机械制造技术课程设计-刀库支座零件的工艺及铣平面夹具设计（全套图纸）.doc

摘 要机械加工工艺的学科是设计机械加工工艺的过程以及其加工当中所使用夹具的设计为主的一门学科，实践的性能也要求比较强，就要求在学习其过程的当中能够紧密的和生产实践相联系在一起，也拥有比较强的综合的性能， 全套图纸加153893706此次所设计的刀库支座零件的工艺以及专用工装的编制的内容：第一步，对刀库支座零件来进行工艺的考虑，内容就是刀库支座零件的功用的研究以及专用夹具的研究，通过对刀库支座资料的研究分析了解刀库支座的国内外的现状，然后对刀库支座图纸的研究，能够明白刀库支座的加工面所要达到的技术的要求。由刀库支座图纸所要求技术的要求，合理的确定刀库支座毛坯的尺寸与制造的方法。第二步，制造基准面的选用，对制造过程当中的粗基准和精基准。使用选择好的基准设计，编制零件的加工工艺的方案，一般编制两种机械加工工艺的方案，经过2种加工工艺方案相比较以及研究，然后选取能够使刀库支座的外表的形状；和制造尺寸与等形状精度要求能够达到刀库支座要求的加工过程。最终，按照最后确定的加工方案，对各工步的切削用量与加工所用的时间进行正确的计算，而且使用的机床和刀具要与刀库支座相适应。对粗加工来说，还应该检验此机床的承受功率。最后对制造的过程图纸进行整理。经过上面的过程，整个刀库支座的设计就完成了。关键词： 机械；机械加工工艺；专用工装设计ABSTRACT The subject is the process of machining process, machining process design and the design of the machining fixture used as a discipline, practice the performance requirements are relatively strong, requires to practice and production closely linked together in the learning process, also has the strong comprehensive performance,The design of the hydraulic valve body parts of the process and the preparation of special fixture:The first step, the hydraulic valve bracket parts to process considerations, the content is the study of the function of the hydraulic valve bracket parts and special fixture, the study of the hydraulic valve bracket parts to know Hydraulic valve parts of the basic situation, and the research process can understand the support to the processing of workpiece surface and machining requirements. According to the mechanical hydraulic valve bracket parts diagram given requirements, processing form finalized hydraulic valve bracket parts of the blank and blank size.Secondly, considering the selection of machining surface, rough machining process of machining the benchmark and the benchmark finishing. According to the design basis to determine the good, process of preparation of parts of the program, the general preparation of two mechanical processing technology scheme, after 2 processing scheme comparison and research, and then select It is a reasonable working procedure to meet the requirements of the machining parts by taking the geometric shape of the workpiece and the precision of the machining dimension and the precision of the shapeFinally, according to the final processing scheme, calculated every steps of cutting dosage and processing the basic working hours, processing machine and tool and select appropriate parts and for rough machining, but also check the power machine. Then the design process for the drawings.Through the above overview, the whole design is basically completedKey words: machinery; machining process; special fixture design.目录 摘要11 绪论22 刀库支座加工工艺规程设计72.1分析刀库支座72.1.1刀库支座的作用72.1.2刀库支座的工艺研究72.2铸件毛坯制造形式的确定82.2.1选择基面92.2.2工艺路线方案的确定92.2.4切削用量的计算113.3铣底平面127mm夹具设计253.4小结27结束语27参考文献29致 谢3029绪论机械加工过程当中的机械加工的工艺编制以及专用夹具的设计是在学完了大学期间的所有的课程以后，而进行的一次理论和实际相联系在一起的设计；综合的运用所学知识，提高了我们对所学的机械类专业的知识以及技能，也为以后自己从事的这类技术的工作打下比较强的基础。产品的加工工艺设计是体现产品的设计，以及确保证产品的质量和能源的节约与减少生产成本比较重要的方法，是企业单位进行产品生产的准备，计划的调度、加工的操作、生产的安全以及技术的检测与健全的劳动组织的比较重要的根据，也是生产企业生产新品种、提高质量、提高生产水平，对零件的新老更换与调高经济效益的技术都有了保障。专用夹具也是加工系统中非常主要的构成部分，不管是传统还是现代的制造系统的加工，专用工装都是非常主要的。所以，比较好的专用工装可以提高工人加工的产量的校率，对提高工件加工的精度降低，工件加工的成本等都有了保障，也可以扩大机床的使用范围，就能让零件在满足加工精度的条件下，提高效率以及降低生产的成本。现在的社会市场的竞争非常的激烈以及企业信息化的要求,厂家对专用工装的设计与加工要求都比较的高。1、历史发展阶段夹具的使用从出现到至今，大概能够分成几个阶段：首先主要体现在夹具和人的相结合上面，这时段的夹具主要作为人的辅助的工具来使用，是机械加工过程加速的完善；其次，夹具成为了人以及加工机床之间的桥梁，夹具的机能所发生的变化，其主要用来加工工件的定位以及夹紧。人们越来越能够体会到，夹具和操作人员的改进工作以及及加工机床的性能的增高都有着比较密切的关系，因此对专用夹具引起了足够的重视；现阶段夹具表现在夹具以及机床相结合，夹具当作加工机床的一个部分，成为了机械加工当中不能够减少的工艺的装备。2、设计面临的问题在本次给定的刀库支座，零件的设计过程当中，就要求对刀库支座工件的机械加工工艺过程和专用镗床夹具进行了设计，在考虑工件的加工工艺路线时，有可能也会编制工艺方案不是比较的合适，而且有时也出现了不能确保加工零件当中所能达到要求的精度。在编制专用夹具设计时，也可能因为定位的基准不太合理的选取，导致过定位或者欠定位所造成待加工的工件的精度不能达到要求。在确定夹紧零件时因为选用的零件的大或者小及尺寸等的不太合适，而不能达到夹紧的需要，或许也能因为夹紧力的作用点或者作用的面的位置不够合适而使要加工的零件发生翻转。因此在设计的过程当中应该编制好几套设计的方法，相比较以后选择最合理的方案，而且也要多多求教指导的老师以及校友们，并且多多的研究和设计有关的文献资料来尽自己最大的可能完成这次的设计。2 刀库支座加工工艺规程设计2.1分析刀库支座2.1.1刀库支座的作用这次我的设计的是刀库支座零件的工艺以及夹具的设计，刀库支座零件主要的作用是支撑以及固定的各个零件的作用的，刀库支座是比较关键的零件。零件是不是具有平稳的性直接关系到零件的加工的质量，假如刀库支座的平面的精度有所减少的话，而机器的使用的价值也就有所降低。2.1.2刀库支座的工艺研究 刀库支座使用HT250件的材料，HT250材料制造的工艺不难，而且铸造的产品性能以及减震的性能都非常的好。 刀库支座待加工的表面以及表面所要求得精度，分析下面几点：（1）重要的加工面：1）加工的平面保证满足尺寸，平行度的误差是2）加工20mm平面20mm铣侧面3）钻24孔孔，并且要达到平行度的误差的要求4）粗精镗50.8台阶孔镗38台阶孔5）钻攻2-M8孔6）钻攻16-M6孔（2）主要的加工基准的面：1）以92mm底平面作为加工基准的加工的表面本组加工的加工表面有： 刀库支座工件的上表面的各个孔以及刀库支座工件的顶平面2）以侧面的平面来作为加工基准的加工的表面本组加工的表面有：主要就是镗削加工50.8台阶孔镗38台阶孔以及铣削加工92mm的底平面2.2铸件毛坯制造形式的确定刀库支座的材质选用HT250。因为刀库支座为中型生产加工的水平，而且刀库支座的形状不大，铸件平面的性能的要求不低，故能够使用铸件性能比较平稳的机器砂模铸造，不仅实用批量生产。也方便了铸造的加工程序，并而且还能够增加劳动的生产校率。2.2.1选择基面（1）选取刀库支座零件粗加工的基准 相对刀库支座工件来说，根据互为加工基准的选用的原则，选取刀库支座工件的平面来当作刀库支座制造的粗基准，能够采用夹紧机构对平面进行压紧，用92mm面的定位块支承与92mm面的中孔，来当作重要的定位基准，来限制，各个的自由度。其次使用一个面来定位去掉向的自由度，来达到定位最终目的。（2）精加工基准的选用 主要要考虑到基准重合的要求，以及考虑方便于装夹的问题，选择已经加工完成的底平面以及侧平面来作为刀库支座精加工的基准。2.2.2工艺路线方案的确定编制机械制造的路线，重要的就是合理使用制造过程中的方法与划分加工的阶段。(1)工件制造方法的选择，应该从待加工工件的表面，技术要求来考虑，重要的就是要加工面尺寸位置度与表面的光洁度，还要研究整个零件各方面有影响的因数。正常是依据重要的表面精度的要求首先制定最终加工的方法，其次再决定很多准备工序的加工的方法，再制定别的次要的表面的加工的方法。(2)确定各个表面加工的方法以后，就要分析研究制定的加工的方法在机械加工工艺路线当中的大概的顺序，加工的主线为定位的基准面，仔细安排热处理的工序与其它辅助的工序。(3)加工路线方案的制定。当零件生产的批量不一样时，工件的加工工艺的路线也会有比较大的区别，现在制定出刀库支座中批生产时的机械制造路线的思路。看下面表.表 2.1 思路一 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容10铸造铸造成型20时效热处理30钻钻攻4-M6孔40钻钻攻2-M8孔40钻钻攻16-M6孔50铣铣20mm两侧面60铣铣70mm两侧面70镗镗38台阶孔80镗镗50.8台阶孔90钻钻24孔100钻钻锪4-12.5孔110铣铣92mm平面120铣铣底平面127mm130铣铣66mm台阶面140钻钻攻2-M6孔 150钳工去毛刺160检 终检表2.2 思路二 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容10铸造铸造成型20时效热处理30铣铣92mm平面40铣铣底平面127mm40铣铣66mm台阶面50铣铣20mm两侧面60铣铣70mm两侧面70镗镗38台阶孔80镗镗50.8台阶孔90钻钻24孔100钻钻锪4-12.5孔110钻钻攻4-M6孔120钻钻攻2-M8孔130钻钻攻16-M6孔140钻钻攻2-M6孔 150钳工去毛刺160检 终检工艺方案的的比较与讨论：方案二和方案一不一样的是把加工孔以及加工平面的工序 放到了后面。钻削完平面的各的螺纹孔以及别的孔等，别的先与后的顺序都没有变化。经过研究知道方案变动了以后刀库支座生产的效率有了提高。并且相对于工件的尺寸的精度，以及位置的精度，都具有很大程度的好,满足了先加工面后加工孔的制造工艺的原理。 第一加工92mm的平面，然后在用92mm的平面来作为加工的精基准，来对侧平面进行加工，这样底，侧两平面的精度的要求就得到了保证，也为92mm的平面上几种孔径位置度的要求得到了保障。达到了先加工面再来加工孔原理。要是使用思路一的方案，先制造孔后制造面,装夹起来不是特别的方便，并且刀库支座毛坯的端平面与轴的轴线，是垂直还是不垂直，就知道加工出的孔的轴线与轴的轴线是平行，还是不平行的。因此知道方案一并不适合。加入选用方案二加工，先来铣面，再来加工孔，就能满足孔的所要求的位置度的要求从提高制造零件的效率和保证精度的两个因数下来讲，得出方案二非常的合理。所以我使用按思路二的方案来加工刀库支座。最终的详细方案见卡片2.2.4切削用量的计算工序，铣92mm平面（1）粗铣92mm平面已经给定的条件：刀库支座的材质选择HT250，铸件毛胚。选择X52K式铣床。根据参考书籍7附表30.34使用硬质合金材料的面铣刀， ，齿的个数是，使用的刀具是粗齿型状的。一个边的余量是： 深度加工：每个齿的进给量：按照参考书籍3附表2.3.72，选择加工的速度：根据参考书籍 6的表31.33，取。机床主轴制造零件时的转速： 式（2.1）式子当中 制造速度； 刀具的的宽度。依据式子2.4机床主轴制造零件时的转速：依据教科书4的表3.2.76 制造的实际的速度：加工时进给的距离： 每一分钟加工时进给的距离： ：按照参考书籍献7附表2.1.89,（2）精加工92mm平面知道的条件：刀库支座选择HT250的材料，铸件。机床使用 X52K式的铣床。根据教科书7的表37.32刀具使用材料的面铣刀：， ，齿的个数为12，其为细齿型状的铣刀。加工14mm平面的一个边的余量： 深度加工：每一齿的进给的距离：依据教科书 7的表31.32，取速度加工：依据依据教科书7的表21.34，取机床主轴制造时的转速，依据式子（2.4）计算：依据教科书7的表3.2-32 加工实际的速度：加工进给的距离，根据式子（1.4）得：每一分工作台进给的距离： 加工所用的时间零件加工层的距离：依据毛坯的大小得出， 铣刀切入的距离： 铣刀切出的距离：得 1次加工机床所用的工时：按照参考书籍5附表2.2.47可能够知道制造辅助的用时切削所用的时间切削层加工层的距离：依据毛坯的大小得出 铣刀切入时的距离：精切削刀具切出时的距离：取 1次加工加工所使用的时间：依据参考书籍5附表2.3.42能够知道加工的辅助的时间加工平面的总工时为： +工序：铣底平面127mm（1）粗铣底平面127mm所给的条件使用HT250的材料，铸件。使用X52K式的铣床。依据教科书7的表3137选择材质为的硬质合金铣刀， ，齿数，此为粗齿铣刀。 ，按照参考书籍9附表3.7与3.6 参考书籍9附表3.8 依据铣床使用的说明书加工的实际速度：每一分钟工作台进给的距离： 工作台进给的距离： 所使用的时间：（2）精铣底平面127mm所知道的条件使用HT250的材料，铸件。使用X52K式的铣床。依据教科书7的表3435刀具使用材料做的面铣刀， ，齿的个数是12，这个为细齿形状的铣刀。加工30mm平面的一个边的余量： 深度加工： 加工工序的余量选择 被加工的零件切削加工的速度为 铣床主轴是 机床工作台的进给量： 基本工时：工序：钻攻2-M8孔刀库支座使用的是HT250铸铁的材料，待钻削孔的宽度为8mm。使用Z535机床来对8mm孔进行加工，现加工孔到6.7，然后使用M8的丝攻。在来攻M8的螺纹，选取M8机用丝锥来加工螺纹。首先加工至6.7孔刀库支座的材质是HT250铸铁，孔的直径钻到6.7mm，表面的粗糙度为。加工的机床选取Z535钻床，加工的刀具是：6.7mm的钻头， 1）切削加工用量的确定机床进给量 的确定 按照参考书籍献7附表21.17能够得出，知道孔的深度的比为，故。依据Z535式钻床使用说明，取。依据教科书7的表21.7，钻头的强度可以承受的加工进给距离。知道Z535机床的进给机构能承受的轴向力；依据机床的使用说明能够知道，按照参考书籍7附表24.8，可以接受的钻床进给距离。知道所使用的进给距离较小和以及相比，因此所使用的能够满足要求。制造的速度， ， 与制造的功率， 依据附表23.16，由插入法得出：，由于切削的实际条件与上面的表里所能得出的条件不同，因此应该对得出的结论来进行改正。根据参考书籍7的资料表23-2，故依据Z535机床的使用说书，取。切削实际的速度为依据教科书7的表22.5，故校验机床的使用功率 制造的功率得 机床可以使用的功率因此使用制造的用量能够满足。计算，得出， 攻丝螺纹M8使用Z535式的钻床刀具使用细柄机用丝锥加工进给的距离：因为它的螺距,加工进给的距离速度加工：按照参考书籍5资料表2.3.106，取依据式子2.机床主轴制造速度：，取丝锥攻丝的转速：使用加工实际的速度： 被切削加工层的距离：丝攻切入时的距离：丝攻切出时的距离：1次加工机动所用的时间：按照参考书籍5附表2.3.41能够知道攻丝M8的螺纹的辅助的时间工序：镗50.8台阶孔镗50.8台阶孔 选择材质为YT5硬质合金，直径是的圆形的镗刀 1）切削加工的深度的确定 按照参考书12附表3.123，得 2）进给量的确定 按照参考书12附表1.129，得出 按T618镗床说明书参考书11表4.1.2选定 3）确定切削速度 根据参考书12表5.113，得出 得 所以 根据T618机床的说明书选择 4）工序切削加工工时： 工序： 镗38台阶孔 选择YT5硬质合金材料的刀具， ，宽度为的圆形状的镗刀，使用的寿命为 1深度加工的确定 按照参考书籍12附表3.127，得 2）进给量的确定 按照参考书籍12附表4.125，得 根据T618机床的说明书，参考书籍11附表4.1.27选择 3）切削加工速度的确定 按照参考书籍12附表4.123，得 所以 故 根据T618机床的说明书，选择 4）零件切削加工的工时： 精镗50.8孔 选择YT15硬质合金刀具，主偏角，直径是的圆形的镗刀，它的使用年限为 1）切削加工的深度的确定 按照参考书籍122.128，得出 2）进给量的确定 根按照参考书籍124-121，选择 按T618机床的使用说明，依据教科书（5资料表4.13）得出 3）制造速度的确定 按照参考书籍123.127，计算 由 因此 依据T618机床使用说明，得出 4）加工所使用的时间： 工序：铣66mm台阶面铣66mm台阶面：使用YG6合金的材料的铣刀 1）深度加工以及宽度 因为加工的距离较大，可以分两次干 2）每一个齿的进给距离 根据教科书12资料表3.6 3）制造时的速度与每60秒的进给量距离 制造时的速度：根据教科书9资料表3.33取 计算 因此 使用X62W式铣床，依据机床的使用说明，依据参考书籍9资料表4.1.39，得到，故制造实际的速度是 ，铣床工作台的每60秒的进给距离可得 依据铣床使用说明，得到 4）制造所用时间：列出的式子中，按照参考书籍9附表3.29，得到按照参考书籍9附表3.28，得到 工序：铣70mm两侧面刀具使用YG6合金材料制造的铣刀，1）制造深度与直径 2）每齿的加工的进给的距离 3）制造速度与每60秒的进给距离制造时的的速度：依据教科书资料表4.33， 可取可得故 使用铣床来对顶面进行加工，按照铣床操作用的的说明书，按照参考书籍6资料表4.2.39，算出，因此制造的实际速度为 当，机床工作台每60秒的进给距离计算得 利用机床的使用说明，得到4）制造所用的时间：所列出的式子中，按照参考书籍6附表3.27，和铣刀的一样，所以 得到 工序：钻24孔刀库支座选择HT250铸铁为所使用的材料，制造直径为6mm的孔。使用Z535式的钻床，首先钻到5，刀具使用5的麻花钻头。再来扩孔6，选择6的钻头。机床进给的量：根据参考文献5表2.1-35，取切削速度：根据参考书籍6资料表2.1.42，使用依据式2.4机床主轴的制造速度：，取制造时的实际速度：被切削层的距离：钻头切入时的距离：钻头切出时的距离： 1次加工就可以扩24孔使用Z535式钻床来对孔加工使用24钻头进给量：进给量切削速度：查参考书5附表2.2.106，使用依据式2.4机床主轴制造时的速度：，取回转时的速度：得到制造实际的加工速度： 扩24孔所需要的时间被切削层的距离：钻头切入的距离：钻头切出的距离： 1次加工就可以所需要的时间：工序：钻攻16-M6孔钻5底孔： 选用5高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 按机床选取 基本工时：攻螺纹M6mm： 选择M6mm高速钢机用丝锥 f等于工件螺纹的螺距p，即 按机床选取 基本工时：工序：钻攻2-M8孔钻6.7的圆孔： 选择高速钢麻花钻 按机床选取 基本工时：攻螺纹M8mm： 选择M8mm高速钢机用丝锥 按机床选取 工序：去毛刺，全尺寸检验2.3小结零件加工工艺的文件，是工件生产加工的时候，以及工人正确操作的方法指导的文件。对于加工零件加工工艺的的编制工作，能够知道零件的加工工艺对生产以及工艺的水平有着非常重要的影响力。生产量的规模的大或者小。以及工艺水平的高和低。和解决不同制造的问题的办法与手段，都要在工件的加工工艺来看出来。3.3铣底平面127mm夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。（一）问题的提出本夹具主要用来铣底平面127mm面，这两个端面对50.8孔都有一定的技术要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产试验率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。（二）夹具设计1.定位基准的选择由零件图可知，50.8二孔端孔中心线有平行度及对称度要求，为了使位误差为零为了提高加工效率，现决定用两把铣刀对底平面进行加工。同时，为了缩短辅助时间，准备采用手动夹紧。2.切削力及夹紧力计算刀具：高速钢铣刀，225，Z=20 （见切削手册表3.28）其中：=650， =3.1，=1.0，=0.08，=0.72，=40，（在加工面上测量的近似值） =0.86， =225， =0.86， =0 , z=20 F= 1456(N)当用刀铣削时，=2F=2912(N)水平分力：=1.1=32.3(N)垂直分力：=0.3=873(N)在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数其中： 基本安全系数1.5；加工性质系数1.1； 刀具钝化系数1.1；断续切削系数1.1。 =K=1.51.11.11.13203=6395（N）为克服水平切削力，实际加紧力F应力 其中及为夹具定位面及加紧面上的摩擦系数，0.25。则螺旋夹紧力：3.定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一柱柱销与棱型销，该定位的尺寸与公差现规定为本零件在工作时与其相配孔的尺寸相同.（2）由于50.8孔中心线应与其外端面垂直，此项技术要求主要应由两孔配合中的侧向间隙保证。（3）计算50.8二孔外端面铣加工后与孔中心线的最大平行度误差。零件孔与定位心轴外径的最大间隙为： =0.048-（-0.083）=0.131（）当定位轴的长度取10时，则由上述间隙引起的最大倾角为0.131/100。此即为由于定位问题而引起的39孔端面对孔中心线的最大平行度误差。4.夹具设计及操作的简单说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了手动夹紧方式。本工序由于是粗加工。因此，应首先设法降低切削力。目前采取的措施有三：一是提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力；二是选择一种比较理想的螺旋夹紧机构，尽量增加该夹紧机构的扩力比,结果，本来具总的感觉还比较紧凑。夹具上装有对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）.3.4小结对与设计专用的工装夹具，能够了解到机床专用夹具，在切削的加工当中所起到的作用：确保制造零件所要求的精度，加快零件制造的产量，对工人的劳动强度，尽量的减少，把机床的制造性能充分的发挥出来。结束语在这次设计过程中，真正让我感受到了知识的重要性。在这次的刀库支座零件的设计当中，使用学过的CAD的画图软件，来对图纸进行绘制，因为很久都没有使用了，所以现在在开始画图的时候就出现很多问题，开始也不是很得心应手。但是熟练一下就能