企板加工工艺规程及夹具设计

宁XX大学课程设计(论文)企板加工工艺规程及夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日目 录前 言11 零件的分析21.1 零件的作用21.2 零件的工艺分析32 工艺规程设计32.1 毛坯的制造形式32.2 基准面的选择42.2.1 粗基准的选择42.2.2 精基准的选择42.3 制订工艺路线42.3.1 工艺线路方案一42.3.2 工艺路线方案二52.3.3 工艺方案的比较与分析62.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.5 确定切削用量及基本工时82.5.1 工序：粗铣小头端面（192端面），使粗糙度达到6.382.5.2 工序：精铣小头端面，使粗糙度达到3.292.5.3工序 翻面，铣大头端面，使粗糙度达到12.5102.5.4工序：精、粗、细镗孔mm孔112.5.5 工序 钻617, 8-M10-6H, 6-M12-6H123专用夹具设计153.1 问题的指出153.2 夹具设计153.2.1 定位基准的选择153.2.2 切削力及夹紧力的计算153.3 定位误差的分析163.4 夹具设计及操作的简要说明16参考资料18致谢19附 录20前 言 毕业设计是高等工业学校教学中的一个主要组成部分,是专业学习过程是最后的一个主要的实践性的教学环节,是完成工程师基本训练的重要环节，是培养学生独立思考和科学工作方法重要的实践性的过程。 设计的目的和要求在于培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决机械工程实际问题的能力.熟练生产技术的工作的一般方法,培养学生树立工程技术必备的全局观点,生产观点和经济观点。树立正确的设计思想和严肃认真的工作态度,培养学生调查研究,查阅技术文献资料,手册进行工程运筹,图样的绘制及编写技术文件的独立工作能力. 毕业设计,通过到工厂的实际调研,对设计内容有了基本的了解,并仔细观察和了解各加工工序的加工过程,查阅了大量的资料,在xx教授的指导下完成了设计任务,并编写了设计说明书。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的技术工作打下一个良好的基础。 由于能力和经验的有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 1 零件的分析1.1 零件的作用题目所给定的零件是企板，其主要作用是连接其他零件的作用。1.2 零件的工艺分析填料箱盖的零件图中规定了一系列技术要求：（查表1.4-28机械制造工艺设计简明手册）1 以115轴为中心的加工部位。包括：尺寸为115的轴，表面粗糙度为3.2, 尺寸为96的与115相接的肩面, 尺寸为100f8()与65H5（）的孔. 尺寸为156与115的孔,6-M12-6H的螺纹孔2.以220X470为加工表面.220X470底面,表面粗糙度为12.5,底面4-12.3. 以140为宽度的2侧面以140为宽度的两边侧面,2X8XM10的螺纹孔4.中间宽度为76的矩形槽5.其它未注表面的粗糙度要求为6.3,粗加工可满足要求.2 工艺规程设计2.1 毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到零件材料的综合性能及材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,采用铸造。由于年产量属于大批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型，这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。2.2 基准面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1 粗基准的选择 对于一般轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。按照有关的粗基准选择原则（保证某重要表面的加工余量均匀时，选该表面为粗基准。若工件每个表面都要求加工，为了保证各表面都有足够的余量，应选择加工余量最小的表面为粗基准。）2.2.2 精基准的选择按照有关的精基准选择原则（基准重合原则；基准统一原则；可靠方便原则），对于本零件，有中心孔，可以以中心孔作为统一的基准，但是随便着孔的加工，大端的中心孔消失，必须重新建立外圆的加工基面，一般有如下三种方法：当中心孔直径较小时，可以直接在孔口倒出宽度不大于2MM的锥面来代替中心孔。若孔径较大，就用小端孔口和大端外圆作为定位基面，来保证定位精度。2.3 制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，考虑采用普通机床以及部分高效专用机床，配以专用夹具，多用通用刀具，万能量具。部分采用专用刀具和专一量具。并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。2.3.1 工艺线路方案一工序号工序内容铸造时效喷漆10粗铣小头端面（192端面），使粗糙度达到6.320精铣小头端面，使粗糙度达到3.230翻面，铣大头端面，使粗糙度达到12.540镗孔9650粗镗孔115至11460精镗孔，达到图纸尺寸公差70铣削（待钻螺纹孔的）两侧面，保证尺寸80铣削侧面中间的矩形槽，保证宽度尺寸90钻侧面8XM10螺纹孔底孔8100攻丝8XM10螺纹孔110翻面，钻侧面8XM10螺纹孔底孔8120攻丝8XM10螺纹孔130钻小头端面（192端面）6XM12螺纹孔底孔10140攻丝6XM12螺纹孔150钻大头端面4X17通孔160钳工打毛刺170检验180入库2.3.2 工艺路线方案二工序号工序内容铸造时效喷漆10钻小头端面（192端面）6XM12螺纹孔底孔1020攻丝6XM12螺纹孔30粗铣小头端面（192端面），使粗糙度达到6.340精铣小头端面，使粗糙度达到3.250翻面，铣大头端面，使粗糙度达到12.560镗孔9670粗镗孔115至11480精镗孔，达到图纸尺寸公差90铣削（待钻螺纹孔的）两侧面，保证尺寸100铣削侧面中间的矩形槽，保证宽度尺寸110钻侧面8XM10螺纹孔底孔8120攻丝8XM10螺纹孔130翻面，钻侧面8XM10螺纹孔底孔8140攻丝8XM10螺纹孔150钻大头端面4X17通孔160钳工打毛刺170检验180入库2.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是采用先加工端面，；方案二是使用钻削方式加工端面孔。两相比较起来可以看出，加工端面孔缺少定位基准，在大批生产中，综合考虑，我们选择工艺路线一。因此，最后的加工工艺路线确定如下：工序号工序内容铸造时效喷漆10粗铣小头端面（192端面），使粗糙度达到6.320精铣小头端面，使粗糙度达到3.230翻面，铣大头端面，使粗糙度达到12.540镗孔9650粗镗孔115至11460精镗孔，达到图纸尺寸公差70铣削（待钻螺纹孔的）两侧面，保证尺寸80铣削侧面中间的矩形槽，保证宽度尺寸90钻侧面8XM10螺纹孔底孔8100攻丝8XM10螺纹孔110翻面，钻侧面8XM10螺纹孔底孔8120攻丝8XM10螺纹孔130钻小头端面（192端面）6XM12螺纹孔底孔10140攻丝6XM12螺纹孔150钻大头端面4X17通孔160钳工打毛刺170检验180入库以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程卡片”。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“填料箱盖”零件材料为HT200钢，硬度为HBS190241，毛坯质量约为5kg，生产类型为大批生产，采用铸造毛坯。根据上述材料及加工工艺，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：（1） 表面考虑到尺寸较多且相差不大，为简化铸造毛坯的外形，现直接按零件结构取为96、115、阶梯轴式结构，除115以外，其它尺寸外圆表面粗糙度值为R12.5um,只要粗车就可满足加工要求,以115为例,2Z=5mm已能满足加工要求.（2） 表面沿轴线长度方向的加工余量及公差。查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册表2.2-1,铸件轮廓尺寸(长度方向100160mm,故长度方向偏差为 mm.长度方向的余量查表2.2-4,其余量值规定为3.03.5 mm.现取3.0 mm。（4）内孔115 ()。查表2.3-9,粗镗110 2Z=4.5精镗 114.5 2Z=0.5 (5) 60H8()孔底面加工.按照表2.3-21及2.3-231. 研磨余量 Z=0.0100.014 取Z=0.0102. 磨削余量 Z=0.20.3 取Z=0.33. 铣削余量 Z=3.00.30.01=2.69(6)底面沟槽.采用镗削,经过底面研磨后镗可保证其精度. Z=0.5(7) 4孔及2X8M106H孔、6M126H深32孔。均为自由尺寸精度要求。16孔可一次性直接钻出。2查工艺手册表2.320得攻螺纹前用麻花钻直径为8.5的孔。钻孔 8.5 攻螺纹 M1036M126H深32孔查工艺手册表2.320得攻螺纹前用麻花钻直径为10的孔。钻孔 10 攻螺纹 M12 2.5 确定切削用量及基本工时2.5.1 工序：粗铣小头端面（192端面），使粗糙度达到6.3本工序采用计算法确定切削用量加工条件工件材料：HT200，铸造。加工要求：粗铣小头端面（192端面），使粗糙度达到6.3。机床：X62W卧式车床。刀具：刀片材料为YG6，刀杆尺寸为16mmX25mm,k=90,r=15=12 r=0.5mm。计算切削用量确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向单边余量为3mm，则毛坯长度方向的最大加工余量为4.25mm,分两次加工,a=2mm计。长度加工方向取IT12级，取mm。确定进给量f:根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册表1.4,当刀杆16mmX25mm, a=2mm时,以及工件直径为160时。f=0.50.7mm/r按说明书（见切削手册表1.30）取f=0.5 mm/r计算切削速度: 按切削手册表1.27,切削速度的计算公式为 V=(m/min)2.1式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系数k见切削手册表1.28,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以V= =66.7(m/min)确定机床主轴转速 n=253(r/min)按机床说明书（见工艺手册表4.28）与253r/min相近的机床转速有230r/min及305r/min。现选取305r/min。如果选230m/min，则速度损失较大。所以实际切削速度 V=80m/min 计算切削工时，按工艺手册表6.2-1,取L=42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.59(min)2.5.2 工序：精铣小头端面，使粗糙度达到3.2进给量: 见切削手册表1.4 V=(m/min) = =66.7(m/min)确定机床主轴转速:n=204(r/min)按机床选取n=230 r/min。所以实际切削速度V=75.1 m/min检验机床功率: 主切削力F=CFafvk2.2式中：CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15k=(k=0.73所以 F=900切削时消耗功率P=由切削手册表1.30中机床说明书可知,主电动机功率为7.5KW,当主轴转速为230r/min时,主轴传递的最大功率为2.4KW,所以机床功率足够,可以正常加工。 检验机床进给系统强度:已知主切削力F=598N,径向切削力F按切削手册表1.29所示公式计算F=CFafVk2.3式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0k=(k=0.5所以 F=530而轴向切削力F=CFafvk式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0k=(k=1.17轴向切削力F=450取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数u=0.1,则切削力在纵向进给机构可承受的最大纵向力为3550N(见表1.30),故机床进给系统可正常工作。切削工时： t=式中： L=105mm, L=4mm, L=0所以t=2.5.3工序 翻面，铣大头端面，使粗糙度达到12.5f=0.41mm/r（见切削手册表2.7）r=12.25m/min（见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑）按机床选取：=136r/min（按工艺手册表4.2-2）所以实际切削速度切削工时计算：， =10mm， =4mm=2.5.4工序：精、粗、细镗孔mm孔（1） 粗镗孔至114.5mm2Z=4.5mm则Z=2.25mm查有关资料，确定金刚镗床的切削速度为v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金刚镗主轴转数为无级调数，故以上转数可以作为加工时使用的转数。， ， 则：=（2） 精镗孔至114.9mm2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min计算切削工时， ， 则：=（3） 细镗孔至mm由于细镗与精镗孔时共用一个镗杆，利用金刚镗床同时对工件精、细镗孔，故切削用量及工时均与精樘相同。f=0.1mm/r=425r/minV=80m/min2.5.5 工序 钻617, 8-M10-6H, 6-M12-6H（1） 钻6-17f=0.35mm/rV=17mm/min所以 n=401(r/min)按机床选取：所以实际切削速度为：切削工时， ， 则：=t=6t=60.157=0.942min（2） 钻2底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以n=487r/min按机床选取实际切削速度切削工时， ， 则：=（3） 4深20，孔深24，底孔8.5f=0.35mm/rv=13m/min所以 n=487r/min按机床选取实际切削速度切削工时， ， 则：=（3） 攻螺纹孔2r=0.2m/s=12m/min所以 按机床选取则实际切削速度计算工时， ， 则：=（4） 攻螺纹4-M10r=0.2m/s=12m/min所以 按机床选取则实际切削速度计算工时， ， 则：=3专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计工序钻6-M12螺纹孔的底孔10的钻床专用夹具。本夹具将用于Z3025摇臂钻床。刀具为麻花钻。3.1 问题的指出本夹具主要用来钻6-M12螺纹孔的底孔10的孔，由于工艺要求不高，因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.2 夹具设计3.2.1 定位基准的选择由零件图可知，6孔中，6-M12螺纹孔的底孔10在圆周上均匀分布156,使工艺基准与设计基准统一，只能以65外圆面作为定位基准。为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对12孔进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用螺旋夹紧。3.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：高速钢麻花钻头，尺寸为10。 则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,钻削时工件不会转动,故本夹具可安全工作。3.3 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。本夹具的主要定位元件为止口，而该定位元件的尺寸公差为，而孔径尺寸为自由尺寸精度要求，可满足加工要求。3.4 夹具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，为提高劳动生产率，应首先着眼于机动夹具，本道工序的钻床夹具选用气动夹紧方式。本工序由于是粗加工，切削力较大，为了夹紧工件，势必要增大气缸直径，而这将使整个夹具过于庞大。因此，应设法降低切削力。目前采取的措施有两个：一是提高毛坯精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是在可能的情况下，适当加大螺丝拧紧力以增加力。结果，本夹具结构比较紧凑。钻床夹具的装配图及零件图分别见附图3及附图4。参考资料1.机床夹具设计 第2版 肖继德 陈宁平主编 机械工业出版社2.机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛主编 冶金工业出版社3.机械制造工艺学周昌治、杨忠鉴等 重庆大学出版社4. 机械制造工艺设计简明手册李益民 主编 机械工业出版社5. 工艺师手册 杨叔子主编 机械工业出版社6. 机床夹具设计手册王光斗、王春福主编 上海科技出版社7. 机床专用夹具设计图册南京市机械研究所 主编 机械工业出版社8. 机械原理课程设计手册 邹慧君主编 机械工业出版社9.金属切削手册第三版 上海市金属切削技术协会 上海科学技术出版社10.几何量公差与检测第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社 11机械制造工艺水学、机床夹具设计 （教材）12机械零件设计手册13机械制造工艺学课程设计指导书， 机械工业出版社14机床夹具设计 王启平主编 哈工大出版社15 汽车制造工艺学 侯家驹主编 机械工业出版社16汽车构造与修理图解 唐艺 主编 机械工业出版社17汽车传动与行使部分检修问答 刘文举 主编 人民邮电出版社19