机械制造工艺课程设计-车刀进刀轴架零件机械加工工艺规程设计.doc

航空制造工程学院机械制造工艺课程设计课程名称： 机械制造工艺课程设计 设计课题： 车刀进刀轴架零件机械加工 工艺规程设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 080314 姓名： 学号： 32 评分： 指导老师：（签字） 2011 年 11 月 17 日目录第一部分工艺设计1. 设计任务.2. 零件工艺分析.3. 毛坯的选择.4. 工艺过程设计.5. 确定切削用量、工时定额.第二部分夹具设计1. 设计任务.2. 确定定位方案、选择定位元件.3. 夹紧机构的选择和设计.4. 定位误差分析与计算.5. 对刀装置的选择.6. 夹具结构设计说明.小结.参考书目.第一部分工艺设计1. 设计任务本次所要加工的零件为车刀进刀轴架，示意图见附图。2. 零件工艺性分析2.1车刀进刀轴架的技术要求表1车刀进刀轴架的技术要求加工表面基本尺寸/mm公差及精度等级表面粗糙度ra/m轴架的上表面42-3.2轴架的下端面18it123.232h7的孔32it71.616h9的孔16it91.62.2审查车刀进刀轴架的工艺性车刀进刀轴架零件图的视图正确、完整，尺寸、公差齐全。分析零件图工件有2个平面需要加工，精度要求不是特别高。另有一些通孔需要加工，先加工一个32h7的孔，以便进一步加工16h9的孔。这两个通孔的加工精度要求不是特别高。总的来说零件的精度要求不高，可以保证质量的前提下高效的完成加工。3.毛坯的选择 由于车刀进刀轴架的材料为ht200，适于铸造。又因为车刀进刀轴架的结构不太复杂，要求大批量生产，为提高生产效率降低制造成本，因此采用金属型浇铸。此铸件尺寸精确，表面光洁，加工余量小，机械性能好，完全满足车刀进刀轴架的生产要求。毛坯的尺寸通过确定加工余量后确定为1756650，毛坯示意图见附图。4.工艺过程设计4.1零件定位基准的选择粗基准：为了保证非加工表面与加工表面的相对位置精度要求，一般选择非加工表面为粗基准。精基准：精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。4.2零件表面加工方法的选择工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量的要求，加工方法的选择一般根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，难后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。表2各加工面的加工方案加工表面精度要求/m加工方案轴架的上表面3.2粗铣半精铣轴架的下端面3.2粗铣半精铣32h7的孔1.6钻扩铰16h9的孔1.6钻扩铰4.3制定工艺路线根据表2各加工面的加工方法，考虑加工过程中定位基准的选择原则，确定工作顺序。在工序顺序安排中，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理和辅助工序，遵循先基准后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔的原则，最终确定的工作详见表3，以此为依据，填写机械加工工艺过程卡片。表3加工工序表工序号工序名称工序内容05下料取铸件175*66*5010铣工铣车刀进刀轴架的上表面15铣工铣3个退刀槽25铣工铣车刀进刀轴架的下端面30钻孔钻、扩、铰32h7的孔35钻孔钻、扩、铰16h9的孔40去毛刺去除全部毛刺45终检按零件图纸要求全面检查4.4确定各工序加工余量表4各工序加工余量的确定加工表面工步名称工步余量基本尺寸公差等级粗糙度/m精度公差工序尺寸及偏差车刀进刀轴架的上表面半精铣242-3.20.2420.1粗铣644-6.31440.5毛坯5050-2501车刀进刀轴架的下端面半精铣418-3.20.2180.1粗铣822-6.31220.5毛坯3030-230132h7的孔铰0.332it71.60.025扩1.731.7it83.20.039钻3030it96.30.062毛坯-16h9的孔铰0.316it91.60.043扩1.715.7it103.20.07钻1414it116.30.11毛坯-5.确定切削用量、工时定额5.1铣平面铣车刀进刀轴架的上表面1. 加工条件工件材料：ht200,b =170240mpa，铸造;工件尺寸：a=66mm，b=175mm；加工要求：粗铣车刀进刀轴架的上表面，加工余量6mm；机床：x62卧式铣床刀具： yg8硬质合金端铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=8,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=100mm。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。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=6mm，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yg8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，x62卧式铣床）时： fz=0.20.29mm/z故选择：fz=0.2mm/z3）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=100mm，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和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=100mm，z=8，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=94/minf zc= mm/r=0.16mm/r5)校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率pcm=4.50.75kw=3.375kwpcc。故校验合格。最终确定:ap=6.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=94m/min，fz=0.16mm/r。6）计算基本工时 tml/ vf，l=l+ y+，l=175mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tml/ vf=(175+40)/390=0.55min。铣车刀进刀轴架的下端面粗铣下端面；精铣下端面，控制尺寸18，保证粗糙度3.2um；。粗铣下端面刀具：yg8硬质合金圆柱形铣刀，机床：x62卧式铣床根据切削手册查得，。根据简明手册表4.2-36查得，取：，故实际切削速度： 当时，工作台每分钟进给量应为：查说明书，取计算切削基本工时：因此，5.2钻孔钻32h7的孔钻、扩32孔, 铰孔至图尺寸；以车刀进刀轴架的下端面为基准，保证平行度误差不超过0.03mm,孔的精度达到it71. 选择钻头 根据切削手册表2.1.2.2，选择硬质合金麻花钻钻头，粗钻时do=30mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角o8，二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度， 2.选择切削用量（1）确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册，选择进给量。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。（2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.8mm，寿命（3）切削速度查切削手册，切削速度为：（m/min），选择切削速度： （4）主轴转速 3、计算工时4、扩孔至31.7查切削手册表2.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：。根据资料，切削速度 ，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故：， 。基本工时： 5、铰至刀具：机床：z518立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48mm/r，切削速度取为：v=14r/min，则机床主轴转速为：机动时切削工时，=52m钻16h9的孔钻、扩16孔, 铰孔至图尺寸；以44外圆和下端面为基准，保证平行度误差不超过0.02mm,孔的精度达到it91. 选择钻头 根据切削手册表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=14mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角o12，二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度， 2.选择切削用量（1）确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册，。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。（2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.6mm，寿命（3）切削速度查切削手册，切削速度为：（m/min），选择切削速度： 。（4）主轴转速 3、计算工时4、扩孔至15.7查切削手册表2.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：。根据资料，切削速度 ，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故：，。基本工时： 5、铰至刀具：机床：z5218式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.3mm/r，切削速度取为：v=24r/min，则机床主轴转速为：机动时切削工时，=52mm第二部分夹具设计1.设计任务设计加工车刀进刀轴架的下端面的铣床夹具。2.确定定位方案、选择定位元件根据零件的形状，现设计如图定位方案，采用固定v形块限制其中4个自由度以及可调支承限制其1个自由度，具体定位见附件图纸（装配图）。 3.夹紧机构的选择和设计夹紧机构有斜夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、联动夹紧机构等。该平面的加工为铣削加工，铣削加工的切削力比较大，且为间歇切削，震动较大，所以不适合选用偏心夹紧机构，斜夹紧机构的效率比较低，联动夹紧机构的机构太复杂，这里可以选择螺旋夹紧机构或者铰链夹紧机构。最终选用螺旋夹紧机构，具体方案见附件图纸（装配图）。4.定位误差分析与计算所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。造成定位误差的原因有：由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向的最大变动量，以表示；由于定位副制造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上得最大变动量，以表示。则定位误差=。这里只计算v型块的定位误差，如下图。工序尺寸为6mm,工序基准与定位基准重合所以基准不重合误差=0，基准位移误差 =0，则= = 0+0=0。5.对刀装置的选择在加工中要确定铣刀的端面处于加工表面的位置，且最好能保证刀具轴线与轴的端面的距离，所以选择直角对刀块，塞尺选择 塞尺1gb2244-80。6.夹具结构设计说明为减少辅助时间，夹具设计保证快速定位和夹紧，提高生产效率，以满足大批量生产的要求。采用单螺旋夹紧结构，夹紧力的作用力方向利于减少所需夹紧力的大小，且力的方向垂直于工件的主要定位基准。夹具采用v型块、可调支承进行定位，具体结构见附图。小结 时间过得真快，转眼几个星期以来的课程设计实践就结束了，这次的课程设计让我不断探索研究机械加工及设计的具体理论与方法，在指导老师的耐心指导下，使我们逐渐了解运用一系列的可操作的机械设计的方法。我们从生活中区体会机械工艺设计的无处不在，同时在该过程中发现机械工艺设计中的种种不足之处，我们根据所学知识与实际生活相结合。在开始的设计中，虽然有很好的想法，但是要把它实践与书面理论相结合还是有困难的，于是我们咨询老师请求帮助，在老师的建议指导下我们一步步从简单开始，在我们慢慢探索中，我们辛苦并愉快的实现我们的设计。为得出大概实物图，我们运用了cad,word等软件，从中我们也复习了以前的功课，让我们受益匪浅。这次设计让我们自己动脑动手，从理论到实践，一步步通过与老师，与同学相互沟通，相互帮助，综合大家的智慧得到最好的方案。我们学到的远比书本上的多得多，相信这些经历会在以后的生活中给我们更多的帮助。再次感谢指导老师在这几周里给我们的精心指导与帮助！参考书目1. 李益民主编 机械制造工艺设计简明手册 北京：机械工业出版社，1993.62. 徐圣群主编 简明机械制造工艺手册 上海：上海科学技术出版社3. 倪森寿主编 机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导 北京：化学工业出版社，20034. 孙本绪 熊万武主编 机械加工余量手册 北京：国防工业出版社5. 王绍俊主编 机械加工工艺设计手册 北京：机械工业出版社，19846. 孟少农主编 机械加工工艺设计手册 北京：机械工业出版社，19