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专业课程设计说明书角板的加工工艺规程及其工艺装备设计目 录一设计目的3二设计要求3三零件分析4四生产类型及批量的确定5五毛坯的确定5六工艺方案分析7七指定工序夹具方案设计和有关计算10八小结20九参考文献21一 设计目的“机械制造专业课程设计”是在本专业方向学生一学习了专业技术基础课程之后进行的一次技能综合训练。这次专业课程设计是整个教学计划中的一个重要环节，目的是培养和提高学生综合运用所学专业知识进行机构设计的能力和工艺设计的能力，为后续的毕业设计作一次基本训练。二 设计要求(1)能正确应用专业技术基础知识，分析零件的工艺可行性，制定零件的工艺路线。(2)能正确应用机械制造技术基础及夹具设计原理中的基本理论，根据被加工零件的加工要求，拟定夹具方案，设计夹具结构。(3)能够按照机械制图规范绘制夹具装配图和零件图。(4)熟悉和运用有关机制工艺、夹具等手册和资料，培养工程技术人员的基本工作方法。三零件分析本次专业课程设计的零件是角板，该零件的工程图如下：通过所给零件的工程图，需要设计相应的机械加工工艺规程，并对工艺加工流程中所要用到的专用夹具进行设计。通过分析图纸可知：角板共有二组加工表面，它们相互之间有一定的要求。现分述如下：1以宽为60的2个端面为基准的加工面，这组加工面包括，60mm的2个端面本身，还有40孔。2以40孔为基准的加工面，这组加工面包括其余的各个需要加工的面和孔及半圆槽的加工。有以上的分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。四生产类型及批量的确定由于该角板零件的材料为HT250，在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料，零件的强度也能保证。由于零件成批生产，年生产量较大，约为60000件，而且零件的轮廓尺寸不大，所以选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑都是符合要求的。五毛坯的确定由于该角板零件的材料为HT250，生产类型为大批生产。所以查书机械加工工艺设计实用手册P498的表6-68，因为角板属于箱体类零件、形状复杂，所以采用砂型铸造的方法来制造毛坯；查书机械加工工艺设计实用手册P516的表6-90，因为砂型机械造型的材料为灰铸铁，所以选取铸造公差等级为CT8；查书机械加工工艺设计实用手册的P510的常用斜度值可知，砂型铸造零件，一般选取铸造斜度为3；查书机械加工工艺设计实用手册的P511可知，对于砂型铸造类的零件一般圆角半径为R3。 查书机械加工余量与公差手册P78的表3-1可知，为砂型机械造型选取铸件的加工余量等级为F；查书机械加工余量与公差手册P80的表3-3，根据毛坯加工面的基本尺寸选取铸件机械加工余量； 查书机械加工余量与公差手册P84的表3-6，根据铸件的基本尺寸选取铸件尺寸公差值。通过分析该零件的使用场合和结构可知，有以下一些加工表面和孔需要设计铸件机械加工余量：1主要平面：为60mm的2个端面查机械加工余量与公差手册可知，长度为60mm的铸件的加工余量为单边2mm。2. 主要平面：为2个60x74mm的平面查机械加工余量与公差手册可知，长度为74mm的铸件的加工余量也为单边2mm。340孔：40孔因为孔径相对比较大，且该角板零件是大批量生产，因此选择铸造出孔，因为孔的粗糙度为1.6，所以需要钻，扩，铰3个工序加工才可以满足要求，查机械加工余量与公差手册可以知道孔的单边余量也为2mm。 根据以上分析，可以确定该角板零件各个需要加工的表面和孔的加工余量并设计相应的工序尺寸，该毛坯图如下：六工艺方案分析1. 粗基准的选择粗基准的选择应满足以下原则：（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。（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。分析该零件结构后，先选取40mm孔为定位基准，加工2个60mm的端面，再以2个60mm的端面为粗基准加工40mm孔。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。根据以上原则，选取40mm孔为精基准，加工2个7460mm的平面，2个R4的半圆槽以及16mm的平面和螺纹孔。根据以上基准选择原则和分析研究该零件的结构，现提出以下2种工艺路线方案：（1）工艺路线方案一：工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铣60mm的2个端面工序四；钻，扩，铰40的孔工序五：铣2个74x60mm的平面工序六：铣半径为R4的2个半圆槽工序七：铣15.99的端面工序八：钻M8的螺纹底孔，攻丝M8工序九：去毛刺工序十：质检，入库（2）工艺路线方案二：工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铣60mm的2个端面工序四；铣2个74x60mm的平面工序五：钻，扩，铰40的孔工序六：铣半径为R4的2个半圆槽工序七：铣15.99的端面工序八：钻M8的螺纹底孔，攻丝M8工序九：去毛刺工序十：质检，入库（3）工艺路线方案比较：机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则：1. 先加工定位基面，再加工其他表面2. 先加工主要表面，后加工次要表面3. 先安排粗加工工序，后安排精加工工序4. 先加工平面，后加工孔通过以上原则来比较这2个加工方案可知，方案一加工好宽60mm的2个端面后，就开始加工40mm的孔，然后以40mm的孔定位加工其余的各面和孔，这样能为后续的加工提供定位基准，从而很好的保证了精度要求。因此我选择方案一。七指定工序夹具方案设计和有关计算本次专业课程设计，我是对该角板零件加工工艺流程中的工序五即：铣2个74x60mm的平面的工序过程进行夹具设计。1. 选择定位基准选取40mm的孔为定位基准，粗铣和精铣7460mm的2个平面。2. 选择机床、夹具、刀具及其他工艺装备选用X51立式铣床，高速钢端铣刀d=25mm,铣床专用夹具，游标卡尺3. 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工时，从工件表面切去一层金属称为加工余量。在一个工序中从工件表面切去的一层金属厚度称为工序余量，它等于相邻两工序的工序尺寸之差。影响加工余量的因素主要有4个:上道工序产生的表面粗糙度和表面缺陷层深度;上道工序留下的空间位置误差;上道工序的尺寸公差;本工序的装夹误差。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下。 粗铣：1.5 mm 半精铣：0.3 mm（2）计算7460mm平面的各工序尺寸基本尺寸： 由于该角板成品此处基本尺寸为 10 mm所以 半精铣：D2=（10+0.3）mm =10.3mm 粗铣：D1=(10.3+1.5) mm=11.8 mm当初为2个60x74mm的平面查机械加工余量与公差手册所取的单边余量为 2 mm,即毛坯基本尺寸为 12 mm 11.8 mm,故符合设计要求。 （3）确定各工序尺寸的公差及其偏差工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，参阅“机械制造技术基础课程设计”图2-9,表3-4进行选择。 半精铣IT10级，得T2=0.12mm 粗铣取IT12级，得T1=0.3mm； 毛坯公差取自毛坯图，取T0=0.6mm。4. 切削用量和时间定额的确定铣74x60mm的平面，平面的粗糙度要求为6.3m，需要粗铣和半精铣加工才可满足要求，铣74x30mm的凹平面没有表面粗糙度要求，所以只需要粗铣即可满足要求。我选用X51立式铣床，高速钢端铣刀d=25mm加工工步一：粗铣74x60mm的大平面 1. 选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量为2mm不大，所以可以一次加工完成取2）决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取450当450r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，i=3则机动工时为辅助时间：拿取工件并放在夹具上=0.6min， 手动夹紧工件=0.8min， 启动机床=0.02min， 刀具退离并复位=0.07min 总辅助时间为1.49min工步二：粗铣74x30mm的凹槽面 1. 选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 取2）决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取450当450r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，i=2则机动工时为辅助时间：启动机床=0.02min， 刀具退离并复位=0.07min 总辅助时间为0.09min工步三：半精铣74x60mm的平面 1. 选择刀具刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度因为加工余量不大，所以可以一次加工完成取2）决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750由于该工步是半精铣的过程，所以进给量应较粗铣少，查表和结合实际经验，以及按机床标准选取3）计算工时切削工时：，i=2则机动工时为辅助时间：启动机床=0.02min， 刀具退离并复位=0.07min 总辅助时间为0.09min5. 确定设计方案以40的孔为定位基准，用芯轴穿过该孔，限制4个自由度，再用一个点支撑7460mm的平面，限制1个自由度，最后用块固定挡板限制60mm的端面，实现6点定位。6. 选择定位元件,设计定位方式定位元件我选择可调支承配合螺旋压杆进行压紧，40的固定芯轴以及固定挡板配合移动压块进行压紧。三维建模如下：如图所示，工件放入心轴中，通过1个可调支承调节工件高度并起到定位作用，使用螺旋压杆进行加紧工件防止工件绕心轴轴线旋转。左右2个压块限制工件左右移动，其中右边压块为固定的，通过丝杆来控制左边压块的移动进而起到加紧工件，防止工件左右移动的目的。此处我设计了3个可调支承，在实际应用中选择其中一个作为定位元件，另外2个作为辅助支撑，切勿同时使用2个或3个可调支承作为平面的定位，否则将造成过定位。夹具使用图：7加紧力的计算在我设计的铣床专用夹具中，主要都采用了螺旋加紧机构来实现对零件的加紧和固定。其中螺旋压杆的直径为d=12mm 丝杆的直径为d=16mm查阅相关资料可得：铣削力的计算 其中=1.5、V=40m/min、f=0.4mm/r=1.5mm由机械制造技术课程设计指导P89表1-131得直齿三面刃铣刀d=25,Z=4Z=12，取1.5=1710N=1030N=314N所需理论夹紧力为=K=17101.5=2565N=K=10301.5=1545N=K=3141.5=471N对于螺旋压板夹紧机构：查书P164表2-27式中=471N=15.026=44 =6.588 a=1.82=0.9得=581N直径为d=16mm的丝杆所能提供的动力远远大于这个值对于螺旋夹紧机构：查书P163表2-27式中F=1545N=6.588 a=1.82=11.025D=18d=12f=0.1得：=984N直径为d=12mm的螺旋压杆提供的力能够满足要求八小结本次专业课程设计为机械制造技术课程设计，我们小组的零件为角板。根据图纸的要求，我们首先对角板进行分析。确定其毛坯，工艺路线，工序图等。我本次设计的夹具为铣床专用夹具。设计中我也发现很多问题，但最终在老师的指点下和自己查阅大量参考资料的过程中得到了很好的解决。在设计夹紧机构时，通过查取公式和计算来校核自己所设计的夹紧机构是否合格。我认为本实验最关键的在于查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，还有就是计算工序尺寸，加工余量等，这些能力都是对我们机械专业的学生十分重要的，通过这次机械专业课程设计，我各方面的能力都得到了很大的提高，同