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零件
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设计
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托板零件加工工艺及专用夹具设计与加工,零件,加工,工艺,专用,夹具,设计
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机械制造课程设计(论文)题目: 托板零件加工工艺及专用夹具设计与加工学生姓名 专业_ 学号 班级 指导教师 目 录2 计算生产纲领、确定生产类型13 审查零件图样的工艺性14 选择毛坯35 工艺过程的设计35.1 定位基准的选择35.2 零件表面加工方法的选择45.3 制订工艺路线46 确定机械加工余量及毛坯尺寸57 工序设计67.1 选择机床67.2 夹具选择67.3 选择刀具67.4 确定工序尺寸68 确定切削用量及基本工时78.1 铣削的平面78.2 镗孔88.3 螺纹孔的加工99 专用夹具设计10参考文献1213托板零件加工工艺及专用夹具设计与加工1.序 言托板的加工工艺规程是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。2 计算生产纲领、确定生产类型课程设计的产品为一个托板零件。该产品的年产量为5000台，其设备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制订该托板零件的机械加工工艺规程。件/年 托板零件的年产量为5550件，可确定其生产类型为中批生产。3 审查零件图样的工艺性托板零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。基准孔要求较高，可以通过粗镗、半精镗、精镗进行加工；本零件各表面要求的加工精度低，加工并不困难；托板上的4个沟槽加工精度不高，可以直接用立铣刀铣出；托板凸台的螺纹孔，需经过钻底孔，再攻丝。托板加工表面和有一定的位置要求，主要是上表面与轴线的平行度为0.06。经过以上的分析，我们可以先选定粗基准，加工精基准所在的加工表面，然后借助夹具对其他表面进行加工，从而保证相应的位置精度。 托板(铸件)图 托板加工图4 选择毛坯 托板有HT250铸造，轮廓尺寸不大，形状也不复杂，又属成批生产，故毛坯可以采用铸造成型。零件的形状不复杂，因而毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，用砂型铸造，上下分模铸造出来。毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定。5 工艺过程的设计5.1 定位基准的选择 本零件是带孔的托板，孔是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。由于托板除去下底面不需要加工，其他均需要加工，选定托板外圆端面为粗基准，加工孔，此后选用孔为精基准，加工其余的表面以及铣槽。5.2 零件表面加工方法的选择本零件的的加工面有内孔、上表面、槽及螺纹孔等，材料为HT250。参阅手册，其加工方法选择如下：（1）的内孔，表面的粗糙度为，公差等级为IT7，需要粗镗、半精镗、精镗。（2）托板端面的粗糙度为，只需要粗铣即可达到要求。（3）托板上表面的粗糙度为，公差等级为IT10，需要经过粗铣、半精铣才能达到要求。（4）托板上的槽的内表面的粗糙度为，公差等级为IT10，需要经过粗铣、半精铣才能达到要求。（5）凸台粗糙度为，只需要粗铣即可达到要求。（6）螺纹孔需要经过钻孔、攻丝。5.3 制订工艺路线铣削加工在排列加工工序时，一般遵循基准先行、先主后次、先粗后细、先面后孔的原则，因而托板的加工工艺路线先加工托板端面，再加工孔，最后加工托板的上表面。按照上述的原则以及工序集中的特点，托板的加工可按下述工艺路线进行：010：以处外圆及上端面定位，粗铣外圆的另外一个端面，粗镗孔。020：以外圆及粗铣后的端面定位，粗铣另外一个端面，半精镗孔。030：以外圆及端面定位，精镗孔。040：以的孔及端面定位，粗铣托板的一个表面。050：以的孔及端面定位，粗铣托板的另一表面以及凸台。060：以的孔及端面定位，半精铣托板的一表面。070：以的孔及端面定位，半精铣托板的另一表面。080：以的孔及端面定位，粗铣托板的一表面的槽。090：以的孔及端面定位，粗铣托板的另一表面的槽。100：以的孔及端面定位，半精铣铣托板的一表面的槽。110：以的孔及端面定位，半精铣铣托板的另一表面的槽。120：以外圆端面定位，钻底孔。130：以外圆端面定位，攻丝。140：钳工去毛刺。150：终检。6 确定机械加工余量及毛坯尺寸托板毛坯尺寸数据表零件尺寸单面加工余量铸件尺寸28102.5333113603及2.565.5托板毛坯尺寸允许公差数据表铸件尺寸公差1.8311365.51.81.62.27 工序设计7.1 选择机床（1）工序010、020、040、050、080、090是粗铣，060、070、100、110是半精铣。各工序额工步数不多，成批生不要求很高的生产率，选用卧式铣床就能满足要求。本零件的外形轮廓不大，精度要求不是很高，选用X61W即可满足要求。（2）工序030是精镗，表面粗造的，加工精度要求高，选用T740K即可满足要求。（3）工序120是钻孔后攻丝，可选用Z525型立式钻床。7.2 夹具选择本零件托板出铣托板表面及铣槽需要专用的夹具外，其他的用通用夹具即可。镗孔和铣端面选用三爪自定心卡盘，钻孔和攻丝选用短销固定即可。7.3 选择刀具（1）铣削托板表面、端面和凸台时，选用高速钢镶齿圆柱铣刀，直径。（2）铣削槽时，选用直柄键槽铣刀，直径。（3）钻孔时，选用直柄麻花钻，直径。7.4 确定工序尺寸（1）的工序尺寸及公差用查表确定各道工序的加工余量及毛坯余量总余量如下：精镗加工余量0.5mm；半精镗加工余量1.0mm；粗镗加工余量3.5mm，则毛坯的总余量为5mm。各工序的尺寸的基本尺寸如下：半精镗尺寸；粗镗尺寸；毛坯的尺寸。工序尺寸的公差及其偏差：精镗前的半精镗取IT11级，得；粗镗取IT12级，得；毛坯公差取。工序尺寸偏差按“入体原则”标注：精镗 ；半精镗 ；粗镗 ；毛坯 。（2）确定各加工表面的工序加工余量工序加工表面总加工余量工序加工余量010020040050060070080090100下端面上端面托板表面托板表面托板表面托板表面槽槽槽5.55.533331010102.532211101010110槽10108 确定切削用量及基本工时8.1 铣削的平面铣削宽度，直径，选用高速钢镶齿圆柱铣刀，齿数Z=6。（1）铣削宽度，加工余量不大，可以分两次走到完成。（2）决定每齿的进给量 根据X61W型铣床说明，主电机功率4.5KW，中等系统刚度，取0.20（3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 查表可以知道，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，刀具寿命180min。（4）决定切削速度和每分钟进给量查表可知：，则 选择 ，因此实际切削速度和每齿的进给量为查表可知，故实际切削功率。根据X61W知，即切削用量可以采用。（5）计算基本工时，8.2 镗孔 镗孔在车床C6163W，选用刀具YT5硬质合金直径为20mm的圆形镗刀。（1）粗镗孔的切削用量查表可知：， 选，则 选择，（2）半精镗的切削用量查表可知：， 选，则 选择，（3）精镗的切削用量查表可知：， 选，则 选择，8.3 螺纹孔的加工钻孔在Z525型立式钻床上进行，选择高速钢麻花钻头，直径为6.7。 （1）选择切削用量按照钻头决定进给量：钻头标准，。由前加工要求精度等级为IT12-IT13，铸铁的强度，选择。据，查表可知：修正系数，则：按照钻头强度决定进给量：当，钻头强度允许的进给量为按机床进给机构强度决定进给量：查表可知，进给量为1.6mm/r。根据钻床的说明书，选择。（2）决定钻头寿命查表可知：当，取最大磨损量为0.8，T=25min（3）决定切削速度查表知：，则，根据钻床说明书可以选择，。（4）检验机床扭矩及功率查表可知：当，时，。而查询Z525的说明书，。查阅手册：，故，。（5）计算工时查表可知：。9 专用夹具设计由于大批量加工,为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计铣床专用夹具。由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。本夹具是铣托板夹具上表面60X74夹具设计9.1定位基准的选择在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。根据本道工序，选侧面为定位基准。9.2 定位方案和元件设计根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用一个侧向支撑板作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度；用一个支撑钉作为止推点，本夹具的止推点采用了自位支撑的方式。9.3 夹紧机构的设计本夹具采用压板夹紧机构进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。9.4 定位误差的计算本夹具的定位表面为工序所要求的基准面，所以基准不重合误差JB=0；由于G面是非加工表面，根据其制造方式，其表面粗糙度为Ra25，基准位移误差Jw=0.025。总定位误差dw=JB+Jw=0.025=0.1，因此该夹具满足精度要求。9.5夹具设计说明在本章是对夹具结构的设计和分析其精确度的阶段。重点在于选择基准面将零件如何定位、夹紧在夹具体上，再由中心孔的一面定位，就使零件在夹具体上完全定位了。选用压紧件时，分别用了移动和转动压板。最后设计出夹具体，参考有关资料计算夹具的定位误差。参考文献1 李 洪机械加工工艺手册M 北京出版社，199612 陈宏钧实用金属切削手册M 机械工业出版社，200513 上海市金属切削技术协会金属切削手册M上海科学技术出版社，20024 杨叔子机械加工工艺师手册M机械工业出版社，20005 徐鸿本机床夹具设计手册M 辽宁科学技术出版社，2003106 都克勤机床夹具结构图册M 贵州人民出版社，198347 胡建新机床夹具M 中国劳动社会保障出版社，200158 冯 道机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵机械制造工艺学M机械工业出版社，200010 马贤智机械加工余量与公差手册M中国标准出版社，19941211 刘文剑夹具工程师手册M黑龙江科学技术出版社，198712 王光斗机床夹具设计手册M上海科学技术出版社，20028致谢词非常感谢XXX老师对我机械制造技术基础课程设计的指导，他给了我耐心的指导和无私的帮助。在此我向她们表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们
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