推动架”零件的机械加工工艺规程及工艺装备论文

机械制造工艺学课程设计实例 机 械 制 造 工 艺 学 课程设计说明书 设计题目 设计“推动架”零件的机械加工工艺规程及工艺装备。生产纲领为中小批量生产。 机械制造工艺学课程设计任务书 题目 ： 设计“推动架”零件的机械加工工艺规程及工艺装备。生产纲领为中小批量生产。 内容 ： 1. 零件图 1 张 2. 毛坯 图 1 张 3. 机械加工工艺过程综合卡 片 1 套 4. 工艺装备（夹具）主要零件图及画总装图 1 套 5. 课程设计说明书 1 份 目 录 序言 4 一 零件的分析 1 零件的作用 4 2 零件的工艺分析 4 二毛 坯制造 1 确定毛坯的制造形式 5 二 工艺规程设计 1 基面的选择 5 2制定机械加工工艺路线 5 四机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 有面） 7 7 五确定切削用量及基本工时 1 工序切削用量及基本时间的确定 9 2工序切削用量及基本时间的确定 10 3工序切削用量及基本时间的确定 11 4 工序切削用量及基本时间的确定 12 5切削用量及基本时间的确定 13 6. 工序的切削用量及基本时间的确定 14 7工序的切削用量及基本时间的确定 15 8 切削用量及基本时间的确定 16 9. 工序的切削用量及基本时间的确定 16 六夹具的选择与设计 16 17 2夹具的设计 17 七 选择加工设备 1选择机床，根据不同的工序选择机床 . 18 八选择刀具 1. 选择刀具，根据不同的工序选择刀具 18 九 选择量具 1选择加工面的量具 19 2选择加工孔量具 19 3选择加工槽所用量具 19 参考文献 19 序言 机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越 来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。 一、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给定的 零件是 头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件， 32近 32棘轮上方即 16装一棘爪， 16从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕 32时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给 。 （二） 零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 由零件图可知， 32、 16 的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组： 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 32两个端面及孔和倒角， 16 两个端面及孔和倒角。 16为加工表面 这一组加工表面包括， 16端面和倒角及内孔 10内螺纹， 6孔及 120倒角 2沟槽。 这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是： （ 1） 32内与 16心线垂直度公差为 （ 2） 32端面与 16心线的距离为 12 由以 上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组，然后借助与专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。 二、 毛坯的制造 1 形式 根据零件材料 定 毛坯为灰铸铁， 生产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于 32还需要安放型心。此外，为消除残余应力， 铸造后应安排人工时效进行处理。 三、工艺规程设计 （ 一 ） 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 （ 1）粗基面的选择 对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选 择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知， 床推动架以外圆作为粗基准。 （ 2） 精基面的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一， 先选择 3 2 的孔和 16 的孔作为精基准。 （ 二 ）制定机 械加工工艺路线 (1)工艺路线方案一 工序 I 铣 32的端面 工序 铣 16的端面 工序 铣 32和 16在同一基准的两个端面 工序 铣深 6槽 工序 V 车 10和 16基准面 工序 钻 10 钻、半精铰、精铰 16，倒角 45。用 工序 钻、扩、铰 32角 45。选用 式钻床加工 工序 钻半 、 精铰 、 精铰 16角 45。选用 式钻床 工序 钻螺纹孔 6孔，攻丝 用 式钻床加工 工序 钻 6孔，锪 120的倒角。选用 式钻床加工 工序 拉沟槽 2)工艺路线方案二 工序 I 铣 32的端面 工序 铣 16的端面 工序 铣 32和 16在同一基准的两个端面 工序 铣深 6槽 工序 V 车 10和 16基准面 工序 钻、扩、铰 32角 45。选用 式钻床加工 工序 钻 10精铰、精铰 16角 45。用 工序 钻半 、 精铰 、 精铰 16角 45。选用 式钻床 工序 钻螺纹孔 6孔，攻丝 用 式钻床加工 工序 钻 6孔，锪 120的倒角。选用 式钻床加工 工序 拉沟槽 3） 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一是先加 工钻 10钻、半精铰、精铰 16孔，然后以孔的中心线为基准距离 12工钻、扩、铰 32角 45，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰 32角 45，然后以孔的中心线为基准距离 1216时的垂直度容易保证，并且定位和装夹都很方便，并且方案二加工孔是在同一钻床上加工的 择方案二是比较合理的。 （ 4） 确定工艺过程方案 表 拟定工艺过程 工序号 工序内容 简要说明 010 一箱多件沙型铸造 020 进行人工时效处理 消除内应力 030 涂漆 防 止生锈 040 铣 32的端面 先加工面 050 铣 16的端面 060 铣 32和 16在同一基准的两个端面 070 铣深 6槽 080 车 10和 16基准面 090 钻、扩、铰 32角 45 0100 钻 10精铰、精铰 16角 45 0110 钻半 、 精铰 、 精铰 16角 45 0120 钻螺纹孔 6孔，攻丝 0130 钻 6孔，锪 120的倒角 后加工孔 0140 拉沟槽 0150 检验 0180 入库 四 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “推动架”零件材料为灰铸铁 坯重量约为 产类型为中小批量，可 用 采一箱多件砂型 铸造毛坯 。 根据上述原始材料及加工工艺，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： 有面） 根据加工长度的为 50坯的余量为 4加工的量为 2据机械 加工 工艺手册表 工的长度的为 50工的宽度为 50粗加工后的加工余量为 精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 （ 1） 32毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于 间。查机械 加工 工艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 31 2z=孔： 2z=铰： 2z=铰： 32 2） 16毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于 间。查机械 加工 工艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 15 2z=孔： 2z=铰： 2z=铰： 16 3） 16孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械 加工工艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 15 2z=铰： 2z=铰： 16 4） 钻螺纹孔 8坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械 加工工艺手册 表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 2z=铰： 8 5） 钻 6 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械 加 工工 艺手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 2z=铰： 6参考文献可知，差得该铸件的尺寸公差等级 8 10 级，加工余量等级 G 级，故 0 级， G 级。 表 4 1 用查表法确定各加工表面的总余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 27的端面 92 H 面降一级，单侧加工 16的孔 16 H 面，孔降一级，双侧加工 50的外圆端面 45 G 侧加工（取下行值） 32的孔 32 H 降一级，双侧加工 35的两端面 20 G 侧加工（取下行值） 16的孔 16 H 降一级，双侧加工 表 参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表： 主要加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 27的端面 92 6 16的孔 16 6 10 50的外圆端面 45 5 50 32的孔 32 26 35的两端面 20 5 25 16的孔 16 6 10 图 示为本零件的毛坯图 263 2 5 2 . 55 0 2 . 543+0?35 零件毛坯图 五 确定切削用量及基本工时 1 工序切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量 本工序为铣 32的端面。已知工件材料为 择高速钢圆柱铣刀直径 d=60数 z=10。根 据资料选择铣刀的基本形状 ,0， 2， =45已知铣削宽度 削深度 50机床选用 式铣床。 1） 确定每齿进给量 根据资料所知， 卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等。查得每齿进给量 z、现取 z。 2） 选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 铣刀直径d=60耐用度 T=180 3） 确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径 d=60齿数 z=10，铣削宽度 削深度 a P =50耐用度 T=180查取 98mm/s ，n=439r/f=490mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0300475=z 4） 校验机床功率 根据 资料所知 ，铣削时的功率（单位 :当 z, 5090mm/削功率的修正系数 ，则 .8 根据 立式铣床 说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率 此机床功率能满足要求 。 （ 2） 基本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 6050(2 = 工序切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量 本工序为铣 16的端面。选择高速钢圆柱铣刀直径 d=50数z=8。已知铣削宽度 削深度 35机床选用 1） 确定每齿进给量 根据资料所知，查得每齿进给量 z、现取 z。 2） 选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 耐用度T=180 3） 确定切削速度和每齿 进给量 据上述参数，查取 73mm/s， n=350r/f=390mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 50r/50mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0150350=z 4） 校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据 资料所知 ， 切削功率的修正系数 ，则 .8 知 机床功率能够满足要求。 （ 2） 基本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 203015(2 =4.3 工序切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量 本工序为铣 32和 16在同一基准上的两个端面，所选刀具为高速钢圆柱 铣刀其直径为 d=60数 z=8。其他与上道工序类似。 1） 确定每次进给量 根据资料 ， 查得每齿进给量 z，现取 z。 2） 选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 用度 T=180 3） 确定切削速度和 每齿 进给量 据上述参数 ， 查取 85mm/s ，n=425r/f=438mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 50r/00mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 250400=z 4） 校验机床功率 根据 资料所知 ，根据以上参数可知， 切削功率的修正系数 ，则 .8 据上述校验方法可知机床功率能满足要求。 （ 2） 基本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 605035(2 =5.8 工序切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量的确定 本工序为铣深 6槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径 d=6据资料选择铣刀的基本形状 0， 0，已知铣削宽度 削深度 9机床选用 式铣床。 1） 确定每齿进给量 根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量 f Z =z、现取 z。 2） 选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，耐用度 T=60 3） 确定切削速度和每齿 进给量 据铣刀直径 d=6铣削宽度 削深度 =9用度 T=60查取 98mm/s， n=439r/f=490mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0300475=z 4)机床功率 据资料可知， 切削功率的修正系数 ，则 .8 知机床功率能满足要求。 (2)时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 627(4 = 切削用量及基本时间的确定 （ 1）切 削用量 本工序为车端面、钻孔 10、车孔 16、孔口倒角，加工条件为：工件材料为 用 床。刀具选择：选择高速钢麻花钻， 10头采用双头刃磨法，后角 o 120， 45 度车刀。 1） 钻孔切削用量 查切削 用量 手册 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择， 最终决定选择机床已有的进给量 经校验m a F f 校验成功。 2） 钻头磨钝标准及寿命： 后刀面最大磨损限度（查切削 用量 手册）为 命 。 切削速度，查切削 用量 手册： c /10 修正系数 0.1 10 故 15 m 51 0 0 01 0 0 00vn s 查切削 用量 手册机床实际转速为 52 故实际的切削速度 0 00 3） 校验扭矩功率 c 73 m 所以 M 验成立。 （ 2） 计算工时： m 2 1026 nf m 6. 工序的切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量 本工序为钻 32，刀具选用高速钢复合钻头，直径 d=32用切削液 1） 确定进给量 f 由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给， r。 2） 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表 5头后刀面最大磨损量 为 用度 T=50 3） 确定切削速度 V 由表 5=670 加工性为 5 类，根据表 5给量 f=r，由表 5可 查得 V=17m/n=1082r/据式钻床说明书选择主轴实际转速 . （ 2） 基本时间 钻 32 45通孔，基本时间为 25s 7 工序的切削用量及基本时间的确定 （ 1） 切削用量 本工序为钻、半精铰，精铰 16孔。铰刀选用 , ,铰孔扩削用量： 1） 确定进给量 f 根据参考文献三表 f 表 = f= 2） 确定切削速度 n 根据表 表 =削速度的修正系数可按表 。 1 5 . 8 1 1 5 3 . 8 92 0 0 . 1 0 4 故 =1= =01 0 0 0 1 0 0 0 1 2 . 3 5 2 4 8 . 6 / m i . 8 1v 表 根据 床说明书选择 n=275r/为： V= 0 1 5 . 8 1 2 7 5 1 3 . 6 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔： 5f=r, n=400r/v=18m/精铰： f=r, n=574r/v=铰： f=r,n=275r/v=2)时间计算： 1)钻孔基本工时： 12l l l 式中， n=400,f=0.3,l=l1=m= 2 7 . 5 5 5 0 . 3 1 m i 0 0 . 3 2)半精铰基本工时： 1(452 1(2 1 c t gc t g k n=530r/f= 2 7 . 5 3 4 0 . 1 2 6 m i 0 0 . 5 3)精铰基本工时： 1(452 1(2 1 c t gc t g k m= 2 7 . 5 4 2 0 . 1 8 5 m i 5 0 . 7 8 切削用量及基本时间的确定 (1)切削用量 本工序为钻螺纹孔 6丝 具选用锥柄阶梯麻花钻，直径 d=6及机用丝锥。钻床选用 用切削液。 1)确定进给量 f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 2)选择钻头磨钝标准及耐用度 查表得 ，钻头后到面最大磨损量为 用度 T=20 3)确定切削速度 V 查表得 ， b =670类，进给量可取 f=r；查 V=13m/n=1063r/据 式钻床说明书选择主轴实际转速。 (2)基本时间 钻 6纹孔，攻丝，基本时间为 45s. 9. 工序的切削用量及基本时间的确定 本工序为钻 6孔， 锪 120倒角，选用 (1)切削用量 刀具采用高速钢复合钻头，直径 d=6用切削液。 1)确定进给量 f 由 于孔径和深度均很小，宜采用手动进给 2)选用钻头磨钝标准及耐用度 查表得 ，钻头后刀面最大磨损量为 用度为 15 3)确定切削速度 V 查表得 ， b =670类，暂定进给量 f=r。查 得 v=16m/据 式钻床说明书选择主轴实际转速n=1041r/ (2)基本时间 钻一个 6 8本时间约为 6s. 最后，将以上各工序切削用量 、工时定额的计算结果，连同其他加工 数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见附表 六 夹具的选择与设计 本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。 2 夹具的设计 （ 1） 定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，选择孔 32端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 （ 2） 切削力和卡紧力计算 本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。 钻削轴向力 ： 扭矩 紧力为 f 取系数 2=4=实际卡紧力为 F=F=用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。 （ 3） 定位误差分析 本工序采用孔 32和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。 （） 夹具设计及操作的简要说明 夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构 本次设计中还按老师的要求画出 了夹具体的零件图，具体结构可参见附图。 七 选择加 工设备 由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成 . 1 选择 机床，根据不同的工序选择机床 工序 040、 050 铣 32的端面和铣 16的端面，因定为基准相同。工序的工步数不多，成批生产要求不高的