《机械制造技术基础》课程设计-C6132车床尾座体的机械加工工艺规程.doc

机械制造技术基础课 程 设 计 说 明 书（机械制造及其自动化专业）（工艺部分）设计题目： C6132车床尾座体的机械加工工艺规程 设 计 者： 学 号： 指 导 教 师： 山东大学机械制造及其自动研究所二O一一 年 12 月 24 日前言加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.1课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。 工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。1.2加工工艺设计机械设计制造及其夹具设计是对我们完成大学四年的学习内容后进行的总体的系统的复习，融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合。在毕业前进行的一次模拟训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。机械加工工业规程是指导生产的重要的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。21目录1 前言21.1课题背景及发展趋势2 1.2 加工工艺设计背景22 尾座体加工工艺规程设计42.1零件的分析42.1.1零件的作用42.1.2零件的工艺分析42.2加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施42.2.1确定毛坯的制造形式42.2.2基面的选择42.2.3确定工艺路线42.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.2.5确定切削用量62.3小结19参考文献20_Toc170300116加工工艺说明书2 尾座体加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1.尾座体的用途题目所给的零件是机床尾座体，60H6的孔与顶尖研配，底面与磨床工作台相连，通过M10mm孔用螺栓将“尾座体”紧固在工作台上。主要作用是固定顶尖。圆柱体形的部分有一个60H6孔，并且有一个10孔，顶尖穿过60H6孔，将螺钉拧紧，这样就将顶尖固定。2.1.2.零件的工艺分析 “尾座体”共有三组加工表面，其中两组有位置度要求。（1）以60mm孔为中心,以基准面A的加工表面。这一组表面包括60mm孔以及1012.5的沉头孔和粗糙度Ra=6.3m的凸台面。（2）以基准面B为中心的加工表面。这一组表面包括Ra=3.2m的基准面B，Ra=6.3m的右端面和Ra=12.5m的下端面。以35H7孔为中心的加工表面。这一组表面包括35H7孔以及145的倒角，下端面和M10的螺纹孔。其中主要加工面为35H7孔内壁。第一组和第二组加工表面有位置度要求，如下：60H7孔圆度公差为0.006mm； 35H7孔圆柱度公差为0.004mm； 35H7孔中心线与端面垂直度度公差的要求为0.15mm；60H7孔中心线与端面垂直度公差的要求为0.05mm； 60H6的孔轴心线与导轨面的位置度误差为00.1； 60H6的孔需精加工、研配。2.2尾座体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.2.3确定工艺路线表2.1工艺路线方案一工序1粗精镗60孔工序2镗35孔工序3粗,精铣侧平面工序4粗精铣底平面工序5粗精铣端面工序6钻上平面M22螺孔工序7钻下平面螺纹各孔工序8钻下侧面孔工序9去除锐边毛剌工序10检验表2.2工艺路线方案二工序1粗精铣底平面工序2粗精铣端面工序3粗,精铣侧平面工序4粗精镗60孔工序5镗35孔工序6钻上平面M22螺孔工序7钻下平面螺纹各孔工序8钻下侧面孔工序9去除锐边毛剌工序10检验工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将“镗孔工序放在各面加工结束后再进行加工。其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助,并且符合先面后孔的加工原则。采用基准重合的原则，先加工底平面，然后以底平面为精基准再加工其它平面上的各孔与平面，这样便保证了，两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先镗上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定尾座体的材料是HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 1）加工尾座体的底平面，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑4.5mm，粗加工3.5mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，2） 加工宽度为112的侧面时，用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗铣削的深度是2mm，精铣削的深度是1mm3） 加工直径35mm孔端面和直径60mm孔端面，用铣削的方法加工。由于两端面粗糙度要求都为,铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗铣削的深度是2mm，精铣削的深度是1.5mm4）镗直径60孔时，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量4mm。可一次粗加工3mm，一次精加工1mm就可达到要求。5)镗直径35孔时，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量3.5mm。可一次粗加工3mm，一次精加工1mm就可达到要求。 6）加工M22孔，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。7）加工M6底孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。8）加工下平面台阶面各小孔，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。2.2.5确定切削用量l 粗、精铣尾座体底平面（1）粗铣底平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。机床主轴转速： 式（2.1）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速：取 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,（2）精铣下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：取 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 粗铣的切削工时:被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣的切削工时:被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间min铣下平面的总工时为：t=+=1.07+1.04+1.04 +1.09=4.24minl 粗精铣端面（1）粗铣端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数3，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。机床主轴转速： 式（2.1）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速：取 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,（2）精铣端面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数6，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1.5mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：取 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间min精铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间min铣下端面的总工时为：t=+=0.89+1.04+4.44 +1.04=7.37minl 粗精铣宽度为112mm的侧面（1）粗铣宽度为112mm的侧面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。由式2.1得机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： 式（2.2）刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣宽度为112mm的侧平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。由参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献3表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（2.3）有：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1根据参考文献9：=249/(37.53)=2.21min。根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣宽度为20mm的下平台根据参考文献9切削工时：=249/(37.53)=2.21min根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时：t=+=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24minl 镗60H12的孔(1)粗镗60H12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：毛坯孔径。进给量：取刀杆伸出长度取，切削深度为=3.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速： 取实际铣削速度：工作台每分进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min(2)精镗下端孔60H12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：毛坯孔径。进给量：取刀杆伸出长度取，切削深度为=1.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速： 取实际铣削速度：工作台每分进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.86minl 镗35H7的孔(1)粗镗35H7的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：毛坯孔径。进给量：取刀杆伸出长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速： 取实际铣削速度：工作台每分进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min(2)精镗下端孔35H12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：毛坯孔径。进给量：取刀杆伸出长度取，切削深度为=1.5mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4-9取机床主轴转速： 取实际铣削速度：工作台每分进给量： 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：2.61min 所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5-37工步辅助时间为：1.56minl 钻M22螺纹孔工件材料为HT200铁，孔的直径为6mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至20.5，选用5的麻花钻头。攻M22螺纹，选用M22细柄机用丝锥攻螺纹。进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1l 攻螺纹（1）攻M221.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献5表2.4-105，取由式（2.1）机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间（2）攻M6螺纹被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间总工时为：t=2+=3.75minl 加工底孔（1）加工M8底孔工件材料为HT200铁，孔的直径为8mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻孔至7，选用7的麻花钻头。攻M8螺纹，选用M8细柄机用丝锥攻螺纹。进给量：根据参考文献5表2.4-39，取切削速度：参照参考文献5表2.4-41，取由式（2.1）机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1（2）攻M81.5的螺纹机床：Z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献5表2.4-105，取由式（2.1）机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 攻M8螺纹的工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间l 阶梯孔的加工（1）阶梯孔工件材料为HT200铁，孔的直径为20mm，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔20mm小直径锪钻。 1）确定切削用量确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献7表28-5，故校验机床功率 切削功率为 机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地， （2）锪钻20阶梯孔加工条件：工件材料：HT200，金属模铸造，机床：Z535立式钻床刀具：高速钢钻头7，M8丝锥，20小直径端面锪钻被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间锪钻20阶梯的工时锪钻孔进给量，机床主轴转速，被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：由参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间t=+t=0.27+1.77=2.04min该工序的总工时为： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7minl 校验所以该方案满足生产要求。2.3小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。设计人员都是以一个个简单基本的设计开始成长的,每次能力的提升,都离不开自身的努力与每次的设计任务。我作为一个学机械设计制造及其自动化的，就要在设计中获取技能。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，这句名言告诉我们要身体力行。在这次