电机安装板零件机械加工工艺规程设计

航空制造工程学院 机械制造工艺课程设计 课程名称： 机械制造工艺课程设计 设计课题： 电机安装 板 零件机械加工工艺规程设计 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 姓名： 学号： 评分： 指导老师：（签字） 2012 年 12 月 5 日 2 南昌航空大学 航空制造工程学院 机械 设计 制造 及其自动化 专业 机械制造工艺及装备 课程设计课题单 班级 学生 课 题 电机安装板 零件机械加工工艺规程设计 原始条件 电机安装板 零件图 生产纲领：中等批量 设计要求 1. 绘制 电机安装板 零件图 机安装板 零件机械加工工艺规程 （含机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡） 3. 设计“ 铣削上表面 ”夹具 。 （含装配图 1 份、零件图 1 3 张） 4 编写课程设计说明书 。 课 题 发 给 日 期 2012年 14月 12日 课程设计完成日期 2012年 14月 30日 指 导 教 师 （签名） 3 目录 第 一部分工艺设计 .械加工余量及工序尺寸 .二部分夹 具设计 .择定位元件 .紧 .结 .考书目 .一部分工艺设计 4 本次所要加工的零件为 电机安装板 ，示意图如下图 1： 图 1 技术要求： 5 材料： 35 零件生产类型：中等批量 。 电机安装 板零件图的视图正确、完整，尺寸、公差齐全，但技术要求中未注明淬火 层的深度，且底板下表面及与其他部件配合的地方的表面粗糙度要求较高 ，为 所有的沉头孔 粗糙度要求适中，为 他的表面精度要 求不高，为 表 1 电机安装板 的技术要求 加工表面 基本尺寸 /差及精度等级 表面粗糙度m 安装 板表面 头 孔 14 余 机安装板上 表面精度要求高，刨削需要刨床或者铣床，然而表面的精度要用磨床磨削加工来要保证。 零件为长方体形状，所以在表面磨削加工和键槽加工过程中可设计专用夹具在机床上加工。 6 由于 电机安装板 所受载荷不大，底板的生产纲领为中等批量生产，所以可以选用型材直接加工，以提高生 产效率，节约成本。 毛坯的尺寸通过确定加工余量后确定为 214 180 38，毛坯示意图如图 2： 图 1 长高 7 图 1 长宽 件定位基准的选择 对于此 电机安装板 的各表面的加工均利用外表面定位，对于相对的面定位以“基准重合”原则，当掉头装夹的时候使用相对的那面来定位。 加工键孔、槽平面使用外表面以及与之最靠近的表面来定位，这也符合“基准重合”原则，示意图如图 3： 图 3 件表面加工方法的选择 本零件的加工表面有外表面、销孔、槽等，这里只列举 其中较为典型的三个表面来说明其加工方法： （ 1）底板与其他部件配合的地方的表面粗糙度要求最高，粗糙度： 8 为 度等级： 达此要求的加工经济精度的加工路线有： 粗铣 精铣 刮研 /宽刃精刨（加工经济精度： 面粗糙度： 粗铣 精铣 磨削（ 粗铣 精铣 粗磨 精磨（ 第一种方法对中等大批量生产的零件而言成本 成本较高， 第三种方法精度太高，在此处用不着，所以第二种方法比较容易实现。 （ 2） 所有的螺栓紧固孔粗糙度要求适中，粗糙度：为 度等级： 达此要求的加工经济精度的加工路线有： 钻 粗铰 精铰（ 钻 铰（ 钻 扩（ 第三种方法适用于孔径较大的孔加工（大于 150 第一种方法精度太高，在此处用不着，所以第二种方法比较容易实现。 （ 3） 其他的表面精度要求不高，粗糙度：为 度等级： 达此要求的加工经济精度 的加工路线有： 粗铣 （加工经济精度： 面粗糙度： 0） 粗铣 精铣（加工经济精度： 面粗糙度： 9 粗铣 精铣 刮研 /宽刃精刨（加工经济精度： 面粗糙度： 相对来说第一种方法才适用。 定工艺路线 机械加工工序 （ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 前横架前面。 （ 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （ 3）遵循“先面后孔”原则，先加工前面 ，后加工螺纹孔以及垫片圆槽。 这里制定了两种工艺路线方案，并进行比较，从中选出最合理的一种方案。 方案一： 工序 00：下料 工序 05：粗铣 底面 工序 10：粗铣上表面 及前后面 工序 15： 粗铣左右面 工序 20：精铣底面 工序 25：精铣 上表面及前后面 工序 30：精铣左右面 工序 35：钻 64 的沉头 孔 工序 40：钻 34 的沉头孔 10 工序 45：钻 4 螺纹孔 工序 50：磨削底 面 工序 55：磨削上表面 工序 60： 倒棱 ，去毛刺 工序 65： 发兰 工序 70：终检 工序 75：油封入库 方案二： 工序 00：下料 工序 05：粗铣 底 面 工序 10：粗 铣 上 表面 及前后面 工序 15： 粗铣左右面 工序 20：精铣底面 工序 25：精铣上表面及前后面 工序 30：精铣左右面 工序 35：磨削底面 工序 40：磨削上表面 工序 45：钻 64 的沉头孔 工序 50：钻 34 的沉头孔 工序 55：钻 4 螺纹孔 工序 60：磨削底 面 11 工序 65：磨削 上表面 工序 70： 倒棱 ，去毛刺 工序 75： 发兰 工序 80：终检 工序 85：油封入库 方案比较：方案二中将磨削放在钻孔加工之前，其理由是为其后的钻孔加工和铰孔加工准备较好的辅助基准， 但这样做会使工件在两台机床之间来回移动，浪费工时，降低了生产效率，而且这样做对提高钻孔加工精度的意义并不大。在淬火前进行磨削加工，由于材料较软，对磨削加工不利，且会在零件的表面产生很大的残余应力。方案二还缺少必要的中检工序。在磨削后无去应力处理，会使表面有较大的残余应力。综上所述，选择方案一作为此零件的加工路线。 械加工余量及工序尺寸 定毛坯尺寸 铣削 电机安装板 的上表面 1. 加工条件： 12 工件材料： #35, b =170240加工要求：铣削 电机安装板 的上表面，加工余量 3 机床： 式铣床 刀具： 质合金端铣刀。铣削宽度 90,深度 6,齿数 z=8,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表 刀具直径 00据切削用量手册（后简称切削手册）表 择刀具前角 0 0后角 0 8，副后角 0 =10，刃倾角： s = 10 ,主偏角 0 ,过渡刃 30 ,副偏角 5。 、高最大值为 171 80 40 外表面的路线为：粗铣 精铣 粗铣的余量为 2铣的余量为 1以选择的毛坯的尺寸：长为 205+（ 1+2） 2=211为 174+（ 1+2） 2=180为 38+（ 1+2） 2=44长方体块料 。 3. 切削用量 1）确定切削深度 因为余量较小，故选择 一次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 13 用 质合金端铣 刀加工，机床功率为 简明手册表 ： z 故选择： z 3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 刀刀齿后刀面最大磨损量为 于铣刀直径 00刀具使用寿命 T=180简明手册表 4）计算切削速度 据切削手册表 00Z=8， z 时， 8m/50r/71mm/修正系数为： 削速度计算公式为： 其中 6 ， ， 203 2.015.0 35.0 2.0 0 32.0m ， ，z /， 8Z ， 将以上数据代入公式： m i n/1 1 0 02 0 3 c 确定机床主轴转速： m 5 31 0 0 0 。 根据简明手册表 择 00r/90mm/此，实际进给量和每分钟进给量为： 00001000 m/4m/14 f zc= 8300390 mm/r=r 5)校验机床功率 根据切削手册表 似为 据机床使用说明书，主轴允许功率 校验合格。最终确定 :00r/90mm/s， 4m/r。 6）计算基本工时 L/ L=l+ y+， l=209查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为： y+ =40： L/ 175+40)/390= 定加工余量、工序尺寸以及表面粗糙度 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 磨削 05+ +铣 1 +铣 2二部分夹具设计 1 设计任务 设计刨削加工 电机安装板 上表面上的平面铣床夹具，因为是批量生产，所以要求夹具有一定的效率和稳定性。各个平面有一定的平行度 15 和垂直度的要求。 夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件组成一个有机整体。 （ 1）足够的刚度和强度 设计夹具时，应保证在夹紧力和切削力等外力条件下，不产生过大的变形和振动。必要时，可在适当位置设置若干条加 强筋。 （ 2）夹具安装稳定 机床夹具通过夹具体安装在机床工作台上，安装应稳定，为此，机床夹具重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装基面内。机床夹具高度越大，要求夹具体底面面积也越大。为使夹具体平面与机床工作台接触良好，夹具体底平面中间部位应适当挖空。 （ 3） 夹具体结构工艺性良好 设计时应注意夹具体的毛坯制造工艺性、机械加工工艺性和装配的工艺性。 （ 4）便于清除切屑 为防止加工中切屑聚积在定为元件工作表面或其他装置中，影响工件的正确定位和夹具的正常工作，在设计家具时，要考虑切屑排除问题 2 确定定位方案 、选择定位元件 本设计为加工底板表面，综合考虑，采用定位钉可以限制 1 个自由度，即将工件与板用一个定位长钉靠在一起， B 面在底面上被支撑钉支撑，这样可以限制 X 转动， Y 转动， Z 转动、平动 4 个方向的 16 自由度。再将底板夹紧即共限制了 6 个方向的自由度。遵循六点定位原则。 本平面的加工共需限制 6 个自由度，由于此零件为长方体类零件，定位元件可以选择支撑钉或者定位销，在这里选择支撑钉比较简单方便。如图 5： 图 5 夹紧机构有斜夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等。该平面的加工为铣削加工，铣削加工的切削力比较大，且为间歇切削，震动较大，所以不适合选用偏心夹紧机 17 构，斜夹紧机构的效率比较低，联动夹紧机构的机构太复杂，这里可以选择螺旋夹紧机构或者铰链夹紧机构。选用螺旋夹紧机构使用压板压 紧块的宽度有限，当采用铰链夹紧机构选择压板，也能很稳定的夹紧，且铰链夹紧机构的夹紧力效率比螺旋夹紧机构高。所以在这里选用铰链夹紧机构。对夹紧机构要求： 保证工件在加工过程中定位的稳定性， 又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形； 力、夹紧迅速； 作效率与生产类型相适应。结构应尽量简单，便于制造与维修； 这里只计算定位钉的定位精度是否满足 18 所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺 寸方向上的最大变动量。造成定位误差的原因有：由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向的最大变动量，以 b 表示；由于定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上得最大变动量，以 定位误差 d = b j 。 工序尺寸 序基准与定位基准不重合所以 基准误差 基准不重合误差 准位置误差 所以位置误差 满足精度要求 19 5 对刀装置 的选择 在加工中要确定铣刀的端面处于加工表面的位置，且最好能保证刀具轴线与底板侧面的距离，所以选择直角对刀块，塞尺选择 塞尺1 6 夹具在机床上的定位和夹紧 此道工序所选用的机床为 形槽的宽度。夹具用工坐台的表面定位可限制 3 个自由度，另外选用两个定位钉与梯形槽的侧面来定位限制其余的自由度。 夹具在机床上的夹紧：在夹具的两端 使用梯形螺栓夹紧。 小结 时光飞逝，日月如梭，转眼几周的 工艺课程设计 就结束了。在这次的 课程设计 中，我学到了很多。从一开始 拿到零件图，对零件图的 20 分析理解到加工工艺的编制，专用夹具的设计。在这期间遇到了许多的问题，在指导老师的耐心指导下，以及同学的帮助下，总算顺利的完成了任务。再一次的复习了以前学过的相关知识，理论和实践的结合。还初步掌握了 使用。这次设计都是我们自己动脑考虑问题，一个零件从图纸到加工完成，看起来简单，实际操作时会遇到很多问题，如何更好的解决问题，是这次实训的目的。我相信这次实训为毕业后无工厂时有很大的益处，能够让我更快的从一个在校生转职成一个职场人。 课 程设计 结束了 ， 再次感谢指导老师在这几周里给 我们的精心指导与帮助！ 参考书目 机械制造工艺设计简明手册 北京：机械工业出版社，21 简明机械制造工艺手册 上海：上海科学技术出版社 机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导 北京：化学工业出版社， 2003