机械制造技术课程设计-CA6140床头盖机械加工工艺规程及夹具设计

辽宁工业大学机械制造基础课程设计（论文）题目：CA6140床头盖机械加工工艺规程及夹具设计学院：机械工程与自动化学院专业班级：机械学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：2020.11.30-2020.12.11辽宁工业大学课程设计说明书(论文)目录第1章零件工艺分析和毛坯设计 11.1零件工艺分析及生产类型确定 11.2毛坯类型及毛坯图设计 1第2章机械加工工艺规程设计 32.1基准选择 32.2工艺方案拟定 32.2.1零件表面加工方法选择 32.2.2机械加工工艺路线拟定 42.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 42.4切削用量及时间定额计算 72.4.1基本计算公式 72.4.2工序计算 72.5经济分析 15第3章专用夹具设计 173.1工序内容及加工要求 173.2定位方案及定位误差计算 173.2.1定位方案 173.2.2定位误差计算 173.3夹具结构设计及工作流程 18第4章结论 20参考文献 21钻4-孔0.10.043 查阅加工余量，经济精度，公差尺寸等相关资料得，单边毛坯总余量0.3mm，工序尺寸为mm。工序简图如图2.2所示。图2.2工序简图2.3.2粗铣、半精铣圆形槽工序尺寸及公差确定（1）加工方案粗铣、半精铣（2）基本尺寸、工序公差及偏差表2.3槽工序尺寸及其公差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差粗铣3（单边）350.46半精铣1(单边)320.11查阅加工余量，经济精度，公差尺寸等相关资料得，单边毛坯总余量3mm，工序尺寸为QUOTEmm。工序简图如图2.3所示。图2.3工序简图2.3.4Φ16mm螺纹孔工序尺寸及公差确定加工方案钻通孔、钻螺纹孔基本尺寸、工序公差及偏差表2.4Φ16mm孔工序尺寸及其公差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差攻螺纹孔0.1160.033查阅加工余量，经济精度，公差尺寸等相关资料得，单边毛坯总余量0.3mm，工序尺寸为mm。工序简图如2.4所示。图2.4工序简图2.4切削用量及时间定额计算工序一:工步一:粗铣端面（1）计算切削用量本工步为粗铣端面，已知加工材料为HT150灰铸铁，，铸件，机床为X5012立式铣床，工件夹装在专用夹具中。查阅相关资料，根据单边加工余量得背吃刀量=2mm，每齿进给量f=0.12mm/z，Z=8，从而选取切削速度=35m/min。主轴转速由机床转速表取=130实际转速：（2）时间定额基本时间：L=202mm,,式中i为走刀次数；n工件转速（r/min）；f刀具进给量（mm/r）；辅助时间Tf=25%×103.2=25.8s作业时间=129s工作地点服务时间t=α%×T=6%×129=7.74s休息和生理需要时间单件时间工步二:粗铣另一端面（1）计算切削用量本工步为粗铣端面，已知加工材料为HT150灰铸铁，，铸件，机床为X5012立式铣床，工件夹装在专用夹具中。查阅相关资料，根据单边加工余量得背吃刀量=2mm，每齿进给量f=0.12mm/z，Z=8，从而选取切削速度=35m/min。主轴转速由机床转速表取=130实际转速：(2）时间定额基本时间：L=202mm,,辅助时间Tf=25%×103.2=25.8s作业时间=129s工作地点服务时间t=α%×T=6%×129=7.74s休息和生理需要时间单件时间工序二:工步一:半精铣端面（1）计算切削用量查阅相关资料，根据单边加工余量得背吃刀量=1mm，每齿进给量f=0.12mm/z，Z=8，从而选取切削速度=40m/min。主轴转速由机床转速表取=130实际转速：（2）时间定额基本时间：L=202mm,,辅助时间Tf=25%×103.2=25.8s作业时间=129s工作地点服务时间t=α%×T=6%×129=7.74s休息和生理需要时间单件时间工步二:半精铣端面（1）计算切削用量查阅相关资料，根据单边加工余量得背吃刀量=1mm，每齿进给量f=0.12mm/z，Z=8，从而选取切削速度=40m/min。主轴转速由机床转速表取=130实际转速：(2）时间定额基本时间L=202mm,,辅助时间Tf=25%×103.2=25.8s作业时间=129s工作地点服务时间t=α%×T=6%×129=7.74s休息和生理需要时间单件时间工序三:工步一:钻2-φ14通孔:进给速度由表取f=0.4mm/r切削速度由表取=50m/min机床主轴转速由机床转速表并考虑机床，取n=1600r/min实际切削速度切入行程=2mm切出行程=3mm切削长度=8mm基本时间辅助时间作业时间切入行程=2mm切出行程=3mm切削长度=12mm基本时间辅助时间作业时间工步二:钻2-φ9通孔:（1）计算切削用量由表5-22按钻孔直径和工件材料取f=0.17mm/r背吃刀量QUOTE=Φ钻/2=4.5mm切削速度由表5-22得：=18m/min主轴转速由机床转速表取=620r/min实际切削速度：（2）时间定额基本时间l=12mml1=×cotKr+(1～2)，Kr=30°,l2=1～4，D=9mm，得l1=9mml2=3mm辅助时间tf=0.2×0.95=0.19min作业时间工步三:锪4-φ14沉头孔:（1）计算切削用量由表5-34按锪刀直径，加工类型和工件材料取f=0.16mm/r背吃刀量等于加工余量QUOTE=2.5mm切削速度由表5-34得：=8m/min主轴转速由机床转速表取=200r/min实际切削速度：（2）时间定额基本时间l=8mm由表5—45得l1=1～2mm，取l1=2mm辅助时间tf=0.2×1.25=0.25min作业时间工序四:工步1粗铣环形槽（1）计算切削用量由表5-7按铣床功率和工件材料取f=0.35×2=0.7mm/r背吃刀量等于加工余量QUOTE=4mm切削速度由《实用机械加工工艺手册》表11-94得：=70m/min主轴转速由机床转速表取=1390实际切削速度：（2）时间定额基本时间l=139.8mml1=1～2,，d=16，辅助时间tf=0.2×0.15=0.03min作业时间工步2半精铣环形槽（1）计算切削用量由表5-7按铣床功率和工件材料取f=0.5mm/r背吃刀量等于加工余量QUOTE=1mm切削速度由《实用机械加工工艺手册》表11-94得：=80m/min主轴转速由机床转速表取=1500r/min实际切削速度：（2）时间定额基本时间l=139.8mml1=1～2,，d=16，辅助时间tf=0.2×0.19=0.04min作业时间工序五:工步一：攻左端螺纹孔（1）计算切削用量查相关资料按钻孔直径和工件材料取进给量f=0.31mm/r取切削速度：=10m/min主轴转速由机床转速表取=250r/min实际转速：(2)时间定额基本时间辅助时间Tf=25%×12.9=3.23s作业时间=16.13s工作地点服务时间t=α%×T=6%×15.12=0.97s休息和生理需要时间单件时间工步二:攻右端螺纹孔（1）计算切削用量查相关资料按钻孔直径和工件材料取进给量f=0.31mm/r取切削速度：=10m/min主轴转速由机床转速表取=250r/min实际转速：(2)时间定额基本时间辅助时间Tf=25%×12.9=3.23s作业时间=16.13s工作地点服务时间t=α%×T=6%×15.12=0.97s休息和生理需要时间单件时间2.5经济分析(1)铣床：选择型号:X5012立式铣床、数控铣床普通铣床成本=10000×16×4×2.15/60=22900数控铣床成本=10000×18×(0.18+0.24)/60=3540(2)钻床:选择型号:摇臂钻床Z3025、摇臂钻床Z3040摇臂钻Z3025成本=10000×20×(0.09+1.14+1.50)/60=9100摇臂钻Z3040成本=1000×16×0.28×2/60=1493.3折旧费计算月折旧额＝机床原值×（1-预计净残值率）/折旧年限/12铣床月折旧额=50000×（1-5%）/10/12=395.83数控铣床月折旧额=360000×(1-5%)/10/12=2850钻床月折旧额=38500×(1-5%)/10/12=304.793.人工费用铣工人工费:2.15/60×10000×15=5375数控铣工人工费:(0.18+0.24)/60×25×10000=3500钻工人工费:(0.09+1.14+1.50+0.28×2)/60×10000×25=13708.33综上成本共计:631667.91 第3章专用夹具设计3.1工序内容及加工要求机械制造业中广泛采用的能迅速把工件固定在准确位置上或同时能够确定加工工具位置的一种辅助装置，这种装备统称为夹具。在钻床上采用的夹具统称为钻床夹具。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人劳动强度、生产率和成本。夹具作用实现必须满足以下条件：夹具在机床上的准确装夹、工件在夹具中占有正确的加工位置以及钻头相对于工件有准确的位置。工序内容：钻四个Ø9通孔。

加工要求：表面粗糙度无要求。机械制造业中广泛采用的能迅速把工件固定在准确位置上或同时能够确定加工工具位置的一种辅助装置，这种装备统称为夹具。在钻床上采用的夹具统称为钻床夹具。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人劳动强度、生产率和成本。夹具作用实现必须满足以下条件：夹具在机床上的准确装夹、工件在夹具中占有正确的加工位置以及钻头相对于工件有准确的位置。工序内容：钻四个Ø9通孔。

加工要求：表面粗糙度无要求。3.2定位方案及定位误差计算3.2.1定位方案采用“一面两销（其中一个销限制绕轴向的转动）”的定位方式，以床头盖下表面和两个Φ14的孔为定位基准。3.2.2定位误差的计算（零件图如图2）图3.1零件图由课程设计指导教程表8-14一面两销定位得基准位移误差基准不重合误差TD1+Td1+△S1=0.018+0.018+0=0.036mm该加工部位两个误差变动方向相同故定位误差=0+0.036=0.036mm经与零件偏差相比较，所以满足要求。3.3夹具结构设计及工艺流程夹具设计的主要目的是保证加工孔的同轴度。为完成钻孔，采用可换钻套以提高效率。夹具应用在摇臂钻床Z3025上。夹具采用三个支撑钉、定位销定位，使用移动压板，双头螺柱+锥面垫片+球面带肩六角螺母，调整支撑对工件夹紧，同时用两个圆柱销把钻模板固定在夹具体上。夹具的优点是夹紧快速简单，适合大批生产。夹具图如图3.1所示图3.2夹具图此具是设计在钻床上使用的专用夹具，用来完成工序Ⅲ，钻平面上的孔。通过一次装夹，节约时间，降低成本。采用一面两销定位方式，利用螺栓、垫片和螺母对工件进行夹紧。由于本次设计要求是在批量生产的情况下，设计一个专用夹具符合事实要求。夹具中的压板、弹簧、螺钉等均按照标准件表选取的。夹具应用在摇臂钻Z3040摇臂钻床机床上，夹具的具体结构见夹具工程图。第4章结论课程设计共分为两部分两个部分，任务分别是：第一阶段机械加工工艺规程设计，第二阶段专用夹具设计。此设计的工件是床头盖。由于工件形状不规则，难以定位。在工序设计中完成了毛坯的选择以及加工工艺路线的确定。对床头盖进行了分析后，设计了两条工艺路线，分析对比后选择了此工艺路线并完成工艺卡制作。夹具设计部分通过分析工件，确定设计方案从而选择了定位元件，分析计算后满足该工件大批量生产要求，在分析定位后，选择了大部分钻床打孔夹具的框架，对其进行专用数据及定位的改造和设计完成了夹具设计，最终确定装配图。此次设计经过了基准选择、机床选用、时间定额计算、工件定位、夹紧机构等过程，完成了工件的加工过程分析、工艺卡的编制、专用夹具设计的方法和步骤等任务。通过铣床和钻床加工表面和打孔。最后设计钻床打孔专用夹具