机械设计制造及其自动化课程设计-设计“推动架”零件的机械加工工艺规程及工艺装置

1、 上海电机学院课程设计任务书课 题 设计“推动架零件的机械加工工艺规程及工艺装置 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2021级 姓 名 刘晓骅 学 号 081002050101 学 院系院长签字 指 导 教 师 签字 2010 年 11 月 30 日课题来源课题的目的、意义要求课题主要内容及进度目 录设计任务书.1一、零件的分析.4一零件的作用.4二零件的工艺分析.4二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图.5三、选择加工方法，制定工艺路线.7一机械加工工艺设计.7二制定机械加工工艺路线.7三工艺方案的比拟与分析.8四、选择加工设备及刀具、夹具、量具.10一选择加工设备与工艺设备.10二确

2、定工序尺寸.11五、确定切削用量及根本时间.13一工序切削用量及根本时间确实定.13二工序切削用量及根本时间确实定.14三工序切削用量及根本时间确实定.15四工序切削用量及根本时间确实定.16五工序切削用量及根本时间确实定.17六工序的切削用量及根本时间确实定.18七工序的切削用量及根本时间确实定.18八工序的切削用量及根本时间确实定.20九工序的切削用量及根本时间确实定.20六、夹具设计.22一定位基准的选择.22二切削力和卡紧力计算.22三定位误差分析.22四夹具设计及操作的简要说明.22心得体会.23参考文献.25一、 零件的分析一零件的作用据资料所示，可知该零件是B6065牛头刨床推动

3、架，是牛头刨床进给机构的中小零件，32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴，靠近32mm孔左端处一棘轮，在棘轮上方即16mm孔装一棘爪，16mm孔通过销与杠连接杆，把从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕32mm轴心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给。二零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知，32、16的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组：1.32mm孔为中心的加工外表这一组加工外表包括：32mm的两个端面及孔和倒角，16mm的两个端

4、面及孔和倒角。2.以16mm孔为加工外表这一组加工外表包括，16mm的端面和倒角及内孔10mm、M8-6H的内螺纹，6mm的孔及120倒角。这两组的加工外表有着一定的位置要求，主要是：1.32mm孔内与16mm中心线垂直度公差为0.10；2.32mm孔端面与16mm中心线的距离为12mm。由以上分析可知，对这两组加工外表而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能到达的位置精度可知，上述技术要求是可以到达的，零件的结构工艺性也是可行的。 二、 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为。生产类型为中小批量，

5、可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于32mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除剩余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。由参考文献可知，差得该铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。表2.1用查表法确定各加工外表的总余量加工外表根本尺寸加工余量等级加工余量数值说明27的端面92H顶面降一级，单侧加工16的孔16H底面，孔降一级，双侧加工50的外圆端面45G双侧加工取下行值32的孔32H孔降一级，双侧加工35的两端面20G双侧加工取下行值16的孔16H孔降一级，双侧加工表2.2由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表：主要加工外表零件尺寸总余

6、量毛坯尺寸公差CT27的端面929616的孔1661050的外圆端面4555032的孔3262635的两端面2052516的孔16610图2.1 零件图图2.2 毛坯图三、选择加工方法，制定工艺路线一机械加工工艺设计基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否那么，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。粗基面的选择对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原那么：当零件有不加工外表时，应选择这些不加工的外表作为粗基准，当零件有很多个不加工外表的时候，那么应中选择

7、与加工外表要求相对位置精度较高大的不加工外表作为粗基准，从零件的分析得知，B6065刨床推动架以外圆作为粗基准。精基面的选择精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工外表的设计基准为定位基准，称为基准重合的原那么。采用基准重合原那么可以防止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。为使基准统一，先选择32的孔和16的孔作为精基准。二制定机械加工工艺路线 工艺路线方案一工序 = 1 * ROMAN I 铣32mm孔的端面工序 = 2 * ROMAN II 铣16mm孔的端面工序 = 3 * ROMAN III 铣32mm孔和16mm孔在同一基准的

8、两个端面工序 = 4 * ROMAN IV 铣深宽6mm的槽工序 = 5 * ROMAN V 铣10mm孔和16mm的基准面工序 = 6 * ROMAN VI 钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角45。用Z525立式钻床加工。工序 = 7 * ROMAN VII 钻、扩、铰32mm，倒角45。选用Z550立式钻床加工工序 = 8 * ROMAN VIII 钻半、精铰、精铰16mm,倒角45。选用Z525立式钻床工序 钻螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6H。选用Z525立式钻床加工工序 钻6mm的孔，锪120的倒角。选用Z525立式钻床加工工艺路线方案二工序 = 1 * ROMAN I 铣3

9、2mm孔的端面工序 = 2 * ROMAN II 铣16mm孔的端面工序 = 3 * ROMAN III 铣32mm孔和16mm孔在同一基准的两个端面工序 = 4 * ROMAN IV 铣深宽6mm的槽工序 = 5 * ROMAN V 铣10mm孔和16mm的基准面工序 = 6 * ROMAN VI 钻、扩、铰32mm，倒角45。选用Z535立式钻床加工工序 = 7 * ROMAN VII 钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角45。用Z535立式钻床加工工序 = 8 * ROMAN VIII 钻半、精铰、精铰16mm,倒角45。选用Z525立式钻床工序 钻螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6

10、H。选用Z525立式钻床加工工序 钻6mm的孔，锪120的倒角。选用Z525立式钻床加工三工艺方案的比拟与分析上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按加工面再加工孔的原那么进行加工的。方案一是先加工钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm的孔，然后以孔的中心线为基准距离12mm加工钻、扩、铰32mm,倒角45，而方案二那么与此相反，先钻、扩、铰32mm,倒角45，然后以孔的中心线为基准距离12mm钻16mm的孔，这时的垂直度容易保证，并且定位和装夹都很方便，并且方案二加工孔是在同一钻床上加工的.因此，选择方案二是比拟合理的。四确定工艺过程方案表 3.1 拟定工艺过程工序号工序内容定位基面设备01

11、0一箱多件沙型铸造020进行人工时效处理消除内应力030涂漆防止生锈040粗铣、半精铣32mm孔的端面32mm孔，27mm圆柱外表先加工面050粗铣16mm孔的端面32mm孔，50mm右端面060粗铣32mm孔和粗铣16mm孔在同一基准的两个端面32mm孔，50mm右端面070粗铣深宽6mm的槽32mm孔，27mm圆柱外表080粗铣10mm孔和16mm的基准面32mm孔，27mm圆柱外表090调质190-22HBS0100钻、扩、粗铰、精铰32mm，倒角4527mm圆柱外表，35mm圆柱外表后加工孔0110半精铣32mm孔左端面32mm孔，50mm右端面0120半精铣10mm孔的基准面32mm

12、孔，27mm圆柱外表0130淬火0140钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角4532mm孔，27mm圆柱外表0150钻、半精铰、精铰16mm,倒角4532mm孔，mm孔0160钻螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6H32mm孔，mm孔，50mm右端面0170钻6mm的孔，锪120的倒角32mm孔，mm，50mm左端面0180检验0190入库四、 选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成.一选择加工设备与工艺设备 选择机床，根

13、据不同的工序选择机床工序040、050铣32mm孔的端面和铣16mm孔的端面，工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。应选用卧铣，选择XA6132卧铣铣床。工序060铣32mm孔和铣16mm的孔在同一基准的两个端面，宜采用卧铣。选择XA6132卧式铣床。工序070铣深，宽6mm的槽，由于定位基准的转换。宜采用卧铣，选择XA6132卧式铣床。工序080铣10mm孔和16mm的基准面本工序为铣端面，钻孔10mm，车孔16mm，孔口倒角。宜选用XA6132卧式铣床。工序0100 钻、扩、铰32mm，倒角45。选用Z535立式钻床。工序0140钻10mm和钻、半精铰、精铰16mm孔，倒角45。用

14、Z535立式钻床加工。工序0150钻半、精铰、精铰16mm,倒角45。选用Z525立式钻床。工序0160钻螺纹孔6mm的孔，攻丝M8-6H。选用Z525立式钻床加工。工序0170钻6mm的孔，锪120的倒角。选用Z525立式钻床加工。 选择夹具本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。 选择刀具，根据不同的工序选择刀具1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。32mm的孔选用锥柄麻花钻。10mm和钻、半精铰16mm的孔。倒角45，选用专用刀具。10mm孔和16mm的基准面并钻孔。刀具：选择

15、高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法。6mm.攻丝M8-6H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。 选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的外表的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：1.选择加工面的量具 用分度值为的游标长尺测量，以及读数值为测量范围100mm125mm的外径千分尺。因为孔的加工精度介于IT7IT9之间，可选用读数值 测量范围50mm125mm的内径千分尺即可。槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为IT14;半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。故可选用读数值为测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。二

16、确定工序尺寸 面的加工所有面根据加工长度的为50mm，毛坯的余量为4mm，粗加工的量为2mm50mm、加工的宽度为50mm，经粗加工后的加工余量为。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。孔的加工1. 32mm.毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查?机械工艺手册?表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：31mm. 2z=扩孔： 2z=粗铰： 2z=精铰：32H72. 16mm.毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7IT8之间。查?机械工艺手册?表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：15mm. 2z=扩孔： 2z=粗铰： 2z=精铰：16H73. 16mm的孔毛坯为实心

17、、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查?机械工艺手册?表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔：15mm 2z=粗铰： 2z=精铰：16H88mm毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查?机械工艺手册?表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔： 2z=精铰：8H76mm孔毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8IT9之间。查?机械工艺手册?表2.3-8确定工序尺寸及余量。钻孔： 2z=精铰：6H7五、 确定切削用量及根本时间一 工序切削用量及根本时间确实定 切削用量 本工序为铣32mm孔的端面。工件材料为HT200，选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10。根据

18、资料选择铣刀的根本形状,r=10，a=12，=45铣削宽度a=，铣削深度a=50mm故机床选用XA6132卧式铣床。根据资料所知，XA6132型卧式铣床的功率为7.5kw，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.160.24mm/z、现取f=/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为，铣刀直径d=60mm，耐用度T=180min。3.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径d=60mm，齿数z=10，铣削宽度a=，铣削深度a=50mm，耐用度T=180min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴

19、转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。那么实际切削：Vc =m/min 实际进给量：f=/z4.校验机床功率 根据资料所知，铣削时的功率单位kw为:当f=/z, a=50mm, a=, Vf=490mm/s时由切削功率的修正系数k=1，那么P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根据XA6132型立式铣床说明书可知：机床主轴主电动机允许的功P= PP0.8=6P 因此机床功率能满足要求。 根本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面根本时间为： t=二 工序切削用量及根本时间确实定 切削用量 本工序为铣16mm孔的端面。选择高速钢圆柱铣刀直径d=50mm，齿数z=8。铣削宽度a

20、=，铣削深度a=35mm故机床选用XA6132卧式铣床。根据资料所知，查得每齿进给量f=0.200.30mm/z、现取f=/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为，耐用度T=180min。进给量f根据资料所知，依据上述参数，查取Vc73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。那么实际切削：Vc =/min 实际进给量：f=/z4.校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数k=1，那么P= 2.3kw，P=0.8 kw，P机床

21、功率能够满足要求。 根本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面根本时间为：t=4.3 min三工序切削用量及根本时间确实定3.1切削用量 本工序为铣32mm孔和16mm孔在同一基准上的两个端面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为d=60mm，齿数z=8。其他与上道工序类似。f 根据资料，查得每齿进给量fz=0.200.30mm/z，现取fz=/z。2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为，耐用度T=180min。每齿进给量f根据资料所知，依据上述参数，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=25

22、0r/min,Vfc=400mm/s。那么实际切削：Vc =/min 实际进给量：f=/z4.校验机床功率 根据资料所知，根据以上参数可知，切削功率的修正系数k=1，那么P= 2.5kw，P=0.8 kw，P=7.5，依据上述校验方法可知机床功率能满足要求。 根本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面根本时间为：t=5.8 min四 工序切削用量及根本时间确实定切削用量确实定本工序为铣深,宽6mm的槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径d=6mm，根据资料选择铣刀的根本形状r=10，a=20，铣削宽度a=3mm，铣削深度a=9mm故机床选用XA6132卧式铣床。根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，查得每

23、齿进给量f=0.520.10mm/z、现取f=/z。2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为，耐用度T=60min。进给量f根据资料所知，依据铣刀直径d=6mm，铣削宽度a=3mm，铣削深度a =9mm，耐用度T=60min时查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。那么实际切削：Vc =Vc=/min 实际进给量： f=f=/z4.校验机床功率 据资料可知，切削功率的修正系数k=1，那么P= 2.8kw，P=0.8 kw，可知

24、机床功率能满足要求。 根本时间 根据资料所知高速钢圆柱铣刀铣面根本时间为： t= t=五 工序切削用量及根本时间确实定 切削用量本工序为铣端面、钻孔10、车孔16、孔口倒角，加工条件为：工件材料为HT200，XA6132卧式铣床。刀具选择：选择高速钢麻花钻，do=10mm，钻头采用双头刃磨法。 1.钻孔切削用量查?切削手册? 所以，按钻头强度选择 按机床强度选择，最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 2.钻头磨钝标准及寿命：后刀面最大磨损限度查?切削手册?为0.50.8mm，寿命。 切削速度，查?切削手册?： 修正系数 故查?切削手册?机床实际转速为 故实际的切削速度 3.校验扭矩

25、功率 所以 故满足条件，校验成立。 计算工时：六 工序的切削用量及根本时间确实定 切削用量 本工序为钻32mm孔，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=32mm，使用切削液1.确定进给量f 由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给，fz=/r。2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为，耐用度T=50min。3.确定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，根据表5-127，进给量f=/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根据Z535立式钻床说明书选择主轴实际转速. 根本时间钻32mm深45mm的通孔，根本时间为2

26、5s七 工序的切削用量及根本时间确实定7.1 切削用量 本工序为钻、半精铰，精铰16mm的孔。铰刀选用15.95的标准高速钢铰刀，r0=0,a0=8,kr=5铰孔扩削用量：确定进给量f 表=0.651.4.按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.72。确定切削速度v和转速n 表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。故K 故V1=/minN= 根据Z525机床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V为：V= 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔：d0=15mm, f=/r, n=400r/min, v=18m/min 半精铰：d0=, f

27、=/r, n=574r/min, v=/min 精铰：d0=, f=/r,n=275r/min, v=/min7.2 时间计算：1.钻孔根本工时：T = 式中，n=400,f=0.3,l=,l1=l2=5mm T= 半精铰根本工时：l= L=,n=530r/min,f=,取l1=3mm, l2=4mm, T= 3.精铰根本工时：l=取l1=4mm, l2=2mm.l=T= 八 工序的切削用量及根本时间确实定切削用量 本工序为钻螺纹孔6mm、攻丝M8-6H，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=6mm,以及机用丝锥。钻床选用Z525立式钻床，使用切削液。1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手

28、动进给。2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为，耐用度T=20min。3.确定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，根据表5-127进给量可取f=/r；由表5-131可查V=13m/min,n=1063r/min,根据Z525立式钻床说明书选择主轴实际转速。8.2 根本时间钻6mm螺纹孔，攻丝，根本时间为45s.九 工序的切削用量及根本时间确实定本工序为钻6mm的孔，锪120倒角，选用Z525立式钻床加工 切削用量 刀具采用高速钢复合钻头，直径d=6mm，使用切削液。1.确定进给量f 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给2.选用钻

29、头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后刀面最大磨损量为，耐用度为15min。3.确定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性为5类，据表5-127，暂定进给量f=/r。由表5-131，可查v=16m/min。根据Z525立式钻床说明书选择主轴实际转速n=1041r/min。 根本时间 钻一个6mm深8mm的通孔，根本时间约为6s.六、 夹具设计经过和同学老师的协商，决定设计第七道工序的工装夹具，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。一1定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑, 选择32mm孔，27mm圆柱外表为基准定位，选择用心轴和削边销

30、进行定位。 2定位方案1确定要限制的自由度按照加工要求，铣通槽时应该限制五个自由度，即沿X轴移动的自由度不需要限制。2定位方案选择 用心轴与工件32mm孔配合与削边销与工件16孔配合限制工件五个自由度。2、辅助工件对刀块，尺寸由文献【2】表查得塞尺，文献【2】表查得 H=3mm 二 切削力与夹紧力的计算本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削轴向力 ：扭矩 卡紧力为那么实际卡紧力为 F使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。 三定位误差分析 由于加工基准和设计基准重合，所以能很好的保证了加工精度 四夹具设计及操作的简要说明 卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋 卡紧机构。 心得体会 正当学期进入尾声之际，我们迎来了两个礼拜的机械加工工艺课程设计。在学期之出，同学们就认识到机械加工工艺是一门很重要的课程，当然在课程设计中同学们跟是显得十分认