〔大学论文〕盖板的加工工艺及夹具设计（含word文档） .pdf

武汉理工学院毕业论文 第 1 页共 40 页 武汉理工学院毕业设计武汉理工学院毕业设计武汉理工学院毕业设计武汉理工学院毕业设计 课题名称 盖板的加工工艺及夹具设计 系别机 电 工 程 系 专业机 电 一 体 化 班级08 机 电 (2) 班 姓名 学号 指导教师 武汉理工学院毕业论文 第 2 页共 40 页 目目目目录录录录 摘要4 【摘要】.4 【关键词】.4 abstract4 【abstract】.4 【key words】.5 题目：盖板的加工工艺及夹具设计5 绪论6 第 1 章、盖板的加工工艺及夹具设计条件8 1.1 零件图8 1.2 设计的具体要求8 第 2 章、零件图的分析8 2.1 零件几何要素分析8 2.2 精度分析9 2.2.1 尺寸精度分析.9 2.2.2 表面粗糙度精度分析.9 2.2.3 尺寸公差等级精度分析.9 第 3 章、盖板的加工工艺分析9 3.1 盖板的加工内容.9 3.2 盖板的加工要求10 3.3 盖板各结构的加工方法10 第 4 章、设计加工工艺方案10 4.1 确定加工顺序10 4.2 确定工件的装夹方案11 4.3 制订加工工艺方案12 第 5 章、确定工序和走刀路线12 5.1 确定工序12 5.2 确定进给路线13 5.2.1 选择进给路线的依据.13 5.2.2 铣削 a 面的进给路线.14 5.2.3 铣削 b 面的进给路线.14 5.2.4 镗60h7 通孔的进给路线14 5.2.5 钻中心孔的进给路线.15 5.2.6 钻、扩、铰12h8 孔的进给路线15 5.2.7 锪16 的阶梯孔的进给路线15 5.2.8 钻螺纹底孔、攻 m16h8 螺纹孔的进给路线.16 第 6 章、选择机床、工艺装备16 6.1 毛坯的选择16 6.2 机床的选择16 6.3 刀具的选用17 武汉理工学院毕业论文 第 3 页共 40 页 6.4 量具的选择20 第 7 章、孔加工夹具设计20 7.1 明确设计任务20 7.2 设计孔加工的夹具21 第 8 章、确定切削用量22 8.1 切削用量的选择依据22 8.2 主轴转速23 8.3 进给速度23 8.4 背吃刀量24 第 9 章、拟定盖板零件加工工艺文件25 9.1 盖板零件加工工艺过程卡25 9.2 盖板零件加工工艺工序卡一26 9.3 盖板零件加工工艺工序卡二27 9.4 盖板零件加工工艺工序卡三28 9.5 盖板零件加工工艺刀具卡29 第 10 章、编写数控加工工艺程序30 10.1 加工 a 面的程序（工序二）30 10.2 加工 b 面及16、12h8、60h7 的孔的程序（工序三）.30 10.3 加工 m16-h7 mm 内螺纹孔及零件四个侧面的程序（工序四）32 总结35 致谢36 参考文献37 武汉理工学院毕业论文 第 4 页共 40 页 盖板的加工工艺及夹具设计盖板的加工工艺及夹具设计盖板的加工工艺及夹具设计盖板的加工工艺及夹具设计 【摘要【摘要【摘要【摘要】本设计说明书主要介绍了机械产品的加工工艺设计，其中包括： 零件图的分析、 零件的工艺分析、 设计加工工艺方案、 确定加工工序和走刀路线、 选择机床和加工工艺设备、设计加工工艺夹具、确定切削用量、加工工艺过程设 计、编写加工工艺文件、以及编写加工程序等。介绍了平面类零件的加工工艺设 计，孔的加工工艺方案的设计等。还介绍了机械制造加工工艺与夹具设计在机械 制造工业中的作用、机械制造加工工艺技术的现状和发展。在本毕业设计中研究 了定位基准的选择、工件的定位方法、箱体零件的结构工艺性等。机械制造加工 工艺是机械制造业的基础，是生产高科技产品的保障。离开了它就不能开发出先 进的产品和保证产品质量，提高生产率，降低成本和缩短生产周期。机械制造工 艺技术是在人类生产实际中产生并不断发展的， 目前机械制造工艺技术向着高精 度、高效率、高自动化发展。精密加工精度已经达到亚微米级，而超精密加工以 及进入 0.01 微米级。现代机械产品的特点是多种多样批量小、更新快、生产周 期短。本毕业设计说明书反映了机械制造加工工艺与夹具设计的宗旨是：保证和 提高产品质量；提高劳动生产率；提高经济效益。 【关键词【关键词【关键词【关键词】加工中心数控技术机械制造加工工艺工艺分析 机 械制造夹具设计设计加工工艺方案 武汉理工学院毕业论文 第 5 页共 40 页 abstractabstractabstractabstract 【abstractabstractabstractabstract】the design manual focuses on the mechanical design of products, processing technology, including: the analysis of part drawing, part of the process analysis, design and processing technology program to determine the machining processes, and take the knife line, select the machine tool and processing equipment, design process fixture to determine the cutting parameters, processing, process design and processing technology to prepare documents, and the preparation of processing procedures. parts of the plane describes the processing process design, hole processing technology program design. alsointroducedthemechanicalmanufacturingandprocessing technology and fixture design in the machinery manufacturing industry, role, mechanical manufacturing and processing technology of the status quo and development. graduate study in the design of the choice of positioning the base, workpiece positioning method, the structure of craft box parts and so on. mechanical manufacturing and processing machinery manufacturing process is the basis for the production of high-tech products protection. it can not be left to develop advanced products and ensure product quality, increase productivity, reduce costs and shorten production cycle. machinery manufacturing process technology is generated in the human actual production and continuous development, the current machine technology toward high-precision degrees, high efficiency, high automation. precision machining precision has been achieved sub-micron level, while the ultra-precision machining, as well as access to 0.01 micron. modern mechanical products is characterized by a wide variety of small batch, update quickly, short production cycle. the graduation project manual to reflect the mechanical manufacturing and processing technology and fixture design aims: to ensure and improve product quality; to improve labor productivity; increase economic efficiency. 【 keykeykeykey wordswordswordswords 】machiningcentercnctechnologymachinery manufacturing machinery manufacturing process analysis process design process fixture design program 武汉理工学院毕业论文 第 6 页共 40 页 绪论绪论绪论绪论 机械制造加工工业是国民经济中极其重要的基础产业， 它为各行各业提供各 种设备，各行各业的技术改造都离不开设备更新，因此机械工业的发达程度是表 征一个国家综合国力强弱的一个重要标志， 而机械制造加工工业的发展和进步在 很大程度上有取决于机械制造加工技术中数控技术的发展与进步。 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。 这个基础是否牢固直接 影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位，因此世界 各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术与产业， 而我这次加工工 艺设计则是要对给出的零件设计出最好的加工方案，所以首先要完成零件节点、 基点计算，设定工件坐标系，制定正确的工艺方案（包括定位、夹紧方案和工艺 路线） ，选择合理的刀具和切削工艺参数，编写数控加工程序，按尺寸精度和表 面粗糙度值要求加工出合格的零件。 机械制造工艺是各种机械制造方法和过程的共和。在生产过程中的任何工 序，用来迅速、方便、安全的安装工件的装置，称为夹具。 将机械设计图纸转 化成产品，离不开机械制造工艺与夹具。它是机械制造业的基础，是生产高科技 产品的保障。 离开了机械制造工艺与夹具就不能开发出先进的产品和保证产品质 量，提高生产率，降低成本和缩短生产周期。 机械制造工艺技术是在人类生产实际中产生并不断发展的， 目前机械制造工 艺技术向着高精度、高效率、高自动化发展。精密加工精度已经达到亚微米级， 而超精密加工以及进入 0.01 微米级。现代机械产品的特点是多种多样批量小、 更新快、生产周期短。这就要求整个加工系统及机械制造工艺技术向着柔性、 高 效自动化方向发展，由于成组技术理论的 出现和计算机技术的发展，使计算机 辅助设计（cad）,计算机辅助工艺设计（capp） 、计算机辅助制造（cam） 、数控 机床等在机械制造业中广泛应用，大大缩短了机电产品的生产周期，提高效率， 保证了产品的高精度、高质量。机械制造工艺与夹具设计是以机械制造中的加工 问题为对象的一门技术科学。它包含的内容主要有热加工问题和冷加工问题。 机 械加工工艺与夹具一般以冷加工和装配两方面为主。 机械制造工艺与夹具研究的 宗旨是：保证和提高产品质量；提高劳动生产率；提高经济效益。 机械制造加工工艺与夹具设计是以机械制造加工问题为研究对象的一门技 术科学。它包含的内容主要有热加工问题和冷加工问题，机械制造加工工艺与夹 具设计研究的宗旨是： 保证和提高产品的质量； 提高劳动生产率； 提高经济效益。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的 进步，特别是在通用微机数控领域，以 pc 平台为基础的国产数控系统，已经走 在了世界前列。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制 模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统 实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、数控控制、 神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可 以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络 化基础上，cad/cam 与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的 数控加工。 随着制造业的发展，中小批量生产的趋势日益增强，对数控机床的柔性和通 用性提出了更高的要求，希望市场能提供不同加工需求、迅速高效、低成本地构 武汉理工学院毕业论文 第 7 页共 40 页 筑面向用户的控制系统，并大幅度地降低维护和培训的成本，同时还要求新一代 数控系统具有方便的网络功能， 以适应未来车间面向任务和定单的生产组织和管 理模式。 随着计算机技术的高速发展，传统制造业发生了根本性的变革，各工业发达 国家在投入巨资对现代技术进行系统研究和开发的基础上， 提出并发展了一些全 新的制造模式。 在现代制造技术体系中， 数控技术占据了重要地位， 它集微电子、 计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，对制造业实现柔性 自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。制造业是所有与制造有关的企业 机构的总体，是一个国家国民经济的支柱产业。它一方面创造价值，生产物质财 富，另一方面为国民经济各个部门提供装备。在工业国家，约有 1/4 的人口从事 各种形式的制造活动，在非制造业部门，约有半数人的工作性质与制造业密切相 关。 正是数控技术应用专业领域技能型人才紧缺， 学院通过以盖板零件的加工工 艺与夹具设计课题为主要内容， 让学生掌握各种零件结构数控加工编程的格式内 容，提高学生对所学知识的综合理解与实际掌握应用，让我们对所学理论知识吸 收消化，发挥学习者的潜能，达到融会贯通，形成数控加工技术的基本能力， 组 合演绎出千变万化的各种零件的加工。 武汉理工学院毕业论文 第 8 页共 40 页 第第第第 1 1 1 1 章、盖板的加工工艺及夹具设计条件章、盖板的加工工艺及夹具设计条件章、盖板的加工工艺及夹具设计条件章、盖板的加工工艺及夹具设计条件 1 1 1 1.1.1.1.1 零件图零件图零件图零件图 1.21.21.21.2 设计的具体要求设计的具体要求设计的具体要求设计的具体要求 (1)设计加工工艺方案，说明书不少于 10000 字； (2)填写工艺文件； (3)设计孔加工的夹具一副； 武汉理工学院毕业论文 第 9 页共 40 页 第第第第 2 2 2 2 章、零件图的分析章、零件图的分析章、零件图的分析章、零件图的分析 2.12.12.12.1 零件几何要素分析零件几何要素分析零件几何要素分析零件几何要素分析 从零件的结构上看该零件包括： 160mmx160mm 的方形平面、 60h7mm 的通孔、 4x16mm 的阶梯孔、 4x12h8mm 的阶梯孔、 4xm16-h7mm 的内孔螺纹,其结构 形状简单,为箱体类零件。 2.22.22.22.2 精度分析精度分析精度分析精度分析 2.2.12.2.12.2.12.2.1 尺寸精度分析尺寸精度分析尺寸精度分析尺寸精度分析 本零件中主要的尺寸精度要求有：4 个 m16-h7mm 的内螺纹孔的中心定位位 置100 + -0.02。 2.2.22.2.22.2.22.2.2 表面粗糙度精度分析表面粗糙度精度分析表面粗糙度精度分析表面粗糙度精度分析 本零件中的表面粗糙度精度要求有：60h7mm 的通孔和 4 个12h8mm 的阶 梯孔表面粗糙度均为ra0.8um，4 个16mm 的阶梯孔的表面粗糙度为ra12.5um， a 平面和 b 平面的表面粗糙度均为ra6.3um。 2.2.32.2.32.2.32.2.3 尺寸公差等级精度分析尺寸公差等级精度分析尺寸公差等级精度分析尺寸公差等级精度分析 本零件中的尺寸公差等级精度要求有：60h7mm 的通孔的尺寸公差等级要 求为 h7；4 个12h8mm 的阶梯孔的尺寸公差等级要求为 h8；4 个 m16-h7mm 的内 孔螺纹的尺寸公差等级要求为 h7。 武汉理工学院毕业论文 第 10 页共 40 页 第第第第 3 3 3 3 章、盖板的加工工艺分析章、盖板的加工工艺分析章、盖板的加工工艺分析章、盖板的加工工艺分析 3.13.13.13.1 盖板的加工内容盖板的加工内容盖板的加工内容盖板的加工内容 从零件的结构上分析该零件主要由平面、 孔系组成， 加工内容包括： 铣削 a、 b 两个平面、加工一个60h7mm 的通孔、加工 4 个16mm 的阶梯孔、加工 4 个 12h8mm 的阶梯孔以及加工 4 个 m16-h7mm 的内孔螺纹。且加工内容集中在 a、 b 两个平面上。孔的最高精度为 it7 级，最高的表面粗糙度值为ra0.8um。从定 位和加工两个方面综合考虑，以 a 面为主要定位基准，为箱体类零件的加工， 适 合用加工中心加工完成。根据零件图分析以及加工要求可选材料为铸铁。 3.23.23.23.2 盖板的加工要求盖板的加工要求盖板的加工要求盖板的加工要求 盖板的主要加工要求为：60h7mm 的通孔的尺寸公差为 h7，表面粗糙度要 求较高，为ra0.8um。4x16mm 的阶梯孔只标注了基本尺寸，并未标注尺寸公差 等级，可按自由尺寸公差等级 it11it12 处理，表面粗糙度要求不高，为 ra12.5um。4x12h8mm 的阶梯孔的尺寸公差为 h8, 表面粗糙度要求较高，为 ra0.8um。4xm16-h7mm 的内孔螺纹的尺寸公差为 h7。平面的表面粗糙度要求为 ra6.3um。 3.33.33.33.3 盖板各结构的加工方法盖板各结构的加工方法盖板各结构的加工方法盖板各结构的加工方法 （1）由于 a、b 两个平面的表面粗糙度为ra6.3um，故拟选择的加工工艺方 案为：先用面铣刀粗铣，然后精铣。 （2） 4x12h8mm 的阶梯孔的表面粗糙度为ra0.8um， 为防止钻偏和满足 it8 级公差精度，故拟选择的加工工艺方案为：先用中心钻钻中心孔，然后用麻花钻 钻孔，再用扩孔钻扩孔，最后用铰刀铰孔。 （3）4x16mm 的阶梯孔可在已加工 4x12h8mm 的阶梯孔的基础上锪至所 需尺寸即可。 （4）由于60h7mm 的通孔的表面粗糙度为ra0.8um；加工要求较高，故拟 选择的加工工艺方案为：先用中心钻钻中心孔，然后用扩孔钻扩孔，再用镗刀粗 镗孔，再用镗刀半精镗孔，最后用镗刀精镗孔。 （5） 4xm16-h7mm 的内螺纹孔选择的加工工艺方案为： 先用中心钻钻中心孔， 然后用麻花钻钻底孔，再用用麻花钻倒底孔倒角，最后用丝锥攻内孔螺纹。 武汉理工学院毕业论文 第 11 页共 40 页 第第第第 4 4 4 4 章、设计加工工艺方案章、设计加工工艺方案章、设计加工工艺方案章、设计加工工艺方案 4.14.14.14.1 确定加工顺序确定加工顺序确定加工顺序确定加工顺序 按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序。由零 件图可知，零件的高度 z 向基准是 a 面，长、宽方向的基准是60h7 mm 通孔的 中心轴线。从工艺的角度看，a 面也是加工零件各结构的基准定位面，因此，在 对各个加工内容加工的先后顺序的排列中，第一个要加工的面是 a 面，且 a 面的 加工与其它结构的加工不可以放在同一个工序。 按数控加工应尽量集中工序加工以及夹具设计的原则，可把60h7 mm 的通 孔、4 个12h8mm 的阶梯孔、4 个16 mm 的阶梯孔、以及 b 面在一次装夹中加 工出来。这样按装夹次数为划分工序的依据，则该零件的加工主要划分为三个工 序，并且次序是： （1）先用平面铣刀粗铣 a 面，然后精铣 a 面。 （2）先用平面铣刀粗铣 b 面，然后精铣 b 面，然后用中心钻钻各孔系的中 心孔，然后用扩孔钻扩60h7 mm 孔，再用镗刀粗镗、半精镗、精镗60h7 mm 孔，最后钻、扩、锪、铰钻 4 个12h8 mm 以及 4 个16 mm 的孔。 （3）先用麻花钻钻 4 个 m16-h7 mm 的内螺纹孔的底孔，再用麻花钻倒 4 个 m16-h7 mm 内螺纹孔的底孔端角、然后用丝锥攻 4 个 m16-h7 mm 内孔螺纹，最后 用立铣刀铣削四个侧面至所需尺寸。 具体加工过程见盖板零件的机械加工工艺过程卡和盖板零件的数控加工工 序卡。至此盖板零件的加工顺序基本确定，总结如下： (1)第一次装夹：用平面铣刀粗铣 a 面-精铣 a 面 (2) 第二次装夹：用平面铣刀粗铣 b 面-精铣 b-钻各孔系的中心 孔-扩60h7 mm 孔-粗、半精、精镗60h7 mm 孔-钻、扩、锪、 铰 4 个12h8 mm 以及 4 个16 mm 的孔 （3） 第三次装夹： 钻 4 个 m16-h7 mm 的内孔螺纹钻底孔-倒 4 个 m16-h7 mm 内螺纹孔的底孔端角-攻 4 个 m16-h7 mm 内孔螺纹-铣削四个侧面 4.24.24.24.2 确定工件的装夹方案确定工件的装夹方案确定工件的装夹方案确定工件的装夹方案 该盖板零件形状简单，加工面与不加工面之间的位置精度要求不高，根据课 题设计要求孔加工夹具设计， 故可先用通用夹具平口虎钳直接装夹加工面及一部 分孔，再用设计的孔加工夹具装夹加工。 根据零件的结构特点，加工该零件可分三次装夹。 第一次装夹：以盖板毛坯一底面和相邻的两个侧面定位，用平口虎钳从侧面 进行夹紧，加工 a 面。 第二次装夹：以已加工的 a 面和相邻的两个侧面定位，用平口虎钳从侧面进 行夹紧，加工 b 面、4 个16mm 的阶梯孔。一个60h7mm 的通孔、4 个12h8mm 武汉理工学院毕业论文 第 12 页共 40 页 的通孔。其装夹方式如图 4-1 所示。 图 4-1 平口钳装夹 第三次装夹：用设计的孔加工夹具夹紧工件，加工 4 个 m16-h7mm 的内螺纹 孔以及盖板的四个侧面。 4.34.34.34.3 制订加工工艺方案制订加工工艺方案制订加工工艺方案制订加工工艺方案 （1）a、b 两个平面的表面粗糙度为ra6.3um，可用面铣刀粗铣-精铣 的方法加工。 （2）由于60h7mm 的通孔的表面粗糙度为ra0.8um；加工要求较高，拟选 择的加工工艺方案可为：用3 mm 的中心钻钻一个中心孔-用30 mm 的扩 孔钻扩孔-用58 mm 的镗刀粗镗孔-用59.95 mm 的镗刀半精镗孔 -用60 mm 的镗刀精镗孔 （3） 4x12h8mm 的阶梯孔的表面粗糙度为ra0.8um， 为防止钻偏和满足 it8 级公差精度，拟选择的加工工艺方案为：用3 mm 的中心钻钻四个中心孔- 用10 mm 的麻花钻钻孔-用11.85 mm 的扩孔钻扩孔-用12 mm 的 铰刀铰孔。 （4）4x16mm 的阶梯孔可在已加工 4x12h8mm 的阶梯孔的基础上用16 mm 的阶梯铣刀锪至所需尺寸即可。 （5）4xm16-h7mm 的内螺纹孔选择的加工工艺方案为：用3 mm 的中心钻钻 四个中心孔-用14 mm 的麻花钻钻底孔-用18 mm 的麻花钻倒底孔 端角-用 m16 mm 的机用丝锥攻内螺纹孔。 并且盖板零件各结构的加工顺序为： （1）用平面铣刀粗铣 a 面-精铣 a 面 （2）粗铣 b 面-精铣 b 面-钻各孔系的中心孔-扩60h7 mm 孔-粗、半精、精镗60h7 mm 孔-钻、扩、锪、铰 4 个12h8 mm 以 及 4 个16 mm 的孔 （3）钻 4 个 m16-h7 mm 的内孔螺纹钻底孔-倒 4 个 m16-h7 mm 内螺纹 孔的底孔端角-攻 4 个 m16-h7 mm 内孔螺纹-铣削盖板的四个侧面 武汉理工学院毕业论文 第 13 页共 40 页 第第第第 5 5 5 5 章、确定工序和走刀路线章、确定工序和走刀路线章、确定工序和走刀路线章、确定工序和走刀路线 5.15.15.15.1 确定工序确定工序确定工序确定工序 （1）工序一 制造毛坯，根据盖板的加工特点，可选用铸造的方法铸造毛坯，各部留单边 余量 23 mm。 （2）工序二 以盖板毛坯一底面和相邻的两个侧面定位，用平口虎钳从侧面进行夹紧， 加 工 a 面。 （3）工序三 以已加工的 a 面和相邻的两个侧面定位，用平口虎钳从侧面进行夹紧，加工 b 面、4 个16mm 的阶梯孔。4 个12h8mm 的通孔、一个60h7mm 的通孔。 （4）工序四 用设计的孔加工夹具夹住工件，加工 4 个 m16-h7 mm 内螺纹孔以及盖板的四 个侧面。 （5）工序五 去毛刺 （6）工序六 检验已加工成品盖板的质量 5.25.25.25.2 确定进给路线确定进给路线确定进给路线确定进给路线 武汉理工学院毕业论文 第 14 页共 40 页 5.2.15.2.15.2.15.2.1 选择进给路线的依据选择进给路线的依据选择进给路线的依据选择进给路线的依据 b 面的粗、精铣削加工进给路线根据铣刀直径确定，因所选铣刀直径为 100mm，故安排沿 z 方向两次进给。所有孔加工进给路线均按最短路线确定，因 为孔的位置精度要求不高，机床的定位精度完全能保证，后面所示各图即为各孔 加工工步的进给路线。 5.2.25.2.25.2.25.2.2 铣削铣削铣削铣削 a a a a 面的面的面的面的进给进给进给进给路线路线路线路线 5.2.35.2.35.2.35.2.3 铣削铣削铣削铣削 b b b b 面的面的面的面的进给进给进给进给路线路线路线路线 5.2.45.2.45.2.45.2.4 镗镗镗镗60h760h760h760h7 通孔的进给路线通孔的进给路线通孔的进给路线通孔的进给路线 武汉理工学院毕业论文 第 15 页共 40 页 5.2.55.2.55.2.55.2.5 钻中心孔钻中心孔钻中心孔钻中心孔的进给路线的进给路线的进给路线的进给路线 5.2.65.2.65.2.65.2.6 钻、钻、钻、钻、扩、铰扩、铰扩、铰扩、铰12h812h812h812h8 孔的进给路线孔的进给路线孔的进给路线孔的进给路线 5.2.75.2.75.2.75.2.7 锪锪锪锪16161616 的阶梯孔的进给的阶梯孔的进给的阶梯孔的进给的阶梯孔的进给路线路线路线路线 武汉理工学院毕业论文 第 16 页共 40 页 5.2.85.2.85.2.85.2.8 钻螺纹底孔、攻钻螺纹底孔、攻钻螺纹底孔、攻钻螺纹底孔、攻 m16h8m16h8m16h8m16h8 螺纹孔的螺纹孔的螺纹孔的螺纹孔的进给进给进给进给路线路线路线路线 武汉理工学院毕业论文 第 17 页共 40 页 第第第第 6 6 6 6 章、选择机床、工艺装备章、选择机床、工艺装备章、选择机床、工艺装备章、选择机床、工艺装备 6.16.16.16.1 毛坯的选择毛坯的选择毛坯的选择毛坯的选择 因为待加工的零件为箱体类零件，且为正方形快件，其长和宽都为 160 mm, 高为 15 mm,故可选毛坯为 165mmx165mmx18mm 的方形块状铸件，其材料为铸铁。 6.26.26.26.2 机床的选择机床的选择机床的选择机床的选择 由于 b 面以及 b 面上的全部孔只需单工位即可加工完成， 故选用立式加工中 心。该盖板零件的加工内容只有面和孔，根据其精度和表面粗糙度的要求，经粗 铣、精铣、粗镗、半精镗、精镗、钻、扩、锪、铰及攻螺纹即可达到全部要求， 所需刀具不超过 20 把。故选用国产 xh714 型立式加工中心。白机床工作台尺寸 为 400 mmx800 mm，x 轴行程为 600 mm，y 轴行程为 400 mm，z 轴行程为 400 mm， 主轴端面至工作台台面的距离为 125 mm-525 mm，定位精度和重复定位精度分 别为 0.02 mm 和 0.01 mm，刀库容量为 18 把，工件一次装夹后可自动完成粗铣、 精铣、粗镗、半精镗、精镗、钻、扩、锪、铰及攻螺纹等工步的加工。 加工中心如图 6-1 所示。 图 6-1 6.36.36.36.3 刀具的选用刀具的选用刀具的选用刀具的选用 根据零件的加工工艺要求； 平面铣削 a 面和 b 面时， 表面长和宽均为 165 mm， 拟选用面铣刀单次平面铣削，为使铣刀工作时有合理的切入切出角，面铣刀直径 尺寸的选择最理想的宽度应为材料宽度的 0.81.0 倍，因此可选用100 mm 的 硬质合金面铣刀，齿数为 12，先走刀完成粗铣，设定粗铣后留精加工余量为 0.5mm。完成粗铣之后进行精铣至所需尺寸。 武汉理工学院毕业论文 第 18 页共 40 页 根据孔加工刀具的选用原则：加工60h7 mm 的通孔时，可先选用3 mm 的中心钻钻中心孔，再选用30 mm 的扩孔钻扩孔，再选用58 mm 的镗刀粗镗 孔，再选用59.95 mm 的镗刀半精镗孔，最后选用60 mm 的镗刀精镗孔；加工 4x12h8mm 的阶梯孔时， 可先选用3 mm 的中心钻钻四个中心孔， 再选用10 mm 的麻花钻钻孔，再选用11.85 mm 的扩孔钻扩孔，最后选用12 mm 的铰刀铰孔； 加工 4xm16-h7mm 的内螺纹孔时，可先选用3 mm 的中心钻钻四个中心孔，再选 用14 mm 的麻花钻钻底孔，再选用18 mm 的麻花钻倒底孔端角，最后选用 m16 mm 的机用丝锥攻内螺纹孔；加工 4x16mm 的阶梯孔时，可在已加工 4x12h8mm 的阶梯孔的基础上选用16 mm 的阶梯铣刀锪至所需尺寸。 加工该盖板零件的各种刀具如图 6-2图 6-9 所示。 图 6-2 面铣刀 图 6-3 中心钻 图 6-4 麻花钻 武汉理工学院毕业论文 第 19 页共 40 页 图 6-5 扩孔钻 图 6-6 锪钻 图 6-7 铰刀 武汉理工学院毕业论文 第 20 页共 40 页 图 6-8 镗刀 图 6-9 丝锥 武汉理工学院毕业论文 第 21 页共 40 页 6.46.46.46.4 量具的选择量具的选择量具的选择量具的选择 根据零件的加工的尺寸要求，加工该零件选用千分尺、塞规、内螺纹规等对 该零件进行测量及校准即可。 武汉理工学院毕业论文 第 22 页共 40 页 第第第第 7 7 7 7 章、孔加工夹具设计章、孔加工夹具设计章、孔加工夹具设计章、孔加工夹具设计 7.17.17.17.1 明确设计任务明确设计任务明确设计任务明确设计任务 盖板零件的工艺过程中， 所要完成的设计任务时设计加工所有孔的孔系加工 夹具。所设计的夹具要保证加工孔的尺寸公差要求。 从盖板零件的工艺过程来看，盖板零件的加工有一定的位置精度要求，且属 于批量加工，故使用夹具加工是适当的，但考虑到生产批量不是很大，因而夹具 结构应尽可能简单，以减少夹具制造成本。 7.27.27.27.2 设计孔加工的夹具设计孔加工的夹具设计孔加工的夹具设计孔加工的夹具 根据盖板零件的加工工艺特点以及夹具定位方案、定位元件、刀具的引导装 置、夹紧装置、夹具体的设计选择原则综合考虑设计盖板零件的孔加工工艺夹具 如图 7-17-2 所示。 （1）加工16mm 的阶梯孔、12h8mm 的通孔、60h7mm 的通孔的夹具 图 7-1 平口钳 （2）加工 m16-h7 mm 内螺纹孔的夹具 图 7-2 孔加工夹具 武汉理工学院毕业论文 第 23 页共 40 页 武汉理工学院毕业论文 第 24 页共 40 页 第第第第 8 8 8 8 章、确定切削用量章、确定切削用量章、确定切削用量章、确定切削用量 8.18.18.18.1 切削用量的选择依据切削用量的选择依据切削用量的选择依据切削用量的选择依据 切削用量的选择应充分考虑零件的加工精度、 表面粗糙度， 以及刀具的强度、 刚度和加工效率等因素，可在机床说明书允许的范围之内，查阅手册并结合经验 确定。经参考表 8-18-3 并根据经验确定切削用量。 表 8-1 高速钢钻头加工铸铁的切削用量 160-200hbs200-300hbs300-400hbs vc (m/min) f (mm/r) vc (m/min) f (mm/r) vc (m/min) f (mm/r) 1-616-240.07-0 .12 10-180.05-0 .1 5-120.03-0 .08 6-1216-240.12-0 .2 10-180.1-0. 18 5-120.08-0 .15 12-2416-240.2-0. 4 10-180.18-0 .25 5-120.15-0 .2 22-5016-240.4-0. 8 10-180.25-0 .4 5-120.2-0. 3 表 8-2 高速钢铰刀铰孔的切削用量 铸铁钢及合金钢吕铜及其合金 vc (m/min) f (mm/r) vc (m/min) f (mm/r) vc (m/min) f (mm/r) 6-102-60.3-0. 5 1.2-50.3-0. 4 8-120.3-0. 5 10-152-60.5-11.2-50.4-0. 5 8-120.5-1 15-252-60.8-0. 15 1.2-50.5-0. 6 8-120.8-0. 15 25-402-60.4-0. 8 1.2-50.4-0. 6 8-120.8-0. 15 40-602-61.2-1. 8 1.2-50.5-0. 6 8-121.5-2 材 料 硬 度 切 削 用 量 钻 头 直 径 材 料 硬 度 切 削 用 量 钻 头 直 径 武汉理工学院毕业论文 第 25 页共 40 页 表 8-3 高速钢钻头加工钢件的切削用量 160-200hbs200-300hbs300-400hbs vc (m/min) f (mm/r) vc (m/min) f (mm/r) vc (m/min) f (mm/r) 1-68-250.05-0 .1 10-180.05-0 .1 8-150.03-0 .08 6-128-250.1-0. 2 10-180.1-0. 2 8-150.08-0 .15 12-248-250.2-0. 3 10-180.2-0. 3 8-150.15-0 .25 22-508-250.3-0. 45 12-300.3-0. 45 8-150.25-0 .35 8.28.28.28.2 主轴转速主轴转速主轴转速主轴转速 主轴转速 n(单位为 r/min)根据选定的切削速度 vc(单位为 m/min)和工件或 刀具的直径来计算：n= d vc 1000 式中 d 为工件的加工直径或刀具直径， 单位为 mm。根据切削表以及操作经验选择主轴转速如下：粗铣 a、b 面时，主轴 转速为 300r/min，精铣 a、b 面时，主轴转速为 350r/min，钻中心孔时，主轴转 速为 1000r/min，粗镗60h7 mm 的孔时，主轴转速为 400r/min，半精镗60h7 mm 的孔时， 主轴转速为 450r/min， 精镗60h7 mm 的孔时， 主轴转速为 500r/min， 钻12h8mm 的孔时，主轴转速为 300r/min，扩12h8mm 的孔时，主轴转速为 300r/min，铰12h8mm 的孔时，主轴转速为 100r/min，锪16 mm 的孔时，主 轴转速为 150r/min， 钻 4xm16h8mm 的底孔时， 主轴转速为 450r/min， 倒 4xm16h8mm 的底孔端角时，主轴转速为 300r/min，攻 4xm16h8mm 的内螺纹孔时，主轴转速 为 100r/min。 8.38.38.38.3 进给速度进给速度进给速度进给速度 进给速度是数控切削用量中的重要参数。在选择进给速度时，应根据零件的 表面粗糙度、加工精度要求及刀具和工件材料等因素，参考切削用量手册进行选 取。 经过参考切削用量手册以及操作经验选择进给速度如下：粗铣 a、b 面时， 进给速度为 80mm/min，精铣 a、b 面时, 进给速度为 50mm/min；钻中心孔时， 进 给速度为 50mm/min；粗镗60h7 mm 的孔时，进给速度为 60mm/min；半精镗 60h7 mm 的孔时，进给速度为 50mm/min；精镗60h7 mm 的孔时，进给速度为 40mm/min；钻12h8mm 的孔时，进给速度为 40mm/min；扩12h8mm 的孔时，进 给速度为 40mm/min；铰12h8mm 的孔时，进给速度为 40mm/min；锪16 mm 的 孔时，进给速度为 30mm/min；钻 4xm16h8mm 的底孔时，进给速度为 60mm/min 倒 材 料 硬 度 切 削 用 量 钻 头 直 径 武汉理工学院毕业论文 第 26 页共 40 页 4xm16h8mm 的底孔端角时，进给速度为 60mm/min；攻 4xm16h8mm 的内螺纹孔时， 进给速度为 200mm/min； 8.48.48.48.4 背吃刀量背吃刀量背吃刀量背吃刀量 选择背吃刀量应根据数控机床工艺系统的刚性、 刀具的材料和参数及工件加 工余量等来确定。一般在粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在毛坯余 量很大或余量部均匀时，粗加工也可分几次进给，但应该把第一、二次进给的背 吃刀量尽量取得大一些。在中等功率数控机床上，背吃刀量可达 810mm。半精 加工时，背吃刀量取为 0.252mm。精加工时，背吃刀量取为 0.10.4mm。根据背 吃刀量的选择原则以及盖板的加工特点，粗铣 a、b 面时，背吃刀量取为 1.5mm。 精铣 a、b 面时, 背吃刀量取为 0.5mm。 武汉理工学院毕业论文 第 27 页共 40 页 第第第第 9 9 9 9 章、拟定盖板零件加工工艺文件章、拟定盖板零件加工工艺文件章、拟定盖板零件加工工艺文件章、拟定盖板零件加工工艺文件 9.19.19.19.1 盖板零件加工工艺过程卡盖板零件加工工艺过程卡盖板零件加工工艺过程卡盖板零件加工工艺过程卡 盖板零件加工工艺过程卡盖板零件加工工艺过程卡 产品型号零件图 号 产品名称盖板零件名 称 盖板共 页 第 页 才料牌号毛坯 种类 毛坯外形尺 寸 每毛坯可 制件数 每台 件数 备 注 工 序 号 工序 名称 工序内容 车间工段设备 工艺装备及编号 工时 夹具刀具量具准 终 单 件 1铸造制作毛坯 2铣粗精铣 a 面加工 中心 台钳铣刀千分 尺 3综合 加工 粗精铣 b 面， 并加工16mm 的阶梯孔、12h8mm 的 通孔、60h7mm 的通孔 加工 中心 台钳加工 中心 各刀 具 千分 尺、 塞规 4综合 加工 加工m16-h7 mm 内螺纹孔 及盖板四个侧面 加工 中心 设计 的孔 加工 夹具 加工 中心 各刀 具 千分 尺、 塞规 内螺 纹规 5钳去毛刺 6检验 设计 （日 期） 审核 （日 期） 标准 化 （日 期） 会签 （日 期） 校对 （日 期） 标 记 处数更 改 文 件 号 签 字 日 期 标 记 更 改 文 件 号 日期 武汉理工学院毕业论文 第 28 页共 40 页 9.29.29.29.2 盖板零件加工工艺工序卡一盖板零件加工工艺工序卡一盖板零件加工工艺工序卡一盖板零件加工工艺工序卡一 (工厂) 盖板加工工序卡一盖板加工工序卡一 产品 名称 或代 码 零件名称材料零件图号 盖板ht200 工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间 2平口虎钳xh714 工 步 号 工步内容 加 工 面 刀 具 号 刀具 规格 (mm) 主轴转 速 (r/mm) 进给速 度 （mm/mi n） 背吃 刀量 （mm ） 备注 1用100mm 的面铣刀 粗铣 a 面，并留一定 的精加工余量 t 0 1 100300802.5 2用100mm 的面铣刀 粗铣a面至所需尺寸 t 0 1100350500.5 编制审核批准 共 页 第 页 武汉理工学院毕业论文 第 29 页共 40 页 9.39.39.39.3 盖板零件加工工艺工序卡二盖板零件加工工艺工序卡二盖板零件加工工艺工序卡二盖板零件加工工艺工序卡二 (工厂) 盖板加工工序卡二盖板加工工序卡二 产品名称或 代码 零件名称材料零件图号 盖板ht200 工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间 3平口虎钳xh714 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀具 规格 (mm) 主轴 转速 (r/mm ) 进给 速度 （mm/ min） 背吃 刀量 （mm ） 备注 1用100mm 的面铣刀粗精铣 b 面t01100300500.5 2用3mm 的中心钻钻所有的中心 孔 t023100050 3用30mm 的麻花钻扩 60h7 的孔t033060055 4用58mm 的镗刀粗镗60h7 的 孔 t045840060 5用59.95mm 的镗刀半精镗 60h7 的孔 t05 59.95 45050 6用60h7mm 的镗刀精镗60h7 的孔 t06 60h7 50040 7用10mm 的麻花钻钻 4x12h8 的孔 t071030040 8用11.85mm 的扩孔钻扩 4x 12h8 的孔 t08 11.85 30040 9用12h8mm 的铰刀粗精铰 4x 12h8 的孔 t09 12h8 10040 10用16mm 阶梯铣刀锪 4x16mm 的孔 t101615030 编制审核批准 共 页 第 页 武汉理工学院毕业论文 第 30 页共 40 页 9.49.49.49.4 盖板零件加工工艺工序卡三盖板零件加工工艺工序卡三盖板零件加工工艺工序卡三盖板零件加工工艺工序卡三 (工厂) 盖板加工工序卡二盖板加工工序卡二 产品名称或 代码 零件名称材料零件图号 盖板ht200 工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间 4平口虎钳xh714 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀具 规格 (mm) 主轴 转速 (r/mm ) 进给 速度 （mm/ min） 背吃 刀量 （mm ） 备注 1用14mm 的麻花钻钻 4xm16h8 的 底孔 t111445060 2用18mm 的麻花钻倒 4xm16h8 的 底孔的端角 t121830040 3用 m16mm 机用丝锥攻 4xm16h8 的 内螺