电器操纵盒工艺工装课程设计说明书.doc

课程设计说明书题 目： 电器操纵盒工艺工装设计 院 系： 应用技术学院 专 业：机械设计制造及其自动化 班级： 0784 学号： 18 学生姓名： 彭 哲 导师姓名： 杨 毅 完成日期： 2010/06/30 绪 论本文是有关电器操纵盒工艺步骤的说明和机床夹具设计方法的具体阐述。工艺工装设计是在学习机械制造技术后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件进行加工工艺规程的设计和机床夹具的设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。据资料所示，电器操纵盒是Z525立式钻床送刀机构中的小零件，其主要作用是起操纵和控制刀具。在设计电器操纵盒机械加工工艺过程时要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切削速度、功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。目 录第1章、引 言1.1机械加工工艺规程制订31.2机械加工工艺规程的种类31.3制订机械加工工艺规程的原始资料4第2章、零件的分析 2.1零件的作用5 2.2零件的工艺分析5第3章、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图.6第4章、选择加工方法，制定工艺路线 4.1机械加工工艺设计7 4.2制定机械加工工艺路线7 4.3确定工艺过程方案8第5章、选择加工设备及刀具、量具 5.1选择加工设备与工艺设备10 5.2确定工序尺寸11第6章、确定切削用量 6.1工序切削用量13 6.2工序切削用量14 6.3工序切削用量15 6.4工序IV切削用量16第7章、心得体会17第八章、参考文献 18第1章 引 言机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。1.1机械加工工艺规程制订1.1.1生产过程与机械加工工艺过程生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下：1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。1.2机械加工工艺规程的种类机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。1.3制订机械加工工艺规程的原始资料制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料：1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。第2章 零件的分析2.1零件的作用据资料所示，可知该零件是Z525立式钻床送刀机构的电器操纵盒。盒的底面B通过螺栓与左侧盖联接，并用锥销定位，锥孔6配作，35H7的孔是安装轴齿轮的，并与轴齿轮的轴间隙配合，槽A内安装齿条，齿条可在槽内移动，齿轮与齿条啮合，齿轮带动齿条移动，槽A的两端用板封住，板与电器盒用螺栓M6联接，螺纹孔配作，16H7的孔内装有可移动的定位圆锥，对齿条移动起定位作用，定位是弹簧压紧定位圆锥。2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知，53和35的中心线和底面是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组： 1.53mm、35mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：35mm和53mm的孔，零件的底面。2.以底面为加工表面这一组加工表面包括，60mm的圆柱端面和侧面，16mm的孔M18的内螺纹及宽20mm深29mm的沟槽。由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 第3章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为0.72kg。生产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于35mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。由参考文献可知，差得该铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。表3.1用查表法确定各加工表面的总余量加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明前面44G2.5顶面降一级，单侧加工后面44G2.5底面，孔降一级，双侧加工底面121H4.0双侧加工（取下行值）主轴孔35H2.5双侧加工（取下行值）主轴孔53H3.0孔降一级，双侧加工凸台顶面60G2.5凸台侧面12G2.5其他孔100G2.5槽29G2.5表3.2由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表：主要加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT前后面间距离86591+-0.21.6底面和顶面距离527591.4凸台顶面与顶面距离125171.5圆柱凸台直经605651.6轴孔53536471.4轴孔35355301.3孔径小于30mm的孔不予铸出。图3.1所示为本零件的毛坯图第4章 选择加工方法，制定工艺路线4.1机械加工工艺设计4.1.1基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。4.1.2粗基面的选择考虑到电器操纵盒结构复杂，加工的表面多，为保证各加工表面的相互精度和具有足够的加工余量，选择I和II平面作为粗基准比较合适，有利于B面和各螺纹孔的加工。不仅能保证各孔有足够而又均匀的机械加工余量，还能较好地保证各孔的轴线与平面B及螺纹孔的相对位置。4.1.3精基面的选择采用“一面两孔制”，选择电器操纵盒的B面及面上的上方两孔作为工艺加工的精基准。电器操纵盒用这种“一面两孔”的定位方法在夹具上定位，再去加工其他平面和孔，实现了基准统一。4.2制定机械加工工艺路线工序I 铣底面。工序II 粗镗、半精镗、精镗35mm和53mm孔。工序III 铣前面和后面。工序IV 刨60mm圆柱凸台的端面和侧面。工序V 钻、半精铰、精铰16mm孔，攻丝M181.5的螺纹，用Z535立式钻床加工。工序VI 钻、半精铰、精铰14mm和9mm的孔，选用Z525立式钻床。工序VII 铣深29mm宽20mm的槽。第5章 选择加工设备及刀具、量具由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成.5.1选择加工设备与工艺设备5.1.1 选择机床，根据不同的工序选择机床工序050铣底面，工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率，故选用立铣，用X53K立式铣床。工序060粗镗、半精镗、精镗35mm和53mm的孔在同一基准上，选择T68立式铣床。工序070铣粗前面和后面，选择组合机床。工序080粗刨、精刨60mm圆柱凸台的端面和侧面，选B2010龙门刨。工序090钻、半精铰、精铰16mm孔，攻丝M181.5的螺纹，选Z32摇臂钻床。工序0100钻、半精铰、精铰14mm和9mm的孔。用Z32摇臂钻床。工序0110粗铣、半精铣、精铣深29mm宽20mm的槽，选用X62卧式铣床。5.1.2 选择刀具，根据不同的工序选择刀具1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=125齿数z=14，直径为d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。2.镗35mm和53mm的孔选用锥柄麻花钻。3.钻、半精铰、精铰16mm的孔，攻丝M181.5用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。 4.钻14mm孔和9mm的孔，刀具：选择高速钢麻花钻。5. 铣深29mm宽20mm的槽，选用高速钢切槽刀。5.1.4 选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：1.选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm125mm的外径千分尺。2.选择加工孔量具因为孔的加工精度介于IT7IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm125mm的内径千分尺即可。3.选择加工槽所用量具槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为IT14;半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。故可选用读数值为0.02mm测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。5.2确定工序尺寸 5.2.1面的加工（所有面）根据加工长度的为121mm，毛坯的余量为4mm，粗加工的量为2mm。根据机械工艺手册表2.3-21加工的长度的为121mm、加工的宽度为121mm，经粗加工后的加工余量为0.5mm。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。5.2.2孔的加工1. 35mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。镗孔：30mm. 2z=0钻孔：33mm. 2z=16.75mm扩孔：34.75mm 2z=1.8mm粗铰：34.93mm 2z=0.7mm精铰：352. 16mm.毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：15mm. 2z=0.85mm扩孔：15.85mm 2z=0.1mm粗铰：15.95mm 2z=0.05mm精铰：16H73. 14mm的孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：13mm 2z=0.95mm粗铰：13.95mm 2z=0.05mm精铰：144.钻螺纹孔9mm毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：9.8mm 2z=0.02mm精铰：9第6章 确定切削用量6.1 工序切削用量6.1.1 切削用量 本工序为铣底面。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=125mm，齿数z=1 。根据资料选择铣刀的基本形状,r=10，a=12，=45已知铣削宽度a=4mm，铣削深度a=125mm故机床选用XA6132卧式铣床。 1.确定每齿进给量f根据资料所知，XA6132型卧式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=125mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径d=125mm，齿数z=14，铣削宽度a=4mm，铣削深度a=125mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=3.14125300/1000=117.75m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，铣削时的功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=125mm, a=4mm, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根据XA6132型立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw 因此机床功率能满足要求。6.2 工序切削用量6.2.1 切削用量 本工序为粗镗、半精镗、精镗35mm和53mm孔，选择锥柄麻花钻直径d=60mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=60mm故机床选用锥柄麻花钻。1.确定每齿进给量f根据资料所知，查得每齿进给量f=0.200.30mm/z、现取f=0.20mm/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据资料所知，依据上述参数，查取Vc73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。则实际切削：Vc =Vc=3.1460150/1000=28.26m/min 实际进给量： f=f=0.23mm/z4.校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知机床功率能够满足要求。6.3工序切削用量6.3.1切削用量 本工序为铣前面和后面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。其他与上道工序类似。1.确定每次进给量f 根据资料，查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=0.20mm/z。2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据资料所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。则实际切削：Vc =Vc=47.1m/min 实际进给量： f=f=0.2mm/z4.校验机床功率 根据资料所知，根据以上参数可知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.5kw，P=0.8 kw，P=7.5，依据上述校验方法可知机床功率能满足要求。6.4工序IV切削用量6.4.1切削用量 本工序为刨60mm圆柱凸台的端面和侧面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。其他与上道工序类似。1.确定每次进给量f 根据资料，查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=0.20mm/z。2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度和每齿进给量f根据资料所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。则实际切削：Vc =Vc=