翻盖定位座机械加工工艺规程及夹具设计

说明书设计题目：翻盖定位座机械加工工艺规程及夹具设计专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导老师： - 31 - 目 录设计任务书x课程设计说明书正文x序言x一、零件的分析x二、工艺规程设计x三、专用夹具设计x四、课程设计总结 x五、致谢x六、参考文献x附件x 任务书设计题目：翻盖定位座的机械加工工艺规程及夹具设计（生产纲领中批或大批）设计内容：1、任务书和对应零件图 1套2、毛坯图 1张3、机加工工艺过程卡 1套4、机加工工序卡 1套5、夹具设计图（含装配图和必要零件图） 1套6、课程设计说明书 1份班 级 设 计 者 指导教师 序 言机械制造工艺学是机械设计制造及其自动化专业的一门主要专业课，其任务是通过该课程的学习，掌握主要机械制造工艺的工作原理及其正确使用和选用方法、原则，并具备一定的机械制造工艺的总体设计、传动设计、结构设计等基本知识和主要工艺装备的设计能力。而课程设计是机械制造工艺学课程的一个重要的实践性教学环节，也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练。通过课程设计的实践，综合地运用装备设计课程和其他先修课程的理论与实际知识，进一步培养与提高学生分析和解决工程实际问题的机械设计能力。其目的在于： 1 通过课程设计，使学生能综合运用夹具设计课程及其他相关专业课程的知识，学会用所学的理论知识指导设计实践，树立正确的设计思想。 2 通过课程设计，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机床夹具的一般设计方法和步骤，提高其走上工作岗位所需的专业技能。 3 通过课程设计，使学生学习运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等。一、零件的分析1.零件的加工工艺审查1.零件的结构特点小轴座如图1所示，该零件的作用是支撑、固定回转轴，主要工作表面是15孔内表面，主要配合面是15的轴孔。零件的形状比较简单，属于较简单的零件，结构简单。图1 小轴座 1) 主要的技术要求零件图上的主要技术要求为：砂型铸造，退火，未注圆角R1，螺孔刮平。2) 加工表面及要求3) 零件的材料零件在整个机器中有减震作用，故采用灰铸铁，牌号HT250，B=250MPa，HBS1902402.毛坯的选择1）. 确定毛坯的类型及制造方法零件为批量生产，零件的轮廓尺寸不大，而且零件图技术要求当中写明要砂型铸造，因此采用砂型机器造型。2） 确定毛坯的形状、尺寸及公差毛坯的形状及尺寸如附图2所示。选择垂直于底面，且过轴孔轴线的平面作为分型面。铸件采用带型芯的分模造型，多件同时浇注，钢水他经前端面的竖浇口流入。由于该零件利用不加工表面进行定位的情形比较多，所以确定零件尺寸公差等级为GB6414-86的CT9，机械加工余量为AM-H。3）确定毛坯的技术要求a铸件无明显的铸造缺陷；b未注铸造圆角为R1；c机加工前退火，消除内应力；4） 绘毛坯图根据附图1所示的零件结构形状，在各加工表面上加上加工余量，绘制毛坯零件图如附图2所示图23.基准选择由于附图1所示的支座的零件图上多数尺寸及形位公差以15孔及其底面为设计基准，因此首先将15孔及其底面加工好，为后续工序准备基准。工艺顺序的安排原则有四点：、1. 先加工基准面，再加工其他面。2. 一般情况下，先加工平面，再加工孔。3. 先加工主要平面，再加工次要平面。4. 先安排粗加工工序，再安排精加工工序。根据上述四条工序安排原则以及粗、精基准选择的原则，确定各加工表面的基准如下：a) 底面：右端面。 粗基准，保证相互位置要求的原则。b) 15的孔：底面及工艺孔。 精基准，基准重合原则。c) 左右端面：底面及两工艺孔。 精基准，统一基准原则。d) 通槽：底面及两工艺孔。 精基准，统一基准原则。e) 15孔：后端面及辅助定位元件。 精基准，基准重合原则。4.拟定机械加工工艺路线：1) 确定加工表面加工方法及加工路线该零件加工表面为：15的孔，底面，两个9的孔，左右端面，两个9孔基础上钻15的深9孔。根据各表面的精度要求和表面粗糙度要求，15的孔加工路线为粗、半精镗；底面加工路线为铣、磨；端面的加工方法为铣；9的孔的加工路线为钻、铰；深9的两孔加工方法为铣。2) 拟定加工路线：一 铸造。二 退火。三 铣底面。四 钻，铰两工艺孔9。五 铣左右两端面。六 钻孔15。七 钻，扩孔9。八 铣深9两孔。九 清洗，去毛刺，倒角。十 检验。由于进行的是批量的生产，本工艺路线是采用工序集中的原则组织工序的，工序四铣底面是粗加工，用两块条形支承板将其定位，再来铣底面，被加工孔9可在普通钻床上用钻模加工。优点是装夹次数少，夹具数目也少，易于保证表面的位置精度，减少工序间的运输量，缩短生产周期。二、工艺规程设计5. 确定机械加工余量，工序尺寸及公差根据上述原始资料及加工工艺，查机械制造工艺技术手册，分别确定各加工表面的加工余量，工序尺寸及公差如下：表1 加工余量表工序工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度工序三铣顶面1.0163.2 m工序四钻两工艺孔94.4mm9mm6.3m工序五铣左右两端面3mm42mm3.2m工序六铣槽157.5mm15mm6.3m工序七钻孔157mm29mm12.5m扩孔151mm30mm3.2m6. 选择机床设备及工艺设备根据一般工厂现有的生产条件，为了满足生产需要，现选用各工序所用的设备为：工序三： X62卧式万能铣床，YT15三面刃铣刀，专用夹具，0200/0.2mm 游标卡尺。工序四：Z525钻床，8麻花钻，9YT15扩孔刀，0200/0.2mm 游标卡尺，钢直尺，9孔用塞规。工序五：X62卧式万能铣床YT15三面刃铣刀，专用夹具，0200/0.2mm 游标卡尺。工序六： X62卧式万能铣床， 高速圆柱铣刀，专用夹具，0200/0.2mm 游标卡尺。工序七：Z550钻床，14mm标准锥柄麻花钻，15YT15扩孔刀，0200/0.2mm 游标卡尺，钢直尺，15孔用塞规。7. 确定切削用量1）工序四 钻，扩孔9 加工条件 Z525钻床，8mm标准锥柄麻花钻，9YT15扩孔刀，0200、0.2mm 游标卡尺，钢直尺，9孔用塞规，柴油冷却。 钻孔9a.确定进给量 根据切削手册表2.7，f=0.360.44mm/r, 查工艺手册4.2-16，根据机床实际纵进给量取f=0.36mm/rb.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削手册表2.12可得，钻头后刀面的最大磨损限度为0.40.8mm,使用寿命为T=25min.c.计算切削速度 根据切削手册表2.30，Cv=6.6, zv=0.4, xv=0, yv=0.5,m=0.2, 表2，31得，修正系数kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=6.681.0/(250.2400.360.5)11.6m/min nv=1000vc/(dw)=100011.6/(3.148)462r/min根据工艺手册表4.2-15，按机床实际钻速选取nw=492r/min,则实际切削速度为v=9.8m/min.e.计算基本时间 按工艺手册表6.2-7，=30mm,=12mm，=90。，取1=2mm.2=2mm.时间t=(15+2+2)/(125x0.36)=0.42min，取时间t=25s。 扩孔9a.确定进给量 根据切削手册表2.10，f=0.50.6mm/r, 查工艺手册4.2-16，根据机床实际纵进给量取f=0.52mm/rb.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削手册表2.12可得，钻头后刀面的最大磨损限度为0.50.8mm,使用寿命为T=25min.c.计算切削速度 根据切削手册表2.30，Cv=16.5, zv=0.6, xv=0.2, yv=0.3,m=0.25, 表2，31得，修正系数kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=16.590.61.0/(250.2540.20.360.3) 25.6m/min nv=1000vc/(dw)=100025.6/(3.149)905.8r/min根据工艺手册表4.2-15，按机床实际钻速选取nw=680r/min,则实际切削速度为v=19m/min.e.计算基本时间为减少辅助时间，参照钻孔得时间t=45s.2）工序五 铣右端面 加工条件：X62卧式万能铣床，两把高速钢圆柱铣刀，铣刀直径80mm，宽5mm，齿数6，专用夹具，0200、0.2mm 游标卡尺，乳化液冷却。a.确定背吃刀量 端面的总加工余量为3mm，由毛坯图已知铣削宽度为ae=42mm，一次走刀加工 ，ap=3 mm.b. 确定进给量及基本工时 根据工艺手册中表4.2-38，万能铣床X62，根据其铣床说明书知功率7.5kw，中等系统刚度，我们可以取进给量f=0.20mm/z。c计算切削速度 根据切削手册表3.27可得，磨钝后刀面限度0.6mm 镶齿铣刀（d=80mm） ,选择刀具使用寿命T=180min.d0=80mm，z=6，ap=41130mm，ae=3mm，fz0.24mm/z时，vt=20m/min,nt=81r/min, vft=76mm/min修正系数kv=0.55 vc=vtkv=20x0.55 m/min=11.04 m/min,n=ntkv=81x0.55 r/min=44.55 r/min,vf=vftkv=76x0.55 mm/min=41.8 mm/min,根据X62铣床说明书知nc=48 r/min，vf=45mm/mind.确定实际切削速度 vc=（dwXnc）/1000=3.14x80x48/1000 m/min=12.06 m/mine.计算基本时间 按切削手册表4.2-7，=47mm,Tm=L/vf,其中L=l+y+=47+17=64mm，故tm=64/45=1.42min3) 工序七 钻孔15 加工条件: Z550钻床，14mm标准锥柄麻花钻，专用夹具，0200、0.2mm 游标卡尺，柴油冷却。a.确定进给量 根据切削手册表2.7，加工精度为IT7，铸铁强度200HBS，d=15时，取进给量f=0.610.75mm/r.b.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削手册表2.12可得，钻头后刀面的最大磨损限度为0.50.8mm,使用寿命为60min.c.计算切削速度 根据切削手册表2.30，Cv=11.1 zv=0.25, xv=0, yv=0.4，m=0.125, 表2，31得，修正系数kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=11.1x150.25x1.0/(600.125x160x0.620.4)15.8m/min nv=1000vc/(dw)=100015.8/(3.1415)336r/min根据工艺手册表4.2-15，按机床实际钻速选取nw=340r/min,则实际切削速度为v=16m/min.e.计算基本时间 按切削手册表2.29，t=L/nf,其中L=l+y+,l=16mm，入切量及超切量由表2.29得 y+=7，故t=（16+7）/336x0.62=0.11min 扩孔15加工条件 Z550钻床，15YT15扩孔刀，0200、0.2mm 游标卡尺，钢直尺，15孔用塞规，柴油冷却。a.确定进给量 根据切削手册表2.10，f=0.70.9mm/r, 查工艺手册4.2-16，根据机床实际纵进给量取f=0.7mm/rb.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削手册表2.12可得，钻头后刀面的最大磨损限度为0.40.8mm,使用寿命为T=30min.c.计算切削速度 根据切削手册表2.30，Cv=18.6, zv=0.3, xv=0.2, yv=0.5,m=0.3, 表2，31得，修正系数kv=1.0. vc=Cvd0zvkv/(Tmapxvfyv)=18.6150.31.0/(300.30.50.20.70.5) 20.8m/min nv=1000vc/(dw)=100020.8/(3.1415)441.6r/min根据工艺手册表4.2-15，按机床实际钻速选取nw=450r/min,则实际切削速度为v=21m/min.e.计算基本时间为减少辅助时间，参照钻孔得时间t=7s.8. 填写工艺文件 按上述确定的工艺过程填写机械加工工艺过程卡片（附表一）和机械加工工序卡片（附表二附表六）表一浙江科技学院部 门机械加工工艺过程卡片产品型（代）号ZJKJXY-5零（部）件（代）号1共 2 页机械学院产品名称小轴座零件名称小轴座第 1 页材料牌号HT250毛坯种类灰铸铁单件净重（Kg） 0.315 每毛坯可制件数1备注材料规格 50x50毛坯外形尺寸 45x50x50单件毛重（Kg） 0.420每 台 件 数1部门工序号工步号工 序 内 容设 备工艺装备操作人数工序工时编号名称规格机动辅助铸造1下料.铸造热2退火加工31粗铣各平面，厚度留余量1mm X62游标卡尺200/0.022精铣前端面至表面粗糙度3.2m X62游标卡尺200/0.0241钻第一个工艺孔9，中心与左端面距离13mm Z525游标卡尺200/0.022钻第二个工艺孔9，中心与前孔中心距离200.1mmZ525游标卡尺塞规200/0.0251铣右端面至距离C面16mmX62游标卡尺200/0.022铣其余端面至图样要求X62游标卡尺200/0.0261以上顶面为基准，铣15mm槽孔，深度为9mm X62游标卡尺深度尺200/0.0271划线确定15孔中心，钻工作孔15mm至14 mmZ550游标卡尺塞规200/0.02 2扩孔至150+0.018mm，使其精度达到1.6mZ550游标卡尺塞规200/0.02 检查8最终检查游标卡尺深度尺 千分尺塞规200/0.0225-509入库 设 计（日 期）校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）张纬标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期表二浙江科技学院机械加工工序卡片产品型（代）号零（部）件（代）号01共 7 页产品名称零件名称小轴座第 3 页车间工序号工序名称材 料 牌 号加工3铣HT250毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材45x50x5011设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X621夹具编号夹具名称切削液液压虎钳乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主电机功率切削速度进给量切削深度进给次数工步工时(kw)m/minmm/rmm机动辅助1铣上顶面至B面有1mm的余量GB1214 游标卡尺 200/0.027.51200.52322铣B面至上顶面到图样尺寸GB1214 游标卡尺 200/0.027.51200.52113铣下底面至上顶面到46mmGB1214 游标卡尺 200/0.027.51200.52114分别精铣左端面和C面0.3mm7.51400.520.315铣前端面至后端面有余量1mmGB1214 游标卡尺 200/0.027.51200.52116铣后端面至前端面到图样尺寸GB1214 游标卡尺 200/0.027.5190.5211 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期表三浙江科技学院机械加工工序卡片产品型（代）号零（部）件（代）号01共 7 页产品名称零件名称小轴座第 4 页车间工序号工序名称材 料 牌 号加工4钻HT250毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材45x50x5011设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液液压虎钳柴油工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主电机功率切削速度进给量切削深度进给次数工步工时(kw)m/minmm/rmm机动辅助1在B面用划针划线确定两个工艺孔的圆心，第一个距离左端面13mm后端面13mm，两孔中心相距20mmGB1214 游标卡尺 200/0.02钢直尺2对心，钻第一个工艺孔8mm至通孔GB1214 游标卡尺 200/0.02塞规7.5980.361653对心，钻第二个工艺孔8mm至通孔GB1214 游标卡尺 200/0.02塞规7.5980.361654换9扩孔钻，对第一个孔扩孔至9mmGB1214 游标卡尺 200/0.02塞规7.51250.52115对第二个孔扩孔至9mmGB1214 游标卡尺 200/0.02塞规7.51250.5211 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期表四浙江科技学院机械加工工序卡片产品型（代）号零（部）件（代）号01共 7 页产品名称零件名称小轴座第 5 页车间工序号工序名称材 料 牌 号加工5铣HT250毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材45x47x4711设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X621夹具编号夹具名称切削液液压虎钳乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主电机功率切削速度进给量切削深度进给次数工步工时(kw)m/minmm/rmm机动辅助1铣右端面至左端面42mmGB1214 游标卡尺 200/0.02钢直尺7.51350.20212精铣至右端面粗糙度为3.2mGB1214 游标卡尺 200/0.027.5145 0.2011 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期表五浙江科技学院机械加工工序卡片产品型（代）号零（部）件（代）号01共 7 页产品名称零件名称小轴座第 6 页车间工序号工序名称材 料 牌 号加工6铣HT250毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材45x47x4711设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X621夹具编号夹具名称切削液液压虎钳乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主电机功率切削速度进给量切削深度进给次数工步工时(kw)m/minmm/rmm机动辅助1固定零件，以上顶面为底面，在B面上和9mm孔对心，铣槽15mm，深9mmGB1214 游标卡尺 200/0.02深度尺7.5110075942铣第二个孔槽，保证位置度0.1mmGB1214 游标卡尺 200/0.02深度尺7.51100.763 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期表六浙江科技学院机械加工工序卡片产品型（代）号零（部）件（代）号01共 7 页产品名称零件名称小轴座第 7 页车间工序号工序名称材 料 牌 号加工7钻HT250毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数型材45x47x4711设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床Z5501夹具编号夹具名称切削液翻盖定位座柴油工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主电机功率切削速度进给量切削深度进给次数工步工时(kw)m/minmm/rmm机动辅助1划线确定15mm孔中心，距离下底面300.1mm前端面23mmGB1214 游标卡尺 200/0.02塞规2对心钻孔至14mm，通孔GB1214 游标卡尺 200/0.02塞规7.51200.75633换15mm扩孔钻，钻孔至15mm，并保证与A面的平行度误差0.02mm，孔内表面粗糙度为1.6mGB1214 游标卡尺 200/0.02塞规7.51400.314 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期三、专用夹具设计1.夹具设计（1）问题的提出 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，决定设计第七道工序钻孔15至14的钻床夹具。本工序的加工要求为：孔径14mm，表面粗糙度为12.5m，孔15的平行度误差为0.02mm。本工序的主要加工条件为：Z550万能钻床，14麻花钻，底面，左右端面以及孔15均已加工，达设计图样要求。未淬硬钢实心毛坯上钻孔的经济精度为IT1112，表面粗糙度为Ra=12.5m，在钻床夹具上加工时适当控制切削用量，可保证孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工时，主要考虑的是要如何保证孔轴线与15孔轴线的位置度要求。（2）夹具设计 1）定位方案及定位元件的确定与设计 定位方案的确定根据工序加工的要求，我将定位方案确定如下：以孔15为主要定位基准，限制4个自由度，以右端面作为止推基准，限制一个自由度，以下底面为防转基准，限制一个自由度。夹紧孔15的另一端面。本方案是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造，装卸工件较方便，夹紧力方向指向定位元件刚性较大的方向。缺点是不容易保证孔15的轴线与孔9的轴线的垂直度，钻头进给的轴向力完全由定位元件承受，易造成定位元件的变形。但由于该零件的形位精度要求不是很高，因此我认为该方案可行。定位图 定位元件的设计根据定位方案，设计定位元件的结构如图所示15孔采用长销大平面组合定位，限制5个自由度，下底面采用两个支撑柱定位，防止其转动，采用紧固螺钉和支承板固定孔9的另一端面。定位误差计算根据所确定的定位方案，圆柱心轴与孔的配合为15H7/h6，影响位置度的定位误差为：=15.018mm14.989mm=0.029mm由于工件对位置度公差没有特别要求，则我们认为该影响位置度的定位误差满足加工要求。夹紧力的计算本工件采用钻削的方式，因此根据夹具设计手册表3-21为防止工件平移所需的夹紧力 PE=Pv x 10-3F1夹紧元件与工件间的摩擦因数F2-工件与夹紧支撑面间的摩擦因数Kp修正系数PE-切削功率 V-切削速度P切削力查表3-8得，Kp=1.5Q15942N定位销承受的一部分切削力P0=0.008x0.004x400MPa=12800N