机械制造工艺学教材.doc

H:精品资料建筑精品网原稿ok（删除公文）建筑精品网5未上传百度机械制造专业( 本科) 机械制造工艺学课程设计目 录目 录I1 绪 论12 零件分析23 工艺规程设计33.1 确定毛坯的制造形成33.2 基面的选择33.3制定工艺路线33.4 机械加工余量、 工序尺寸及毛坯的确定73.5确定切削用量及基本工时104 夹具设计254.1 问题的提出254.2夹具设计255 总 结30参 考 文 献31致 谢321 绪 论2 零件分析题目所给的零件是机床尾座体, 尾座安装在机床的右端导轨上, 尾座上的套筒能够安装顶尖, 以支承较长的工件的右端( 即顶持工件的中心孔) 、 安装钻头、 绞刀, 进行孔加工, 也能够安装丝锥攻螺纹工具、 圆析牙套螺纹工具加工内、 外螺纹。尾座能够沿尾座导轨作纵向调整移动, 然后压下尾座紧固手轮将尾座夹紧在所需位置, 摇动尾座手轮能够实现对工件的顶紧、 松开或对工件进行切削的纵向进给。2.1 零件的特点由图可知, 该零件为不太规则的部件, 其主要技术特点如下: 1.铸件需要消除毛刺和砂粒、 并作退火处理2. 17H6要求圆度为0.0033. 17H6要求圆柱度0.0044. 17H6与导轨面的平行度为0.0055. 17H6与燕尾面的平行度为0.0056. 17H6的孔轴心线与导轨面的位置度误差为00.17. 17H6的孔与燕尾面的位置度误差不超过0.158.各面的粗糙度达到需要的要求9. 17H6的孔需精加工、 研配10.导轨面配刮1013点/25252.2 零件工艺分析根据零件图可知、 主要进行导轨面的加工、 孔加工和表面加工、 钻孔、 攻丝, 孔的精度要求高。该零件年生产5000件属大批量生产, 在加工是为了提高劳动效率、 降低成本, 设计加工零件需要设计专用夹具。3 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形成由于该零件的形状较复杂, 因此不能用锻造, 只能用铸件, 而且年生产批量为5000件已达成批生产的水平, 采用批量造型生产。根据零件主要的加工表面的粗糙度确定各表面加工余量, 查参考文献查参考文献2 机械加工工艺手册, 以后有计算在此就不重复了。3.2 基面的选择基面的选择是工艺规程中的重要工作之一, 基面的选择的正确与合理能够使加工的质量得到保证、 生产效率得到提高; 否则不但使加工工艺过程中的问题百出, 更有甚者, 还会造成零件大批报废, 使生产无法正常进行。粗基准的选择: 对于象机床尾座这样的零件来说, 选择好粗基准是至关重要的, 能够保证零件的各种加工余量的选择。对于一般零件而言, 以加工面互为基准完全合理; 但对于本零件来说, 如果以17的孔为粗基准可能造成位置精度不达标, 按照有关粗基准的选择原则( 即当零件有不加工表面时, 应以这些不加工面作为粗基准) 现在选择不加工35的外圆表面和外表不加工面作为粗基准, 利用一组两个锥套夹持两端作为主要定位面以消除五个不定度, 再用一个支承板、 支承在前面用以消除一个不定度, 达到完全定位。用来加工工件的底面。对于精基准而言, 主要应考虑基准的重合问题。这里主要以已加工的底面为加工的精基准。当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算, 后面对此有专门的计算这里就不重复了。3.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点应当是使零件的几何形状、 尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为批量生产的条件下, 能够考虑采用万能机床配以专用夹具, 并尽量使工序集中来提高生产率。除此果之外, 还应当考虑经济效, 以便使用生产成本下降。3.3.1 工艺路线方案一工序.铣削17H的孔的两端面( 粗铣、 半精铣) 工序.扩17H的孔。工序.倒角工序.铣削孔14的端面、 铣削M6的端面、 粗铣最底面、 粗铣导轨面、 铣工艺面、 铣削22的退刀槽、 精铣导轨面、 精铣燕尾面工序.铣削28的端面工序.钻14的孔、 扩孔工序.镗削28的沉降孔工序.钻M6的孔、 攻丝工序.精加工17的孔、 研配工序.精加工导轨面配刮1213点/2525。3.3.2 艺路线方案二工序.铣削17H的孔的两端面( 粗铣、 半精铣) 工序.粗刨导轨面工序.粗刨燕尾面工序.刨削导轨面的工艺台阶面工序.铣削22的退刀槽工序.精刨导轨面工序.精刨燕尾面工序.扩17的孔工序.铣削14的孔的端面工序.镗28的孔工序.研配17的孔工序.导轨配刮3.3.3.工艺方案的比较分析上述两方案的特点在于: 方案一是先加工孔, 然后以此孔为基准加工其它各处, 而方案二是以导轨面为基准加工其它面, 能够看出以先加工孔, 以孔作为定位基准加工时位置精度较易保证, 而且定位装夹等都比较方便, 可是方案一中的一次装夹多道工序除了能够选用专用夹具设计的组合机床( 但在成批生产是在普通机床上能保证精度的情况下, 应尽量不选用专用机床) 以外, 只能选用多工位万能铣床加工。而当前万能铣床的加工精度还不能加工导轨面的精度要求, 因此决定将方案二中的工序移入方案一, 由于铣削时不能很好地加工燕尾处的的斜面, 因此在导轨面和燕尾的加工都采用刨削。具体工艺过程如下: 工序1.粗铣削17H6的孔的两端面工序2.精铣削17H6的孔的两端面工序3.钻17H6的孔工序4.扩17H6的孔工序5.惚 的倒角工序6.粗铣14的孔的端面工序7.半精铣14的孔的端面工序8.铣削M6的端面工序9. 粗刨燕尾底面工序10.粗刨轨面工序11.铣刨导轨面的工艺面工序12.铣削22的退刀槽工序13.精刨燕尾面工序14.精刨导轨面工序15.磨燕尾面工序16.磨导轨面工序17.钻14的孔工序18.扩14的孔工序19.钻M6的螺纹孔工序20.攻丝工序21.镗削28的沉降孔工序22.镗削的孔工序23.镗削的孔工序24.导轨面配刮工序25.精加工17H6的孔研配工序26.人工时效工序27.终检但考虑工序集中和铸件不适合热处理取消工序26, 而且考虑工序集中, 集中同一中加工的粗精加工。具体的工序如下: 工序1. 导轨面加工( 粗、 半精铣削导轨面及刨削导轨面的工艺面、 精刨导轨面) 工序2.燕尾面加工( 粗刨、 精刨燕尾面) 工序3. 铣削17H6的孔的两端面( 粗、 精铣) 工序4.孔加工( 钻、 扩、 绞17H6的孔) 工序5. 铣削14的孔的端面工序6.14的孔加工( 14的孔钻、 扩) 工序7.铣削M6的端面工序8.钻孔( 钻M6的螺纹孔) 工序9. 惚 的倒角工序10. 磨削( 导轨面、 燕尾面) 工序11. 镗削( 镗削28的沉降孔) 工序12. 攻丝工序13. 导轨面配刮工序14. 珩磨: 工序15. 精加工17H6的孔研配工序16. 终检以上过程详见后面的工艺卡。3.4 机械加工余量、 工序尺寸及毛坯的确定”尾座体”零件的材料为HT200, 生产类型为成批生产。采用自由的砂型,3级精度( 成批生产) 。根据上述原始质料及加工工艺, 分别确定各加工表面的机械加工余量, 工序尺寸及毛坯尺寸如下。3.4.1 孔的端面的不平度: 、 缺陷度: 查参考资料4 机械制造工艺与夹具设计指导。空间偏差: 根据参考资料4 机械制造工艺与夹具设计指导铸造公差: 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导, 按铸件宽度查得的宽度公差( 1) 粗铣余量加工精度: IT12, 公差查参考资料4 机械制造工艺与夹具设计指导加工表面粗糙度: 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导铸件的加工余量为, ( 2) 精铣余量加工精度及表面粗糙度: 要求达到, 公差, 见图纸要求。精加工的余量为。因此总的加工为 式( 3.1) 3.4.2 内孔毛坯为实心, 不冲出孔。内孔精度要求为, 参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导确定工序尺寸及加工余量为: 钻孔: 扩孔: 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导 精镗: 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导 细镗: 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导 珩磨: 查参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导 表2.3-51 总的加工余量为: 。 式( 3-2) 3.4.3 燕尾面加工考虑其加工长度为, 与其联结的为导轨面, 其精度相对较高, 要进行粗加工、 半精加工和精加工。粗加工: 加工精度、 铸件粗加工的余量根据参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导。半精加工: 加工长度、 加工宽度, 因此半精加工的余量选择参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导 表2.3-59。精加工: 加工长度、 加工宽度, 因此精加工的余量选择 参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导 表2.3-60总的加工余量。 式( 3.3) 3.4.4 导轨面刨削加工考虑其加工长度为, 同样也是和导轨配合, 其加工精度要求非常高, 因此需要进行粗加工, 半精加工和精加工。粗加工: 加工精度选择选择加工余量半精加工: 加工长度、 加工宽度, 因此加工余量选择 。由参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导 表2.3-59精加工: 加工长度、 加工宽度, 因此精加工的余量选择 由参考资料4机械制造工艺与夹具设计指导表2.3-60总的加工余量由式3-3得: 。3.4.5 孔的内径表面毛坯为实心, 不冲出孔。内孔精度要求不太高, 参考参考资料2机械加工工艺手册确定工序加工尺寸及余量为: 钻孔: 扩孔: (查参考资料2 机械加工工艺手册表2.3-48) 7.M6的孔加工公称直径, 加工前的钻孔直径 (查参考资料2 机械加工工艺手册表2.3-71) 因此钻孔的加工余量为: 。3.5确定切削用量及基本工时3.5.1铣削17H6的孔的两端面。1.粗铣: ( 1) .加工条件加工要求: 铣的孔的端面。机床: 双端面铣床X364刀具: 粗铣端面刀具材料选用YG6, 由铣削宽度选择。查参考资料5金属切削手册 表6-4得( 2) .计算切削用量若考虑工件的粗糙度, 加工余量为, 但实际, 由于以后还要精加工, 因此此端面不必全部加工, 此时可按考虑, 分二次加工, 吃刀深度。查参考资料2机械加工工艺手册 表2.3-5每齿进给量查参考资料5金属切削手册表6-12得计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册得耐用度 式( 3.4) 功率计算 式( 3.5) 2.精铣: ( 1) .加工条件加工要求: 铣的孔的端面。机床: 双端面铣床X364刀具: 。精铣端面刀具材料选用YG6, 。吃刀深度每转进给量达到粗糙度要求6.3( 4) 3.5.2.钻孔( 钻17H6的孔) ( 根据钻孔取参考值, 参考资料2机械加工工艺手册) 式( 3.6) 按机床选取: 考虑其加工长度为, 选择钻床摇臂钻床。切削工时: , 式( 3.7) 3.5.3.铣削14的孔的端面( 粗铣14的孔的端面、 半精铣14的孔的端面) 1.粗铣14的孔的端面( 1) .加工条件加工要求: 铣的孔的端面。机床: 端面铣床XE755刀具: 粗铣端面刀具材料选用YG6, ,齿数10。( 2) .计算切削用量1) .粗铣若考虑工件的粗糙度, 加工余量为, 但实际, 由于以后还要精加工, 因此此端面不必全部加工, 此时可按考虑, 分二次加工, 吃刀深度。每齿进给量 查资料1机床夹具设计手册计算切削速度查资料1机床夹具设计手册 耐用度功率计算2.半精铣14的孔的端面( 1) .加工条件加工要求: 铣的孔的端面。机床: 端面铣床XE755刀具: 。精铣端面刀具材料选用YG6, 。( 2) . 半精铣吃刀深度每转进给量达到粗糙度要求。3.5.4.铣削M6的端面加工要求: 铣M6的螺纹的端面。机床: 端面铣床XE755刀具: 。铣端面刀具材料选用YG6, 。铣吃刀深度每转进给量就能够达到粗糙度要求。3.5.5.钻孔( 钻14的孔、 钻M6的螺纹孔) ( 根据钻孔取参数值, 加工工艺手册) 1.钻14的孔 式( 3.8) 按机床选取因此实际切削速度切削工时: 查参考资料2机械加工工艺手册。, 按照式3-7得: 2.钻M6的螺纹孔根据钻孔取参数值, 查参考资料2机械加工工艺手册。由式3-8得 : 按机床选取因此实际切削速度切削工时: 查参考资料2机械加工工艺手册, 由式3-7得: 3.5.6.扩孔( 扩17H6的孔) 切削深度: 由式3-8得: 按机床选取: 因此实际切削速度: 切削工时: 查参考资料2机械加工工艺手册, 由式3-7得: 3.5.7.惚 的倒角为了缩短辅助时间, 取倒角时的主轴转速与钻孔相同, 3.5.8.扩孔( 扩14的孔) 切削深度: 由式3-8得: 按机床选取: 因此实际切削速度: 切削工时: 查参考资料2机械加工工艺手册, 由式3-8得: 3.5.9.刨削导轨面( 粗、 半精刨削导轨面及刨削导轨面的工艺面、 精刨导轨面) 1.粗刨: ( 1) .加工条件加工要求: 粗刨导轨面。机床: 端面铣床BE755刀具: 粗铣端面刀具材料选用YG6, 。( 2) .计算切削用量若考虑工件的粗糙度, 加工余量为, 但实际, 由于以后还要精加工, 因此此端面不必全部加工, 此时可按考虑, 分二次加工, 吃刀深度。每齿进给量: 查参考资料2机械加工工艺手册计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册 耐用度: 由3-4得功率计算2.半精刨削导轨面及铣削导轨面的工艺面( 1) .加工条件加工要求: 半精铣削导轨面及铣削导轨面的工艺面。机床: 端面铣床BE755刀具: 粗铣端面刀具材料选用YG6, 。( 2) .计算切削用量若考虑工件的粗糙度, 加工余量为, 但实际, 由于以后还要精加工, 因此此端面不必全部加工, 此时可按考虑, 分二次加工, 吃刀深度。每齿进给量 查参考资料2机械加工工艺手册计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册 耐用度 由3-4得: 功率计算 式( 3-9) 3.精刨: 加工要求: 精刨削导轨面。机床: 端面铣床BE755刀具: 精铣端面刀具材料选用YG6, 。吃刀深度每转进给量达到粗糙度要求6.3( 44.粗刨燕尾底面加工要求: 铣刨燕尾底面。机床: 端面铣床BE755刀具: 铣端面刀具材料选用YG6, 。吃刀深度每转进给量就能够达到粗糙度要求。3.5.10.铣削22的退刀槽加工要求: 铣削22的退刀槽。机床: 铣床X525刀具: 。粗齿锯片铣刀, , , 齿数20。铣吃刀深度每转进给量就能够达到粗糙度要求。3.5.11.刨削燕尾面( 粗刨、 精刨燕尾面) ( 1) .加工条件加工要求: 刨削燕尾面。机床: 刨床BE755刀具: 。精铣端面刀具材料选用YG6, 。1) .粗刨若考虑工件的粗糙度, 加工余量为, 但实际, 由于以后还要精加工, 因此此端面不必全部加工, 此时可按考虑, 分二次加工, 吃刀深度。每齿进给量 查参考资料2机械加工工艺手册计算切削速度 查参考资料2机械加工工艺手册 耐用度由3-8得: 功率计算2) .精铣吃刀深度: 每转进给量: 达到粗糙度要求6.3( 4) 3.5.12.镗削( 精镗、 细镗的孔) 取刀杆直径, 刀杆伸出量。 粗镗: 加工余量。分两次加工。令, , 选用硬质合金YT5镗刀。精镗: 细镗: 取刀杆直径, 刀杆伸出量。 粗镗: 加工余量: 分两次加工。令, , 选用硬质合金YT5镗刀。3.5.13.磨削( 导轨面、 燕尾面) 由于都是平面的加工, 因此采用平面磨削的加工方案。1.导轨面的磨削选用机床: 导轨磨床MM52125磨具: 粗磨采用平行砂轮。查参考资料2机械加工工艺手册。磨削用量选择: 合理的磨削用量的选择的一般原则为: 粗磨时, 工件加工的精度和粗糙度要求差一些, 可采用较大的、 。精磨时, 必须采用小的、 、 。要根据工件的尺寸大小、 刚性的好坏, 选择合理的、 。根据加工材料的强度和硬度以及导热性, 合理地选择、 。根据砂轮的切削性能的好坏使用合理的。磨削细长零件时, 工件容易产生震动, 应适当降低些。由此选择如下: 轴向进给量( 双行程) 工件速度: 查参考资料2机械加工工艺手册表2.4-167径向进给量: 查参考资料2机械加工工艺手册表2.4-167切削工时: 式( 3.9) 式中 L加工长度, 138mm b加工宽度, 90mm 加工余量, 0.022mm K系数, 1.14 Z同时加工零件数2. 燕尾面的磨削选用机床: 导轨磨床MM52125磨具: 粗磨采用平行砂轮。( 查机械加工工艺手册) 。磨削用量选择: 轴向进给量: ( 双行程) 工件速度 ( 表2.4-167) 径向进给量( 表2.4-167) 切削工时: ( 式3.10) 式中 L加工长度, 90mm b加工宽度, 11mm 加工余量, 0.022mm K系数, 1.14 Z同时加工零件数3.5.14.镗削( 镗削的孔、 镗削28的沉降孔) 1.镗削的孔( 取刀杆直径, 刀杆伸出量。 粗镗: 加工余量。分两次加工。令, , 选用硬质合金YT5镗刀。精镗: 2.镗削28的沉降孔取刀杆直径, 刀杆伸出量。 粗镗: 加工余量: 。分两次加工。令, , 选用硬质合金YT5镗刀。精镗: 3.5.15.攻丝公制螺纹, 由于加工的材料是铸件, 因此选取如下: ( 查参考资料2机械加工工艺手册表2.4-105) 因此 按机床选取3.5.16.导轨面配刮采用人工配刮达到1013点/25253.5.17.珩磨: 的孔加工条件: 工件的尺寸不太大, 孔直不太大。珩磨机床: 由于工件的尺寸不太大, 因此选择卧式珩磨机床。珩磨头: 选择磨较小孔的珩磨头。珩磨切削参数的选择: 由于加工的是会铸铁, 因此查机械加工工艺手册得: 合成切削速度选择( 精加工) 圆周速度( 精加工) 往复速度( 精加工) 油石的径向进给为因此的到油石的行程长度选择煤油作为该加工的切削液。3.5.18.精加工17H6的孔研配采用人工研配达到粗糙度等要求。3.5.19.终检检测工件是否有裂纹等缺陷4 夹具设计为了提高劳动生产率, 保证加工质量, 降低劳动强度, 需要设计专用夹具。经过与指导老师协商, 决定设计孔的加工夹具、 设计主视图孔加工夹具、 设计零件底面的加工夹具。4.1 问题的提出利用这些夹具用来加工孔、 孔和零件底面, 这些都有很高的技术要求。但加工的部分都尚未加工, 因此, 在设计时, 主要考虑如何提高劳动生产率, 降低劳动强度, 而且精度也是非常重要的。4.2夹具设计4.2.1 零件底面的加工夹具( 1) 定位基准的选择 由于工件的孔17和14都要以底面做为基准加工, 故首先得做出底面的加工夹具。加工底面的时间为保证相对17的孔于A和B面的平行度我们就得要准确的设计出以导轨面和燕尾面为主要定位的夹具。还考虑到工件的圆度和圆柱度的误差小, 我们设计的夹具就具有对孔17的夹具定位准确, 和加工时的震动小, 那就得在孔17的孔外圆找个定位夹紧点。 夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动和翻滚, 由于外表面基本上是不用加工的, 因此在加工的时候采用两侧面作为夹紧。( 2) 夹紧力的选择在钻孔是夹紧力产生的力矩, 必须满足 查资料1机床夹具设计手册其中 刨削的力, 其值由切削原理的公式计算确定; 刨削时, 压板产生力。为了提高夹紧的速度, 采用的加工夹具草图如图所示紧机构。图4.1( 3) 定位误差定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位是的孔, 该孔与该面有平行度有一定的要求为0.0005, 以及位置度的要求为4.2.2 主视图孔的加工夹具( 1) 定位基准的选择由零件图可知, 的孔应对导轨面和燕尾面有平行度的及位置度的要求, 而且本身有圆度和圆柱度的要求。为了使定位误差为零, 应该采用互定位, 可是由于其它的各面都未加工, 因此这里只选用已加工的底面和75度斜面作为主要定位基准。由于孔17的精度要求高, 和定位尺寸误差小, 为保证孔的位置和加工准确性我们在加工底面的时间要求经过精加工后作为加工17的孔的基准。这样就能够更好的保证孔17的位置和加工精度! 夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动, 由于外表面基本上是不用加工的, 因此在加工的时候采用不加工的面作为夹紧。图4.2( 2) 夹紧力的选择在钻孔是夹紧力产生的力矩, 必须满足 ( 查资料1机床夹具设计手册) 其中 钻削时的扭矩, 其值由切削原理的公式计算确定; 钻削时的时, 左边压紧件产生力矩; 钻削时的时, 右边压板产生力矩。为了提高夹紧的速度, 而且工件较小, 切削过程中的震动不太大。夹具图在后面画出。夹紧力 式( 4.1) 式( 4.2) ( 3) 定位误差定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位是孔的两端面, 该端面与孔的垂直度有一定的要求。4.2.3 孔的加工夹具( 1) 定位基准的选择由零件图可知, 加工孔14的夹具其实同样以底面和75度面作为基准,也就是在加工17的孔的上做一个45度斜角度。夹紧时主要是限制工件的在平面上的转动, 由于外表面基本上是不用工的, 因此在加工的时候采用不加工面作为夹紧。由于考虑钻削力的作用, 把夹具体做出的斜角。( 2) 夹紧力的选择在钻孔是夹紧力产生的力矩, 必须满足 查资料1机床夹具设计手册其中 钻削扭矩, 其值由切削原理的公式计算确定; 钻削时, 左边压紧件生力矩; 钻削时, 右边压板产生力矩。为了提高夹紧的速度, 在工件紧机构如图4.3所示: 图4.3( 3) 定位误差定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位是导轨面和燕尾, 该端面与孔的垂直度有一定的要求。还有就是45的夹角可能存在一定的误差。5 总 结参考文献致谢