设计“菱形盖类”零件机械加工工艺规程

1、更多相关文档资源请访问/lzj781219完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要目 录 TOC o 1-4 u 前言 PAGEREF _Toc217135069 h 2一、零件的分析 PAGEREF _Toc217135070 h 21.1零件的作用 PAGEREF _Toc217135071 h 21.2 零件的工艺分析 PAGEREF _Toc217135072 h 21.3确定生产类型 PAGEREF _Toc217135073 h 3二、工艺规程设计 PAGEREF _Toc217135074 h 32.1 确定毛坯的制造形式 PAGEREF _Toc217

2、135075 h 32.2 基面的选择 PAGEREF _Toc217135076 h 32.3 制定工艺路线 PAGEREF _Toc217135077 h 32.4 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 PAGEREF _Toc217135078 h 42.5 确立切削用量及基本工时 PAGEREF _Toc217135079 h 6三、夹具设计 PAGEREF _Toc217135080 h 133.1 问题的提出 PAGEREF _Toc217135081 h 133.2 夹具设计 PAGEREF _Toc217135082 h 133.2.1 定位基准选择 PAGEREF _Toc

3、217135083 h 133.2.2 切削力及夹紧力计算 PAGEREF _Toc217135084 h 133.3 铣床夹具的装配图见附图 PAGEREF _Toc217135085 h 14四、数控加工程序 PAGEREF _Toc217135081 h 154.1 粗铣表面加工程序 PAGEREF _Toc217135082 h 154.2 粗铣外轮廓加工程序 PAGEREF _Toc217135083 h 164.3 孔加工的程序 PAGEREF _Toc217135084 h 174.4 菱形盖类零件内轮廓精加工程序 PAGEREF _Toc217135085 h 18五、参考文献

4、 PAGEREF _Toc217135086 h 19前言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。1零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是菱形盖类零件，主要的作用是固定轴与箱体的连接

5、。1.2零件的工艺分析菱形盖类零件的加工表面，分析如下：以孔40为中心的加工表面这一组加工表面包括：60的外圆，左右对称位置处两个22的圆孔，该圆孔不是通孔在它的下面有个13的孔。在40的内圆的上下两处与中线相交的点为中心做R30的圆弧。（2）以孔13为中心的加工表面这一组加工表面包括：以该圆圆心为中点做R20的圆弧。这两组表面有一定的位置度要求,而且左右两边的位置要求对称，R20和R30之间用切线连接。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。1.3确定生产类型由老师所提供的机械制造工艺学课程设计指导书可得，零件的生产规模为中批生产。2工艺规程设计2.1确

6、定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。毛坯尺寸为170mm110mm50mm2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取40孔的不加工外轮廓表面作为粗基准。（2）精基准的选择。主要应该考虑

7、基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。以60的外圆及孔13作为精基准。2.3制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。其工艺路线如下：工序一 以40内表面为定位，粗铣60外圆轮廓。工序二 以60外表面为定位，粗铣上下两边R30外圆轮廓。工序三 以60外表面为定位，粗镗通孔13，粗铣尺寸为22的上下两面、圆台的上端面。 工序四

8、以60外表面及22的下表面为定位，半精镗13的孔及粗镗22 的平底孔深度为12。工序五 以孔13及60外表面为定位，粗铣左右两边R20的圆弧。工序六 以60外表面及一端面为定位，粗铣连接两圆弧的直线。工序七 以60外表面及孔13为定位，精铣端面及左右两孔的内表面。 工序八 钳工去毛刺。工序九 终检。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定菱形盖类零件；零件材料为HT200，生产类型中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：钢制铸件的公差按GB6414-861：铸件的尺寸公差CT查表2.2-3 CT 为810，取CT=9基本尺寸为1

9、7011050，查表2.2-1则尺寸公差为2.82：铸件机械加工余量（GB/T11351-89）查表2.2-5可得MA为F级查表2.2-4可得各尺寸机械加工余量如下：零件尺寸单面加工余量铸件尺寸6057013292253216051701852310051103:铸造壁的最小厚度此零件的表面积大致S=403.1440+223.1412+133.1410+160100=22261.16mm=222.62cm查表2.2-7可得其最小壁厚为8mm,经检验合格。4：圆角半径由题中已知可取为R3由以上可得零件的毛坯图，见图1图12.5确立基本用量及基本工时工序一 粗铣60外圆表面1. 加工条件工件材料：

10、HT200,b =0.67GPa HB=170,铸造加工要求：粗铣60外圆表面机床：XA6140立式铣床刀具：平底铣刀2. 切削用量1）确定背吃刀量ap 粗铣单边余量为5mm，显然ap=5mm2）确定进给量f 机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.74mm/r。由于是粗铣，选较大量f=0.7mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c= EQ EQ 算得 Vc89mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据立式铣床XK5040-1铣床参数，选择nc=4

11、75r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*48*475/1000=71.592m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/r。5) 校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=71.592m/min，f z=0.65mm/r。6）计算基本工时tmL/ 2*f=80/2*0.65=61.5s工序二 粗铣R30外圆轮廓1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.67GPa HB=170,铸造加工

12、要求：粗铣R30外圆轮廓机床：XA6140立式铣床。刀具：平底铣刀2. 切削用量1）确定背吃刀量ap 粗铣单边余量为5mm，显然ap=5mm2）确定进给量f 机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.74mm/z。由于是粗车，选较大量f=0.7mm/r。3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c= EQ EQ 算得 Vc80mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据立式铣床XK5040-1铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速

13、度V c=3.14*18*475/1000=26.847m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/r。5) 校验机床功率 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=26.847m/min，fz=0.65mm/r。6）计算基本工时tmL/ Vf=48/1.3=36.9s工序三 粗镗孔13，粗铣尺寸为22的上下两面、圆台的上端面1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.67GPa HB=170,铸造。加工要求：粗镗孔13，粗铣尺寸为

14、22的上下两面、圆台的上端面机床：XA6140立式铣床刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=2.0/2.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。3. 镗削切削用量1） 切削深度 ap=12mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 同上4. 计算基本工时tm=(32+80)/475+8/0.2/6.17=40s工序四 以60外表面及22的下表面为定位，半精镗13的孔及粗镗22 的平底孔深度为121. 加工条件工件材料：HT20

15、0,b =0.67GPa HB=170,铸造。加工要求：半精镗13的孔及粗镗22 的平底孔深度为12。机床：XA6140立式铣床刀具：YT5硬质合金、直径为12mm的圆形钢镗刀。90直柄锥面锪钻2. 镗削切削用量1） 切削深度 ap=2mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.1

16、6mm/z。4. 计算基本工时tm=（18+3.5+4）/(0.2*0.67)=40s工序五 以孔13及60外表面为定位，粗铣左右两边R20的圆弧。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.67GPa HB=170,铸造。加工要求：以孔13及60外表面为定位，粗铣左右两边R20的圆弧。机床：XA6140立式铣床刀具：YT5硬质合金、直径为10mm的圆形钢镗刀,90直柄锥面锪钻, 直径为8的高速钢麻花钻钻头，W18Cr4V硬质合金钢铣刀2. 镗削切削用量1） 切削深度 ap=2mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/

17、min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。4. 计算基本工时tm=（18+4）/(0.20.67)+20+15=65s工序六 以60外表面及一端面为定位，粗铣连接两圆弧的直线。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.67GPa HB=170,铸造。加工要求：以60外表面及一端面为定位，粗铣连接两圆弧的直线。机床：XA6140立式铣床刀具：YT5硬质合金、直径为16mm的

18、平底铣刀，90直柄锥面锪钻2. 铣削切削用量1） 切削深度 ap=3.5mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.1480475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。4. 计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min工序七 以60外表面及孔13为定位，精铣端面及左右两孔的内表面。1. 加工条件工

19、件材料：HT200,b =0.67GPa HB=170,铸造。加工要求：以60外表面及孔13为定位，精铣端面及左右两孔的内表面。机床：XA6140立式铣床刀具：YT5硬质合金端铣刀2. 铣削切削用量1） 切削深度 ap=2mm2） 确定进给量 查表得f=0.2mm/r3） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/

20、z。4. 计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.235min3夹具的设计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。并设计工序、二，精铣外轮廓。本夹具将用于XA6140立式铣床，刀具为YT5硬质合金端铣刀。3.1问题的提出本夹具主要用来精铰13H7和22的孔，该两孔的表面粗糙度要求较高，达到了1.6m。由于本零件的形状很不规则，难以用通用的V型块、圆柱销等夹具元件，因此需要选择合适的定位基准、合适的定位元件才能保证本工序的加工精度。3.2夹具的设计3.2.1定位基准的选择由零件图可知，60外圆相对于40孔有位置要求，为使定位误差为零，应该选择已加工好的40

21、孔为定位基准。3.2.2切削力及夹紧力的计算刀具：YT5硬质合金端铣刀。由实际加工的经验可知,车外圆时的主要切削力为铰刀的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册表2.3，切削力计算公式为： 其中：，与加工材料有关,取0.94；与刀具刃磨形状有关,取1.33；与刀具磨钝标准有关,取1.0，则： 3.3铣床夹具的装配图见附图4数控加工程序4.1粗铣表面加工程序 粗精铣A表面加工程序：N1 G21N2 G17 G40 G94 G80N3 G90 G54 G00 X180 Y-20 S180 M03N4 G43 Z20 H01N5 G01 Z-4 F800 M08；没有切削，可用F800,用G00也可以

22、，用G01出于更多对意外的考虑N6 X-180 F300N7 Z-5N8 X180 F150N9 G00 Z20 M09N10 G49 G28 Z20N11 M30 用63mm平面端铣刀，粗铣60mm外圆及其台阶面的程序。 粗铣程序，在XY向粗铣62mm外圆，则留精加工余量为单边1mm。从Z0分层切削到Z-17.5，Z向留0.5的精加工余量，若分层次数为4次，则每次Z向进刀17.544.375mm，粗加工子程序的切削进刀路线如图1-3所示，X、Y向是从外圆的法向引入和切出。主程序和子程序的编写如下：O 3332 主程序N1 G21N2 G17 G40 G80N3 G90 G54 G00 X0

23、Y-100 S360 M30 到达X、Y向的起点刀N4 G43 Z3 H01 M08 建立长度补偿，并Z向快速接近工件N5 G01 Z0 F200 到达向起始位置为20N6 M98 P3333 L4 调用子程序4次N7 G90 G00 Z25N8 M98 P3334N9 G90 G00 Z25 M09N10 G49 G28 Z25 M05N11 M30O3333 O3333的子程序N581 G91 G01 Z-4.375 D01 F140N582 G90 G42 G01 Y-31 直线到达R31整圆插补起点并建立半径补N582 G03 J31 偿铣R31的整圆轮廓回到起始切削点N583 GOO

24、 G40 Y-90N583 M99O3333 GOO X-120 Y-35 Z-18G01 G41 X-30 F80G01 Y0G03 I30G01 Y30G40 Y90 用63mm硬质合金立铣刀加工底板的菱形外轮廓的程序。形外轮廓之外四个角可预先在普通机床上去除，这样粗铣程序XY向铣外轮廓时，XY向走刀一周即可，留精加工余量为单边1mm，单边余量1mm可通过增大半径补偿值的方法，即如实测半径为31.5mm，取32.5mm作为粗加工的半径补偿值，则轮廓就留下了1mm的余量，粗加工的半径补偿值32.5存在D22补偿地址。从Z-18分层切削到Z-42，总深24mm，若分层次数为3次，则每次Z向进刀

25、8mm，每层切削程序用子程序编制，主程序则需要调用子程序3次。子程序的切削进刀路线如图所示。4.2粗铣外轮廓加工程序： O0010 N10 G21 G90 G94 G40 G49 G17 N20 G91 G28 Z0 N30 G90 G94 N40 G00 G00 X-120.0 Y0.0 N50 G43 G00 Z-15.0 H01 N60 S360 M03 N70 G01 Z-18.0 F140 N80 M98 P110 L3 N90 G91 C28 Z0 N100 M05 N110 M30 O0011 N120 G91 G01 Z-8.0 F50 N125 G90 G01 X-80.0

26、Y0. D22 N130 G02 X-69.245Y18.045 R20.0 N135 G01 X-18.865 Y46.6 N140 G02 X18.865 R30.0 N145 G01 X69.245 Y18.045 N150 G02 Y-18.045 R20.0 N160 G01 X18.865 Y-46.6 N170 G02 X-18.865 R30.0 N180 G01 X-69.245 Y-18.245 N190 C20 X-80.0 Y0 R20.0 N210 G40 G01 X-120.0 N220 M99精铣外轮廓，亦用63mm立铣刀，主轴转速为360r/min，进给速度为8

27、0mm/min，在Z轴方向不分层，一次铣削到位。与粗加工的法向引入、切出的进刀路线不同的是，精加工引入、切出的进刀路线是从轮廓的切线方向引入和切出。如图所示的菱形外轮廓精加工时引入、切出的进刀路线，其他的程序段的填写与粗加工子程序的编写相似。4.3孔加工的程序： 工件材料为HT300,使用刀具T01为镗孔刀，T02为13mm钻头，T03为锪钻。程序如下：O0001N01 G92 X0 Y0 Z0;N02 T01 M06;N03 G00 Z-97N04 G43 Z-97;N05 S30 M03;N06 G99 G81 X27.5 Y-70.0 Z-143.0 R6.0 F30;N07 G98 X