板的加工工艺

1、湖南理工学院课程设计资料系 部 机械工程学院 班 级 07机自一班 姓 名 申 俊 指导教师 易晓科 周北岳 材 料 目 录序号名称数量1课程设计任务书12课程设计报告书13零件图24毛坯图25夹具图26工艺过程卡27工序卡2湖南理工学院课程设计任务书设计题目： 板的加工工艺设计 系 部： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名: 申 俊 学 号: 起迄日期: 2010年 6月 13日 2010年6月28日指导教师: 易晓科 周北岳 课程设计任务书1课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1. 课程设计的性质、目的和任务 机械制造技术基础是一门实践性很强

2、的学科基础课程，为帮助学生消化吸收课程的基本内容，综合运用课程的基本知识解决零件加工的实际问题，本课程须设有课程设计这一实践性教学环节。机械制造技术基础课程设计是机械制造设计及其自动化专业的主要专业课之一。机械制造技术基础课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。其教学所要达到的目的是综合运用机械制造技术基础及有关课程内容，分析和解决实际工程问题；为后续完成毕业设计或毕业论文打下基础，同时为毕业后从事机械设计制造工作打下基础。 通过课程设计培养学生良好的工作作风和工程意识，提高学生分析问题、项目组织和解决实际问题的能力。培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，选择机床

3、与刀具、设计机床夹具等工艺装备（如专用刀具、量具），以及设计专用设备传动系统及部件的结构设计能力。在设计过程中，学生应熟悉和学会运用相关技术手册、图册、标准、专业规范等标准和设计资料。2. 课程设计的内容、方式 （1）课程设计应完成的基本内容 1）对指定零件（或零件组）的设计要求进行工艺分析，正确绘制零件图； 2）确定毛坯制造方法及主要表面的总余量，绘制相应的毛坯图； 3）制定指定零件（或零件组）的机械加工工艺过程，编制机械加工工艺卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具； 4）对所制定的工艺进行必要的分析、论证和计算； 5）确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；6）对主要工序进行工序设计

4、，编制机械加工工序卡片，画出的工序简图，选择切削用量； 7）编写设计说明书。 （2）本课程设计的组织指导形式 学生将以团队小组形式开展设计，针对每一个小组指定两个零件作为课程设计对象。由11-12名左右学生组成一个小组，通过考察和推选，确定一名学生任组长。组长负责组内学生完成同一指定零件的课程设计任务的分配、进程和协调。小组成员的零件指定和题目任务分配可以由团队成员讨论（优先），并经过指导教师确认后确定；也可由指导教师指定。指导教师定期在学生主动设计、提出方案和协调的基础上进行指导，并对关键技术问题进行指导。3. 课程设计的要求 机械制造技术基础课程设计的基本工作时间为2周。学生应能系统地运用

5、机械制造技术基础课程和先修课程的知识，在教师的指导下，根据课题的工作任务和要求制定工作进度计划，广泛地参考相关的手册、图册资料，在规定的时间周期内，独立完成规定的设计任务。 小组要求：协调工作，共同完成所选定的零件的工艺、工装、专机部件分析、设计任务；提交完整的零件图、毛坯图、工艺规程、机床夹具及其设计分析计算说明书。 个人要求：完成所分工的零件工艺编制和相关机床夹具、专机部件的装配图，撰写详细的课题任务分析及其针对个人主要设计任务的设计说明书一份。组内成员之间内容不允许重复一致。 组长要求：小组内部进行协调讨论分工，并记录各成员的设计任务（装配图、零件图、设计说明书等）；记录成员出勤情况；督

6、促成员完成自身任务，并协调完成指定零件加工工艺和分配给每一成员的设计任务； CAD建模软件的使用：允许学生成员采用实体设计软件完成相关的设计任务。每一位成员运用 WORD文档完成设计说明书。说明书要图文并茂，包括方案的论证、主要任务分析、必要的分析计算过程。4. 具体任务如下：1、 完成两个零件的CAD图绘制2、 每个学生完成二个零件的工艺过程设计3、 每个学生完成每个零件的四个主要工序的机械加工工序卡设计4、 计算零件加工过程中的各项工艺数据5、 按上面的要求及所给零件图把任务书填写好6、 按所提供的格式做好封面、计算说明书等7、 每个学生完成课程设计说明书并上交电子文档和纸质文档课程设计任

7、务书2对课程设计成果的要求包括图表、实物等硬件要求： 3主要参考文献：1、赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书(2版),机械工业出版社,2006年.2、曾志新,吕明主编,机械制造技术基础,:武汉理工大学出版社,2001年.3、李益明主编,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,1993年.4、肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社,1993年.5、金属切削机床夹具设计手册.上海柴油机厂工艺设备研究所编,机械工业出版社，1987年4课程设计工作进度计划：序号起 迄 日 期工 作 内 容1设计准备 工艺分析2毛胚选择 确定尺寸319-23工艺规程设计423-26夹具设计526-28整理，打印指

8、导教师亲笔签名日期： 年 月 日湖南理工学院课程设计报告书 题 目： 板的加工工艺设计 系 部： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 07机自一班 姓 名： 申 俊 学 号： 2010-6-28序 言。这个学期我们学习啦机械制造基础，为了让巩固我们的学习基础，加深专业知识的印象，老师布置了这次课程设计，课程设计是对我们学习到的知识的一次全面的复习和了解，也是一次把理论付诸实践的很好的尝试。在这次课程设计的过程中我们学到了很多，知道了即将走入的工作中所要做的，所要了解的。在设计过程中我们和同组的同学相互分析，相互合作，相互理解。锻炼了我们自己的分析理解问题的能力，相互合作的

9、能力。也万分感谢在设计过程中老师的悉心指导。一、零件的分析1零件的作用题目是零件是一块板子。 此块板子应该是与轴配合，对轴起支撑作用。2零件的分析有题目给的图可知零件的材料为Q235， Q235为普通碳素结构钢。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛且适合车、铣、刨、磨等各种加工，加工过程简单。零件不是很复杂，是平板零件，大部分表面积由平面组成，还有内圆柱面，10个螺旋面。所以此零件的加工为平面加工和孔加工。注意板在加工时要以大平面定位，而且用压板夹紧3零件的精度要求零件上最大的两个孔有IT7的精度要求，其内孔表面和板的上下两个面的低粗糙度要求，此外，板上各

10、孔之间还有位置上的精度要求。由上面分析可知，可以粗加工板上下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二、确定生产类型已知此零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量约是15Kg/个，查机械制造工艺设计简明手册第2页表1.1-2，可确定该零件生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三、确定毛坯(一) 确定毛坯种类：零件的材料为Q235，价格便宜，可从市场上大量购买Q

11、235，且零件结构简单，加工容易 根据工艺设计基础教材对选择毛坯为轧型材，公差等级为IT12。(二) 确定铸件加工余量及形状：查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的机械加工余量，如下表所示：简 图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说 明1面15H2.52单侧加工2面82H422孔双侧加工3面48H242孔双侧加工261324面16.2H8.12孔双侧加工5面8H42孔双侧加工12626面460H52面双侧加工3676.52四、 工艺规程设计(一)选择定位基准（1）精基准选择 加工侧面精基准为板的两大平面，这符合基准重合和互

12、为基准原则，既保证了设计精度也获得了加工余量。孔加工的精基准是板的一个端面。（2）粗基准选择 加工精基准对应的粗基准是在加工平面宽度尺寸时的两个没有加工的端面。符合余量均匀和相互位置原则。(二)制定工艺路线:根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序01 粗铣平板前端面，以后端面为粗基准，采用X5

13、1立式铣床加通用夹具；工序02 粗铣平板后端面，以前端面为定位基准，采用X51立式铣床加通用夹具；工序03 粗铣平板面四侧平面，以上大平面为定位基准，采用X51立式铣床和通用夹具；工序04 粗铰、精铰2个82的孔，以侧面和最大平面为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序05 划线、钻、铰6个16.2的孔，以最大平及采用82为基准，采用Z525立式钻床加通用夹具；工序06 粗铰、精铰48和26的孔，以下面那个82孔中心和最大平面为定位基准，采用Z525立式钻床加通用夹具；工序07 钻下面那个82周围的10个螺纹孔并攻丝，以82孔中心为基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；工序08 精铣两个最

14、大平面，以最大平面为基准，采用X51立式铣床加通用夹具；工序09 去毛刺；工序10 终检。(三)机械加工余量、工序尺寸及公差的确定：1.平面加工通过工艺分析，在平板厚度方向上的尺寸精度要求很低，并且表面粗糙度的要求稍高，所以在加工时主要考虑加工方法对表面Ra值的影响，根据机械制造技术基础的表3.7各种加工方法能达到的表面粗糙度可知，精铣可以达到Ra=1.6um的要求，并且选择端铣，在机械工艺设计手册上提供了加工方案选择：粗铣精铣工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差粗糙度毛坯板470*380*20IT122.501粗铣前端面2.018IT103.202粗铣后端面2.016IT103

15、.208精铣两端面0.515IT81.603粗铣四侧平面13367IT103.2104603.22.内孔表面加工工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差粗糙度04钻4个25的孔2525IT1112.5粗绞82孔56.9881.98IT81.6精铰82孔0.0282IT70.806粗绞48孔47.9848IT8 6.4精绞48孔2.048IT73.2粗绞26孔25.9826IT86.4精绞 26孔2626IT73.207钻M8的底孔7.27.2IT1112.5M8攻丝0.8M8钻M12的底孔9.29.2IT1112.5M12攻丝2.8M1205钻6个16.2的底孔1616IT1112.

16、5铰孔0.216.2IT103.23、确定切削用量及时间定额：工序01 粗铣板大前端面，以后端面为粗基准。1. 加工条件工件材料：Q235，b =375460MPa，热轧；工件尺寸：长470mm，宽380mm，厚20mm；加工要求：粗铣最大前端面，加工余量2mm;机床：X51立式铣床；刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角：s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5

17、。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=2mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，X51立式铣床）时： fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。（3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。（4）计算切削速度vc和每分钟进

18、给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z（5）校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说

19、明书，主轴允许功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定：ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。（6）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=380mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/ Vf=(380+40)/390=1.08min。工序02 粗铣后端面，以大前端面为定位基准。 切削用量和时间定额及其计算过程同工序01。工序03 粗铣平板四个侧端面，以大端面为定位基准。 切削用量和时间定额及其计算过程同工序01。工序04与工序061粗铰、精铰

20、82。以侧面和最大平面为基准（1）粗铰至刀具：专用铰刀机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为0.81.2mm/z,进给量取0.81mm/r，机床主轴转速取为=140r/min，则其切削速度为：。机动时切削工时，=38mm，(2) 精铰至刀具：机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48mm/r，机床主轴转速取为：=140r/min，则其切削速度为：机动时切削工时，=38mm2粗铰、精铰48 以82孔中心和最大平面为定位基准 （1）粗铰至刀具：专用铰刀机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为0.81.2mm/z,进给量取0.81mm/r，机床

21、主轴转速取为=140r/min，则其切削速度为：。机动时切削工时，=38mm，(2) 精铰至刀具：机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48mm/r，机床主轴转速取为：=140r/min，则其切削速度为：机动时切削工时，=38mm3粗铰、精铰26 以82孔中心和最大平面为定位基准 （1）粗铰至刀具：专用铰刀机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为0.81.2mm/z,进给量取0.81mm/r，机床主轴转速取为=140r/min，则其切削速度为：。机动时切削工时，=38mm，(2) 精铰至刀具：机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48

22、mm/r，机床主轴转速取为：=140r/min，则其切削速度为：机动时切削工时，=38mm工序05 钻、铰616.2的孔，以大平面和侧平面为基准。（1） 钻16的孔选择16的高速钢麻花钻，Z525立式钻床。按加工要求确定进给量：查切削手册，又由切削手册表2.7,系数为0.5,则： ，则最终选取。 确定切削速度：查切削手册表2.30，切削速度计算公式为： （m/min）其中，查得修正系数：，故实际的切削速度：计算工时：（2） 铰孔致16.2 从16加工到16.2，半边加工余量f=0.1，可以半精铰一次完成即可。刀具：专用铰刀16.2机床：Z525立式钻床进给量取0.2mm/r，机床主轴转速取为=

23、272r/min，则其切削速度为：。机动时切削工时，工序07 钻M12和M8的底孔并攻丝刀具：高速钢麻花钻机床：T611卧式镗床（1）钻M8的底孔7.2根据切削手册查得，进给量为0.180.22mm/z,现取f=0.22mm/z，v=17m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：（2）攻螺纹M8机床：T611卧式镗床刀具：丝锥M8，P=0.75mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：，则 ；机动时，计算切削基本工时：（3）M12孔的加工 选用9.2的钻头钻底孔，选M12的丝锥，P=1.75mm。按（1）、（2）步骤加工和计算。工序08 精铣两大平面，互为基准加工。达到表面粗糙度Ra1.6，以及厚度方向的要求。机床：X51立式铣床刀具：硬质合金立铣刀（镶齿螺旋形刀片），由切削手册表3.6查得：，,即27m/min，因此，现采用X51立式铣床，取 ，工作台每分钟进给量应为：，查机床使用