盖板的加工工艺及夹具设计.doc

本科课程设计论文题 目： CAPP 课程设计 学 院： 械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 刘怀策 学 号： 1102010113 班 级： 机械A1111 指导教师： 姜毅 完成日期： 2014.6.1 目 录【摘要】3【关键词】3【Abstract】3【Key words】3题目：盖板的加工工艺及夹具设计3绪论4第1章、盖板的加工工艺及夹具设计条件51.1零件图5第2章、零件图的分析5第3章、制定加工工艺方案6第4章、选择机床、工艺装备6第5章、确定切削用量7第6章、拟定盖板零件加工工艺文件76.1盖板零件加工工艺过程卡86.2盖板零件加工工艺工序卡一96.3盖板零件加工工艺工序卡二106.4盖板零件加工工艺工序卡三116.5盖板零件加工工艺刀具卡12总结13盖板的加工工艺及夹具设计【摘要】机械制造加工工艺是机械制造业的基础，是生产高科技产品的保障。离开了它就不能开发出先进的产品和保证产品质量，提高生产率，降低成本和缩短生产周期。机械制造工艺技术是在人类生产实际中产生并不断发展的，目前机械制造工艺技术向着高精度、高效率、高自动化发展。精密加工精度已经达到亚微米级，而超精密加工以及进入0.01微米级。现代机械产品的特点是多种多样批量小、更新快、生产周期短。本毕业设计说明书反映了机械制造加工工艺与夹具设计的宗旨是：保证和提高产品质量；提高劳动生产率；提高经济效益。【关键词】加工中心 数控技术 机械制造加工工艺 工艺分析 机械制造夹具设计 设计加工工艺方案【Abstract】Also introduced the mechanical manufacturing and processing technology and fixture design in the machinery manufacturing industry, role, mechanical manufacturing and processing technology of the status quo and development. Graduate study in the design of the choice of positioning the base, workpiece positioning method, the structure of craft box parts and so on. Mechanical manufacturing and processing machinery manufacturing process is the basis for the production of high-tech products protection. It can not be left to develop advanced products and ensure product quality, increase productivity, reduce costs and shorten production cycle. Machinery manufacturing process technology is generated in the human actual production and continuous development, the current machine technology toward high-precision【Key words】 Machining Center CNC Technology Machinery Manufacturing Machinery Manufacturing Process Analysis Process Design Process fixture design program绪论机械制造加工工业是国民经济中极其重要的基础产业，它为各行各业提供各种设备，各行各业的技术改造都离不开设备更新，因此机械工业的发达程度是表征一个国家综合国力强弱的一个重要标志，而机械制造加工工业的发展和进步在很大程度上有取决于机械制造加工技术中数控技术的发展与进步。数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位，因此世界各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术与产业，而我这次加工工艺设计则是要对给出的零件设计出最好的加工方案，所以首先要完成零件节点、基点计算，设定工件坐标系，制定正确的工艺方案（包括定位、夹紧方案和工艺路线），选择合理的刀具和切削工艺参数，编写数控加工程序，按尺寸精度和表面粗糙度值要求加工出合格的零件。机械制造工艺是各种机械制造方法和过程的共和。在生产过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全的安装工件的装置，称为夹具。 将机械设计图纸转化成产品，离不开机械制造工艺与夹具。它是机械制造业的基础，是生产高科技产品的保障。离开了机械制造工艺与夹具就不能开发出先进的产品和保证产品质量，提高生产率，降低成本和缩短生产周期。机械制造工艺技术是在人类生产实际中产生并不断发展的，目前机械制造工艺技术向着高精度、高效率、高自动化发展。精密加工精度已经达到亚微米级，而超精密加工以及进入0.01微米级。现代机械产品的特点是多种多样批量小、更新快、生产周期短。这就要求整个加工系统及机械制造工艺技术向着柔性、高效自动化方向发展，由于成组技术理论的 出现和计算机技术的发展，使计算机辅助设计（CAD）,计算机辅助工艺设计（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）、数控机床等在机械制造业中广泛应用，大大缩短了机电产品的生产周期，提高效率，保证了产品的高精度、高质量。机械制造工艺与夹具设计是以机械制造中的加工问题为对象的一门技术科学。它包含的内容主要有热加工问题和冷加工问题。机械加工工艺与夹具一般以冷加工和装配两方面为主。机械制造工艺与夹具研究的宗旨是：保证和提高产品质量；提高劳动生产率；提高经济效益。机械制造加工工艺与夹具设计是以机械制造加工问题为研究对象的一门技术科学。它包含的内容主要有热加工问题和冷加工问题，机械制造加工工艺与夹具设计研究的宗旨是：保证和提高产品的质量；提高劳动生产率；提高经济效益。第1章、盖板的加工工艺及夹具设计条件1.1零件图 第2章、零件图的分析从零件的结构上看该零件包括：160mmX160mm的方形平面、60H7mm的通孔、 4X16mm的阶梯孔、 4X12H8mm的阶梯孔、 4XM16-H7mm的内孔螺纹,其结构形状简单,为箱体类零件。本零件中主要的尺寸精度要求有：4个M16-H7mm的内螺纹孔的中心定位位置100+ -0.02。本零件中的表面粗糙度精度要求有：60H7mm的通孔和4个12H8mm的阶梯孔表面粗糙度均为Ra0.8um，4个16mm的阶梯孔的表面粗糙度为Ra12.5um， A平面和B平面的表面粗糙度均为Ra6.3um。本零件中的尺寸公差等级精度要求有：60H7mm的通孔的尺寸公差等级要求为H7；4个12H8mm的阶梯孔的尺寸公差等级要求为H8；4个M16-H7mm的内孔螺纹的尺寸公差等级要求为H7。第3章 制订加工工艺方案（1）A、B两个平面的表面粗糙度为Ra6.3um，可用面铣刀粗铣-精铣的方法加工。 （2）由于60H7mm的通孔的表面粗糙度为Ra0.8um；加工要求较高，拟选择的加工工艺方案可为：用3 mm的中心钻钻一个中心孔-用30 mm的扩孔钻扩孔-用58 mm的镗刀粗镗孔-用59.95 mm的镗刀半精镗孔-用60 mm的镗刀精镗孔（3）4X12H8mm的阶梯孔的表面粗糙度为Ra0.8um，为防止钻偏和满足IT8级公差精度，拟选择的加工工艺方案为：用3 mm的中心钻钻四个中心孔-用10 mm的麻花钻钻孔-用11.85 mm的扩孔钻扩孔-用12 mm的铰刀铰孔。（4）4X16mm的阶梯孔可在已加工4X12H8mm的阶梯孔的基础上用16 mm的阶梯铣刀锪至所需尺寸即可。（5）4XM16-H7mm的内螺纹孔选择的加工工艺方案为：用3 mm的中心钻钻四个中心孔-用14 mm的麻花钻钻底孔-用18 mm的麻花钻倒底孔端角-用M16 mm的机用丝锥攻内螺纹孔。并且盖板零件各结构的加工顺序为：（1）用平面铣刀粗铣A面-精铣A面 （2） 粗铣B面-精铣B面-钻各孔系的中心孔-扩60H7 mm孔-粗、半精、精镗60H7 mm孔-钻、扩、锪、铰4个12H8 mm以及4个16 mm的孔（3）钻4个M16-H7 mm的内孔螺纹钻底孔-倒4个M16-H7 mm内螺纹孔的底孔端角-攻4个M16-H7 mm内孔螺纹-铣削盖板的四个侧面第四章 选择机床、工艺设备因为待加工的零件为箱体类零件，且为正方形快件，其长和宽都为160 mm,高为15 mm,故可选毛坯为165mmx165mmx18mm的方形块状铸件，其材料为铸铁。由于B面以及B面上的全部孔只需单工位即可加工完成，故选用立式加工中心。根据零件的加工工艺要求；平面铣削A面和B面时，表面长和宽均为165 mm，拟选用100 mm的硬质合金面铣刀，齿数为12根据孔加工刀具的选用原则：加工60H7 mm的通孔时，可先选用3 mm的中心钻钻中心孔，再选用30 mm的扩孔钻扩孔，再选用58 mm的镗刀粗镗孔，再选用59.95 mm的镗刀半精镗孔，最后选用60 mm的镗刀精镗孔；加工4X12H8mm的阶梯孔时，可先选用3 mm的中心钻钻四个中心孔，再选用10 mm的麻花钻钻孔，再选用11.85 mm的扩孔钻扩孔，最后选用12 mm的铰刀铰孔；加工4XM16-H7mm的内螺纹孔时，可先选用3 mm的中心钻钻四个中心孔，再选用14 mm的麻花钻钻底孔，再选用18 mm的麻花钻倒底孔端角，最后选用M16 mm的机用丝锥攻内螺纹孔；加工4X16mm的阶梯孔时，可在已加工4X12H8mm的阶梯孔的基础上选用16 mm的阶梯铣刀锪至所需尺寸。 根据零件的加工的尺寸要求，加工该零件选用千分尺、塞规、内螺纹规等对该零件进行测量及校准即可。第5章、确定切削用量根据切削表以及操作经验选择主轴转速如下：粗铣A、B面时，主轴转速为300r/min，精铣A、B面时，主轴转速为350r/min，钻中心孔时，主轴转速为1000r/min，粗镗60H7 mm的孔时，主轴转速为400r/min，半精镗60H7 mm的孔时，主轴转速为450r/min，精镗60H7 mm的孔时，主轴转速为500r/min，钻12H8mm的孔时，主轴转速为300r/min，扩12H8mm的孔时，主轴转速为300r/min，铰12H8mm的孔时，主轴转速为100r/min，锪16 mm的孔时，主轴转速为150r/min，钻4XM16H8mm的底孔时，主轴转速为450r/min，倒4XM16H8mm的底孔端角时，主轴转速为300r/min，攻4XM16H8mm的内螺纹孔时，主轴转速为100r/min。经过参考切削用量手册以及操作经验选择进给速度如下：粗铣A、B面时，进给速度为80mm/min，精铣A、B面时, 进给速度为50mm/min；钻中心孔时，进给速度为50mm/min；粗镗60H7 mm的孔时，进给速度为60mm/min；半精镗60H7 mm的孔时，进给速度为50mm/min；精镗60H7 mm的孔时，进给速度为40mm/min；钻12H8mm的孔时，进给速度为40mm/min；扩12H8mm的孔时，进给速度为40mm/min；铰12H8mm的孔时，进给速度为40mm/min；锪16 mm的孔时，进给速度为30mm/min；钻4XM16H8mm的底孔时，进给速度为60mm/min倒4XM16H8mm的底孔端角时，进给速度为60mm/min；攻4XM16H8mm的内螺纹孔时，进给速度为200mm/min；选择背吃刀量应根据数控机床工艺系统的刚性、刀具的材料和参数及工件加工余量等来确定。一般在粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在毛坯余量很大或余量部均匀时，粗加工也可分几次进给，但应该把第一、二次进给的背吃刀量尽量取得大一些。在中等功率数控机床上，背吃刀量可达810mm。半精加工时，背吃刀量取为0.252mm。精加工时，背吃刀量取为0.10.4mm。根据背吃刀量的选择原则以及盖板的加工特点，粗铣A、B面时，背吃刀量取为1.5mm。精铣A、B面时, 背吃刀量取为0.5mm。第6章、拟定盖板零件加工工艺文件6.1盖板零件加工工艺过程卡盖板零件加工工艺过程卡产品型号零件图号产品名称盖板零件名称盖板共页第页才料牌号毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备及编号工时夹具刀具量具准终单件1铸造制作毛坯2铣粗精铣A面加工中心台钳铣刀千分尺3综合加工粗精铣B面，并加工16mm的阶梯孔、12H8mm的通孔、60H7mm的通孔加工中心台钳加工中心各刀具千分尺、塞规4综合加工加工M16-H7 mm内螺纹孔及盖板四个侧面加工中心设计的孔加工夹具加工中心各刀具千分尺、塞规内螺纹规5钳去毛刺6检验设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）校对（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号日期6.2盖板零件加工工艺工序卡一(工厂)盖板加工工序卡一产品名称或代码零件名称材料零件图号盖板HT200工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间2平口虎钳XH714工步号工步内容加工面刀具号刀具规格(mm)主轴转速(r/mm)进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1用100mm的面铣刀粗铣A面，并留一定的精加工余量T01100300802.52用100mm的面铣刀粗铣A面至所需尺寸T01100350500.5编制审核批准共 页第 页6.3盖板零件加工工艺工序卡二(工厂)盖板加工工序卡二产品名称或代码零件名称材料零件图号盖板HT200工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间3平口虎钳XH714工步号工步内容刀具号刀具规格(mm)主轴转速(r/mm)进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1用100mm的面铣刀粗精铣B面T01100300500.52用3mm的中心钻钻所有的中心孔T0231000503用30mm的麻花钻扩60H7的孔T0330600554用58mm的镗刀粗镗60H7的孔T0458400605用59.95mm的镗刀半精镗60H7的孔T0559.95450506用60H7mm的镗刀精镗60H7的孔T0660H7500407用10mm的麻花钻钻4X12H8的孔T0710300408用11.85mm的扩孔钻扩4X12H8的孔T0811.85300409用12H8mm的铰刀粗精铰4X12H8的孔T0912H81004010用16mm阶梯铣刀锪4X16mm的孔T101615030编制审核批准共 页第 页6.4盖板零件加工工艺工序卡三(工厂)盖板加工工序卡二产品名称或代码零件名称材料零件图号盖板HT200工序号程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间4平口虎钳XH714工步号工步内容刀具号刀具规格(mm)主轴转速(r/mm)进给速度（mm/min）背吃刀量（mm）备注1用14mm的麻花钻钻4XM16H8的底孔T1114450602用18mm的麻花钻倒4XM16H8的底孔的端角T1218300403用M16mm机用丝锥攻4XM16H8的内螺纹孔14的立铣刀粗精铣削盖板外形至所需尺寸T1414500200编制审核批准共 页第 页6.5盖板零件加工工艺刀具卡盖板零件加工工艺刀具卡零件名称盖板零件图号程序编号工步号刀具号刀具名称刀具型号刀具补偿值/mm备注直径/mm长度/mm1T01100mm面铣刀BT40-XM33-751002T0230mm麻花钻BT40-M2-50303T0358mm镗刀BT40-TQC50-180584T0459.95mm镗刀BT40-TQC50-18059.955T0560H7mm镗刀BT40-TQC50-14060H76T063mm中心钻BT40-Z10-4537T0710mm麻花钻BT40-M1-45108T0811.85mm扩孔钻BT40-M1-4511.859T0916mm阶梯铣刀BT40-MW2-551610T1012H8mm铰刀BT40-M1-4512H811T1114mm麻花钻BT40-M1-451412T1218mm麻花钻BT40-M2-501813T13M16mm机用丝锥BT40-G12-1301614T1414mm立铣刀BT40-XM33-7514编制审核批准共页第页总结通过这次比较完整的为机械零件设计加工工艺，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业知识的能力，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这都是我希望看到的也正是我进行毕业设计的目之所在。在零件的加工工艺设计过程中零件的精度要求加工让我很为难，原因是由于本身设计受到设备的限制，而又必须考虑加工成本和本专业的一些要求规范，从而形成了一些矛盾点，这些矛盾在处理上让人很难斟酌，正是基于这种考虑我意识到：要想更完美的进行一次加工工艺设计，与其他专业人才的交流沟通以及向指导老师请教是非常必要的。提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次毕业设计让我积累了很多实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让