角板的机械加工工艺规程及典型铣床夹具铣角板夹具上表面60X74夹具设计【版本2】.doc
KCSJ 06-铣角板夹具上表面60X74夹具设计【版本2】（全套含CAD图纸）
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06
铣角板
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 机械制造 课程设计 (论文 ) 题 目 :角板的机械加工工艺规程及典型夹具 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 目 录 目 录 . 2 言 . 1 2 计算生产纲领、确定生产类型 . 1 3 审查零件图样的工艺性 . 1 4 选择毛坯 . 3 5 工艺过程的设计 . 3 位基准的选择 . 3 件表面加工方法的选择 . 4 订工艺路线 . 4 6 确定机械加工余量及毛坯尺寸 . 5 7 工序设计 . 6 择机床 . 6 具选择 . 6 择刀具 . 6 定工序尺寸 . 6 8 确定切削用量及基本工时 . 7 9 专用夹具设计 . 13 位基准的选择 . 13 削力及夹紧分析计算 . 14 差分析与计算 . 15 具设计及操作的简要说明 . 15 参考文献 . 17 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 角板的机械加工工艺规程及典型夹具 言 角板 的加工工艺规程是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 2 计算生产纲领、确定生产类型 课程设计的产品为一个角板零件。该产品的年产量为 5000台，其设备品率为 10%，机械加工废品率为 1%，现制订该角板零件的机械加工工艺规程。 5550%)1%101(15000%)%1( /年 角板零件的年产量为 5550件，可确定其生产类型为中批生产。 3 审查零件图样的工艺性 角板零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。基准孔 40要求 以通过粗镗、半精镗、精镗进行加工；本零件各表面要求的加工精度低，加工并不困难；角板上的 4个沟槽加工精度不高，可以直接用立铣刀铣出；角板凸台的螺纹孔，需经过钻底孔，再攻丝。角板加工表面和 40 有一定的位置要求，主要是上表面与 40 轴线的平行度为 经过以上的分析，我们可以先选定粗基准，加工精基准所在的加工表面，然后借购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 助夹具对其他表面进行加工，从而保证相应的位置精度。 角板 (铸件 )图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 角板加工图 4 选择毛坯 角板有 廓尺寸不大，形状也不复杂，又属成批生产，故毛坯可以采用铸造成型。零件的形状不复杂，因而毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，用砂型铸造，上下分模铸造出来。毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定。 5 工艺过程的设计 位基准的选择 本零件是带孔的角板，孔是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。 由于角板除去下底面不需要加工，其他均需要加工，选定角板外圆 52 端面为粗基准，加工孔 40 ，此后选用孔40 为精基准，加工其余的表面以及铣槽。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 件表面加工方法的选择 本零件的的加工面有内孔、上表面、槽及螺纹孔等，材料为 阅手册，其加工方法选择如下： （ 1） 40 的内孔，表面的粗糙度为 差等级为 要粗镗、半精镗、精镗。 （ 2）角板端面的粗糙度为 只需要粗铣即可达到要求。 （ 3）角板上表面的粗糙度为 公差等级为 要经过粗铣、半精铣才能达到要求。 （ 4）角板上的槽的内表面的粗糙度为 公差等级为 要经过粗铣、半精铣才能达到要求。 （ 5）凸台 16 粗糙度为 只需要粗铣即可达到要求。 （ 6）螺纹孔 8M 需要经过钻孔、攻丝。 订工艺路线 铣削加工在排列加工工序时，一般遵循基准先行、先主后次、先粗后细、先面后孔的原则，因而角板的加工工艺路线先加工角板端面，再加工孔 40 ，最后加工角板的上表面。按照上述的原则以及工序集中的特点，角板的加工可按下述工艺路线进行： 010：以 处外圆及上端面定位，粗铣外圆的另外一个端面，粗镗孔40 。 020：以 外圆及粗铣后的端面定位，粗铣另外一个端面，半精镗孔40 。 030：以 外圆及端面定位，精镗孔 40 。 040：以 40 的孔及端面定位，粗铣角板的一个表面。 050：以 40 的孔及端面定位，粗铣角板的另一 表面以及凸台。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 060：以 40 的孔及端面定位，半精铣角板的一表面。 070：以 40 的孔及端面定位，半精铣角板的另一表面。 080：以 40 的孔及端面定位，粗铣角板的一表面的槽。 090：以 40 的孔及端面定位，粗铣角板的另一表面的槽。 100：以 40 的孔及端面定位，半精铣铣角板的一表面的槽。 110：以 40 的孔及端面定位，半精铣铣角板的另一表面的槽。 120：以外圆端面定位，钻底孔。 130：以外圆端面定位，攻丝 8M 。 140：钳工去毛刺。 150：终检。 6 确定机械加工余量及毛坯尺寸 角板毛坯尺寸数据表 零件尺寸 单面加工余量 铸件尺寸 28 10 3 35 31 13 60 3 及 板毛坯 尺寸允许公差数据表 铸件尺寸 公差 35 31 13 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 7 工序设计 择机床 （ 1）工序 010、 020、 040、 050、 080、 090 是粗铣， 060、 070、 100、 110 是半精铣。各工序额工步数不多，成批生不要求很高的生产率，选用卧式铣床就能满足要求。本零件的外形轮廓不大，精度要求不是很高，选用 （ 2）工序 030 是精镗，表面粗造的 6.1工精度要求高，选用 （ 3）工序 120 是钻孔后攻丝，可选用 立式钻床。 具选择 本零件角板出铣角板表面及铣槽需要专用的夹具外，其他的用通用夹具即可。镗孔和铣端面选用三爪自定心卡盘，钻孔和攻丝选用短销固定即可。 择刀具 （ 1）铣削角板表面、端面和凸台时，选用高速钢镶齿圆柱铣刀，直径 80 。 （ 2）铣削槽时，选用直柄键槽铣刀，直径 8 。 （ 3）钻孔 时，选用直柄麻花钻，直径 。 定工序尺寸 （ 1） 740H 的工序尺寸及公差 用查表确定各道工序的加工余量及毛坯余量总余量如下：精镗加工余量 精镗加工余量 镗加工余量 毛坯的总余量为 5 各工序的尺寸的基本尺寸如下：半精镗尺寸 ； ；毛坯的尺寸 。 工序尺寸的公差及其偏差：精镗前的半精镗取 ，得 ；粗镗取 ；毛坯公差取 。 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：精镗 ；半精镗 ； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 粗镗 ；毛坯 。 （ 2）确定各加工表面的工序加工余量 工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 010 020 040 050 060 070 080 090 100 下端面 上端面 角板表面 角板表面 角板表面 角板表面 槽 槽 槽 3 3 3 10 10 10 2 2 1 1 10 10 10 110 槽 10 10 8 确定切削用量及基本工时 工序一：铸造 工序二：时效处理 工序三： 铣宽 60面， 60面粗糙度要求为 粗铣加工即可满足要求，我们选用 式铣床，高速钢端铣刀加工 工步一： 铣 60端面， 1. 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 2） 决定每次进给量及切削速度 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 根据 铣床说 明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 21 0 0 0 7 5 0601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6003） 计算工时 切削 工时： 20 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 3 512021 工步二铣 60端面的切削用量及基本工时的计算如上在此不再累述： 工序四：钻，扩，绞 40孔 工步一钻孔至 39 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的 00， 90 时， 。由于本零件在加工 31 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 8 所以 m 5239 181 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 m 0 0 1 7 5391 0 0 0 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书取 8 ，实际切削速度为 m 0 0 0 0 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m ：铰 孔 根据 参考文献 表 2， 28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ，98 rn w ，实际切削速度 3.9 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 铣 2 个 74面， 60面粗糙度要求为 次粗铣加工即可满足要求，我们选用 式铣床，高速钢端铣刀加工 工步一： 铣 74端面， 1. 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 25 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 p 5） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m rd vn s 按机床标准选取750 r m 21 0 0 0 7 5 0601 0 0 0 w 当750r/ 按机床标准选取 6006） 计算工 时 切削工时： 4 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 m 6 0 357421 工步二：铣 74端面的切削用量及基本工时的计算如上，在此不再累述 工序六：铣长为 12 的 半圆槽 选择刀具 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用 p ， 0 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 8） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 958 2510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r m 45081000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11609） 计算工时 切削工时： 21 ，则机动工时为 m fn 上在此不再累述。 工 序 15 端面 . 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 p ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 10） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 p 11） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r m 450351000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 116012） 计算工时 切削工时： 5 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 8 4 51521 fn 纹孔的切削用量及基本工时的确定： 选用 式钻床，选用 d= 选用 高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 工艺表 16查得 mm/机（切削表 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 m in/ 6 0 0 0 0 c 机机 4 5 / m m i n/ 4 0 0 545. 8 0 0 机机 1 攻螺纹 选择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f mm r 7 m i 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m i n )8 查按机床选取 2 7 2 / m 6 m i 基本工时： 1 机9 专用夹具设计 由于大批量加工 ,为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计铣床专用夹具 。由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。 本夹具是铣角板夹具上表面 60位基准的选择 由零件图可知：粗铣平面对有尺寸要求及平行度要求，其设计基准为孔的中心线。购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 为了使定位误差达到要求的范围之内，保证平面加工的技术要求。 削力及夹紧分析计算 刀具材料： 速钢端面铣刀） 刀具有关几何参数： 000 1510000 12800 85n00 2515 3 8Z f / p 由 参考文献 16机床夹具设计手册表 1得铣削切削力的计算公式： 式（ 查 参考文献 16机床夹具设计手册表 1021 得： 29490( p 式（ 取 175， 即 96.0 )( 由 参考文献 17金属切削刀具表 1 垂直切削力 ： )(（对称铣削） 式（ 背向力： )( 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 式（ 安全系 数 6543210 式（ 式中：60 机床夹具设计手册表 121 可得： K 所以 )( 4 0 式（ )( 9 式（ )(K 式（ 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： )( 210 式中参数由 参考文献 16机床夹具设计手册可查得： 0 912 0592 其中： )(60 )(25 螺旋夹紧力： )(W 易得：0经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 差分析与计算 与机床夹具有关的加工误差j，一般可用下式表示： 式（ 由 参考文献 16机床夹具设计手册可得： 、平面定位定心的定位误差 ： 0夹紧误差 ： co s)(m a x 式（ 其中接触变形位移值： a ( 1 式（ o s 、磨损造成的加工误差：通常不超过 、夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 具设计及操作的简要说明 如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式。这类夹紧机构结构简单、夹紧可购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 参考文献 (1) 郭成操 . 铣工基本技能 . 成都：时代出版社， 2007. (2) 郭成操 、李刚俊主编 . 机械加工工艺基础 . 北京 : 冶金工业出版社， 2008 (3) 王信义、计志孝、王润田、张建民编 . 机械制造工艺学 北京理工大 学出版社，1989. (4) 侯放 . 机床夹具 . 北京：中国劳动社会保障出版社， 2005. (5) 杨黎民、杨志勤 . 机械设计简明手册 北京：国防工艺出版社， 2007 (6) 李军利 .
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