扁叉机械制造工艺学课程设计扁叉加工工艺说明书

郑 州 科 技 学 院 机械制造工艺学课程设计任务书 题目： 设计 零件的机械加工工艺规程及夹具设计 内容： 1 张 1 张 1 份 1 份 1 张 1 张 1 份 班 级： 机制（本）六班 姓 名： 赵晓争 学 号： 201233161 指 导 教 师： 刘志响 教研室主任： 年 月 日 目录 1、 引言 . 2 2、 . 3 构要求 . 4 艺分析 . 4 3、工艺规程设计 . 4 定毛坯的制造形式 . 4 定毛坯的机械加工余量和公差 . 4 计及绘制毛坯图 . 5 4、工艺规程设计 . 6 面的选择 . 6 订加工工艺路线 . 6 5、工序设计 . 7 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。 . 7 定切削用量和基本工时。 . 7 6、夹具设计 . 13 题提出 . 13 具设计 . 13 7、总结 . 14 8、参考文献 . 14 1、 引言 机械制造工艺学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。 机械制造工艺学 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。 2、零件图的分析 图 2差零件图 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。 艺分析 以 10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 端面粗糙度为 短圆柱的四个端面： 两孔的粗糙度有很高的要求。 3、工艺规程设计 定毛坯的制造形式 零件材料为 不大，零件结构又比较简单，故选择金属型浇注铸件毛坯。 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公差与机械加工余量（ 6414 表 3工余量及公差 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（ 公差等级 公差 粗铣凸块上端面和两侧面 粗铣 B 面和 42 42 2 42 10. B 面 精铣 B 面 42 6 42 6 铣 42 10 42 10 圆柱 粗铣 24 2 24 查表 2廓尺寸尺寸不超过 160加工余量 5取 6 计及绘制毛坯图 图 3坯图 4、工艺规程设计 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。 （一）、工艺路线方案一 1、粗铣凸块两侧面 凸块上端面 2、精铣 3、粗铣 1、 、粗铣 1、 、精铣 1、 6、精铣 1、 、钻孔 10 8、 粗铰 10，铰孔精度为 、精铰 铰孔精度为 00、精铣 11、检查入库 （二）、工艺路线方案二 1、粗刨面 面 2、半精铣 3、半精铣 、精铣 5、精铣 、粗铣 1、 、粗铣 1、 、半精铣 1、 、半精铣 1、 D 10、精铣 1、 1、精铣 1、 D 12、精铣圆柱端面 13、钻孔 14、粗铰 15、精铰 16、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。 5、工序设计 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。 “扁叉”材 料为 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序尺寸加工余量为 5取 6 查工艺手册表 序尺寸加 工余量 钻孔 10铰孔 铰 0mm 铣削速度（ m/ d、 0d 铣刀直径（ n 铣刀转速（ r/ 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/ Z 铣刀齿数 铣削宽度 铣削背吃刀量 定切削用量和基本工时。 工序 1：粗铣 本工序是粗铣上端面 1、 知加工材料为 b=195件无外皮，机床为 选刀具为整体铣刀，其参数：直径 d=200数 z=20。 （ 1）确定每齿 进给量 根据机械制造基础课程设计表 56142型卧式铣床的主电动机功率为 5齿铣刀加工铸铁时，每齿进给量 =z。由于本工序背吃刀量 1 2切削宽度为 121、 粗铣三个面都选择每齿进给量 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 2机械制造基础课程设计表 5刀合理耐用度时间 T=120 （ 3）确定切削速度 工作台每分钟进给量 f。由机械制造基础课程设计表 5体铣刀切削铸铁的切削速度为 V=所需铣床主轴转速范围是： n=1000V/ d= 选取 n=45r/实际铣削速度为 000=刀每转工作台移动速度，即每转进给量 f= zf z=20=8作台每分钟进给量为 zf 20 45=360mm/据表 5取 f=300mm/实际每齿进给量为 Vf/00/(20 45)=z （ 4）校验机床功率。由 5铣削力 选后确定的切削用量为： 12 1 21 = 2 = 荒铣的背吃刀量 = 粗铣的背吃刀量 z f=300m/29m/tm 1+ 工件铣削部分长度 切入行程长度 当主偏角为 90时， d 2e2 ）+（ 1 3） 切出行程长度 5知 n=46r/42计算得 2=8以，基本时间为： 1（ 142+8） 300= 1 1序 2：精铣 本工序是精铣端面，已知加工材料为 b=195件无外皮，机床为 选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=200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 （ 1）确定每齿进 给量 根据机械制造基础课程设计表 55042型卧式铣床的主电动机功率为 5齿端铣刀加工铸铁时，每齿进给量 z。由于本工序背吃刀量 2选择每齿进给量 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 2机械制造基础课程设计表 5刀合理耐用度时间 T=120 （ 3）确定切削速度 工作台每分钟进给量 f。由机械制造基础课程设计表 5速钢切削铸铁的切削速度为 V=所需铣床主轴转速范围是： n=1000V/ d= 选取 n=34r/实际铣削速度为 000=刀每转工作台移动速度，即每转进给量 f= zf z=20=6作台每分钟进给量为 fn=n=20 34=204mm/据表 5取 f=180mm/实际每齿进给量为 Vf/80/(20 34)=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铣削力 选 后确定的切削用量为： =6mm z f=180m/22m/tm 1+ 工件铣削部分长度 切入行程长度 当主偏角为 90时， d 2e2 ）+（ 1 3） 切出行程长度 5知 n=34r/42计算得 2=6以，基本时间为： 142+8） /180=序 3：精铣 本工序是精铣侧面，已知加工材料为 b=195件无外皮，机床为 选刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d=200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 56142型卧式铣床的主电动机功率为 5齿端铣刀加工铸铁时，每齿进给量 z。由于本工序背吃刀量 0 1选择每齿进给量 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 2机械制造基础课程设计表 5刀合理耐用度时间 T=240 （ 3）确定切削速度 工作台每分钟进给量 f。由机械制造 基础课程设计表 5速钢切削铸铁的切削速度为 V=20m/所需铣床主轴转速范围是： n=1000V/ d= 选取 n=35r/实际铣削速度为 000=刀每转工作台移动速度，即每转进给量 f= zf z=20=6作台每分钟进给量为 zf z n=20 35=210mm/据表 5取 f=150mm/实际每齿进给量为 f/50/(20 35)=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铣削力 选 后确定的切削用量为： =6mm z f=150m/22m/tm 1+ 工件铣削部分长度 切入行程长度 当主偏角为 90 时， d 2e2 ） +（ 1 3） 切出行程长度 5知 n=35r/42计算得 2=8以，基本时间为： 142+8） /150=1， t=2 序 3：粗铣圆柱 1、 工序是粗铣圆柱 C 的 知加工材料为 b=195件无外皮，机床为 柱 C 的 铣 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 削宽度5径 0mm，70是根据零件的构造条件和装夹工艺，选择 60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）决定切削用量可在一次走刀内完成， 则 h=2）确定每齿进给量 根据机械制造技术基础课程设计表 5切削用量简明手册表 速钢镶齿圆柱铣刀加工铸铁时，每齿进给量 z。现选择每齿进给量 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 刀刀齿后刀面最大磨损量为 据表 齿铣刀（ 60刀具寿命 T=180 4）确定切削速度切削用量简明手册表 当 60Z=10，070mm，30m/0r/ 7mm/各修正系数为：nK= 故 =30 0m/=60 0r/=57 7mm/据铣床 择 0r/5mm/ 因此实际切削速度： 10000 cc 1000 m/0m/ = 106095 mm/z 5）检验机床功率 根据切削用量简明手册表 实际切削功率为 根据 床允许的主轴功率为 P ， 因 此 所 决 定 的 切 削 用 量 可 以 采 用 ， 即 n=60r/5mm/0m/z。 3、计算基本工时 式中， L=l+y+， l=24据切削用量简明手册表 y+ =21 L=l+y+ =（ 24+21） 5 mt m 因为粗铣 1、 以两个工步所用的时间相同，即粗铣圆柱 C 的 m n 6、夹具设计 由老师布置的任务可知本人设计第五道工序 钻 夹具将用于 具为 10的高速钢麻花钻。 题提出 在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在夹紧的方便与快速性上，两孔呈 180直线分布，考虑到中批生产的加工效率，选 择翻卷式或者分度装置，具体如下： 具设计 出于定位简单和快速的考虑，选择 准，即以支撑定位板和可调支承钉完全定位，再使用快速螺旋夹紧机构进行夹紧。 本步加工可按钻削估算夹紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 轴向力 0 扭矩 于扭矩很小，计算时可忽略。 夹紧力为 f 取系数 2=4=实际卡紧力为 F=2*4*F=用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧 力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。 位误差分析 本工序采用端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。 夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用有快换垫圈的快速螺旋卡紧机构。 夹具上设置有快换钻套（中批生产，且钻铰