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k051 前横架 机械 加工 工艺 规程 底面 方案 设计

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K051-前横架机械加工工艺规程及铣底面(新方案)具设计,k051,前横架,机械,加工,工艺,规程,底面,方案,设计

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18设计说明书题 目：前横架零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：姓名：指导教师：完成日期：摘要对前横架零件进行了自主的零件工艺性分析和机械加工工艺规程设计，绘制了相应的零件图和毛坯图，填写相应的机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。在此基础上进一步设计了指定工序的专用机床夹具，并且绘制其装配图。通过该课程设计，进一步掌握机械制造技术的相应知识，将所学理论与生产实践相结合。同时对软件进一步学习，使用。本次设计使学生得到解决问题和分析问题能力的初步培养，提出了自主的设计思想，完成所要求的设计任务。关键词：前横架；机械制造；专用夹具；工艺规程；实践AbstractAdvancing technology capability analysis and the machine-finishing technological process design of the first transverse frame independently, and planning the corresponding detail drawing and the semifinished materials chart, and filling in the corresponding machine-finishing technological process card and the machine-finishing travel chart, designing the special jig of the working procedure, and planning its assembly drawing. Through this curriculum project, further grasping knowledge of the machine manufacture technology, and unifying the theory and the production practice. Meanwhile further studying to the Pro/E software, and using it. This design preliminary raises the students ability of solving the problem and analyzing question, proposing the thought of design independently, completing the task which the design requests. Key word: First transverse frame; Machine manufacture; Unit clamp; Technological process; Practices目 录摘要IIAbstractIII1前横架工艺性分析及生产类型的确定11.1前横架工作表面11.2前横架的技术要求11.3审查前横架工艺性11.4确定前横架生产类型22确定毛坯，绘制毛坯图22.1选择毛坯22.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量22.2.1公差等级22.2.2铸件质量32.2.3机械加工余量32.2.4基本尺寸32.3绘制前横架铸造毛坯图33.拟定前横架工艺路线33.1定位基准的选择33.1.1精基准的选择33.1.2粗基准的选择33.2表面加工方法的确定43.3加工阶段划分43.4工序的集中与分散43.5工序顺序的安排53.5.1机械加工工序53.5.2热处理工序53.5.3辅助工序53.6确定工艺路线54.机床设备及工艺装备的选用55.加工余量、工序尺寸和公差的确定65.1工序1粗铣前横架上平面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定65.2工序2钻-倒角-攻螺纹上平面M12四个螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定75.3工序3钻-攻螺纹-锪平面-倒角C面一个M12螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定76.切削用量、时间定额的计算76.1切削用量的计算76.1.1工序1粗铣前横架上平面76.1.2工序2钻、倒角、攻螺纹上平面M12四个螺纹孔76.1.3工序3钻、攻螺纹、锪平面、倒角C面一个M12螺纹孔86.2时间定额计算86.2.1基本事件的计算86.2.2辅助时间的计算86.2.3其他时间计算96.2.4单件时间计算97.专用机床夹具设计107.1定位基准的选择107.2切削力及夹紧力计算107.3定位误差分析117.4夹具设计及操作的简要说明118 设计体会12参考文献：131前横架工艺性分析及生产类型的确定1.1前横架工作表面该零件主要工作表面为前横架上平面、五个螺纹孔M12、25锪平面，在设计工艺规程时应重点予以保证。1.2前横架的技术要求表1-1 前横架零件技术要求表加工表面表面粗糙度Ra /m前横架上平面25上平面四个M12螺纹孔3.2平面C一个M12螺纹孔3.2该前横架结构简单，精度要求较低，各项技术要求较合理。1.3审查前横架工艺性分析零件图可知，零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良。前横架上平面要求切削加工，且相应方向上均高于相邻表面，既减少了加工面积，又提高了接触强度；螺纹孔M12的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证加工精度；该零件除主要工作表面外，其余表面为非加工表面；而主要加工表面虽然加工精度相对较高，是可以在正常生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。将草图修改的零件图见附件。其外观如图：图1-1前横架零件立体框图1.4确定前横架生产类型依设计题目可知，为中、大批生产，由材料及尺寸可知质量约1.5kg，为轻型零件，5005000、500050000件。2确定毛坯，绘制毛坯图2.1选择毛坯根据已知材料为HT200，HT200硬度170-220HB，毛坯选用铸件，考虑零件在工作中所受冲击不大，轮廓尺寸不大，零件结构又比较简单，生产类型为中、大批生产，故选择木模手工砂型铸件毛坯。毛坯拔模斜度为5。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.2.1公差等级参考文献4第23页表2-1，选用铸件尺寸公差等级为CT-12。2.2.2铸件质量由软件测算约为1.5kg。2.2.3机械加工余量参考文献425页2-5，加工余量等级取G。参考文献424页2-4，机械加工余量取2.8mm。2.2.4基本尺寸2540mm公差等级CT-12，参考文献424页2-3，铸件尺寸公差5mm，采用粗一级公差5.6mm。2.3绘制前横架铸造毛坯图依以上分析计算结果，绘制毛坯图如附件所示。表2-1 前横架铸造毛坯尺寸公差及加工余量铸件重量/kg公差等级加工余量等级1.5CT-12G项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注厚度225.6(2.8)表2-32.8表2-43.拟定前横架工艺路线3.1定位基准的选择3.1.1精基准的选择根据该前横架的技术要求和装配要求，选择零件图中标注距毛坯面25mm的螺纹孔M12和上平面B作为精基准。零件上进一步加工采用它们作基准，该螺纹孔轴线及B、C、D面为设计基准，选择两加工面做精基准定位加工之后的螺纹孔M12，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工面的位置度要求。3.1.2粗基准的选择根据该前横架的技术要求和装配要求，粗基准面为毛坯的非加工面，属粗基准，各面应符合铸造件要求，表面不允许有凸块等缺陷，尤其D面(如零件图所示)，进一步加工为后续工序准备好精基准。3.2表面加工方法的确定根据前横架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法。表3-1 前横架零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m螺纹公差带加工方案备注前横架上平面IT1225粗铣表1-8上平面四个螺纹孔3.27H钻-倒角-丝锥攻内螺纹表1-10C面一个螺纹孔及其锪平面3.27H钻-丝锥攻内螺纹-锪钻-倒角表1-103.3加工阶段划分该前横架加工质量要求高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先粗铣上平面，准备好精基准。在半精加工阶段，完成上平面四个螺纹孔M12的钻、倒角、攻螺纹，再对C面螺纹孔M12钻、攻螺纹，及锪平面25、倒角。3.4工序的集中与分散选用工序集中原则安排该前横架的加工工序。该前横架生产类型为中、大批生产。可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，不但可缩短辅助时间，而且由于有在一次装夹中加工两次表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。3.5工序顺序的安排3.5.1机械加工工序（1）遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准前横架上平面及相应螺纹孔。（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“先主后次”原则，先加工主要表面除锪平面外的表面，后加工次要表面锪平面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工前横架上平面，后加工螺纹孔。3.5.2热处理工序铸件毛坯，材料HT200，需最终热处理，淬火加回火，提高硬度等力学性能。3.5.3辅助工序检查铸件毛坯D面质量，加工完成后进行终检工序。综上所述，该前横架工序的安排顺序为：粗加工半精加工热处理终检。3.6确定工艺路线在综合上述工序顺序安排原则的基础上，表4-1列出了前横架的工艺路线。4.机床设备及工艺装备的选用在中、大批生产条件下，根据相应尺寸等条件，选用刀具、机床、量具。表4-1中列出相应选择。表4-1前横架工艺路线及设备、工装选用工序号工序名称机床设备刀具量具1粗铣前横架上平面立式铣床X5012中齿莫式锥柄立铣刀36155 GB/T 6117.2-1996游标卡尺2钻、倒角、攻螺纹上平面M12四个螺纹孔摇臂钻床Z3025莫氏圆锥麻花钻10.5；45倒角刀；M12细柄机用丝锥游标卡尺；螺纹塞规3钻、攻螺纹、锪平面、倒角C面一个M12螺纹孔摇臂钻床Z3025莫氏圆锥麻花钻10.5；45倒角刀；M12细柄机用丝锥；25平底锪钻游标卡尺；螺纹塞规4热处理淬火加回火淬火机等5终检游标卡尺；螺纹塞规5.加工余量、工序尺寸和公差的确定5.1工序1粗铣前横架上平面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定以平面D定位粗铣上平面B，保证尺寸达到零件图设计尺寸22mm的要求。表5-1平面工序尺寸工序名称工序加工余量/mm工序尺寸/mm尺寸公差/mm表面粗糙度Ra /m粗铣220.2125铸件毛坯5.65.2工序2钻-倒角-攻螺纹上平面M12四个螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定麻花钻直径10.5mm，即钻孔余量，经济精度IT12，公差0.15mm。攻螺纹至M12，加工余量1.5mm，螺纹公差带7H。5.3工序3钻-攻螺纹-锪平面-倒角C面一个M12螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定钻-攻螺纹，同工序2。其他为计算分析之外。6.切削用量、时间定额的计算6.1切削用量的计算6.1.1工序1粗铣前横架上平面依以上分析，该工序一个工步，分四次走刀完成加工。切削深度ap=5.6mm，由表5-11、5-7 进给量取fz=0.1mm/z，由表5-13初取铣削速度30m/min，由n=1000v/d求得n=265r/min，取铣床取主轴转速263r/min，继而求得铣削速度v=nd/1000得v=29.7m/min。6.1.2工序2钻、倒角、攻螺纹上平面M12四个螺纹孔（1）钻孔工步背吃刀量ap=10.5mm。由表5-22，进给量取f=0.15mm/r。同理计算切削速度：先由表5-22取v=20m/min，由n=1000v/d求得n=606.6r/min，取630r/min,v=nd/1000得v=20.7m/min。（2）攻螺纹工步背吃刀量ap=1.5mm，进给量为螺纹螺距，即f=1.75mm/r，由表5-38切削速度v=9.6m/min，由n=1000v/d求得n=254.8r/min，取钻速n=315r/min,则v=nd/1000得切削速度v=11.9m/min。6.1.3工序3钻、攻螺纹、锪平面、倒角C面一个M12螺纹孔同工序2.6.2时间定额计算6.2.1基本事件的计算（1）工序1粗铣前横架上平面由表5-43l=119mm，d=36mm, l1=0.5d-0.04d（d-0.04d） 1/2+2=9mm,l2=4mm,z=6,fmz=0.16263=157.8mm/min。该工序基本时间 tj=(l+l1+l2)/fmz =0.84min=50.2s.（2）工序2钻、倒角、攻螺纹上平面M12四个螺纹孔钻孔工步：根据表5-41，取l1=5.7mm，l2=1mm，l=22mm，tj=0.3min=18s；倒角工步：tj=0.02min=1.2s；攻螺纹工步：l=22mm, l1=6.4mm，l2=2mm, tj=0.06min=3.6s。该工序基本时间21.62s。（3）工序3钻、攻螺纹、锪平面、倒角C面一个M12螺纹孔钻孔工步：根据表5-41，取l1=5.7mm，l2=1mm，l=20mm，tj=0.3min=18s；攻螺纹工步：l=20mm, l1=6.4mm，l2=2mm,tj=0.05min=3s；锪平面工步：tj=0.02min=1.2s；倒角工步：tj=0.02min=1.2s。该工序基本时间23.4s。6.2.2辅助时间的计算按辅助时间与基本时间的关系，取tf=0.15tj，则各工序的辅助时间分别为：工序1的辅助时间：tf=0.1550.2=7.53s；工序2钻孔工步的辅助时间：tf=0.1518=2.7s；工序2倒角工步的辅助时间：tf=0.151.2=0.18s；工序2攻螺纹工步的辅助时间：tf=0.153.6=0.54s；工序3钻孔工步的辅助时间：tf=0.1518=2.7s；工序3攻螺纹工步的辅助时间：tf=0.153=0.45s；工序3锪平面工步的辅助时间：tf=0.151.2=0.18s；工序3倒角工步的辅助时间：tf=0.151.2=0.18s。6.2.3其他时间计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该前横架生产类型为中大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。现取布置工作地时间tb与休息与生理需要时间tx均3%，则工序其他时间可按6%（tj+tf）计算。工序1的其他时间：tb+tx=6%（50.2+7.53）=3.46s；工序2钻孔工步的其他时间：tb+tx=6%（18+2.7）=1.24s；工序2倒角工步的其他时间：tb+tx=6%（1.2+0.18）=0.08s；工序2攻螺纹工步的其他时间：tb+tx=6%（3.6+0.54）=0.25s；工序3钻孔工步的其他时间：tb+tx=6%（18+2.7）=1.24s；工序3攻螺纹工步的其他时间：tb+tx=6%（3+0.45）=0.2s；工序3锪平面工步的其他时间：tb+tx=6%（1.2+0.18）=0.08s；工序3倒角工步的其他时间：tb+tx=6%（1.2+0.18）=0.08s。6.2.4单件时间计算工序1的单件时间：tdj=50.2+7.53+3.46=61.19s；工序2的单件时间为三个工步单件时间的和，其中：钻孔工步：21.94s；倒角工步：1.46s；攻螺纹工步：4.39s则工序2的单件时间tdj=21.94+1.46+4.39=27.79s。工序3的单件时间为四个工步单件时间的和，其中：钻孔工步：21.94s；攻螺纹工步：3.65s；锪平面工步：1.46；倒角工步：1.46s；则工序3的单件时间tdj=21.94+3.65+1.46+1.46=28.51s。将上述零件工艺规程设计结果填入工艺文件。填写工艺卡和工序卡。7.专用机床夹具设计7.1设计要求为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为铣床夹具铣平面的专用夹具，本夹具将用于X52K铣床。本夹具无严格的技术要求，因此，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，精度不是主要考虑的问题。7.2夹具设计7.2.1 定位基准的选择为了提高加工效率及方便加工，决定材料使用高速钢，用于对进行加工，准备采用手动夹紧。由零件图可知：在对铣平面进行加工前，方案：选反面平面、和侧面定位夹紧方式用操作简单，通用性较强的螺旋机构来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，这种定位在结构上简单易操作。7.2.2 切削力及夹紧力的计算刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：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： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 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。 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料铝合金钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力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。7.3定位误差的分析为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： （1）中心线对定位件中心线位置精度. 取. 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 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7.4 零、部件的设计与选用定向键安装在夹具底面的纵向槽中，两个一般的使用。的布局尽可能远的距离。通过方向键的协调与铣床工作台的T型槽，使工作表面定位元件夹具工作台的进给方向具有正确的位置。方向键可以下产生的扭矩铣削时，螺栓夹紧夹具可以降低负荷，加强加工夹具牢固。根据GB220780定向键结构如图所示： 图2.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=14mm 定向键的结构尺寸如表5.4：表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D140.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图2.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5：表2.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.257.5夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。8 设计体会在老师的指导和同学的帮助下，我顺利完成了该课程设计。通过该课程设计，收获颇多。作为一名学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。同时，我觉得应该培养我们的团队合作精神，让几个人一起作这样的课程设计我想会更好的发挥我们的特长。参考文献：1马壮，赵越超，马修泉.工程材料与成型工艺M.沈阳：东北大学出社，2007.2李凤平，张士庆，苏猛，屈振生.机械图学M.沈阳：东北大学出版社，2003.3韩正铜，王天煜.机械精度设计与检测M.徐州：中国矿业大学出版社，2007.4机械制造技术基础课程设计指导书M.阜新.5黄建求.机械制造技术基础M.北京：机械工业出版社，2008.6钟日铭.Pro/ENGINEER野火版3.0完全实例导航M.北京：机械工业出版社，2006.7李凯岭.机械制造技术基础M.北