制定块零件加工工艺设计铣槽工序在X6130卧铣上用三面刃铣刀加工夹具设计

哈尔滨理工大学课程设计说明书不要删除行尾的分节符，此行不会被打印16目 录第一章 序言1第二章 零件的分析2 2.1零件的作用2 2.2零件的工艺分析2第三章 工艺规程设计3 3.1确定毛坯形式3 3.2基面的选择3 3.3制定工艺路线4 3.4机械加工余量.，工序尺寸及尺寸的确定5第四章 专用夹具设计11 4.1夹具设计114.2定位基准的选择11总结15参考文献161、 序 言大学临近尾声，我们很多的基础课，比如机械原理机械设计机械制造基础都已经结束了。机械制造工艺学课程设计就是我们学完了这些基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此。它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。对我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于知识范围的限制和能力的欠缺，在整个设计过程中我存在很多的不足，但是在老师的知道下我真的学到了很多以前没有接触到的知识和能力。二、 零件的分析 2.1零件的作用 据资料所示，可知该零件应该是一些机械类中的配合件中的小零件，是用来与其他零件相配合使用的，所以只有部位粗糙度和其他标准要求较高，其他部位要求较低。而且零件对刚性和韧性有一定要求，所以使用45钢。 2.2零件的工艺分析 图2.1 加工零件图该零件为45钢；零件图如上图2.1，中批量生产；该工序在卧式铣床上用三面刃铣刀加工。由零件图可知，所设计的夹具应满足以下工序加工要求：1.槽宽。2.槽宽至工件底面的位置尺寸。3.槽两侧面对孔轴线的对称度0.2mm。4.槽底面对工件B面的垂直度0.10mm。三. 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式根据材料45钢，生产类型为中批生产及零件形状要求，可选择铸造件。主要表面虽然加工精度较高，但可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量地加工出来。 3.2基面的选择1、粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取60孔及其端面作为定位基准。2、 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。以基准面A及另外两侧面作为定位精基准，加工其它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。3.3制定工艺路线工序 备料工序 铣前后两端面工序 铣底面，顶面工序 铣两侧面工序 铣两台肩面工序 钻铰孔工序 铣槽3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定及切削用量及基本工时选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择二把高速钢镶齿三面刃铣刀，同时铣削两侧面。铣刀外径do=225，铣刀齿数Z=20。确定铣削深度 sp：由于单边加工余量z=2.1，故可一次走刀内切完， sp=2.1。确定每齿进给量fz：由切削手册表3.3，在X63铣床上p=10kw、工艺系统刚性为低等，用高速钢盘铣刀加工时，选fz=0.08/z。选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：由切削手册表3.7，铣刀刀齿后面最大磨损量为0.6，根据切削手册表3.8，铣刀直径do=225的高速钢镶齿三面刃铣刀的耐用度T=240min。确定Vc：确定Vc查=27m/min，则 n查=1000Vc查/（do）=1000/（225）= 38 r/min由X63机床使用说明书，选主轴转速n机=37.5r/min，则实际的切削速度为Vc机=（n机do ）/1000=（37.5225）/1000=26.5m/min当n机=37.5r/min时，工作台每分钟进给量Vf=fzZ机=0.082037.5=60/min。由X63机床使用说明书选铣床工作台进给量，刚好有Vf=60/min，故直接选用该值。计算基本工时：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得铣刀行程l=l+l1+l2=129+9.92+3=142 t=l/fm=142/60=2.37min工序：钻、扩、铰10孔。本工序采用计算法确定切削用量。2）钻14孔：莫式圆锥2号，d=9，L=90，根据工艺手册表3.1-10=30，2=118，=40，当20，钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度T=60min。查切削手册。表2.12（1）背吃刀量：钻孔时=4.5（2）进给量： f=（0.250.31）0.75=0.180.23，f=0.2查切削手册表2.7（3）计算切削速度：V =式中：=4.4,=0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查切削手册表2.31所以=10.881.110.870.85=0.72V = 0.72=11.24 m/min=325根据z3025机床标准主轴转速，n=315，实际转速为=10.89m/min（4）基本时间：=式中已知=42，=12.13，=3，f=0.2，n=315，所以孔的基本时间：=0.9min3）扩孔14：锥柄扩孔钻，莫氏锥度2号，d=9.75，L=228查工艺手册表3.1-8，T=30min查切削手册。表2.12（1）背吃刀量=0.375（2）进给量：f=0.50.6，按机床选取f=0.5（3）计算切削速度V =式中：=11.1,=0.4,=0.2,=0.5，m=0.2，=1.0， =0.88， =1.0， =1.0，=1.0查切削手册表2.31所以=0.88V = 0.88=17.01 m/min=460.98根据z3025机床标准主轴转速，n=500，实际转速为=18.46m/min（4）基本时间=式中已知=42，=2.6，=4，f=0.5，n=200，所以孔的基本时间：=0.193min4）铰孔14直柄机用铰刀，L=151mm，d=12mm，查工艺手册表3.1-16，T=40min查切削手册。表2.12（1）背吃刀量=0.125（2）进给量：f=0.651.4，按机床选取f=1.0（3）计算切削速度V =式中：=12.1,=0.3,=0.2,=0.65，m=0.4，=1.0， =0.66，=1.0，查切削手册表2.31 所以=0.66V = 0.66=5.78m/min=153.3根据z3025机床标准主轴转速，n=200，实际转速为=7.54m/min（4）基本时间=式中已知=42，=2.6，=18，f=0.63，n=200，所以孔的基本时间：=0.313min最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。四、夹具设计4.1定位基准的选择图2.2 工件坐标系根据工件的加工要求，该工序必须限制工件的五个自由度。建立坐标系如图2.2所示。为保证槽底面至工件B面的垂直度，应选B面为定位基面，限制；为保证工序尺寸，须限制、，所以选取A面为定位基面；为保证槽两侧面对孔轴线的对称度要求，还必须在加工时限制自由度。另外，为了方便控制刀具的走刀位置，还需要限制。综上所述，工件的六个自由度均被限制，为使定位基准与设计基准重合，选取的定位基准是B面、孔和A面。4.2切削力及夹紧力的计算图2.9作用于工件上的切削力工件在加工时的受力情况如图2.9所示。加工时，工件受到切削合力F的作用，F可分解为水平和垂直方向的切削分力和，由经验公式，和可通过切向铣削力分别乘以一个系数来得到。在对称铣削情况下，=(11.2),=(0.20.3)。参照机床夹具设计手册【3】表1-2-9得铣削力的计算公式：参数的选取：切向铣削力 （N）铣刀系数 =669铣削深度 =3mm每齿进给量 =0.15mm铣刀直径 d=100mm铣削宽度 B=12mm铣刀齿数 z=12修正系数 （工件屈服应力）综上，计算得：铣削力 。故水平分力=1.1=1279N，垂直分力=0.3=349N。工件的主定位面是B面，故选择夹紧力的作用方向为水平方向作用于B面。当夹紧力水平作用于工件上时，所需要的理论夹紧力=+=1279+=3606N由公式 = 可计算出实际所需夹紧力。现在计算安全系数K的值。安全系数K的计算公式为：由机床夹具设计手册表1-2-0得各安全系数K的取值如下：基本安全系数 加工性质 刀具钝化程度 切削特点 稳定性 手柄位置 工件与支撑面接触情况 将各安全系数值代入上面公式计算得,K=1.952.5（注：若安全系数的计算值小于2.5，则取=2.5），则取K的值为2.5。所以实际所需夹紧力为： = =9015N。实际所需的夹紧力计算是一个很复杂的问题，一般只能作粗略的估算。为简化计算，在设计夹紧装置时，可只考虑切削力对夹紧的影响，并假定工艺系统是刚性的切削过程稳定不变。【2】总 结设计是我们每个大学生在通过大学学习后都会进行的一个必修课，在我们大学生的学习中，毕业设计是我们大学生学习生活中的一个重要的、总结性的、理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次毕业设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。我的毕业设计内容源于生产实践，使得毕业设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。在设计过程中，通过把自己几年来所学到的专业知识和实践相结合，并运用到设计中，我顺利的完成了这次的毕业设计的各个项目的任务。但在设计过程中，我对一些理论问题掌握的不够充分，经过多次向指导老师请教才得以解决。在今后的学习和工作中，我会更多的吸取相关方面的知识，不断提高自己的专业水品平的能力。通过本次课程设计，我了解和掌握了机械、液压等方面的诸多知识，锻炼了自己的分析问题和解决问题的能力，并积累了一定的实践经验，为今后的工作打下了坚实的基础。但由于时间紧、任务重，再加上本人的知识水平和能力有限，以及经验不足，实际中难免存在一些缺点和错误，欢迎各位老师给予批评指正。参考文献1 机械制造工艺学课程设计指导书 赵家齐主编 北京：机械工业出版社2 机床夹具设计手册 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院编 上海：上海科学技术出版社，19793 切削用量手册 艾兴，肖诗纲主编 北京：机械工业出版社4 金属切削手册 上海：上海科学文化技术出版社 5切削用量简明手册艾兴、肖诗纲主编M.北京：机械