机械制造技术课程设计-插入耳环加工工艺及钻32孔夹具设计（全套图纸） .pdf

1 第一节第一节 零件分析零件分析 本次课程设计我们小组的任务是针对生产实际中的一个零件插入耳 环。其用于晾衣架的上端固定，当然插入耳环并不仅仅用于此，还有很多功能。 从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、内孔、键槽 等。其中，表面粗糙度要求最低的是表面 d、e，粗糙度为 ra50，粗糙度要求最 高的是外圆35，表面粗糙度为 ra1.6。该外圆也是插入耳环的主要设计基准。 从工艺上看，键槽对35 轴线的对称度公差为 0.1，孔 32 轴线对35 轴线的 垂直度公差为 0.5/50，可以通过使用专用机床夹具来保证。35 的公差等级为 it7 级，表面粗糙度为 ra1.6，可以通过精车来保证。表面 d、e 精度要去不高可 以通过粗铣来完成，32 孔的内孔粗糙度为 ra6.5 可以通过钻床，钻后再扩钻就 可以达到精度。c 面通过粗铣就可以达到要求。a 面因为在零件工作过程中不起 作用所以也通过粗铣。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 对插入耳环零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整，尺寸、 公差及技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。 2 第二节第二节 机械加工工艺规程制订机械加工工艺规程制订 一、确定生产类型确定生产类型 按设计任务书，插入耳环年产量为 4000 件；每日 3 班，若插入耳环备品率 为8% ， 机 械 加 工 废 品 率 为1% ， 则 该 零 件 的 年 生 产 纲 领 为 n=qn(1+%+%)=40001（1+8%+1%）件=4360 件/年;可见，插入耳环的年生 产量为 4360 件。插入耳环可看成独立的一部分，属轻型机械。因此，根据 a 表 5- 8，由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件的生产为中批生产，其毛坯制 造、 加工设备及工艺装备的选择应呈现中批生产的工艺特点，如多采用通用设备 配以专用的工艺装备等，其工艺特点见 a 表 5- 9.。 二、确定毛坯制造形成二、确定毛坯制造形成 由该零件的功用及其的工作状况知。 因此， 原设计单位选用了既能满足要求， 价格又相对低廉的 45 钢，因此可以确定毛坯形式为锻造。由 b 表 4- 3 中常用毛 坯的制造方法与工艺特点选择模锻。 该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近。所以用 1507744 的毛坯。确定加工余量及毛坯尺寸 该零件材料为 45 钢，屈服强度为 600mpa，35 轴用单边余量 2.5mm，两边余 量 5.0mm，所以毛坯尺寸40，在轴向方向 3mm，所以毛坯轴向长度为 150mm 选择加工设备 3 三、选择定位基准选择定位基准 定位基准的选择是工艺规程制订中的重要工作， 它是工艺路线是否正确合理 的前提。正确与合理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化 工艺装备结构与种类、提高生产率。 所以在做此零件时，我们选择35 轴线为基准，并且此基准为设计基准， 即遵循“基准重合”的原则。该基准还可作为大部分工序的定位基准，加工其他 的次要表面，体现了“基准统一”的选择原则。 四、选择加工方法四、选择加工方法 1.平面的加工 平面的加工方法很多，有车、刨、铣、磨、拉等。对于本零件由于表面 d、e 粗糙度为 ra50，通过粗铣就可以达到。而对于 c 面粗糙度为 ra6.3 通过粗铣也可 以达到。而表面 a 的粗糙度要求为 ra12.5 根据 gb/t 1804-2000 规定，选用中等 级，相当于 it13 级，故可考虑粗车或粗端铣。 2 外圆与退刀槽、攻螺纹 外圆35 的加工在本零件中很重要。本次选用 ca6140 车床，由于表面粗糙 度 ra1.6，所以采用粗车-半精车-精车。而对于外圆27，表面要进行攻螺纹， 所以进行粗车就可以了。在粗车过后再用螺纹车刀进行攻螺纹。 3 孔加工 4 32 孔内壁粗糙度为 ra6.3 所以就用钻-扩， 钻孔后扩孔就可以达到这个精度 要求，满足安装配合 e9，并且用 yt 锥柄麻花钻。5 的销孔，直接用枪孔钻就 可以加工出来。 4 槽加工 对槽的加工，槽的要求为 ra3.2 所以用 x6132 万能铣床，进过粗铣-精铣就可 以达到。 五、制定工艺路线五、制定工艺路线 根据零件本身要求及先粗后精的加工原则，插入耳环的加工工艺路线如下： 工序 05：模锻毛坯 工序 10：45 钢正火，为机加工作准备 工序 15：粗铣二边表面 由于表面粗糙度要求很低所以以任意端面为粗定位， 用专用夹 具夹紧，铣表面到尺寸。 工序 20：粗铣 c 面 由于 c 面有粗糙度要求所以用专用夹具夹紧，铣表面到尺寸。 工序 25：粗车35 外圆 粗车毛坯40 到36 外圆，用专用夹具夹紧，粗车到规定尺寸 工序 30：粗车27，倒角 c1 在已经被粗车到36 的外圆上，用专用夹具夹紧，继续粗车相应 的尺寸到27，并且倒倒角 c1 工序 35：车退刀槽24 在相应尺寸用切槽刀加工退刀槽24，用专用夹具夹紧。 工序 40：进行热处理调质 工序 45：半精车 35 在粗加工过后进行半精加工，由36 的外圆车到 35.2 工序 50：精车 35 在半精加工后进行精加工，由 35.2 的外圆到 35 工序 55：车锥面，倒角 c2 进行车锥面，并且倒倒角 c2 工序 60：攻螺纹 m271.5-6h 用螺纹车刀在27 外圆上进行攻螺纹。 工序 65：钻 32 的孔 用专业的钻床夹具，进行钻孔 工序 70：扩 32 的孔 为达到内壁粗糙度进行扩孔，满足精度要求。 工序 75：钻 5 的销孔 在螺纹规定尺寸处进行销孔的加工。 工序 80：粗铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工。 工序 85：精铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工 工序 90：铣 a 面 5 按照零件图规定铣 a 面 确定加工余量确定加工余量 由机械制造工艺学第 30 至 31 页的表 110，表 111，表 112 确 定其加工的的经济精度和经济粗糙度。 （1）35 的外圆表面： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精车 0.2 35 it7 ra1.6 半精车 0.8 35.2 it9 ra6.3 粗车 4 36 it11 ra12.5 毛坯 40 （2）加工 m27x1.5- 6h 的螺纹： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 攻螺纹 m27x1.5- 6h 粗车 9 27 it11 ra12.5 （3） 32e9 的孔： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 扩 1 32 it10 r6.3 钻 31 31 it11 r12.5 （4）铣键槽 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 精铣 0.5 7.5 it8 ra6.3 半精铣 2 7 it11 ra12.5 粗铣 5 5 （5）轴向长度 84 尺寸： 工序名称 工序基本余量 工序尺寸 精度 粗糙度 车锥面 1 84 it8 ra6.3 粗车 27 端面 1 85 it11 ra12.5 粗车 35 端面 1 86 it11 ra12.5 毛坯 87 选择加工设备即选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点， 。选 择加工方法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场的 设备情况。若零件加工余量比较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。 在本设计中，我们小组最终选择的机床，其经济精度和零件表面的设计要求 相适应，初步选定各工序机床如下： （1）工序 15：x62w 卧式铣床。 （2）工序 20、75、80、85：x6132 万能铣床。 （3）工序 25、30、35、45、50、55、60：选择 ca6140 车床 6 （4）工序 65、70：选用 z3025 钻床。 选择夹具 对于成批生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、 满足高校的前提下，亦可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中所有工序采 用了专用机床夹具，需专门设计，制造。 确定切削用量及基本时间确定切削用量及基本时间 切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量，确定方法是先确定背吃刀量， 再进给量，最后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求不一样。粗 加工时，应尽量保证较高的金属切削率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽 可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具耐用度要求，确定适 合的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要去，故一般 选用较小的背吃刀量和进给量，而尽可能选用较高的切削速度。 （一）工序 15 本道工序是粗铣端面， 已知加工材料为 45 钢， 机床选用 xa5032 立式铣床， 选用刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径 d-125mm,孔径 d=40mm，宽 l=40mm，齿数 z=14.根据【8】表 5-26 确定铣刀角度，选择前角=20 0，后角 =12 0， 主偏角k=600,， 螺旋角=100， 已知铣削宽度为57mm， 铣削背吃刀量为ap=4mm 1.确定每齿进给量 根据 【8】 表 5-13 知 xa5032 型立式铣床的主电动机功率为 7.5kw， 查表 5-27 知当工艺系统刚性中等、镰齿端铣刀加工钢料时，其每齿进 ap=0.08-0.15mm/z。 由于本工序背吃刀量和铣削宽度较大，选择最小的每齿进给量 af=0.08mm/z。根 2. 选择铣刀磨钝标准和耐用度 据【8】表 5-28，用高速钢镰齿端铣刀粗加工钢料时，选择铣刀后刀面磨损 极限为 1.8mm，查表【8】5-29 知铣刀直径 d=125mm 时，经插值得端铣刀的合理 耐用度 t=150min。铣削速度可以通过计算得出，但是其计算公式比较复杂，实 际生产中使用并不多，这里通过查表确定。 3.确定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 vf 查表【8】5-30 知，高速钢铣刀铣削速度为 15-25m/min，则所需铣床主轴转 速范围是 n= 3.14*d v1000 =38.2- - 63.7r/m 根据 xa5032 机床的标准主轴转速，由表 5- 13 选取 n=60r/min，则实际铣削 速度为 v= 1000 dn*14 . 3 =23.55m/min 工作台每分钟进给量为 vf=fn=afzn=0.08x14x60mm/min=67.2mm/min 根据表 5- 13 中工作台标准纵向进给量，选取 vf=60mm/min,则实际的每齿进给量 为 af=vf/zn=0.071mm/z； 7 4.校验机床功率 由表【8】5- 31 和 5- 32 知，铣削力 fz 和铣削功率 p 计算如下： f=336.15n p=1.31kw 最后所确定的切削用量为 ap=4mm af=0.071mm/z vf=60mm/min v=0.39mm/s 5 基本时间 t=l/fn=0.94min 2t=1.84min (二)粗车35 外圆 本道工序是粗车35外圆，已知加工材料为 45 钢,机床为 ca6140 卧式 车床，专用夹具，所选刀具为 yt15 硬质合金车刀 。 1.确定背吃刀量 由前述可知，切削单边加工余量为 2.0mm，即背吃刀量 a p=2.0mm 2.确定进给量： 根据金属加工工艺及工装设计第 95 页表 4-53 可知，当加工 45 钢时， 车刀刀杆尺寸 bh 为 2030，背吃刀量 a p=2.0mm，则进给量 f=0.40.5mm/r， 根据金属加工工艺及工装设计第 91 页表 4-43 进给量值可知，取横向 f=0.4mm/r。 3.确定切削速度 根据金属加工工艺及工装设计第 98 页表 4-58 外圆切削速度参考值 可知，vc=1.51.83m/s， 则所需车床主轴转速范围 n= d v *14 . 3 1000 =709874.2r/min 根据 金属加工工艺及工装设计 第 91 页表 4-43 可知， n=710r/min， vc= 1000 14 . 3 nd =89.17m/min t=l/fn=0.306min （三）粗车27 外圆。 本道工序是粗车27外圆， 已知加工材料为 45 钢,机床为 ca6140 卧式车床， 8 专用夹具，所选刀具为 yt15 硬质合金车刀 1.确定背吃刀量 由前述可知，切削单边加工余量为 4.5mm，即背吃刀量 a p=4.5mm 2.确定进给量： 根据金属加工工艺及工装设计第 95 页表 4-53 可知，当加工 45 钢时， 车刀刀杆尺寸 bh 为 2030，背吃刀量 a p=4.5mm，则进给量 f=0.30.4mm/r， 根据金属加工工艺及工装设计第 91 页表 4-43 进给量值可知，取横向 f=0.3mm/r。 3.确定切削速度 根据金属加工工艺及工装设计第 98 页表 4-58 外圆切削速度参考值可 知 vc=1.51.83m/s， 则所需车床主轴转速范围 n= d v *14 . 3 1000 =709874.2r/min 根据金属加工工艺及工装设计第 91 页表 4-43 可知，n=710r/min， vc= 1000 14 . 3 nd =89.17m/min t=l/fn=0.15min (四)半精车35 外圆 本道工序是半精车35外圆， 由粗车到36后在进行半精车到35.2. 已知加工材