机械制造技术课程设计--扁叉的机械加工工艺规程及铣面夹具设计【全套图纸】.doc

机械制造技术基础课程设计题目：设计扁叉的机械加工工艺规程及铣面夹具设计时 间 专业班级 姓 名 学 号 年 级 指导教师 引言：机械制造基础课程设计是机械类专业的一门主干专业基础课，内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，必须通过实践性教学环节才能使学生对该课程的基础理论有更深刻的理解，也只有通过时间才能培养学生理论联系实际的能力和独立工作的能力。因此，机械制造技术基础课程设计应运而生，也成为机械类专业的一门重要实践课程。全套图纸，三维加153893706 机械制造技术基础课程设计旨在继承材料成形技术基础课程设计的基础上，让学生一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下：（1） 在结束了机械制造基础等前期课程的学习后，通过本次设计使学生所学到的知识得到巩固和加深。培养学生全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。（2） 通过设计提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。（3） 通过设计使学生树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。通过编写设计说明书，提高学生的技术文件整理、写作及组织编排能力，为学生将来些专业技术及科研论文打下基础。目录一、 零件分析1.1零件的结构要求。1.2零件的工艺分析。二、 毛坯设计2.1确定毛坯的制造形式。2.2确定毛坯的机械加工余量和公差2.3毛坯图。三、 工艺规程设计3.1基面的选择。3.2制订加工工艺路线。工序设计4.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。4.2确定切削用量和基本工时。4.3零件图。一、 凸块铣削专用夹具设计I: 夹具设计：II: 定位元件设计：III误差计算III: 夹具设计：四、 总结五、 参考文献一、 零件图的分析1.1结构要求扁叉结构要合理，要求扁叉结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺的问题。扁叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状复杂程度一般，但其加工两同轴内孔的精度要求较高，此外还有上端面以及两侧面要求加工精度很高，对圆柱的四个端面也要一定的精度要求。该零件的两小孔有同轴度要求，且上端面的两侧面相对空轴线有对称度要求，上端面两侧面对两孔轴线也各自有平行度要求。因此，该零件的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此对他们的加工是非常关键的。1.2工艺分析以10H7为轴心线为基准，两圆柱同轴度有较高的要求。以两孔轴线为基准，要求凸块两侧面有较高的对称度和平行度。凸块的两侧面要求粗糙度为3.2，上端面粗糙度为6.3。短圆柱的四个端面：.有一定的位子要求和粗糙度要求。两孔的粗糙度有很高的要求。二、工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择金属型浇注铸件毛坯。2.2确定毛坯的机械加工余量和公差参考机械制造技术基础课程设计（以下称指导书）查表2-11，公差与机械加工余量（GB/T6414-1999）加工表面工序名称工序余量工序基本尺寸工序经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（Ra ）公差等级公差粗铣凸块上端面和两侧面粗铣B面和A1、A2面4.32.31427.414210.74.32.3427.414210.12.56.3铣B面精铣B面0.71426IT13、IT140.714266.3铣A1、A2精铣A1、A20.714210IT13、IT140.7142103.2铣圆柱C端面粗铣C1、C12.024IT16、IT172246.3，查表2-11,轮廓尺寸尺寸不超过160mm，得加工余量5-7mm，故取6mm。2.3设计及绘制毛坯图三、工艺规程设计3.1基面的选择粗基面的选择。以上端面作为粗基准，粗铣两侧面和上端面；以圆柱端面互为粗基准，粗铣四个端面。精基面的选择。以精铣过后的上端面为精基准，精铣两侧面；以精铣后一个圆柱端面为精基准，精铣其他三个端面。3.2制订加工工艺路线。 （一）、工艺路线方案一 、粗铣凸块两侧面A1、A2/和凸块上端面B面 、精铣B面 、精铣A1、A2面 、粗铣C圆柱两端面C1、C2 、粗铣D圆柱两端面D1、D2 、精铣C圆柱两端面C1、C2 、精铣D圆柱两端面D1、D2 、钻孔 、粗铰 、精铰、检查入库 （二）、工艺路线方案二 、粗刨面A1、A2和C 面 、半精铣C面 、半精铣A1、A2 、精铣C面 、精铣A1、A2 、粗铣C圆柱两端面C1、C2 、粗铣D圆柱两端面D1、D2 、半精铣C圆柱两端面C1、C2 、半精铣D圆柱两端面D1、D 、精铣C圆柱两端面C1、C2 、精铣D圆柱两端面D1、D 、精铣圆柱端面 、钻孔 、粗铰 、精铰 、检查入库通过比较得，第一种方案加工时间较短，加工精度合适，成本较合理；第二种方案加工时间张，加工精度很高，但成本较高。因此，采用第一种方案加工。四、工序设计4.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。 “扁叉”材料为HT200，生产类型中批量，金属型铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，确定工序五中加工表面即两同轴小孔的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：内孔（10未铸成孔即毛坯为实心圆柱体） 查机械制造基础课程设计表2-11，工序尺寸加工余量为5-7mm，故取6mm。查工艺手册表2.22.5，工序尺寸加工余量钻孔 10mm的麻花钻 铰孔 0.035mm 精铰 0mm铣削速度（m/min） 、 铣刀直径（mm） 铣刀转速（r/min）f 铣刀每分钟工作台移动速度，即每转进给量（mm/r） 铣刀每齿工作台移动速度，即每齿进给量（mm/z）进给速度，即工作台每分钟移动速度（mm/min）Z 铣刀齿数铣削宽度铣削背吃刀量4.2确定切削用量和基本工时。工序：粗铣A1、A1、B面本工序是粗铣上端面B和两侧面A1、A2，已知加工材料为HT200，b=195Mpa,铸件无外皮，机床为X6142型卧式铣床，所选刀具为整体铣刀，其参数：直径d=200mm，齿数z=20。（1）确定每齿进给量。根据机械制造基础课程设计表5-4知X6142型卧式铣床的主电动机功率为14.175KW。查5-27知工艺系统刚性中等、镶齿铣刀加工铸铁时，每齿进给量 =0.30.5mm/z。由于本工序背吃刀量=12mm和上端面B切削宽度为12mm和两侧面A1、A2的切削宽度为10.7mm，故粗铣三个面都选择每齿进给量=0.4mm/z。 （2）选择铣刀磨钝标准和耐用度。跟据机械制造工艺学课程设计指导书，查表5-28，用高速钢镶齿铣刀粗加工铸铁时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2mm,查机械制造基础课程设计表5-72续知，铣刀合理耐用度时间T=120min。 （3）确定切削速度和工作台每分钟进给量f。由机械制造基础课程设计表5-72续查得，整体铣刀切削铸铁的切削速度为V=29.7m/min，则所需铣床主轴转速范围是：n=1000V/d=47.3r/min。选取 n=45r/min，则实际铣削速度为 =dn/1000=28.26m/min铣刀每转工作台移动速度，即每转进给量f=z=0.420=8mm工作台每分钟进给量为 =zn=0.42045=360mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取f=300mm/min，则实际每齿进给量为 =Vf/zn=300/(2045)=0.333mm/z（4）校验机床功率。由5-31和5-32知，由铣削力Fz和铣削功率Pm得，故选X6142合适。最后确定的切削用量为： =12mm =10.7=4.3mm = =1.3 荒铣的背吃刀量 = = =1.0mm 粗铣的背吃刀量=0.333mm/zf=300m/min=29m/min2.基本时间tm tm=（Lw+L1+L2）/ LW 工件铣削部分长度 L1切入行程长度 当主偏角为90时，L1=0.5（ d ）+（13）L2切出行程长度 L2=35mm已知n=46r/min，Lw=142mm。由计算得L1+L2=8mm。所以，基本时间为： =（142+8）300=0.5mim =0.5min =+ =1min工序：精铣B面本工序是精铣端面，已知加工材料为HT200，b=195Mpa,铸件无外皮，机床为X5042型立式铣床，所选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=200mm，齿数Z=20。粗铣时，为了提高切削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完；精铣时一般为0.1-1mm或更小。（1）确定每齿进给量。根据机械制造基础课程设计表5-4知X5042型卧式铣床的主电动机功率为14.175KW。查5-72知工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时，每齿进给量=0.3-0.5mm/z。由于本工序背吃刀量=0.7和切削宽度为12mm，故选择每齿进给量=0.3mm/z。 2）选择铣刀磨钝标准和耐用度。跟据机械制造工艺学课程设计指导书，查表5-28，用高速钢镶齿铣刀粗加工铸铁时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2mm,查机械制造基础课程设计表5-72续知，铣刀合理耐用度时间T=120min，。（3）确定切削速度和工作台每分钟进给量f。由机械制造基础课程设计表5-72续查得，高速钢切削铸铁的切削速度为V=33.8m/min，则所需铣床主轴转速范围是：n=1000V/d=33.79r/min。选取 n=34r/min，则实际铣削速度为 =dn/1000=21.35m/min铣刀每转工作台移动速度，即每转进给量 f=z=0.320=6mm工作台每分钟进给量为 =fn=n=0.32034=204mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取f=180mm/min，则实际每齿进给量为 =Vf/zn=180/(2034)=0. 265mm/z（4）校验机床功率。由机械制造工艺学课程设计指导书查表5-31和5-32知，由铣削力Fz和铣削功率Pm得，故选X6142合适。最后确定的切削用量为：=6mm=0.7mm=0.265mm/zf=180m/min=22m/min2.基本时间tm tm=（Lw+L1+L2）/ LW 工件铣削部分长度 L1切入行程长度 当主偏角为90时，L1=0.5（ d ）+（13）L2切出行程长度 L2=35mm已知n=34r/min，Lw=142mm。由计算得L1+L2=6mm。所以，基本时间为：tm=（142+8）/180=0.833mim工序：精铣A1、A2面 本工序是精铣侧面，已知加工材料为HT200，b=195Mpa,铸件无外皮，机床为X6142型卧式铣床，所选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=200mm，齿数Z=20。粗铣时，为了提高切削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完。（1）确定每齿进给量。根据机械制造基础课程设计表5-4知X6142型卧式铣床的主电动机功率为14.175KW。查5-27知工艺系统刚性中等、镶齿端铣刀加工铸铁时，每齿进给量=0.30.5mm/z。由于本工序背吃刀量=01mm和切削宽度为7.4mm，故选择每齿进给量=0.3mm/z。（2）选择铣刀磨钝标准和耐用度。跟据机械制造工艺学课程设计指导书，查表5-28，用高速钢镶齿铣刀粗加工铸铁时，选择铣刀后刀面磨损极限值为2mm,查机械制造基础课程设计表5-72续知，铣刀合理耐用度时间T=240min。（3）确定切削速度和工作台每分钟进给量f。由机械制造基础课程设计表5-72续查得，高速钢切削铸铁的切削速度为V=20m/min，则所需铣床主轴转速范围是：n=1000V/d=31.85r/min。选取 n=35r/min，则实际铣削速度为 =dn/1000=21.98m/min铣刀每转工作台移动速度，即每转进给量 f=z=0.320=6mm工作台每分钟进给量为 =z n=0.32035=210mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取f=150mm/min，则实际每齿进给量为 =f/zn=150/(2035)=0.214mm/z（4）校验机床功率。由机械制造工艺学课程设计指导书查表5-31和5-32知，由铣削力Fz和铣削功率Pm得，故选X6142合适。最后确定的切削用量为：=0.7mm=6mm=0.214mm/zf=150m/min=22m/min2.基本时间tm tm=（Lw+L1+L2）/ LW 工件铣削部分长度 L1切入行程长度 当主偏角为90时，L1=0.5（ d ）+（13）L2切出行程长度 L2=35mm已知n=35r/min，Lw=142mm。由计算得L1+L2=8mm。所以，基本时间为： tm=（142+8）/150=1mim故，A1，A2两面的基本时间为：t=2tm=2min工序：粗铣圆柱C的两个端面C1、C2 本工序是粗铣圆柱C 的C1、C2两个端面，已知加工材料为HT200，=195Mpa，铸件无外皮，机床为XQ6125型卧式铣床。圆柱C 的C1、C2两个端面尺寸一样，先铣C1面，再C2铣面。1、刀具的选择铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意选择。根据切削用量简明手册表3.1，铣削宽度5mm时，直径d0=80mm，ap70mm。但是根据零件的构造条件和装夹工艺，选择d0=160mm。由于采用的刀具为高速钢镶齿圆柱铣刀，故齿数Z=10。2、选择切削用量 1）决定切削用量由于加工余量不大，故可在一次走刀内完成，则 =h=2mm2）确定每齿进给量。根据机械制造技术基础课程设计表5-4知XQ6125型卧式铣床的主电动机功率为2.22KW。查切削用量简明手册表3.3知工艺系统刚性中等、高速钢镶齿圆柱铣刀加工铸铁时，每齿进给量=0.120.2mm/z。现选择每齿进给量=0.15mm/z。3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，根据表3.8查得，镶齿铣刀（d0=160mm），刀具寿命T=180min。4）确定切削速度和工作台每分钟进给量fZ。由切削用量简明手册表3.11查得：当d0=160mm，Z=10，=4070mm，=2.8mm，=0.15mm/z时，Vt =30m/min，nt=60r/min，Vft=57mm/min。各修正系数为： =1.0，。故 =301.01.0m/min=30m/min=601.01.0r/min=60r/min=571.01.0mm/min=57mm/min根据铣床XQ6125型的说明书，选择nc=60r/min, Vfc=95mm/min。因此实际切削速度和