定位基准，采用Z512立式台钻加专用钻夹具。工序04:钻钱6-巾9，顶面为定位基准，采用Z512立式台钻加专用钻夹具。工序05：半精铳曲轴箱顶面，底面为定位基准，采用X51立式铳床加专用铳夹具。工序06:半精铳曲轴箱低面，顶面为定位基准，采用X51立式铳床加专用铳夹具。工序07:粗铳曲轴箱左右端面，顶面为定位基准，采用组合铳床加专用铳夹具。工序08:粗锋中98.4和4)52的孔，顶面为定位基准，采用T616锋床加专用链夹具。工序09:钻钱4-巾6至4-巾5，顶面为定位基准，采用Z512立式台钻加专用钻夹具。工序1。：钻较6-巾6至6-巾5，顶面为定位基准，采用Z512立式台钻加专用钻夹具。工序11：半精锋中98.4和4)52的孔，顶面为定位基准，采用T616锋床加专用舞夹具。工序12：攻左端面螺纹4-M8，顶面为定位基准，采用Z512钻床加专用夹具。工序13：攻右端面螺纹6-M6，顶面为定位基准，采用Z512钻床加专用夹具。工序14：精锋巾98.4和4)52的孔，顶面为定位基准，采用T616锋床加专用链夹具。工序15：半精铳曲轴箱左右端面，顶面为定位基准，采用组合铳床加专用铳夹具。工序16：浮动链巾52的孔，顶面为定位基准，采用T616锋床加专用锋夹具。工序15：攻顶面螺纹6-M8-25，底面为定位基准，采用Z512钻床加专用夹具。工加表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最大最小098.4IT7铸件5.4CT12巾931.1粗锋3IT12(|)9600356.31.554.45半精镇2IT94)960+。873.21.132.35精锋0.4IT74)960+。351.60.3650.487$52IT6铸件5CT9。471.0粗锋3IT12(|)500+0-356.31.654半精镇1.5IT9由960+。873.21.4131.85精镇0.4IT7由960，。351.60.3650.487浮动链0.1IT6由960.0191.60.0810.1356-M84-M8钻6.8IT12巾650+。1512.56.56.65粗小0.2IT9由6.50位0366.30.2640.215攻螺纹16-M6钻4.8IT12由4.80包1512.54.84.95粗较0.2IT9巾如包娥6.30.1640.35攻螺纹14-中9钻8.8IT124)8.80+-1512.58.88.95粗较0.2IT9由6.50位0366.30.1640.35机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1)圆柱表面工序尺寸：前面资料已初步确定工件各表面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：2)平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件4.5CT123.501粗铳顶面3.5162.5120-0.407.402粗铳底面3.5160120-0.407.405半精铳顶面1159110-0.250.61.2506半精铳底面1158110-0.250.61.2507粗铳左端面3.5208.5120-0.407.407粗铳左端面3.52.5120-0.407.415半精铳左端面1204110-0.250.61.2515半精铳右端面1203110-0.250.61.253）确定切削用量及时间定额：工序01粗铳顶面，加工条件工件材料：HT150,8b=120-175Mpa，铸造：工件尺寸：aemax=118m，ml=203mm加工要求：粗铁顶面，加工余量3.5mm机床：X51立式铳床，刀具：YG6硬质合金端铳刀。铳削宽度ae120mm深,度ap6mm，铳刀直径100-200，根据机械设计工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.16，取刀具直径do=160，Z=14，根据切削手册y0=5,ao=8ao=10Xs=-100,kr=5,Kr=60切削用量a、确定切削深度ap因为余量较小故选择ap=3.5mm,一次走刀即可完成b、确定每齿进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，以提高进给量和加工效率。根据切削手册表3.5使用YG6硬质合金端铳刀加工，机床功率为4.5KW（根据简明手册表4.2-35，X51立式铳床）时：fz=0.140.24mm/z故选择fz=0.24mm/zC、确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7，铳刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铳刀直径d=160mm故刀具寿命T=180min（根据简明手册表3.8）d、计算切削速度Vc和每分钟进给量Vf根据切削手册表3.16，当do=160，Z=14，ap7.5mm，appcc.最终确定ap=3.5mm,nc=21Or/min,vf=300mm/min,Vc=106mm/min,fz=0.1mm/z。f、计算基本工时tm=L/vf,L=l+y+J=203mm。根据切削手册表3.26，入切量及超切量为：+y=34mm则，：tm=L/vf=0.79min。工序02粗铳底面，以顶面为基准刀具：YG6硬质合金端铳刀，do=40mm,Z=10机床：X51立式钱床根据切削手册查得fz=0.13mm/z,ap=3.5mm。根据切削手册表4.2-36查得，取nw=300r/min,故实际切削速度为v=dwn7i/1000=37.7m/min当nw=300r/min时，工作台每分钟进给量应为fm=fz*Z*nw=0.13*10*300=390mm/min查机床使用说明书得：fm=400mm/min计算切削基本工时：L=72+y+A=180+10=190mm，tm=L/fm=0.487mm工序03钻、较6xM8孔，以外形和底座为基准，保证对？52的轴线的位置度不超过0.05，孔的粗糙度为6.3。1.钻孔至?6.7(1)选择钻头根据切削手册表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=6.7，钻头采用标准钻头o(2)选择切削用量a.确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册，f=0.360.44mm/r，l/d=25/6.7=3.673，由切削手册表2.7，系数为0.9，则:f=(0.360.44)x0.9=(0.324-0.396)mm/r按钻头强度选择：查切削手册表2.8，钻头允许进给量为f=0.86mm/r；按机床进给机构强度选择：查切削手册表2.9，机床进给机构允许轴向力为4270N时，进给量为f=0.81mm/r以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.3240.265mm/r。根据简明手册表4.2-16，最终选择进给量f=0.33mm/r。根据切削手册表2.9查出，钻孔时轴向力R=2110N，轴向力修正系数为0.85，故Ff=1793.5N。根据Z512台式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为4900N，故所选进给量可用。b.确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度查(简明手册)为0.6mm，寿命T=45min。c.确定切削速度查切削手册表2.15，v=23m/min，计算主轴转速ns=1000v/7ido=1000x23/7ix6.7=1093.36r/min按机床选取850i7min，所以实际切削速度为：v=7id0ns/1000=兀x6.7x850/1000=17.88m/mind.检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20，当f0.26,do1.1mm时，Mc=7.35N.m,修正系数均为0.85，故Mc=6.2475Nm。根据机床使用说明书：Mm并无要求。查切削手册表2.23，钻头消耗功率：Pc=0.5kw。查机床使用说明书Pe=0.6x0.9=0.54kw。由于McMm，PcPe故切削用量可用，即f=0.33mm/r，n=850r/min，v=17.88m/mine.计算切削基本时间tm=(l+y+A)/nf=(25+5)/850x0.33=0.11min2.粗较孔至7mm刀具：专用较刀机床：Z512台式钻床根据有关手册的规定，钱刀的进给量为fz=0.51.0mm/r,进给量取fz=0.6mm/r,机床主轴转速取为nw=850i7min,则切削速度为：v=n7id=18.683m/min。机动时切削工时，l=15+5=30mm,tm=30/nwfz=0.059min工序04钻、较4x(p9孔，以上表面和外形为基准。刀具：专用刀具机床：Z512台式钻床粗钻时do=8.8mm确定进给量f：根据切削手册表2.7查得，f=0.220.26mm/r，查Z512机床使用说明书，现取f=0.25mm/r。查切削手册表2.15，v=26m/min,计算机床主轴转速：ns=1OOOv/7idw=1000x26/7ix8.8=940.938r/min按机床选取nw=850r/min，所以实际切削速度为：v=jrdwnw/1000=兀、8.8x850/1000=23.487m/min计算切削基本工时：tm=l+y+A/fm=14+5/850x0.25=0.09min车交至（p9mm刀具：专用钱刀机床：Z512台式钻床根据有关手册的规定，银刀的进给量为fz=0.51mm/z，进给量取fz=0.6mm/r，机床主轴转速取为nw=850r/min，则其切削速度为：v=n7id=850x3.14x9=24.021m/min机动时切削工时1=14+5=19mnitm=19/nw-f=19/850x0.6=0.038min工序05半精铳顶面刀具：YG6硬质合金端铳刀机床：X51立式铳床根据切削手册表3.5查得fz=0.51.0mm/min，取为0.5mm/min，切削手册表3.16切削速度V=124mm/min，do=160mm,Z=14贝Uns=1000Vc/do7i=1000*124/160*71=247r/min现采用X51立式铳床，根据简明手册表4.2-36，取nw=255r/min故实际切削速度:v=dwnw7i/1000=128.2m/min当nw=255r/min时工作台每分钟进给量是：fm=fz*Z*nw=0.5*14*255=1785mm/min，取为980mm/min。本工序切削时间为：t=2L/fm=2*(203+34)/980=0.48min工序06半精铳底面刀具：YG6硬质合金端铳刀机床：X51立式钱床根据切削手册表3.5查得fz=0.51.0mm/min，取为0.5mm/min，切削手册表3.16切削速度V=124mm/min，do=40mm,Z=10贝【Jns=1000Vc/do7i=1000*124/40*71=987r/min现采用X51立式铳床，根据简明手册表4.2-36，取nw=945r7min，故实际切削速度：v=dwnw7i/1000=128.2m/min当nw=945r/min时工作台每分钟进给量是：fm=fz*Z*nw=0.5*10*945=4725mm/min，取为980mm/min0本工序切削时间为：t=2L/fm=2*(180+10)/980=0.39min工序07粗铳曲轴箱左右端面。加工条件机床：组合机床。右端刀具：YG6硬质合金端铳刀。铳削宽度ae90,深度ap6,齿数z10，故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm，根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角Y0=0后角a0=8,副后角a0=10。，刃倾角：、=-10。,主偏角Ky=60。,过渡刃Kye=30。，副偏角Ky=5。左端铳刀参数与工序01刀具参数相同。切削用量a.确定切削深度ap因为余量较小，故选ap=3.5mm，两端均可一次走刀即可完成。b.确定每齿进给量fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铳，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铳刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，X51立式铳床）时：fz=0.140.24mm/z故选择：fz=0.18mm/zC.确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7，铳刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铳刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。d.计算切削速度vc和每分钟进给量vf右端根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5,fz0.18mm/z时，vt=86m/min,nt=275r/min,vft=432mm/min。各修正系数为Kmv=1.0,kSV=0.8切削速度公式为：Mv.k sv=1.26 x 0.8=1.008,Vc=CvdoC|vkv/Tm3pXvfzyvSeiJvZp7J：I|Iae=66mm,ap=3.5mm,Cv=245,Cjv.2,Xv=0.15,yv=0.35,kv=kUv=0.2,pv=05m=0.32,T=180min,fz=0.18mm/z,z=10,将以上数据代入公式：0.32V0=245x100x0.2x1.008/180032X4x0.15x0.18x0.35x66x0.2x10=186m/min确定机床主轴转速：nS=1OOOVc/7idw=1000x186/7ix100=592r/min根据简明手册表4.2-36，选ric=590r/minvfc=390mm/min，因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=兀doric/1000=3.14x100x590/1000=185m/minfzc=vfc/nexZ=390/185x10=0.2mm/z左端根据切削手册表3.16，当d0=160，Z=14，ap7.5,fz0.18mm/z时，vt=77m/min,nt=153r/min,vft=470mm/min。各修正系数为Kmv=1.12，kSV=0.8切削速度公式为：Vc=CvdoC|vkv/Tm3pXvfzyvSeUvZp7其中ae=113mm,aP=3.5mm5Cv=245,qv=0.2,xv=0.15,yv=0.35,kv=kMv.ksv=1.12x0.8=0.896,Uv=0.2,pv=05m=0.32,T=180min,fz=0.18mm/z,Z=14,将以上数据代入公式：Vc=Cvdoqvkv/Tm3pXvfzyvaeUvZvc=245x160x0.2x0.896/1803.5x0.15x0.24x0.35x113x0.2x14=96m/min确定机床主轴转速：nS=1OOOVc/7idw=1000x96/7ix160=191r/min根据简明手册表4.2-36，选nc=590r/minvfc=380mm/min，因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=7idor)c/1000=3.14x160x80/1000=40.2m/minfzc=vfc/nexZ=380/80x14=0.3mm/ze.计算基本工时tm=L/vf,L=I+y+A,1=113查切削手册表3.26，入切量及超切量为：y+A=40mm则，：tm=L/vf=(113+15)/380=0.34mi工序08粗镇52，以底面及两孔作定位基准。机床：T616卧式镇床单边余量Z=1.5，可以一次切除，则ap=1.5mm。根据简明手册4.2-20查得，取f=0.41mm/r。根据简明手册4.2-21查得，取:n=245i7min。计算切削基本工时：Tm=L/fm=18+2x1/245x0.41=0.2min粗锋98.4孔计算过程同以上工序。工序09钻、较4xM8孔，以右侧面和外形为基准，保证对？52的轴线的位置度不超过0.05。刀具：专用刀具机床：Z512台式钻床1钻孔至(P6.7a.确定进给量f：根据切削手册表2.7查得，f=0.3240.396mm/r，查Z512机床使用说明书，现取f=0.33mm/r。b.查切削手册表2.15，v=23m/min，计算机床主轴转速：ns=1000v/7idw=1000x23/兀*6.7=1093.26r/min按机床选取850r7min，所以实际切削速度为：V=71d0ns/1000=兀x6.7X850/1000=17.88m/minc.计算切削基本时间tm=(l+y+A)/nf=(11+5)/850x0.33=0.057min2钱孔至(p7刀具：专用较刀机床：Z512台式钻床根据有关手册的规定，钱刀的进给量为fz=0.51.0mm/r,进给量取fz=0.6mm/r,机床主轴转速取为riw=850r7min,则切削速度为：v=n7id=18.683m/min。机动时切削工时，1=11+5=16mm,tm=16/nwfz=0.032min工序10钻、较6xM6孔，以左端面和外形为基准，保证对52孔轴线的位置度误差不超过0.5mm。粗钻时do=4.8mm刀具专用刀具机床：Z512台式钻床确定进给量f：根据切削手册表2.7查得，f=0.1350.165niin/r,查Z512机床使用说明书，现取餐0.16mm/r。查切削手册表2.15，v=29m/min，计算机床主轴转速：ns=1000v/7idw=1000x29/4.8x兀=1924.1r/min按机床选取nw=161Or/min，所以实际切削速度为：v=7idwnw/1000=7ix4.8x1610/1000=24.27m/min计算切削基本工时：tm=l+y+A/fm=18+2.5/1610x0.16=0.08min较孔至5mm刀具：专用钱刀机床：Z512台式钻床根据有关手册的规定，较刀的进给量为fz=0.30.5nun/z，进给量取fz=0.4mm/r，机床主轴转速取为nw=161Or/min，则其切削速度为:v=n7id=1610x3.14x5=25.277m/min机动时切削工时1=18+2.5=20.5mmtm=/nwf=20.5/1610x0.4=0.032min工序11半精链52孔,以底面及两孔作定位基准。单边余量Z=0.75，可以一次切除，则ap=0.75mm.由切削手册表1.6查得,进给量Fz=0.15-0.25mm/r,取为0.2mm/r。由切削手册表1.1查得，v=80m/min,则：nW=1000v/7idw=1000x80/7ix51.5=495r/min查简明手册表4.2-20，riw取为550r/min。加工基本工时：t=L/nwxf=18+2/550x0.2=0.182min。半精锤98.4孔,以底面及两孔作定位基准。单边余量Z=1.0mm,可一次切除,则：ap=1.0mm。由切削手册表1.6查得,进给量fz=0.15-025mm”取为02mm/r。由切削手册表1.1查得，v=80mm/min则：nw=1000v/7idw=1000x80/7ix98=260r/min查简明手册表4.2-20，riw取为370r/min。加工基本工时：t=L/nwxf=18+2/370x0.2=0.270min。考虑刀具烧伤的因素选nw=370r/min工序12攻螺纹4xM8机床：Z512台式钻床刀具：丝锥M8，P=1.25mm切削用量选为：v=0.1m/s=6m/min,机床主轴转速为：ns=460r/min,按机床使用说明书选取：nw=320r/min,则v=8.04m/min；机动时，1=11+5=16mM，计算切削工时：tm=l/fn=16/1.25X320=0.04min工序13功螺纹M6机床：Z512台式钻床刀具:丝锥M6，P=1mm切削用量选为：v=0.1m/s=6m/min,机床主轴转速为：ris=460i7min,按机床使用说明书选取：nw=320r/min,则v=6.03m/min5机动时，1=18+5=23n而计算切削基本工时时：tm=l/P,n=(18+5)/320x1=0.08min工序14精镇52，以底面及两孔作定位基准。单边余量Z=0.2mm，可以一次切除，则ap=0.2mm。由切削手册表1.6查得,进给量fz=0.15-0.25mm/r,取为0.1mm/r0由切削手册表1.1查得，v=65m/min。贝1J:nw=1000v/7idw=1000x65/51.9=401r/min。根据简明手册4.2-21查得,nw取为370r/min。加工基本工时：t=L/nwxf=18+2/370x0.1=0.541min。精镇98.4，以底面及两孔作定位基准。单边余量Z=0.2mm，可以一次切除，则ap=0.2mm。由切削手册表1.6查得,进给量fz=0.10-0.15mm/r,取为0.1mm/r0由切削手册表1.1查得，v=65m/min。贝1J:nw=1000v/7idw=1000x65/98.4=210r/min。根据简明手册4.2-21查得,nw取为245r/min。加工基本工时：t=L/nwxf=18+2/245x0.1=0.816min。考虑刀具烧伤的因素，选nw=245r/min浮动链52，以底面及两孔作定位基准。单边余量Z=0.05，可以一次切除，则ap=0.05mm。计算过程同精锋52孔的计算过程。工序15半精铳左右端面刀具：YG6硬质合金端铳刀机床：组合机床右端面：根据切削手册查得，进给量fz=0.51.0，取为0.5mm/min，切削手册表3.16切削速度V=124mm/min，do=100mm,Z=10则ns=1000Vc/do7i=1000*124/100*7i=395r/min现采用X51立式铳床，根据简明手册表4.2-36，取nw=380r/min故实际切削速度：v=dwnw7i/1000=119.38m/min当nw=380r/min时工作台每分钟进给量是：fm=fz*Z*nw=0.5*10*380=3800mm/min，取为980mm/min。本工序切削时间为：t=2L/fm=2*(90+12)/980=0.21min左端面：根据切削手册查得，进给量fz=0.51.0，取为0.5mm/min，切削手册表3.16切削速度V=124mm/min，d=160mm,Z=14贝(Jns=1OOOVc/do7i=1000*124/160*兀=247i7min现采用X51立式铳床，根据简明手册表4.2-36，取nw=210r/min故实际切削速度：v=dwnw7i/1000=105.56m/min当nw=210r/min时工作台每分钟进给量是：fm=fz*Z*nw=0.5*14*210=2940mm/min，取为980mm/min。本工序切削时间为：t=2L/fm=2*(113+15)/980=0.26min工序16攻螺纹6xM8x25机床：Z512台式钻床刀具：丝锥M8，P=1.25mm切削用量选为：v=0.1m/s=6m/min,机床主轴转速为：ns=460r/min,按机床使用说明书选取：nw=320r/min,则v=8.04m/min；机动时，l=25+5=30mM，计算切削工时：tm=l/fn=30/1.25x320=0.075min