盖零件机械加工工艺规程制订及第 45工序工艺装备设计
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盖零件机械加工工艺规程制订及第
45工序工艺装备设计
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毕业设计说明书专业： 机械制造与自动化 班级： 机制3106班姓名： 陈伟章 学号： 13 指导老师： 张永军 王新海 陕西国防工业职业技术学院二零一三 届毕业设计（论文）任务书专业：机械制造与自动化 班级：机制3106 姓名：陈伟章 学号：13一、设计题目(附图)： 盖 零件机械加工工艺规程制订及第 45工序工艺装备设计。二、设计条件： l、零件图； 2、生产批量：中批量生产。三、设计内容： 1、零件图分析：l）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）；2）、绘制零件图； 2、毛坯选择： 1）、毛坯类型； 2）、余量确定； 3）、毛坯图。 3、机械加工工艺路线确定： 1）、加工方案分析及确定； 2）、基准的选择；3）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。 4、工艺尺寸及其公差确定： 1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）； 2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸； 3）、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 5、设备及其工艺装备确定：6、切削用量及工时定额确定： 确定每道工序切削用量及工时定额。7、工艺文件制订： 1）、编写工艺设计说明书； 2）、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片）8、指定工序机床夹具设计： 1）、工序图分析； 2）、定位方案确定； 3）、定位误差计算； 4）、夹具总装图绘制。 9、刀具、量具没计。（绘制刀具量具工作图）四、上交资料（全部为电子文稿）：1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写）2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图）； 3、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写） 4、夹具总装图一张（A4图纸）；零件图两张（A4图纸）； 5、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具工作图一张（A4图纸）。五、起止日期：2 012年11月 12日一2 012年12 月 28 日（共七周）六、指导教师：张永军 王新海七、审核批准： 教研室主任： 系主任：年 月 日八、设计评语：九、设计成绩：年 月 日目录第一部分 工艺设计说明书 4 第二部分 第50号工序夹具设计说明书 14第三部分 第55号工序刀具设计说明书 15 第四部分 第35号工序量具设计说明书 17 第五部分 设计心得 20 第六部分 参考文献 21 第一部分工艺设计说明书 -盖机械加工工艺规程一、 零件图分析1、 分析零件图对原零件图分析，可知其尺寸不完整，画图有错误，经过修改，现在此零件图是正确的。2、技术要求分析（1）、尺寸精度分析：210外圆面, 尺寸精度IT6 190内孔，尺寸精度IT7 尺寸200，尺寸精度IT9（2）、形位精度分析210对孔中心线A的径向园跳动为0.029190对平面B的径向圆跳动为0.0292170对平面B的平行度为0.02918孔平面对平面的平行度为0.023（3）、粗糙度分析210，Ra=1.6 190,Ra=3.2尺寸51左端面Ra=3.2 尺寸51的右端面Ra=3.2200内孔面Ra=12.5 170内孔面Ra=12.54-17.5内孔面Ra=12.5 13.5内孔面Ra=12.5 13.5内孔面Ra=12.5尺寸55的右端面Ra=12.5其余为不加工表面，未注圆角为R2.5结论：210外圆面为重要表面；190内孔为重要表面；尺寸51左端面为重要表面。3、结构工艺性分析（1）、毛坯制造工艺性 该零件毛坯属于铸件，材料为HT200，可选用砂型铸造，机器造型，铸出工艺性一般，属于易切材料。（2）、机加工艺性 该零件加工复杂，但其表面粗糙度和精度要求不高，故机加工艺性差。（3）、刚性该零件属于铸件，为脆性材料，加工时易变形。二、 毛坯选择1、 毛坯类型确定该零件材料为HT200灰口铸铁，由于零件结构比较复杂，有多处圆角与之相关线段连接，并有多处孔加工，材料加工时易变形，因此要注意加紧力，防止变形，该零件尺寸大，故采用砂型铸造。2、确定毛坯余量求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长275mm,宽55mm,高407mm,故最大轮廓尺寸为407mm。选取公差等级CT 由表5-1，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围812级，取CT为10级。求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表5-3查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。求机械加工余量等级 由表5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围EF级，取F级。求RMA(要求的机械加工余量) 对所有的加工表面取同一个数值，由表5-4查最大轮廓尺寸为407mm，机械加工余量等级为F级，得RMA数值3mm.。求毛坯尺寸 6X13.5、6X17.5、10XM16、2XM12孔较小，铸成实心，尺寸55左右面为双侧加工，应由式5-2求出，即F+2RMA+CT/2=55+2X3+2.8/2=62.4mm孔属内腔加工，应由式5-3求出，即R=F-2RMA-CT/2=190-2X3-4/2=182mm3、零件毛坯合图： （见附图）三、工艺路线拟定1、基准选择粗基准: 选择粗基准应以“重要表面，加工余量较小表面，或不加工面作为粗基准。所以根据此零件图的结构分析可知，此零件选择尺寸22的上表面为粗基准。精基准：为保证行为精度和各表面互为基准的要求应尽量遵循基准重合原则，故以尺寸55的下表面（即尺寸22的下表面）为精基准。2、主要表面加工方案的确定外圆表面: 210Ra1.6 IT6 210Ra1.6：粗铣（IT1112.5）-半精铣（IT8; 6.3）-精铣（IT8; 3.2）-磨（IT6; 1.6）孔：2x12.5 IT7孔： 3.2 IT7：粗铣（IT11;12.5）-半精铣（IT9; 3.2）-精铣（IT7; 1.6） 尺寸55的左平面：粗车（IT11;12.5）-精铣（IT8; 3.2）其余表面一次加工完成，次要表面的加工主要穿插在重要的加工过程中3、加工顺序的安排： 该零件主要由面和孔构成，加工顺序为先面后孔、次要表面穿插加工。4、加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。粗加工阶段：、毛坯人工时效处理；、粗铣各加工表面；粗铣外圆面、粗铣170、190、200的孔；钻6x13.5、2x14、6x17.5孔以及加工10XM16、2XM12的螺纹孔；铣槽。目的：切除大部分余量，把毛坯加至接近零件的最终形状和尺寸，只留下少许加工余量，通过这个加工阶段还可以及时发现铸件的裂纹等缺陷，采取相应的措施。半精加工阶段；、 半精铣各加工表面；、半精铣外圆面；、半精铣190的孔；半精车台阶面。目的：为精加工做准备，尤其为精加工做好基准面准备，对于一些要求不高的表面在这个阶段加工到图样要求。精加工：精铣210的外圆；精铣190的孔； 目的：达到零件设计要求。磨削：磨210外圆5、加工顺序确定：工艺流程图（见图3）05. 铸造10. 热处理 人工时效15. 铣 粗铣尺寸55的左端面，粗铣170、190、14的孔 20. 铣 粗铣55、51的右端面，粗铣210外圆面，粗铣200的孔25铣 半精铣190内孔30. 铣 半精铣51的右端面，半精铣210的外圆面35. 铣 精铣尺寸55的左端面，精铣190内孔40. 铣 精铣210的外圆面45. 磨 磨210的外圆面。50. 钻 钻6-13.5、4-17.5、2-17.5、2-M12、10-M16、2-13.5的孔，攻2-M12、10-M16的螺纹。 55. 铣 铣70X22倾斜10的键槽，铣宽22倾斜10的键槽。60. 钳 修毛刺 65. 检 终检 四、工序尺寸及其公差确定210 ：尺寸精度IT6 表面粗糙度Ra1.6工艺路线基本尺寸工序余量工序公差工序尺寸铸造220220粗铣21290.28212半精车210.61.40.072210.6精铣210.10.50.046210.1磨2100.10.029210 Ra3.2：尺寸精度IT7 表面粗糙度Ra3.2工艺路线基本尺寸工序余量工序公差工序尺寸铸造162186.8粗铣186.824.80.28 186.8半精铣1892.20.072精铣19010.046五、设备及其工艺装备确定根剧中批生产的类型及其工艺特征，设备主要采用普通设备，而工艺装备主要采用手动专用工艺装备。所用的设备有： 加工中心。夹具有:压块、铣床专用夹具、钻床专用夹具。刀具有：内螺纹刀、YG8硬质合金铣刀，键槽铣刀。量具有：游标卡尺、专用塞规、千分尺。六、切削用量、工时定额确定（1）选择刀具选择刀杆截面尺寸：BxH=20x30 材料;45钢 =8，ap=7，=90，kr=12，s=0.铣刀寿命60min（2）确定背吃刀量查表1.1切削用量简明手册取ap=2mm（3）确定进给量f粗车灰铸铁材料;刀杆尺寸为20x30mm，ap3mm工件直径约为100600mm时f=0.91.3所以取f=1mm（4）切削速度的计算当用YG8硬质合金铣刀加工硬度为HT200的铸铁时更具公式V=Cv=158，xv=0.15，yv=0.4，m=0.2代入公式得：V=62.7m/min机床转速N=取n=160r/min实际切削速度V=（6）校验机床功率粗加工阶段需要较大的机床功率因为fz=CFz*ap*f*v*KFz查表：Cfz=92，Xfz=1.0，Yfz=0.75,Nfz=0.修正系数Kfz=Kmf*Kkrf*Kvof*Ksf*Ktfz*Kmfz查表：加工材料机械性能改变的修正系数Kmf=刀具几何参数改变的修正系数Kkrf=0.89，Krf=1.0，Ksf=1.0.铣削条件改变的修正系数Ktfz=0.14，Kmfz=0.92，代入公式得;Kmfz=1.0*0.89*1.0*1.0*0.94*0.92=0.77所以Fz=141.7N故切削功率Pm=故：可以满足加工要求（7）刀具刚度校核可承受切削力【Fz】J= 弹性模量Es=210x10 惯性矩J=刀杆伸出长度L=1.5H=1.58*30=45mm允许绕度;f=0.1mm,故：切削时间基本时间Tj=L1=L2=35，L3为单件小件生产时的试切附加长度所以Tj=0.09min（2）辅助时间查表：Tf=装卸工件时间T1+启动时间T2+停止机床时间T3+改变切削用量时间T4+测量时间T5+.所以Tf=T1+T2+T3+T4+T5.=0.58min（3）布置工作地，身理和修理所要时间查表：取该项目占操作时间0.218即：Tbx=（Ti+Tf）*0.218=0.15第二部分第50号工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析在一盖上钻孔，中批量生产，工件材料HT200。2.定位方案确定孔的大小由刀具确定，想要加工孔，必须要确定孔在X、Y、Z方向的移动和旋转。3.定位元件确定该工件属于薄板类零件，故采用一面两孔定位。4.定位误差分析计算： 1）基准不重合误差：= 2）基准位移误差： 3）定位误差： 故该加工方案可用.5.夹紧方案及元件确定 考虑到薄板类零件的特点，以及本工序加工特点，加工本工序的夹紧装置采用螺母压板。6. 夹具总装图 第三部分第55号工序刀具设计说明书一已知条件：1、被加工键槽宽和公差16-0.025 -0.08，2、工件材料；45钢。3、预制键槽宽：Dw1=22mm4、使用机床：加工中心。使用乳化液润滑冷却。5、设计直柄铣刀。二设计要求：1绘制铣刀工作图（A4）。三设计过程 序号设计项目设计内容结果来源1结构形式直柄整体式2刀具材料切削部分：W18Cr4V柄部；高速钢3几何角度 见表3-1a。=14 。=10 n=8 4铣刀直径及公差DZ1=dminm=22，锥形斜度10， 第一齿未切除余量，故粗切齿余量A1=1520.03=0.9 由DZ2-DZ14齿切除则每齿直径应为DZ2DZ14=DZ1DZ13+2过渡齿DZ17-DZ21=29.85 29.9 29.93 29.95 29.96 30.033校准齿 DZ27-DZ32=30.033 5几何参数=15 =1.5 2.5 =0.1 0.36齿距p/mmP= 取P=10P=107检验同时工作齿数Ze=L/P+1=40/10+1=53Ze=58容削槽速度h=3.03h=3.039容削槽形式和尺寸形式：圆弧齿背形尺寸：粗切齿P=10 g=3 h=4 r=2 R=7精切齿 校准齿P=8 g=3 h=2.5 r=1.3 R=510检验 比较可知检验拉刀强度Amin=Fc=45.9KNFq=75KN11前柄D=22-0.032 -0.059 D1=22 0 -0.027 L1=46L1=4612长度LL=126 0 -1.9L=52313中心孔两端选用B型带护维中心孔d=2 d1=6.3 t1=2.54 t=2B型中心孔14材料与热处理器硬度 材料 W18Cr4V刀齿与后导部HRC6366 前导部HRC6066 柄部HRC405215技术条件铣刀各项技术条件参考国标确定16绘图绘制设计图第四部分第35号工序量具设计说明书1.工序尺寸精度分析对孔190，首先确定被测孔的极限偏差，查公差书第三章极限与配合标准得190的上偏差ES=+0.046,下偏差EI=0。2.量具类型确定孔190的量具用塞规。3.极限量具尺寸公差确定（1） 确定工作量规的制造公差和位置要素值，由公差书表6-1得尺寸190的量规公差为T=0.00054 mm,位置要素Z=0.0007mm.。形位公差:T/2=0.00027mm。（2）计算工作塞规的极限偏差：190孔用塞规：通规：上偏差=EI+Z+T/2=（0+0.007+0.0027）=+0.0097mm 下偏差=EI+Z-T/2 =（0+0.007-0.0027）=+0.0043mm磨损极限= EI=0mm止规：上偏差=ES=+0.046mm 下偏差=ES-T=（+0.046-0.0054）=+0.0456mm4.极限量具尺寸公差带图5. 极限量具结构设计塞规工作图第五部分毕业设计体会毕业设计是对我们这些年来在学校所学知识的总结和检验。通过毕业设计可以体现出我们在校期间的学习程度，从而对所学专业知识能力做出有力判断。从我们拿到零件图纸的第一天开始，指导老师就详细给我们讲了设计的步骤，还安排了辅导时间，上机时间从而为我们圆满的完成设计任务奠定了良好的基础。在此之前，我们所接触的只是课本上的理论知识，对机械加设计方面只有侧面的了解。但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，它是怎么操作的，从而更加了解了我们的专业和其前途所在。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。在老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后在得出零件技术要求，在根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图。之后进行工艺路线确定，工序设计，共装设计，最后进行整理答辩之后，我们便有了茅塞顿开的感觉，从而在老师的指导下，遵循设计步骤，一步步向下走，直至圆满完成设计任务。这次毕业设计给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对零件精度分析与计算和运用CAD画出工序图，夹具零件图到最后夹具总图的成型，刀具工作图，量具等都对我所学的知识进行了检验。可以说，本次毕业设计有苦也有甜。设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，要
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