推动架零件加工工艺规程及工艺装备设计模板.doc

机械制造工艺学课程设计实例机 械 制 造 工 艺 学课程设计说明书设计题目 设计“推进架”零件机械加工工艺规程及工艺装备。生产纲领为中小批量生产。设计者 ：指导老师： 韦家增上海师范大学教研室1月4日上海师范大学机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计“推进架”零件机械加工工艺规程及工艺装备。生产纲领为中小批量生产。内容：1. 零件图 1张2. 毛坯图 1张3. 机械加工工艺过程综合卡片 1套 4. 工艺装备（夹具）关键零件图及画总装图 1套 5. 课程设计说明书 1份班级：0 5机自中国学生：指导老师：韦家增 教研室主任：上官倩芡年月目 录序言4一 零件分析1零件作用42零件工艺分析4二毛坯制造1确定毛坯制造形式5二 工艺规程设计1基面选择52制订机械加工工艺路线5四机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定1.面加工（全部面）72.孔加工7五确定切削用量及基础工时1工序切削用量及基础时间确实定92工序切削用量及基础时间确实定103工序切削用量及基础时间确实定114 工序切削用量及基础时间确实定125切削用量及基础时间确实定136. 工序切削用量及基础时间确实定147工序切削用量及基础时间确实定158 .工序切削用量及基础时间确实定169. 工序切削用量及基础时间确实定16六夹具选择和设计161.夹具选择172夹具设计17 七 选择加工设备1选择机床，依据不一样工序选择机床.18八选择刀具1. 选择刀具，依据不一样工序选择刀具18九 选择量具1选择加工面量具192选择加工孔量具193选择加工槽所用量具19参考文件 19序言机械制造业是国民经济支柱产业，现代制造业正在改变着大家生产方法、生活方法、经营管理模式乃至社会组织结构和文化。生产发展和产品更新换代速度加紧，对生产效率和制造质量提出了越来越高要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，因为零件生产类型、形状、尺寸和技术要求等条件不一样，针对某一零件，往往不是单独在一个机床上用某一个加工方法就能完成，而是需要经过一定工艺过程。所以，我们不仅要依据零件具体要求，选择适宜加工方法，还要合理地安排加工次序，一步一步地把零件加工出来。一、 零件分析（一）零件作用题目所给定零件是B6065牛头刨床推进架，是牛头刨床进给机构中小零件，32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即16mm孔装一棘爪，16mm孔经过销和杠连接杆，把从电动机传来旋转运动经过偏心轮杠杆使推进架绕32mm轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台自动进给。（二）零件工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，含有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知，32、16中心线是关键设计基准和加工基准。该零件关键加工面可分为两组：1.32mm孔为中心加工表面这一组加工表面包含：32mm两个端面及孔和倒角，16mm两个端面及孔和倒角。2.以16mm孔为加工表面这一组加工表面包含，16mm端面和倒角及内孔10mm、M8-6H内螺纹，6mm孔及120倒角2mm沟槽。这两组加工表面有着一定位置要求，关键是：（1）32mm孔内和16mm中心线垂直度公差为0.10；（2）32mm孔端面和16mm中心线距离为12mm。由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组，然后借助和专用夹具加工另一组表面，而且确保它们之间位置精度要求。二、毛坯制造1 .确定毛坯制造形式依据零件材料HT200,确定毛坯为灰铸铁，生产类型为中小批量，可采取一箱多件砂型铸造毛坯。因为32mm孔需要铸造出来，故还需要安放型心。另外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。三、工艺规程设计（一）基面选择基面选择是工艺规程设计中关键设计之一，基面选择正确和合理，能够使加工质量得到确保，生产率得到提升。不然，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。（1）粗基面选择对通常轴类零件来说，以外圆作为基准是合理，根据相关零件粗基准选择标准：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面时候，则应该选择和加工表面要求相对位置精度较高大不加工表面作为粗基准，从零件分析得悉，B6065刨床推进架以外圆作为粗基准。（2）精基面选择精基准选择关键考虑基准重合问题。选择加工表面设计基准为定位基准，称为基准重合标准。采取基准重合标准能够避免由定位基准和设计基准不重合引发基准不重合误差，零件尺寸精度和位置精度能可靠得以确保。为使基准统一，先选择32孔和16孔作为精基准。（二）制订机械加工工艺路线(1)工艺路线方案一工序I 铣32mm孔端面工序II 铣16mm孔端面工序III 铣32mm孔和16mm孔在同一基准两个端面工序IV 铣深9.5mm宽6mm槽工序V 车10mm孔和16mm基准面工序VI 钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角45。用Z525立式钻床加工。工序VII 钻、扩、铰32mm，倒角45。选择Z550立式钻床加工工序VIII 钻半、精铰、精铰16mm,倒角45。选择Z525立式钻床工序 钻螺纹孔6mm孔，攻丝M8-6H。选择Z525立式钻床加工工序 钻6mm孔，锪120倒角。选择Z525立式钻床加工工序 拉沟槽R3(2)工艺路线方案二工序I 铣32mm孔端面工序II 铣16mm孔端面工序III 铣32mm孔和16mm孔在同一基准两个端面工序IV 铣深9.5mm宽6mm槽工序V 车10mm孔和16mm基准面工序VI 钻、扩、铰32mm，倒角45。选择Z535立式钻床加工工序VII 钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角45。用Z535立式钻床加工工序VIII 钻半、精铰、精铰16mm,倒角45。选择Z525立式钻床工序 钻螺纹孔6mm孔，攻丝M8-6H。选择Z525立式钻床加工工序 钻6mm孔，锪120倒角。选择Z525立式钻床加工工序 拉沟槽R3（3）工艺方案比较和分析上述两个工艺方案特点在于：两个方案全部是按加工面再加工孔标准进行加工。方案一是先加工钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，然后以孔中心线为基准距离12mm加工钻、扩、铰32mm,倒角45，而方案二则和此相反，先钻、扩、铰32mm,倒角45，然后以孔中心线为基准距离12mm钻16mm孔，这时垂直度轻易确保，而且定位和装夹全部很方便，而且方案二加工孔是在同一钻床上加工.所以，选择方案二是比较合理。（4）确定工艺过程方案表 3.1 确定工艺过程工序号工序内容简明说明010一箱多件沙型铸造020进行人工时效处理消除内应力030涂漆预防生锈040铣32mm孔端面先加工面050铣16mm孔端面060铣32mm孔和16mm孔在同一基准两个端面070铣深9.5mm宽6mm槽080车10mm孔和16mm基准面090钻、扩、铰32mm，倒角450100钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角450110钻半、精铰、精铰16mm,倒角450120钻螺纹孔6mm孔，攻丝M8-6H0130钻6mm孔，锪120倒角后加工孔0140拉沟槽R30150检验0180入库四机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定“推进架”零件材料为灰铸铁HT200，毛坯重量约为0.72kg。生产类型为中小批量，可用采一箱多件砂型铸造毛坯。依据上述原始材料及加工工艺，分别确定各加工表面机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸以下：1.面加工（全部面）依据加工长度为50mm，毛坯余量为4mm，粗加工量为2mm。依据机械加工工艺手册表2.3-5加工长度为50mm、加工宽度为50mm，经粗加工后加工余量为0.5mm。对精度要求不高面，在粗加工就是一次就加工完。2.孔加工（1）32mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械加工工艺手册表2.3-48确定工序尺寸及余量。钻孔：31mm. 2z=16.75mm扩孔：31.75mm 2z=1.8mm粗铰：31.93mm 2z=0.7mm精铰：32H7（2）16mm.毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查机械加工工艺手册表2.3-48确定工序尺寸及余量。钻孔：15mm. 2z=0.85mm扩孔：15.85mm 2z=0.1mm粗铰：15.95mm 2z=0.05mm精铰：16H7（3）16mm孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械加工工艺手册表2.3-48确定工序尺寸及余量。钻孔：15mm 2z=0.95mm粗铰：15.95mm 2z=0.05mm精铰：16H8（4）钻螺纹孔8mm毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械加工工艺手册表2.3-48确定工序尺寸及余量。钻孔：7.8mm 2z=0.02mm精铰：8H7（5）钻6mm孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查机械加工工艺手册表2.3-48确定工序尺寸及余量。钻孔：5.8mm 2z=0.02mm精铰：6H7由参考文件可知，差得该铸件尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。表41用查表法确定各加工表面总余量加工表面基础尺寸加工余量等级加工余量数值说明27端面92H4.0顶面降一级，单侧加工16孔16H3.0底面，孔降一级，双侧加工50外圆端面45G2.5双侧加工（取下行值）32孔32H3.0孔降一级，双侧加工35两端面20G2.5双侧加工（取下行值）16孔16H3.0孔降一级，双侧加工表4.2由参考文件可知，铸件关键尺寸公差以下表：关键加工表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT27端面924.0963.216孔166102.250外圆端面455502.832孔326.0262.635两端面205252.416孔166102.2图4.1所表示为本零件毛坯图图4.1 零件毛坯图五确定切削用量及基础工时1工序切削用量及基础时间确实定（1） 切削用量 本工序为铣32mm孔端面。已知工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。依据资料选择铣刀基础形状,r=10，a=12，=45已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=50mm故机床选择XA6132卧式铣床。1）确定每齿进给量f依据资料所知，XA6132型卧式铣床功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=0.16mm/z。2）选择铣刀磨损标准及耐用度 依据资料所知，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，铣刀直径d=60mm，耐用度T=180min。3）确定切削速度 依据资料所知，依据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=50mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 依据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=56.52m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z4）校验机床功率 依据资料所知，铣削时功率（单位kw）为:当f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s时由切削功率修正系数k=1，则P= 3.5kw，P=0.8 kw。 依据XA6132型立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机许可功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw 所以机床功率能满足要求。（2）基础时间 依据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基础时间为： t= t=4.6min2 工序切削用量及基础时间确实定（1）切削用量 本工序为铣16mm孔端面。选择高速钢圆柱铣刀直径d=50mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=35mm故机床选择XA6132卧式铣床。1）确定每齿进给量f依据资料所知，查得每齿进给量f=0.200.30mm/z、现取f=0.20mm/z。2）选择铣刀磨损标准及耐用度 依据资料所知，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.80mm，耐用度T=180min。3）确定切削速度和每齿进给量f依据资料所知，依据上述参数，查取Vc73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 依据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。则实际切削：Vc =Vc=23.55m/min 实际进给量： f=f=0.23mm/z4）校验机床功率 依据上道工序校验方法，依据资料所知，切削功率修正系数k=1，则P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知机床功率能够满足要求。（2） 基础时间 依据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基础时间为： t= t=4.3 min3工序切削用量及基础时间确实定（1）切削用量 本工序为铣32mm孔和16mm孔在同一基准上两个端面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。其它和上道工序类似。1）确定每次进给量f 依据资料，查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=0.20mm/z。2）选择铣刀磨钝标准及耐用度 依据资料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度T=180min。3）确定切削速度和每齿进给量f依据资料所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 依据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。则实际切削：Vc =Vc=47.1m/min 实际进给量： f=f=0.2mm/z4）校验机床功率 依据资料所知，依据以上参数可知，切削功率修正系数k=1，则P= 2.5kw，P=0.8 kw，P=7.5，依据上述校验方法可知机床功率能满足要求。（2） 基础时间 依据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基础时间为： t= t=5.8 min4 工序切削用量及基础时间确实定（1）切削用量确实定本工序为铣深9.5mm,宽6mm槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径d=6mm，依据资料选择铣刀基础形状r=10，a=20，已知铣削宽度a=3mm，铣削深度a=9mm故机床选择XA6132卧式铣床。1）确定每齿进给量f依据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f=0.520.10mm/z、现取f=0.52mm/z。2）选择铣刀磨损标准及耐用度 依据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.20mm，耐用度T=60min。3）确定切削速度和每齿进给量f依据资料所知，依据铣刀直径d=6mm，铣削宽度a=3mm，铣削深度a =9mm，耐用度T=60min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 依据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。则实际切削：Vc =Vc=8.49m/min 实际进给量： f=f=0.16mm/z4)机床功率 据资料可知，切削功率修正系数k=1，则P= 2.8kw，P=0.8 kw，可知机床功率能满足要求。 (2)时间依据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面基础时间为： t= t=2.75min5切削用量及基础时间确实定（1）切削用量本工序为车端面、钻孔10、车孔16、孔口倒角，加工条件为：工件材料为HT200,选择CA6140车床。刀具选择：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采取双头刃磨法，后角o120，45度车刀。 1）钻孔切削用量查切削用量手册 所以，按钻头强度选择 按机床强度选择，最终决定选择机床已经有进给量 经校验 校验成功。 2）钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损程度（查切削用量手册）为0.50.8mm，寿命。 切削速度，查切削用量手册： 修正系数 故查切削用量手册机床实际转速为 故实际切削速度 3）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。（2） 计算工时：6. 工序切削用量及基础时间确实定（1） 切削用量 本工序为钻32mm孔，刀具选择高速钢复合钻头，直径d=32mm，使用切削液1）确定进给量f 因为孔径和深度全部很大，宜采取自动进给，fz=0.20mm/r。2）选择钻头磨钝标准及耐用度 依据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度T=50min。3）确定切削速度V 由表5-132，=670MPaHT200加工性为5类，依据表5-127，进给量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。依据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速.（2） 基础时间钻32mm深45mm通孔，基础时间为25s7工序切削用量及基础时间确实定（1）切削用量 本工序为钻、半精铰，精铰16mm孔。铰刀选择15.95标准高速钢铰刀，r0=0,a0=8,kr=5铰孔扩削用量：1） 确定进给量f 依据参考文件三表2.4-3查出f表=0.651.4按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.72。2） 确定切削速度v和转速n 依据表2.4-20取V表=14.2,切削速度修正系数可按表2.4-20查出，kmv=1。故K=0.87 故V=14.20.871=12.35m/minN= 依据Z525机床说明书选择n=275r/min.这时实际铰孔速度V为：V= 依据以上计算确定切削用量以下： 钻孔：d0=15mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min 半精铰：d0=15.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min 精铰：d0=15.95mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min (2)时间计算： 1)钻孔基础工时：T = 式中，n=400,f=0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm T= 2)半精铰基础工时：l= L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm, T= 3)精铰基础工时：l=取l1=4mm, l2=2mm.l=27.5mmT= 8 .工序切削用量及基础时间确实定 (1)切削用量 本工序为钻螺纹孔6mm、攻丝M8-6H，刀具选择锥柄阶梯麻花钻，直径d=6mm,和机用丝锥。钻床选择Z525立式钻床，使用切削液。1)确定进给量f 因为孔径和深度全部不大，宜采取手动进给。2)选择钻头磨钝标准及耐用度 查表得，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。3)确定切削速度V 查表得，=670MPaHT200加工性为5类，进给量可取f=0.16mm/r；查V=13m/min,n=1063r/min,依据Z525立式钻床说明书选择主轴实际转速。 (2)基础时间钻6mm螺纹孔，攻丝，基础时间为45s.9. 工序切削用量及基础时间确实定本工序为钻6mm孔，锪120倒角，选择Z525立式钻床加工(1)切削用量 刀具采取高速钢复合钻头，直径d=6mm，使用切削液。1)确定进给量f 因为孔径和深度均很小，宜采取手动进给2)选择钻头磨钝标准及耐用度 查表得，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度为15min。3)确定切削速度V 查表得，=670MPaHT200加工性为5类，暂定进给量f=0.16mm/r。查得v=16m/min。依据Z525立式钻床说明书选择主轴实际转速n=1041r/min。 (2)基础时间 钻一个6mm深8mm通孔，基础时间约为6s.最终，将以上各工序切削用量、工时定额计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见附表六夹具选择和设计1.夹具选择。 本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其它各工序使用通用夹具即可。2夹具设计（1）定位基准选择出于定位简单和快速考虑，选择孔32mm和端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。（2）切削力和卡紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果能够确保可靠卡紧。 钻削轴向力 ：扭矩 卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1S2S3S4F=16.77N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调整卡紧力调整装置，即可指定可靠卡紧力。（3）定位误差分析本工序采取孔32和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好确保定位精度。（）夹具设计及操作简明说明夹具卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提升生产力，使用螺纹卡紧机构此次设计中还按老师要求画出了夹具体零件图，具体结构可参见附图。七 选择加工设备因为生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少许专用机床，其生产方法以通用机床专用夹具为主，辅以少许专用机床流水生产线，工件在各机床上装卸及各机床间传送均由人工完成.1选择机床，依据不一样工序选择机床工序040、050铣32mm孔端面和铣16mm孔端面，因定为基准相同。工序工步数不多，成批生产要求不高生产效率。故选择卧铣，选择XA6132卧铣铣床。工序060铣32mm孔和铣16mm孔在同一基准两个端面，宜采取卧铣。选择XA6132卧式铣床。工序070铣深9.5mm，宽6mm槽，因为定位基准转换。宜采取卧铣，选择XA6132卧式铣床。工序080车10mm孔和16mm基准面本工序为车端面，钻孔10mm，车孔16mm，孔口倒角。宜选择机床CA6140车床。工序090 钻、扩、铰32mm，倒角45。选择Z535立式钻床。工序0100钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角45。用Z535立式钻床加工。工序0110钻半、精铰、精铰16mm,倒角45。选择Z525立式钻床。工序0120钻螺纹孔6mm孔，攻丝M8-6H。选择Z525立式钻床加工。工序0130钻6mm孔，锪120倒角。选择Z525立式钻床加工。工序0140 拉沟槽R3 选择专用拉床。八选择刀具1. 选择刀具，依据不一样工序选择刀具（1）铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。（2）钻32mm孔选择锥柄麻花钻。（3）钻10mm和钻、半精铰16mm孔。倒角45，选择专用刀具。（4）车10mm孔和16mm基准面并钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采取双头刃磨法，后角120，45度车刀。（5）钻螺纹孔6mm.攻丝M8-6H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。（6）拉沟槽R3选择专用拉刀。九 选择量具本零件属于成批生产，通常情况下尽可能采取通用量具。依据零件表面精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择以下：1选择加工面量具 用分度值为0.05mm游标长尺测量，和读数值为0.01mm测量范围100mm125mm外径千分尺。2选择加工孔量具因为孔加工精度介于IT7IT9之间，可选择读数值0.01mm 测量范围50mm125mm内径千分尺即可。3选择加工槽所用量具槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深尺寸公差等级为：粗铣时均为IT14;半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。故可选择读数值为0.02mm测量范围0150mm游标卡尺进行测量。参考文件1李洪主编.机械加工工艺手册.北京出版社，19902任福军主编.简明机械制造工艺手册.中国家标准准出版社，19953艾兴 肖诗纲 主编.切削用量手册.机械工业出版社，1985