《机械制造工艺学课程设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺学课程设计.doc（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、目 录第1章零件分析11.1零件的作用11.2零件的工艺性分析和零件图的审查1第2章 选择毛坯12.1 确定毛坯的成形方法12.2 铸件结构工艺性分析12.3 铸造工艺方案的确定22.4 铸造工艺参数的确定2第3章 工艺规程设计23.1定位基准的选择23.2制订工艺路线23.3选择加工设备及刀、夹、量具53.4 加工工序设计7 3.5填写加工工艺卡片.13第4章夹具设计144.1确定设计方案14 4.2机械加工工序卡.164.3绘出总装图参考文献1720 / 20前 言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。
2、这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（转速器盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。第1章 零件工艺分析1.1零件的作用支架是机床上用于支撑轴的机构，支架以31和22孔套在轴上。本设计任务给定的零件转支架即传递运动并保持其他零件正确工作方式，和保持互相之间的正确位置。其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要
3、求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。1.2零件的主要加工表面左端面d=48mm的圆台，右端面有Ra3.2的要求，右端直径为48mm的半圆与直径为60mm圆组成的凹槽，需钻直径为31mm和22mm的两个孔，两个孔有配合性质的要求，所以必须保证它的精度。同时左、右端面，凹槽和孔壁均有各自的粗糙度要求，此外两孔的平行度也有要求，这些都是精加工时需要注意的。另外，该零件除主要工作表面和定位表面外，其余表面加工精度均要求较低，不需要高精度机床加工，通过铣削，钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较为经济的方法保证质
4、量地加工出来。1.3确定零件的生产类型由课程设计题目要求，该头架支架的生产类型为成批生产。二、支架零件的机械加工工艺规程设计1.确定毛坯、画毛坯图根据零件材料确定毛坯为铸件，支架的材料为HT250，该材料具有良好的铸造性能，能吸收振动，阻隔振动传播，消振性好，适用于承受较大应力和较重要的零件。有原始资料可知其生产类型为成批量生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效，毛坯最大外形尺寸：78+5 84+1 118+1（mm）2.定位基准的选择精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以直径为22mm圆孔和右端
5、面为精基准。3.制定工艺路线本设计任务给的零件需要加工的表面有：左右端面、孔、凹槽等，其加工方法如下；（1） 右端面：是定位基准面，表面粗糙度Ra3.2用铣车进行端铣平面，先粗铣，在进行半精铣和精铣。（2） 左端面：表面粗糙度Ra6.3用铣车进行端铣平面，先粗铣，在进行半精铣和精铣。（3）孔：两孔的精度要求一样，粗糙度要求ra3.2,精度等级都是6，先粗加工后精加工。（4）凹槽：先粗洗-精铣。（5）螺纹孔：用麻花钻(钻头)钻出螺纹底孔,再用丝锥攻丝,即可。4.工序顺序的安排（1） 机械加工工序的安排如下： 遵循“先粗后其他”原则，首先加工精基准-右端面和直径为22mm的孔。 遵循“先粗后精”原
6、则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序； 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面-左右端面和两个孔，后加工次表面-凹槽。 遵循“先面后孔”原则，先加工左右端面，再去加工两个孔，最后加工凹槽。（2）热处理工序的安排如下;模锻成型后切边，进行调制，调制硬度为190220HBS，并进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛胚表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响；支架竖起两端面在加工之前局部高频淬火，提高耐磨性和工作中冲击载荷的能力。（3）辅助工序的安排如下； 粗加工下表面和热处理后，安排校直工序；半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检。方案一：工序号工
7、序内容01铸造02粗磨轮廓外表面02粗铣右端面03精铣右端面04粗铣左端圆台表面05精铣左端圆台表面06粗扩，精扩，倒角，精铰22孔07粗扩，精扩，倒角，精铰31孔08麻花钻钻孔，再攻丝，加工螺纹孔09粗铣右端凹槽10精铣右端凹槽11去毛刺12中检13热处理14清洗15终检方案二：工序号工序内容01铸造，粗磨轮廓外表面02粗磨轮廓外表面02粗铣右端面03精铣右端面04粗铣左端圆台表面05精铣左端圆台表面06先钻孔，粗扩，精扩，倒角，精铰22孔07先钻孔，粗扩，精扩，倒角，精铰31孔08麻花钻钻孔，再攻丝，加工螺纹孔09粗铣右端凹槽10精铣右端凹槽11去毛刺12中检13热处理14清洗15终检方案
8、一在孔加工方面少了钻孔的工序，节省材料和工时，从经济和劳动量的方面考虑，故选择方案一进行加工。3.3选择加工设备及刀、夹、量具 3.31 选择加工设备(1)工序中用到铣床，分别进行粗铣，精铣。用普通的卧铣床X51型万能卧铣床即可。（2）工序中需要钻直径为31和22的孔，所以选用z5032型立式钻床。3.32选择刀具（1）铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。（2）钻孔有31, 22，需要留一定的加工余量，可用30, 20麻花钻直接钻出来。3.33选择量具本零件是单件成批量生产，故采用的是通用量具。选择量具的方法有两
9、种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。3.33.1选择平面的量具： 由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.02mm，选用分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺就行了，因为其不确度为0.02mm，显然满足要求。3.33.2选择内孔的量具：此零件对孔的精度要求较高，其中例如I孔的上偏差要求在0.013之内，故可选用分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺，其不确定度为0.008，满足测量精度的要求。3.34加工量计算表 工序加工位置毛坯(mm)粗加工(mm)精加工(mm)
10、总加工余量(mm)支架周面0.5右端面838180.52.5左端面80.578.5782.5222021.522H6313030.531H6M10-6H凹槽2.53.35工序加工尺寸尺寸公差使用量具3.4 加工工序设计工序 粗、精铣左右端面（） 粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。2）、确定铣削深度a p：单边加工余量Z=20.27，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=2mm3）、确定每齿进给量fz:根据切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0
11、.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap=2mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)6）、计算基本工时：l=50mm l2=2 T=0.2
12、8min（）精铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=102）、确定铣削深度ap：由于单边加工余量Z=0.5，故一次走刀内切完，则：a p= 0.5 mm3）、确定每齿进给量fz:由切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，半精铣取较小的值。现取：fz=0.14mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的
13、耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根据X62W型立铣床说明书（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (横向)6）、计算基本工时：l=40 mm l2 =2 所以本工序的基本时间为： T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min（）工序扩22工序钻孔后尺寸为22H6,各工部余量和工序尺寸公差列于表加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差20粗镗1.5_21.521.5精镗0.5H622H6（4）工序扩31工
14、序钻孔后尺寸为31H6,各工部余量和工序尺寸公差列于表4加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸及公差30粗镗0.5_30.530.5精镗0.5H631H6孔轴线到精基准位置尺寸为46+-0.02mm，与22H6的中心孔的平行度为0.02mm。（4） 加工凹槽粗铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。2）、确定铣削深度a p：单边加工余量Z=20.27，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=2mm3）、确定每齿进给量fz:根据切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给
15、量fz=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取：fz=0.18mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削手册表3.16可以查Vc：由 ap=2mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (横向)精铣1）、选择刀具：根据工艺手册表3.1-2
16、7，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=102）、确定铣削深度ap：由于单边加工余量Z=0.5，故一次走刀内切完，则：a p= 0.5 mm3）、确定每齿进给量fz:由切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，半精铣取较小的值。现取：fz=0.14mm/z4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。5）、确定切削速度Vc：根据切削
17、手册表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根据X62W型立铣床说明书（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (横向)钻、粗铰M10孔（1） 钻孔工步被吃刀量的确定 取ap=1.8mm。进给量的确定 取该工步的每转进给量f=0.2mm/r切削速度的计算 按工件材料为30钢的条件选取，4. 零件夹具方案的选择4.1设计思想与不同方案对比： 4.1.1夹紧方案的选择方案一：该专用夹具理论上限制了3个自动度，但通过螺母紧固作用使夹具底面与工件端面间产生较大的静摩擦力，考虑到钻孔和铣削
18、加工在沿垂直于主轴方向不会产生太大的作用力，所以可以认为此专用夹具可以达到应用的定位加紧效果。方案二：(2)最终选定的方案是：此方案使用加工时操作比较方便，且夹具简单，还有一定的通用性。示意图如下：4.1.2选择定位元件方案二的夹具底面限制了3个自由度，左侧固定V形块限制了1个移动自由度，右侧的滑动V形块与左侧的固定V形块一起又限制了1个移动和1个转动自由度，所以，该夹具共限制了6个自由度，属于完全定位。经过比较，相比于方案一，方案二定位加紧更为可靠，方案二比方案一更好，所以选择方案二的夹具设计。机床夹具设计的基本要求：见 p132。4.2 定位分析与定位误差计算如图是V型块（一），它固定在夹
19、具底座上，其v形面起固定零件的圆柱侧面的作用。如图是V型块（二），它用四个螺钉固定在垫片上，其v形面可以通过丝杆的运动，和固定的v形块一起，起固定和夹紧零件的作用。4.3 对刀及导引装置设计4.4：加紧机构设计与夹紧力计算4.5：夹具操作动作说明5.夹紧方案的确定5.1. 夹具的结构设计 (1）夹具的组成:两个V形块，固定用的螺栓，移动活动V形块及其组件（如手柄）。 （2） 此道工序是要加工直径22和31mm的孔以及铣内端面，所以夹具要确保工件在加工过程中不会左右移动、摆动，根据；零件的形状设计了两个V形块夹紧的方案 用两个V形块从工件的两边进行夹紧定位，两个V形块限制了5个自由度满足加工的要
20、求，一个V形块通过螺栓固定，另外一个V形块和螺栓连接，螺栓和手柄连接，转动手柄就可以移动V形块夹紧工件。5.2.夹紧力的估算（1）V形块地夹紧力：切削力的大小：由公式估算大小:100N左右（水平方向上）,乘上安全系数1.5最后夹紧力大小设为：W=1.52.5100=375N.（2）螺栓的夹紧力： 螺栓必须为V形块提高375N的水平力。F=(K*W)/(f*z*i) i=1,z=4, 取f为：0.18，k=1.3 则F=761N故4个螺栓每个的预紧力F=761N6.夹具的使用说明 此夹具主要有两个V形块及其固定和附件组成。先安装要求把夹具安装好，通过调节移动V形块扩大间隙，然后放进工件，最后移动
21、活动V形块加紧工件，就可以铣削上面的端面.3.5机械加工工艺过程卡片河南理工大学机械与动力工程学院机械加工工艺过程卡片零件图号KTSZ-6共1页零件名称头架支架第1页材料牌号HT250毛坯种类铸造成型毛坯外形尺寸83*85*119每件毛坯可制件数1每台件数1工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件01铸造砂型模具02粗磨轮廓外表面锉刀03粗铣右端面粗铣右端面81mm立式铣床X51高速钢套式铣刀，游标卡尺0.28min04精铣右端面精铣右面至80.5mmRa3.2立式铣床X51高速钢套式铣刀，游标卡尺0.26min05粗铣左端面粗铣至78.5mmRa6.3立式铣床X51高速钢套式铣
22、刀，游标卡尺06精铣左端面精铣至78mm立式铣床X51高速钢套式铣刀，游标卡尺08粗扩，精扩，倒角，精铰22孔粗铰，精饺孔至22H6mmRa3.2四面组合机床复合麻花钻，铰刀，内径千分尺08粗扩，精扩，倒角，精铰31孔粗铰，精饺孔至31H6mmRa3.2四面组合机床复合麻花钻，铰刀，内径千分尺09钻，粗铰M10孔，攻丝四面组合机床复合麻花钻，铰刀，丝锥内径千分尺07粗铣内端面卧式双面铣床三面刃铣刀，游标卡尺，专用套具07精铣内端面卧式双面铣床三面刃铣刀，游标卡尺，专用套具10去毛刺钳工台平锤11中检赛规，百分表，卡尺12热处理局部淬火淬火机等13清洗清洗机14终检赛规，百分表，卡尺1507精铣
23、内端面（双面）精铣至75mm75.043mmRa3.2um卧式双面铣床三面刃铣刀，游标卡尺，专用套具0.82min4.2.机械加工工序卡片河南理工大学机械学院机械加工工序卡片零件图号KCSJ-05共1页零件名称头架支架第1页 车间工序号工序名称材料牌号端铣HT250毛坯种类毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数铸件83851191设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液台虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/（rmin）切削速度/（mmin）进给量/（mmr）背吃刀量/mm走刀次数工时定额基本辅助1粗铣右端面铣刀刀、游标
24、卡尺、专用套具2554000.18mm/z2mm12精铣右端面铣刀刀、游标卡尺、专用套具3804000.140.5河南理工大学机械学院机械加工工序卡片零件图号KCSJ-05共1页零件名称头架支架第1页 车间工序号工序名称材料牌号端铣HT250毛坯种类毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数铸件83851191设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液台虎钳工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/（rmin）切削速度/（mmin）进给量/（mmr）背吃刀量/mm走刀次数工时定额基本辅助1粗铣左端面铣刀刀、游标卡尺、专用套具25540
25、00.18mm/z2mm12精铣左端面铣刀刀、游标卡尺、专用套具3804000.140.5河南理工大学机械学院机械加工工序卡片零件图号KCSJ-05共1页零件名称头架支架第1页 车间工序号工序名称材料牌号HT250毛坯种类毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数铸件83851191设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液双V形块专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速/（rmin）切削速度/（mmin）进给量/（mmr）背吃刀量/mm走刀次数工时定额基本辅助1粗扩，22孔复合麻花钻，铰刀，内径千分尺30040032mm12精铰22孔复合麻花钻，铰刀，内径千分尺3802000.140.53粗扩，31孔复合麻花钻，铰刀，内径千分尺30040032mm14精铰31孔复合麻花钻，铰刀，内径千分尺3804000.140.5钻，M10孔复合麻花钻，铰刀，丝锥内径千分尺5004000.20.5粗铣内端面卧式双面铣床25540021精铣内端面卧式双面铣床2554000.51