支撑板机械加工工艺规程及其工装设计

辽 宁 工 业 大 学机械制造基础课程设计（论文）题目：支撑板机械加工工艺规程及其工装设计学 院： 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 讲师 起止时间： 课程设计（论文）任务及评语学 院：新能源学院 教研室：机制教研室学 号学生姓名专业班级课程设计（论 文）题 目支撑板机械加工工艺规程及其工装设计课程设计（论文）任务1.设计内容 （1）设计对象来源于生产实践，用于机床，属轴类或盘套类零件； （2）针对指定零件，利用相应工程软件（WORD,EXCEL,CAXA电子图版（或其它CAD软件）等）及相关参考资料（如工具书、指导书等）完成给定零件的工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图，编写设计说明书等。2.技术参数与要求设备年产量1万件，废品率、备品率各0.1%，每台设备含该零件件数：1；主要技术指标，包括产品规格、外型尺寸、重量和各种技术数据见零件图（零件图见附页）；3.工作量画零件图制订零件加工工艺规程机床夹具设计编写设计说明书指导教师评语及成绩图纸( 20)说明书( 20)答辩( 40)平时( 20)成绩： 指导教师签字： 年 月 日辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）目 录第1章 零件和毛坯分析设计21.1零件工艺分析及生产类型确定21.2零件图21.3生产纲领计算及生产类型的确定31.4毛坯种类及制造方法3第2章 拟定工艺路线4第3章 各工序的加工余量、工序尺寸及公差53.1粗铣、半精铣侧面工序尺寸及公差确定53.2粗铣、半精铣上下表面工序尺寸及公差确定53.3 9孔工序尺寸及公差确定63.4 12孔工序尺寸及公差确定63.516沉头孔工序尺寸及公差确定63.6 16.33矩形花键工序尺寸及公差确定73.7精磨上下表面工序尺寸及公差确定7第4章 工序切削用量和时间定额计算84.1粗、半精铣侧面84.2粗、半精铣上下表面104.3钻各个孔134.4精磨上下表面17第5章 工艺规程的编制18第6章 钻床夹具的设计19第7章 参考资料20第1章 零件和毛坯分析设计1.1零件工艺分析及生产类型确定 本题目支撑板，材料代号45#, 其主要作用是支撑固定，托住导向等作用。毛坯形式为压铸件，生产批量为3万件/年，生产纲领为大批生产。零件位置精度没有特别要求；表面尺寸精度要求IT8，上下表面质量要求Ra1.6，侧面质量要求Ra6.3；各孔尺寸要求IT11，直径为12的孔表面质量要求Ra1.6，其余各孔表面质量要求Ra6.3；零件的平均精度比较低。多采用铣削和钻削加工方式，提高加工质量和加工效率，但零件的上下表面质量要求高需要用磨削。零件的加工多采用底平面和两工艺孔作为基准，定位可靠，基准统一。支撑板零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm表面粗糙度/m上下表面 150150Ra0.4侧面1503015030Ra6.39孔 Ra6.312孔 Ra1.616孔16Ra1.613.66花键Ra0.41.2零件图 1.根据零件要求，运用CAXA绘图软件绘制零件图如下1.3生产纲领计算及生产类型的确定 生产纲领：取a=3% b=0.5% N=Qm（1+a%）(1+b%) =3000011.031.005 =31054.5 生产类型：31054.5介于500050000之间 由文献（2）表1-5知该零件属于大批量生产 质量151537.85=5.3kg50kg 由文献（2）表1-4知该零件属于中型零件1.4毛坯种类及制造方法 根据零件是大批量生产，力学性能要求不高等因素可知，毛坯种类为45#钢，采用砂型铸造机器造型和壳型即可满足要求第2章 拟定工艺路线 粗基准的选择：首先要加工的是侧面，它的位置要求并不高，所以采用底板上与底平面相对的不加工平面作为粗基准。加工后获得精基准，来保证它们的位置要求。钻各孔的基准采用铸件上的12孔，遵循了基准重合的原则。零件毛坯的设计一节里已经完成了加工表面的加工方法和余量的设计。具体定位和夹紧见机械加工工艺过程综合卡片。拟定工艺路线如下：粗铣、半精铣侧面粗铣、半精铣上下表面钻三个9孔钻八个12孔，锪四个16沉头孔电火花加工四个13.66花键精磨上下表面第3章 各工序的加工余量、工序尺寸及公差3.1粗铣、半精铣侧面工序尺寸及公差确定 （1）加工方案 由基本尺寸150mm和150mm，要求粗糙度6.3。得加工方案为粗铣-半精铣。 （2）毛坯总余量由文献（2）表2-25查得，公差由表2-1,2-3及2-27查得，尺寸偏差按入体原则标注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差半精铣1.0 150150150150粗铣1.5150+1.0=151350+1.0=351 0.32毛坯151+1.5=152.5151+1.5=152.52.53.2粗铣、半精铣上下表面工序尺寸及公差确定 （1）加工方案 由基本尺寸30mm，要求粗糙度3.2，得加工方案为粗铣-半精铣。 （2）毛坯总余量及公差由表查得。余量由表查得，公差由查得，尺寸偏差按入体原则标注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差半精铣1.03030粗铣1.530+1.0=310.32毛坯31+1.5=32.52.53.3 9孔工序尺寸及公差确定 （1）加工方案 由基本尺寸9mm，要求表面粗糙度为6.3。得加工方案为钻 （2）毛坯总余量及公差由表查得，钻削余量由文献（2）表2-20查得，公差由表2-30查得，尺寸偏差按入体原则标注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差钻090.0153.4 12孔工序尺寸及公差确定 （1）加工方案 由基本尺寸12mm，要求表面粗糙度为1.6。得加工方案为钻-扩 （2）毛坯总余量及公差由表查得，钻削余量由文献（2）表2-20查得，公差由表2-30查得，尺寸偏差按入体原则标注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差扩0.211.8+0.2=120.018钻0.811+0.8=11.83.516沉头孔工序尺寸及公差确定 （1）加工方案 由基本尺寸16mm，要求粗糙度6.3，查表得加工方案为锪 （2）毛坯总余量及公差由表查得。余量由表2-29查得，公差由表2-30查得，尺寸偏差按入体原则标注 （3）基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序尺寸及偏差锪516 3.6 16.33矩形花键工序尺寸及公差确定 （1）加工方案 由基本尺寸16.33mm，要求粗糙度0.4，确定加工方案为电火花加工 （2）毛坯总余量及公差由表查得。余量由表2-29查得，公差由表2-30查得，尺寸偏差按入体原则标注 （3）基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序尺寸及偏差特种加工016.3316.333.7精磨上下表面工序尺寸及公差确定 （1）加工方案 由基本尺寸30mm，要求粗糙度0.4，得加工方案为精磨 （2）毛坯总余量及公差由表查得。余量由表查得，公差由表查得，尺寸偏差按入体原则标注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序尺寸及偏差精磨0.53030第4章 工序切削用量和时间定额计算4.1粗、半精铣侧面1）加工条件 工件材料：45#钢 机 床：X51 P=4.5Kw 夹 具：专用夹具 量 具：游标卡尺（量程0500 精度0.02） 加工要求：IT8 ，Ra6.3 刀 具：直角平面立铣刀D=50mm Z=62）计算切削用量1.粗铣侧面毛坯厚度方向粗加工余量mm由文献（2）表5-7 取mm/Z由 文献（2）表 5-10 查得T=180min=10.8s由 文献（2）表 3-29 3 查得切削速度计算公式及参数并计算 m/min机床主轴转速r/min由机床转速表 取=380r/min得实际时间定额的计算由文献（2） 表 5-47 计算 切入行程=0.5(-0.5(50-mm切出行程计算mm，切削长度=155mm每分钟进给量=fn=0.26130=156mm/min 查 文献（2）表4-17 取得=150mm/min基本时间min由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.23min检验机床功率由文献（2）表 3-25 3 得铣削力计算公式及参数=707.75 N14.175Kw机床功率满足加工要求。2.半精侧面毛坯厚度方向粗加工余量mm由文献（2）表5-7取mm/z由 文献（2）表 5-10 查得T=180min=10.8s 机床主轴转速r/min由机床转速表4-16 取=450r/min得实际m/s 检验机床功率查得铣削力计算公式及参数=702.56 NKw14.175Kw机床功率满足加工要求。时间定额的计算由 文献（2）表 5-47计算 切入行程=0.5(-15mm切出行程计算mm，切削长度=155mm每分钟进给量mm/min 查 表4-17取得mm/min基本时间由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.20min4.2粗、半精铣上下表面1）加工条件工件材料：45#钢机 床：X51 P=4.5Kw夹 具：专用夹具量 具：游标卡尺（量程0150 精度0.02）加工要求：IT8 ，Ra3.2刀 具：直角平面铣刀 D=50mm Z=102）计算切削用量1.粗铣上下表面：毛坯厚度方向粗加工余量mm由文献（2）表5-7 取mm/Z由 文献（2）表 5-10 查得T=180min=10.8s由 文献（2）表 3-29 3 查得切削速度计算公式及参数并计算 m/min机床主轴转速r/min由机床转速表 取=450r/min得实际时间定额的计算由文献（2） 表 5-47 计算 切入行程=0.5(-0.5(100-mm切出行程计算mm，切削长度=155mm每分钟进给量=fn=0.210124=248mm/min 查 文献（2）表4-17 取得=250mm/min基本时间min由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.61min检验机床功率由文献（2）表 3-25 3 得铣削力计算公式及参数=1179.58 N14.175Kw机床功率满足加工要求。2.半精铣上下表面：毛坯厚度方向粗加工余量mm由文献（2）表5-7取mm/z由 文献（2）表 5-10 查得T=180min=10.8s 机床主轴转速r/min由机床转速表4-16 取=590r/min得实际m/s 检验机床功率查得铣削力计算公式及参数=1170.9 NKw14.175Kw机床功率满足加工要求。时间定额的计算由 文献（2）表 5-47计算 切入行程=0.5(-15mm切出行程计算mm，切削长度=155mm每分钟进给量mm/min 查 文献（2）表4-17取得mm/min基本时间由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.08min4.3钻各个孔1.钻三个9孔1）加工条件工件材料：45#钢机 床：Z3052 2.2Kw夹 具：钻模板刀 具：9直柄麻花钻 2）计算切削用量：由 表4-7及表5-23 取f=0.32mm/r由 表 5-23 查得切削速度=20m/min机床主轴转速r/min由机床转速表4-7 取=630r/min 得实际m/min时间定额的计算由 表 5-45 计算切入行程切出行程计算mm，切削长度=31mm基本时间min由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.42min检验机床功率：N=425d=42511=2721.36NM=210=210=23309.1N/M=0.2099Kw5.5Kw 机床功率满足要求。2.钻八个12孔1）加工条件工件材料：45#钢机 床：Z3052 2.2Kw夹 具：钻模板 精度要求：Ra1.6量 具：内径百分表10-18 0.01刀 具：11直柄麻花钻 2）计算切削用量：由 表4-7及表5-22 取f=0.20mm/r由 表 5-21 查得切削速度=25m/min机床主轴转速r/min由机床转速表4-9 取=630 r/min 得实际m/min时间定额的计算由 表 5-45 计算切入行程mm切出行程计算mm，切削长度=31mm基本时间由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.39min检验机床功率：N=425d=42512=1381.522NM=210=210=6144N/M=0.13Kw5.5Kw 机床功率满足要求。3.扩八个12孔1）加工条件工件材料：45#钢机 床：Z3052 功率：2.2Kw夹 具：钻模板 精度要求：Ra6.3刀 具：12扩孔钻 量 具：内径百分表5-20 0.01 2）计算切削用量：由 文献（2）表4-7及表5-23 取f=0.25mm/r由 文献（2）表 5-23 查得切削速度=25m/min机床主轴转速r/min由机床转速表4-7 取=630 r/min 得实际m/s时间定额的计算由文献（2） 表 5-45 计算切入行程切出行程计算mm，切削长度=31mm基本时间min由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.42min检验机床功率：N=425d=42545=6308.9NM=210=210=140280.18N/M=5.04Kw5.5Kw 机床功率满足要求。4.锪四个16沉头孔1）加工条件工件材料：45#钢机 床：Z3052 功率：2.2Kw夹 具：钻模板 精度要求：Ra6.3刀 具：16带导柱直柄平底锪钻 量 具：内径百分表18-35 0.01 2）计算切削用量：由 文献（2）表4-7及表5-23 取f=0.32mm/r由 文献（2）表 5-23 查得切削速度=30m/min机床主轴转速r/min由机床转速表4-7 取=500 r/min 得实际m/min时间定额的计算由文献（2）表 5-45 计算切入行程切削长度=5.5mm基本时间min由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.42min检验机床功率：N=425d=42524=4099.4NM=210=210=48614.04N/M=0.89Kw5.5Kw 机床功率满足要求5.电火花加工四个16.33花键1）加工条件工件材料：45#钢机 床：电火花加工机床 夹 具：专用夹具 精度要求：Ra0.4刀 具：专用刀具量 具：内径百分表18-35 0.014.4精磨上下表面1）加工条件工件材料：45#钢机 床：卧轴短台平面磨床M7120A 功 率：2.8Kw夹 具：专用夹具 量 具：专用量具精度要求：Ra0.4 刀 具： 2502575平行砂轮1） 计算切削用量 进给量由文献（2） 表 5-40 取30mm/r 工件运动速度取25m/s 切削深度：0.5mm 机床主轴转速=1000vc/d0=1345.6r/min 查 表 取n=1400r/min 实际切削速度 vc=d0n/1000=1560.58mm/min=26.1mm/s 工时定额的计算 由 文献（2）表 5-49查得 辅助时间0.61min第5章 工艺规程的编制 按照工序设计所得的计算结果填写机械加工工艺过程综合卡片，绘制工序简图。第6章 钻床夹具的设计钻床夹具的用途是来完成工序，通过一次装夹，完成钻孔的加工。由底面上边和两个侧面侧面三个定位销定位，使用螺旋压板的方式夹紧。夹具设计的主要目的是实现零件孔加工时的定位功能。采用可换钻套以提高效率。夹具应用在立式钻床Z3052上，与机床的连接部分按机床工作台的联系尺寸设计。夹具的具体结构见夹具工程图。第7章 参考资料类型文献类型 参 考 文 献1书刊 序号 作者 书名 出版社 出版年1 秦宝荣， 机械制造工艺学与机床夹具设计，中国建材工业出版社，19982 邹青, 机械制造工艺学课程设计指导书, 机械工业出版社， 19942技术标准手册 序号 作者 书名 出版社 出版年 版次 3 陈宏钧， 实用机械加工工艺手册，机械工业出版社, 2003, 第2版 4 马贤智， 实用机械加工手册， 辽宁科学技术出版社, 2002, 第1版 5 孟少农， 机械加工工艺手册， 机械工业出版社 ，1991， 第1版20