角板的工艺流程与夹具设计说明

1、目录一、角板的工艺分析及生产类型的确定2（1）角板的零件图及要求 2（2）角板的工艺性分析 3（3）确定角板的生产类型 3二、确定毛坯、绘制毛坯简图4（1）选择毛坯 4（2）确定毛坯公差等级及铸造角度 4（3）确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量4（4）绘制角板毛坯简图 6三、拟定角板工艺路线 71粗基准的选择原则 72精基准的选择原则 83定位基准的选择 84零件表面加工方法的确定 95制定工艺路线 9四、确定机械加工余量及毛坯尺寸12五、确定切削用量及基本工时12六夹具设计 21（1）提出问题21(2) 定位基准的选择21(2)定位基准的选择21(3) 切削力及夹紧力的计算22定位误差的分析1

2、1.设计心得 12参考文献 13一、角板的工艺分析及生产类型的确定：B*Is 上L A 4 Lpn:舟询 求丨q 娶注注 械未未* Lr H nn T1朋0輙丫n一Ti-3 H零件图如图所示(1) 设计要求：通过所给的工程图,需要设计相应的机械加工工艺规程,并 对工艺加工流程中所要用到的夹具进行设计。(2) 角板的工艺性分析：角板零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求 齐全。基准孔40H7mm, 其表面粗糙度要Ra为1.6um 较 高。可以通过粗镗，半精镗，精镗进行加工。 本零件各表 面加工精度低，加工并不困难。角板的沟槽加工精度不高， 可以用立铣刀铣出。角板凸台的螺纹孔，需经过钻底孔

3、，再 攻丝。角板加工表面和40H7mm 有一定的位置要求，主要 是上表面与40H7mm 轴线平行度为0.06。通以上分析，我们可以选定粗基准，加工精基准表面所在的 表面然后借助夹具对其他表而进行加工，从而保证相应的位 置精度。（3）确定角板的生产类型：零件材料为HT250。在工作过程中经常受到冲击性载荷，采 用这种材料零件的强度也能保证。取零件成批生产，年生产量为60000件，而且零件的轮廓尺 寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精 度上考虑也是应该的。二、确定毛坯、绘制毛坯简图：（1）选择毛坯：由于角板零件材料HT250，生

4、产类型为大批生产，查机 械加工工艺设计实用手册表6-68 ,因为角板属于箱体类零 件、形状复杂所以采用砂型铸造毛坯；（2）确定毛坯公差 等级及铸造角度：查机械加工工艺设计实用手册表6-90 ,根据为砂型机 械造型材料为灰铸铁选取铸造公差等级为CT8 ,;查书机 械加工工艺设计实用手册常用斜度值砂型一般选为铸造斜 度为3 °，查书机械加工工艺设计实用手册对于砂型铸造一 般圆角半径为R3。(3) 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量：查机械加工余量与公差手册表3-1，为砂型机械造型选取铸件加工余量等级为F;查机械加工余量与公差手 册表3-3 ,根据毛坯加工面的基本尺寸选取铸件机械加工余 量；

5、 查 机械加工余量与公差手册表3-6 ,根据铸件的基本 尺寸选取铸件尺寸公差值。通过分析零件图可知，有以下一些 加工表面与孔需要设计铸件的机械加工余量：(3.1 )主要平面：60mm2端面查机械加工余量与公差手册 知，长度为60mm的铸件的加工余量为单边2mm。(3.2 ) O 40孔：40孔因为孔径相 对比较大，且我 们是大批 量生产，因此我们 铸造出孔，因为孔的粗糙度为Ra=1.6 ,需 要我们粗镗，半精镗，精镗3个工序加工方可满足要求，查机械加工余量与公差手册可以知道孔的单边余量也为2.5mm 。(4) 绘制角板毛坯简图：要据以上分析，可以确定该角板零件各个需要加工的表面和孔的加工余量，

6、并设计相应的工序尺，该毛坯图如下：_J. d111尙未注fif帝啤4F岀1BSI眇后思觀黔理否有峡 鬧并逆荷去紳口 .冒口，3毛肃三、拟定角板工艺路线:1粗基准的选择原则：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证 加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件 上表面上 有好几个不需加工的表面，则应选 择其中与加工表面的相互 位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均 匀、外形 对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如： 机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工 时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为 精基准加工导轨面。这样就

7、能保证均匀地去掉较少的余量， 使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保 证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗 基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛 刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是 粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。2精基准的选择原则：（1）基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准 为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）基准统一 ”原则 尽可能在多数工序中采用同一组 精基准定位，以保证各表面的位置精度，避

8、免因基准变换产 生的误差，简化夹具设计与制造。（3）自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求 加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表 面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身 尺寸、形状精度都 要求较高时，可采用 互为基准”方法，反 复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。3定位基准的选择：综合以上原则分析有，本零件是带 孔的角板，孔是设计 基准，为避免由于 基准不重合而产生的误差，应选孔为定位 基准，即遵循基准重合原则”由于角板除去下底面不需要加 工，其他均需加工，选定52外圆为粗基准，

9、加工 40H7mm ,此后选用40H7mm 孔为精基准加 工其余各表面及铣槽。4零件表面加工方法的确定：本零件的加工表面有内孔，上表面、槽及螺纹孔等，材料为 HT250 ,查机械加工实用手册机械加工工艺员手册选 取该零件的加工方法如下：(1) 40H7mm 的内孔，表面粗糙度为1.6um, 基公差等 级为IT7 ,需粗镗，半精镗，精镗。(2) 角板端面的粗糙度为12.5um ,粗铣即可.(3) 角板上表而的粗糙度为6.3um,公差等级为IT10 ,需 要粗铣，半精铣。(4) 角板上槽内表面粗糙度为6.3um,公差等级为IT10 , 需要粗铣，半精铣。(5) 凸台16粗糙度为12.5um ,粗铣

10、即可(6) 螺纹孔M8需经过钻孔攻丝。5 制定工艺路线：铣削加工在排工序，一般遵循基准 先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的原则。提出两种加工方案如下：(1)工艺路线方案一:工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铣60mm 2 端面工序四；粗镗，半精镗，精镗40孔工序五：铣2个74x60平面工序六：铣半径为R3的2个半圆槽工序七：铣16端面工序八：钻M8螺纹底孔，攻丝M8工序九：去毛刺工序十：质检，入库(2)工艺路线方案二:工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铣60mm2端面工序四；铣2个74x60端面工序五：粗镗，半精镗，精镗40孔工序六：铣半径为R3的2个半圆槽工序七：铣16端面工序八：钻M

11、8螺纹底孔，攻丝M8工序九：去毛刺工序十：质检，入库(3 )、工艺方案的分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一加工好宽60mm2端面后，就开始加 工40的孔，然后以40的孔定位加工其 余各面和孔，这样能为后续的加工提供定位基准，从而很好 的保证了精度要求。因此我们选择方案一。具体的工艺过程如下：工序一：铸造。工序二：时效处理。工序三：铣60mm2端面。工序四；粗镗，半精镗，精镗40孔工序五：铣2个74x60平面。工序六：铣半径为R4的2个半圆槽。工序七：铣16端面。工序八：钻M8螺纹底孔，攻丝M8。工序九：去毛刺。工序十：质检，入库。四、确定机械加工余量及毛坯尺寸：零件尺寸/mm单面加工余量

12、/mm铸件尺寸/mm402.53510212281.529.560264五、 确定切削用量、刀具、机床、及基本工时:工序一：铸造工序二：时效处理工序三：铣宽60mm 2 端面，60mm2端面粗糙度 要求为12.5. 次粗铣加工即可满足要求，我们选用X51立式铣床,高速钢端铣刀加工： 工步一：铣60mm上端面，1.选择刀具刀具选取高 速钢端铣刀，刀片采用YG8,a p = 2mm， d0 = 60mm， v = 125m/ min， z = 4。2.决定铣削用量:(1)决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完 成：ap =2mm决定每次进给量及切削速度查 << 机床设计手册 >

13、> 根据X51型铣床，有其功率为为7.5kw，为中等系统 刚度根据表查出fz =0.2mm/z，则1000v1000 125ns621.5r /minnd兀工60按机床标准选取nw = 750 r/min兀叽v =1000-60 7501000=152.3m/min当 nw = 750r/min 时fm =fz nw = 0.2 4 750 = 600mm/r按机床标准选取fm = 600mm/r计算工时切削工时：1= 120mm,5 mm , l3mm,则机动工时tLIJ2=0.8533min.nw-750x0.2工步二 铣60mm 下端面的切削用量及基本工时的计算如上 在此不再累述:

14、工序四：粗镗，半精镗，精镗40孔选用CA6140车床上进行,直径为20mm圆形镗刀。工步一粗镗至©38.5确定切削用 量：ap=(38.5-35)/2=1.75mm机械加工工艺实用手册有：f= 0.30.8mm/rV=0.61m/s 选取 f= 0.6mm/r , V=0.8m/s所以有:1000v1000 48nsdw二 437r / min35选取n=6.33r/s,v=0.87m/s切削工时:l =60mm.11二9mm, 12二3mm ,则机动工时60 9 3nw4?T6 = 0.2526min工步二：半精镗©39.5确定切削用量：ap=(39.5-38.5)/2=

15、0.5mm查机械加工工艺实用手册有f= 0.2 0.6mm/r, V=0.8 1.32m/s 选取 v=1,f=0.2 则有：1000V ns二 dw1000 60496r / min二 38.5故选取n=8r/s,v=0.97m/s切削工时：l =60mm , h =6mm, l2 =3mm,则机动工时为l+l260 + 6 + 3tm0.6956 minnwf496 0.2工步3 ;精镗孔©40确定切削用量：ap=(40-39.5)/2=0.25mm查机械加工工艺实用手册有V=0.30 0.66m/s, f= 1.0 1.4mm/r 初选 V=0.30m/s, f=2.0mm/r

16、1000v1000 18，.ns145r/min dw二 39.5故取 n=2r/s, v=0.25m/s切削工时：I = 60mm , h =9mm, L =3mm,则机动工时为tmI 1l 12nwf60 9 3145 2二 0.2517min工序五：铣2个74x60mm 端面，60mm2 端面粗糙度 要求为6.3 次粗铣加工即 可满足要求，我们选用X51立式铣床，高 速钢端铣刀加工 工步一：铣74x60上表面,1.选择刀具：刀具选取高 速钢端铣刀，刀片采用YG8,a p = 1.5mm， d° = 60mm， v = 125m/min， z = 4。2.决定铣削用量(1) 决定

17、铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap =1.5mm决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚 度。根据表查出fz = 0.2mm/齿，则1000v1000 125ns621.5r/minnd兀工60按机床标准选取nw = 750 r/min兀druv =1000：i. ; 60 7501000=152.3m/min当 nw = 750r/min 时fm = f zznw = 0.2 4 750 = 600mm/r按机床标准选取fm = 600mm/r计算工时切削工时：l=74mm, l 5 mm , !3mm,则机动工时为tm11 比=74 53 二

18、 0.5467 min.nw f750x0.2工步二：半精铣74x60表面的切削用量及基本工时的计算如1.选择刀具:刀具选取高 速钢端铣刀，刀片采用YG8,ap = 0.5mm， d0=60mm， V = 145m/min， Z = 4。2.决定铣削用量(1)决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成a p 二 0.5 mm决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fz =0.2mm/齿，则ns1000v二 d1000 145j ： 60=769.6r / min按机床标准选取nw = 800 r/min兀dnwv 二100060 800 =

19、150.72m/min1000当 nw = 800r/min 时fm =2nw = 0.2 4 800 = 640mm/r按机床标准选取fm =650mm/r计算工时切削工时：I =74mm, l 5 mm ，l3mm，则机动工时为tm丨 h l2nw0.5125 min. 800x0.2工序六：铣长为12的R4的半圆槽选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8,a p = 1.5mm， d° = 8mm， v = 25m/ min， z = 4。2.决定铣削用量 (1) 决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则ap =1.5mm决定每次进给量及切削速度根据X51

20、型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚根据表查出fz =0.2mm/齿，则1000v1000 25ns995r/m inndn x8按机床标准选取nw = 1450 r/min兀dnw v 二1000二 8 14501000=36.424m/ min当 nw = 1450r/min时fm =fz nw = 0.2 4 1450 = 1160mm/r按机床标准 选取fm =1160mm/r计算工时切削工时：l/12mm,则机动工时为l12tm10.042 minnwf 475铣削其余机床的切削用量及基本工时的计算，如上在此不再累述。工序VII:15端面.选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套

21、式端铣刀，刀片采用YG8,a p = 1.5mm , d0 = 20mm , v = 75m/min , z = 4。2.决定铣削用量(1) 决定铣削深度因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则ap =1.5mm 决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出fz =0.2mm/齿，则ns1000vd1000 75i. > 20= 1194.37 r /min按机床标准选取nw = 1450 r/min兀dnw v 二1000二 35 14501000=159.35m/ min当 nw = 1450r/min 时fm =fz nw =0.

22、2 4 1450 = 1160mm/r按机床标准选取fm =1160mm/r计算工时切削工时：l1 =15mm, h =5mm, l2 =3mm,则机动工时为tm山 上 J5 5 3 =0.04842 min nwf475工序VHI :钻M8螺纹孔的切削用量 及基本工时的确定: 选用Z525立式钻床，选用d=6.8的麻花钻，M8的机用丝锥选用6.8mm高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.1 6）由切削表2.7和工艺表4.2 16查得f机二0.28mm/rVc =8m/min （切肖U表 2.15 ）1000Vc机1000x16/ .n 机636r / minn D n x6.8按机床选取n机二545r

23、 / minVc机n Dn机1000n x 6.8x545二 6.8542 m / min基本工时：t丄二 20 3 3 "17min n 机 f 机545x0.281000攻螺纹M8mm :选择M8mm高速钢机用丝锥f等于工件螺纹 的螺距p ,即f =1.25mm/rV = 7.5m/ min1000Vc二 D1000 7.5兀汉8= 298(r/mi n)按机床选取n机二2 72" / minVcB = 6.8m/ min基本工时：tn；厂腐2； mo六.夹具设计:(1) 提出问题由于大批量生产，为了是高生产率和降低生产成本保证质量， 降低劳动强度，需设计铣床专用夹具，由于对加工精度不 高，所以工本道工序加工时，主要考虑 降低生产成和劳动强度。 本夹具是铣角板上表面60X74的夹具设计。(2) 定位基准的选择：在加工中用作确定工件在夹具正确位置的基准，称为定位基 准，根据夹具手册定位基准尽可能与工序基准重合，在同 一工件的各道工序中尽量采用同一定位基准进行加工。由零件图有，角板表面与40H7轴线有位置精度要求，故可 以选用长心轴进行定位，限制四个自由度，水平角板用支撑 钉定位，限制一个自由度，零件端面用压板进行定位，限制 一个自由度，最后用零件的夹紧机构夹紧即可。(3) 工件的夹紧