机械制造基础课程设计-撞板零件机械加工工艺规程及其夹具设计(15页).doc

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1、-机械制造基础课程设计-撞板零件机械加工工艺规程及其夹具设计-第 15 页辽 宁 工 业 大 学机械制造基础课程设计（论文）题目：（撞板）加工工艺规程及其夹具设计院（系）：机械工程与自动化学院专业班级： 机制113 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称 讲师 起止时间： 2014年12月8日12月19日 机械制造基础课程设计任务书姓名： 专业班级： 机制113 学号：1101040761 设计任务题目：撞板零件机械加工工艺规程及其夹具设计具体内容：针对指定零件，利用相应工程软件（WORD,EXCEL,CAXA电子图版（或其它CAD软件）等）及相关参考资料（如工具书、指导书等）完成给定零件

2、的工艺分析、制订机械加工工艺过程综合卡、设计夹具装配图，编写设计说明书等。2 零件名称及图形（参见零件图），生产纲领：5万件/年3课程设计内容与时间熟悉课题,查阅资料0.5天零件分析,画零件图0.5天制订零件加工工艺规程2天填写工艺文件1天机床夹具设计3天编写设计说明书2天答辩1天合计10天4成绩评定：平时成绩设计结果答辩成绩总成绩备注指导教师： （签字）年 月 日 目 录1.1、零件工艺分析-4 1.1.1、零件的工艺性分析-4 1.1.2、确定生产类型-4 1.1.3、确定毛坯、绘制毛坯简图-5 1.1.4、确定加工余量-61.2、零件工艺路线-81.3、工序设计-9 1.3.1粗铣、半精

3、铣下底面- -9 1.3.2数控铣其他面-10 1.3.3钻孔、铰孔-11 1.3.4热处理-121.4 工艺规程编制-131.5 钻床夹具设计-141.6 参考资料目录-15 零件机械加工工艺规程设计1.1 零件的工艺性分析1.1.1 零件的工艺性分析1. 作用：固定，支撑2. 技术要求：发蓝3. 零件的工艺性分析（1）加工表面的尺寸精度和形状精度。（2）主要加工表面之间的相互位置精度。（3）加工表面的粗糙度及其他方面的表面质量要求。（4）热处理及其他要求。该零件是X52K铣床上的零件，材料为45钢。撞板的底面用卧式铣床加工，利用夹具将零件固定，加工粗糙度要求R6.3，其余表面用数控铣床加工

4、便可。9的孔需要用钻床，孔不是很深，钻头不易钻偏孔内表面有粗糙度要求，需要进行铰孔，本零件的工艺性很好。1.1.2 确定生产类型 依设计题目知：Q=50000件/年，m=1件/台:结合生产实际，备品率%和废品率%分别取为3%和0.5%。代入式（1-1）得N=Qm(1+%)(1+%)=50000件/年*1件/台*（1+%）（1+%）=51650件 查表1-4得轻型零件，查1-5得知为大批量生产。1.1.3 确定毛坯、绘制毛坯简图1. 选择毛坯由于零件在工作过程中需要承受过大的冲击载荷，所以选为锻件。因为零件上有圆角，且轮廓尺不大，为大批量生产，宜选用模锻方法制造毛坯，模锻后切边进行调质提高表面硬

5、度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。2. 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 .公差等级： 由撞板的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 .锻件质量： 已知改零件经机械加工后的质量0.11kg，机械加工前锻件毛坯质量Mt=0.15kg.锻件形状、复杂系数： 对撞板零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度。l=40mm，b=40mm,h=36.5mm.可计算锻件的形状复杂系数：S=Mt/Mn,Mn=lbh S=0.15kg/(40mm*40mm*36.5mm*7.8*10-6kg/mm2)0.33 由于0.33介于0.32和0.63之间。故

6、该撞板的形状复杂系数属于S2级，即该锻件的复杂系数程度为一般。 锻件的材质系数 由于该锻件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系属M1级。 锻件分模线形状 本零件选择高度方向平面为分模面，属于直分模线。 零件表面粗糙度： 由零件图可知，该撞板各加工表面的粗糙度均大于等于12.5um,所以Ra12.5um.1.1.4 确定加工余量 工序I粗铣下表面（1）加工方案 由要求粗糙度6.3，查表1.4-8（参考资料2）得加工方案为: 粗铣（2）毛坯总余量及公差由表9-5、2-3和2-5（参考资料2）查得，由表13-15（手册）查得，公差由表1-7和2-40（书）查得，尺寸偏

7、差按入体原则标注。（3）基本尺寸、工序公差及偏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170.24毛坯061工序II数控铣除下表面其余表面（1） 加工方案 由要求粗糙度3.2，查表1.4-8（参考资料2）得加工方案为 粗铣半精铣（2）毛坯总余量及公差由表9-5、2-3和2-5（参考资料2）查得，由表13-15（手册）查得，公差由表1-7和2-40（书）查得，尺寸偏差按入体原则标注。（3）基本尺寸、工序公差及偏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0.72770.5毛坯0271工序III钻孔、铰孔（1）加工方案 由要求粗糙度3.2，查表1.4-8（参考资料2）得加工方案

8、为 钻孔铰孔。（2）毛坯总余量及公差由表9-1（参考资料1）查得。余量由表9-9（参考资料1）查得，公差由表1-6和2-40（书）查得，尺寸偏差按入体原则标注。（3）基本尺寸、工序公差及偏差工序名称工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸及偏差铰孔0.290.01钻孔4.48.80.01 毛坯090.015 1.2 确定工艺路线该零件加工过程分析：1. 该零件上表面作为粗基准，铣出底板下表面，此即为互为基准原则，使加 工有一次比一次精度更高的定位基准面。2以下表面为基准，利用数控铣床加工除下表面以外所有面。3采用了一面两销定位原则加工孔。 孔的加工： 采用专用夹具先钻8.8小孔 用相应铰刀铰到9拟定工

9、艺路线如下：粗铣凸台下表面数控铣除下表面以外其余表面钻、铰孔粗铣凸台左侧面粗铣凸台右侧面高频淬火发蓝热处理1.3工序设计1.3.1 粗铣凸台下表面1.3.1.1 粗铣凸台下表面1）加工条件 工件材料：45机 床：卧式铣床X62夹 具：平口钳 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02）加工要求：Ra12.5，Ra6.3 刀具：圆柱形铣刀（硬质合金）2）计算切削用量 确定背吃刀量：ap=1mm，确定进给量：查表5-7，粗铣fz=0.13mm/z计算铣削速度：查表5-12，v=135m/min机床主轴转速n=1000v/(d)=1000*135/(3.14*100)=429.9r/min由机床转

10、速表4-16,取n=380r/min,得实际Vc=dn/1000=380*3.14*100/1000=119.3m/min3)时间定额的计算 基本时间Tj=(L+l+l1+l2)i/vf=90.34/247=29.4s 辅助时间Tf=0.15*29.4=4.41s 作业时间Tz=Tj+Tf=33.81s1.3.2 粗铣、半精铣除下表面外其余表面1.3.2.1 粗铣除下表面外其余表面1）加工条件工件材料：45机 床：数控铣床夹 具：平口钳 量 具：游标卡尺（量程0300 精度0.02）加工要求： Ra3.2刀 具：圆刃面铣刀（硬纸合金）、平面铣刀（硬质合金）2）计算切削用量确定背吃刀量：ap=0

11、.7mm，余量0mm确定进给量：查表5-7，粗铣fz=0.09mm/z计算铣削速度：查表5-12，v=150m/min机床主轴转速n=1000v/(d)=1000*150/(3.14*100)=477r/min由机床转速表，表4-16， 取n=380,得实际Vc=dn/1000=380*3.14*100/1000=119.3m/min3) 时间定额的计算基本时间：Tj=289s （经过仿真） 辅助时间：Tf=0.15Tj=43.35s作业时间：Tz=Tj+Tf=332.35s1.3.2.2半精铣除下表面外其余表面1）加工条件工件材料：45机 床：数控铣床夹 具：平口钳 量 具：游标卡尺（量程0

12、300 精度0.02）加工要求： Ra3.2刀 具：平面铣刀（硬质合金）2）计算切削用量确定背吃刀量：ap=0.7mm，余量0mm确定进给量：查表5-7，粗铣fz=0.09mm/z计算铣削速度：查表5-12，v=150m/min机床主轴转速n=1000v/(d)=1000*150/(3.14*100)=477r/min由机床转速表，表4-16， 取n=380,得实际Vc=dn/1000=380*3.14*100/1000=119.3m/min3) 时间定额的计算基本时间：Tj=26s （经过仿真） 辅助时间：Tf=0.15Tj=4.2s作业时间：Tz=Tj+Tf=30.2s1.3.3粗铣凸台左

13、侧面1）加工条件 工件材料：45机 床：卧式铣床X62夹 具：平口钳 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02）加工要求：Ra12.5，Ra6.3 刀具：圆柱形铣刀（硬质合金）2）计算切削用量 确定背吃刀量：ap=1mm，确定进给量：查表5-7，粗铣fz=0.13mm/z计算铣削速度：查表5-12，v=135m/min机床主轴转速n=1000v/(d)=1000*135/(3.14*100)=429.9r/min由机床转速表4-16,取n=380r/min,得实际Vc=dn/1000=380*3.14*100/1000=119.3m/min3)时间定额的计算基本时间Tj=30s辅助时间Tf

14、=0.15*29.4=4.2s 作业时间Tz=Tj+Tf=34.2s1.3.4粗铣凸台右侧面1）加工条件 工件材料：45机 床：卧式铣床X62夹 具：平口钳 量 具：游标卡尺（量程0200 精度0.02）加工要求：Ra12.5，Ra6.3 刀具：圆柱形铣刀（硬质合金）2）计算切削用量 确定背吃刀量：ap=1mm，确定进给量：查表5-7，粗铣fz=0.13mm/z计算铣削速度：查表5-12，v=135m/min机床主轴转速n=1000v/(d)=1000*135/(3.14*100)=429.9r/min由机床转速表4-16,取n=380r/min,得实际Vc=dn/1000=380*3.14*

15、100/1000=119.3m/min3)时间定额的计算基本时间Tj=30s辅助时间Tf=0.15*29.4=4.2s 作业时间Tz=Tj+Tf=34.2s1.3.3钻孔1）加工条件工件材料：45机 床：立式钻床夹 具：专用夹具量 具：游标卡尺（量程0300 精度0.02）加工要求：9 Ra3.2刀 具：8.8锥柄麻花钻 9锥柄铰孔刀2）计算切削用量确定背吃刀量：ap=4.4mm 确定进给量：进给速度由 表 5-22,4-10 取f=0.17mm/r切削速度 ：由 表 5-36 取vc=22m/min机床主轴转速n=1000vc/d0=100022/3.14/8.8=796.17r/min，查

16、表取n=960r/min实际切削速度vc=d0n/1000=3.148.8960/1000=26.5m/min3）时间定额的计算:由表7-53计算切入行程=mm切出行程计算mm，切削长度=20mm 进给量 查 表 4-5-2 3 取得mm/r基本时间：辅助时间：=1.74s作业时间：Tz=Tj+Tf=13.34s1.3.4 热处理 柱体上表面需经高频淬火，零件整体需要发蓝处理。1.3 工艺规程的编制按照工序设计所得的计算结果填写机械加工工艺过程综合卡片，绘制工序简图。1.4 钻床夹具的设计钻床夹具的用途是来完成工序III，通过一次装夹，完成钻孔工步的加工，然后铰到要求的尺寸。设计方法：设计钻孔

17、的夹具，由于孔的设计基准是下面，所以定位时在下面用定位块，这样符合基准重合，不存在定位误差。重要尺寸的定位：夹具的设计中主要靠定位销来定位的。确定钻孔的位置：在确定钻孔的位置是用到了钻套、衬套、钻模板。具体位置靠定位销定位，然后再用螺钉连接固定。自由度的限制：钻孔时需要限制五个自由度，右侧用挡块限制两个自由度，加上定位销这样五个自由端就都限制了，只有旋转没有限制。加紧机构：有了快速加紧的方法，因为是大量生产，所以必须要快速加紧。有了一个立柱，调节高度的。有个两头都有螺纹的双头螺栓。一头连接在在底板上，一头有螺母，当螺母往下运动时，压板就加紧工件。工作原理就是杠杆的原理。夹具设计主要参考了金属切

18、削机床夹具设计手册6中的设计示例P409-418。夹具中的V型块、定位销、压板、压紧螺柱、压紧螺母、螺钉等均按照标准件表选取的。夹具应用在摇臂钻床上，与机床的连接部分按机床主轴的联系尺寸设计。夹具的具体结构见 。夹具的具体结构见夹具工程图。夹具的二维设计如下：1.7 参考资料参考资料1、 邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京：机械工业出版社,2004 2、 陈宏钧.实用机械加工工艺手册M2版.北京：机械工业出版社,20033、 马贤智.实用机械加工手册M1版.沈阳:辽宁科学技术出版社,20024、 张耀宸.机械加工工艺设计实用手册M1版.北京:航空工业出版社,19935、 秦宝荣.机械制造工艺学与机床夹具设计M. 北京:中国建材工业出版社，1998 6、 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书M. 北京:机械工业出版社，1994