工艺课程设计说明书

机 械 制 造 工 艺 学

课程设计说明书

设计题目 机座零件的工艺规程及铣有端面的夹具设计

目 录

1 零件分析 ................................................................... 错误！未定义书签。

1.1 零件的作用 .................................................... 错误！未定义书签。 1.2 零件的工艺分析 ............................................ 错误！未定义书签。 2 工艺规程设计 ............................................................................................. 2

2.1确定毛坯的制造形式 ....................................................................... 2 2.2基面的选择传 ................................................................................... 3 2.3制定工艺路线. .................................................................................. 4 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .............................. 4 3 夹具设计 ..................................................................................................... 8

3.1问题的提出. ...................................................................................... 8

3.2夹具设计 ........................................................................................... 8 3.3切削力及紧力计算 ........................................................................... 8 3.4定位误差分析 ................................................................................... 9 3.5夹具设计及其操作简要说明 ........................................................... 9 参考文献................................................................................................. 10

序 言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

底座的加工工艺规程及其铣右端面的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基

础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

一、 零件的分析

1. 零件的工艺分析

底座有2组加工面他们有位置度要求。 这2组加工面的分别为

1：以左右端面为基准的加工面，这组加工面包括，前后和上下端面和46的孔。 2：以Φ46孔为基准的加工面，这组加工面包括各个孔和铣4mm的槽。

二. 工艺规程设计

2.1 型机铸造。

2.2

基面的选择的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。

粗基准的选择：对底座这样的箱体零件来说，选择好粗基准是至关重要。对与箱体类零件我们通常以不加工的底面作为粗基准。

精基准的选择：精基准 的选择要考虑基准重合的原则，设计基准要和工艺基准重合。因此我们采用孔做为精基准。 2.3

制定工艺路线

制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：

方案一

工序1：铣下端面。 工序2：铣上端面

工序3：钻下端面4-Φ11孔 工序4：钻上端面4-Φ11孔

工序5：铣右端面工序6：钻Φ20孔 工序7：铣后端面 工序8：钻Φ14孔 工序9：钻2-Φ5.5孔 工序10: 质检 工序11:入库 方案二

工序1：铣下端面。 工序2：铣上端面 工序3：铣右端面

工序4：钻上端面4-Φ11孔 工序5：钻下端面4-Φ11孔 工序7：钻Φ20孔

确定毛坯的制造形式

零件的材料为HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂

工序8：铣后端面 工序9：钻Φ14孔 工序10：钻2-Φ5.5孔 工序11: 质检 工序12:入库

工艺方案一和方案二的区别在于方案一在铣完面立即钻下底面的4-Φ11孔，这样为后序的加工提供了基准，保证了加工精度，提高了生产效率，综合考虑我们选择方案一。

具体的工艺路线如下： 工序1：铣下端面。 工序2：铣上端面

工序3：钻下端面4-Φ11孔 工序4：钻上端面4-Φ11孔 工序5：铣右端面 工序6：钻Φ20孔 工序7：铣后端面 工序8：钻Φ14孔 工序9：钻2-Φ5.5孔 工序10: 质检 工序11:入库

2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 梳刀麻花架零件材料为HT200

生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。 1、底座的上下平面和端面

因底座的上下面和端面精度要求不高，其加工余量为2.5mm。

3、底座的各个不加工的孔为，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7—IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为单边余量为2.5。

1、孔端面

采用2次走刀完表面加工，表面粗糙度要求不高，根据参考文献，其余量为Z=2.5mm。

2.5 确定切削用量及基本工时 工序一：铣下底面

工序Ⅰ切削用量及基本工时的确定：铣下底面，选用机床：X51立式铣床 ⑴铣下底面：

选择铣刀半径为25mm，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27） fZ 0.15mm/Z

d0 25，T 180min（《切削》表3.7和《切削》表3.8） Vc 20m/min（《切削》表3.9）

1000Vc

254.7

πx25

按机床选取n机 278r/min

n

实际切削速度： Vc机

πn机dn

1000

工作台每分钟进给量： VfZn机

πx278x25

21.823

1000 250.2

铣床工作台进给量： Vf横向 250mm/min

5 108

基本工时： t 0.75

150

工序二、确定切削用量及基本工时：

工序二切削用量及基本工时的确定：铣上面，选用机床：X51立式铣床 ⑴铣上端面：

选择铣刀半径为25mm，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27） fZ 0.15mm/Z

d0 25，T 180min（《切削》表3.7和《切削》表3.8） Vc 20m/min（《切削》表3.9）

1000Vc

254.7

πx25

按机床选取n机 278r/min

n

实际切削速度： Vc机

πn机dn

1000

工作台每分钟进给量： VfZn机

πx278x25

21.823

1000 250.2

铣床工作台进给量： Vf横向 250mm/min

5 240

基本工时： t 1.6333

150

工序三和工序工序四钻4-Φ11孔

切削用量及基本工时的确定：钻 11mmmm孔，Z525立式钻床

⑴钻孔Φ11mm：

选择Φ11mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6） f机 0.43mm/r（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16） Vc查 15m/min（《切削》表2.15）硬度200－217

1000Vc1000x15 n 530.7r/min

πDπx11

按机床选取n机 580r/min（《工艺》表4.2－5）

πx11x580

16.39m/min

10001000l l1 l212 8 3

) 2 () 0.1844（ 基本工时：t 2 (《工艺》表6.2－5）

n机f机580x0.43

实际切削速度： Vc

πDn机

工序五：铣右端面：

工序切削用量及基本工时的确定：铣Φ45端面，选用机床：XD1300B，端面铣床 ⑴铣Φ40右端面：

选择铣刀半径为40mm，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27） fZ 0.15mm/Z

d0 40，T 180min（《切削》表3.7和《切削》表3.8） Vc 20m/min（《切削》表3.9）

1000Vc

n 254.7

πx40

按机床选取n机 278r/min 实际切削速度： Vc机

πn机dn

1000

工作台每分钟进给量： VfZn机

πx278x40

21.823

1000 250.2

铣床工作台进给量： Vf横向 250mm/min

5 20

基本工时： t 0.166

150

工序六：钻Φ20孔的切削用量及基本工时

切削用量及基本工时的确定：钻 20mmmm孔，选用机床：Z525立式钻床

⑴钻孔Φ20mm：

选择Φ20mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6） f机 0.43mm/r（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16） Vc查 15m/min（《切削》表2.15）硬度200－217

1000Vc1000x15 n 199r/min

πDπx20

按机床选取n机 278r/min（《工艺》表4.2－5）

πx20x278

20.95m/min

10001000

l l1 l240 8 3

0.4517（ 基本工时：t 《工艺》表6.2－5）

n机f机278x0.43

实际切削速度： Vc

πDn机

工序七:铣后端面

工序切削用量及基本工时的确定：铣Φ45端面，选用机床：XD1300B，端面铣床 选择铣刀半径为20mm，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27） fZ 0.15mm/Z

d0 40，T 180min（《切削》表3.7和《切削》表3.8） Vc 20m/min（《切削》表3.9）

1000Vc

254.7

πx40

按机床选取n机 278r/min

n

实际切削速度： Vc机

πn机dn

1000

工作台每分钟进给量： VfZn机

πx278x40

21.823

1000 250.2

铣床工作台进给量： Vf横向 250mm/min

5 42

基本工时： t 0.313

150

工序八：钻Φ14孔 工序八 钻 14mm孔

切削用量及基本工时的确定：钻 14mmmm孔，选用机床：Z525立式钻床

⑴钻孔Φ14mm孔：

选择Φ14mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6） f机 0.43mm/r（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16） Vc查 15m/min（《切削》表2.15）硬度200－217

1000Vc1000x15 n 367.4r/min

πDπx14

按机床选取n机 375r/min（《工艺》表4.2－5）

πx14x375

15.3m/min

10001000

l l1 l230 8 3

0.3038（ 基本工时：t 《工艺》表6.2－5）

n机f机375x0.43

实际切削速度： Vc

πDn机

工序九：钻2-Φ5.5 的切削用量及基本工时的确定

钻 5.5mm锥销孔孔，选用机床：Z525立式钻床

⑴钻Φ5.5的孔： 选择高速钢麻花钻 f机 0.10mm/r Vc查 20m/min n查 1326r/min

按机床选取n机 1360r/min Vc机 20.5m/min 基本工时：t

8 3 2

0.096(min)

1360 0.1

三、 夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用的夹具。

有老师分配的任务，我被要求设计第五道工序---铣Φ40端面夹具

3.1、问题提出

本夹具主要用来铣Φ40端面夹具。在铣端面后，以保证其精度要求，为了使其误差减小，在工序工序二、工序三中的加工也得有精度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高生产率、降低劳动强度、提高加工质量。

3.2 定位基准的选择；

有零件图可知， 我们采用以加工的下底面和2-Φ11孔定位，即一面2销定位。

3.3切削力及夹紧力计算

粗铣时受力最大， 选用高速端面铣刀 刀具：高速钢端面铣刀，φ40mm。 铣时的轴向力

Z

F 9.81CFd0FfyFkF

查文献[２]表15-31，CF 42.7,ZF 1.0,yF 0.8,kF 1.0

F 9.81 42.7 41.0 0.30.8 1.0 640N

由于工件所受加紧力与切削力方向相互垂直，为防止工件在切削力作用下沿φ90mm段较小平面侧边倾斜，使工件离开基面所需的夹紧力

9.81KL

Q ，

f1H l

摩擦系数f1查[4]表3-19，f1=0.25。 安全系数 K K1K2K3K4K5，

式中

K1————基本安全系数1.5； K2————加工状态系数1.2；

K3————刀具钝化系数1.5，由文献[4]表3-20查得； K4————切削特点系数1.0；

K5————考虑加紧动力稳定性系数1.3。

L=20mm, H=42mm, l=34mm 9.81 1.5 1.2 1.5 1.0 1.3 640 20Q 9904N

0.25 42 34

查文献[4]表3-26，知d=12mm的螺栓许用加紧力Q许 10094， 使支撑更加稳定，因此选用该螺栓加紧足以满足加紧要求。

3 .4定位误差分析

夹具的主要定位元件为定位销和底面，该定位销是根据零件定位方案设计的专用件，

且Φ40端面没有精度要求，因此定位误差不予考虑，主要考虑如何提高生产效率上。

4 .5夹具设计及操作说明

如前所述，在设计夹具时，为提高生产率，首先想到是怎么样方便的安装和拆卸，本道工序就是采用了开口压板压紧的方式。由于本夹具是对工件进行铣Φ40端面，且我们采用的是端面铣床因此在水平直方向受到很大的冲击力，故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求。并设法减少夹具的的占地面积，使之很方便的操作和快速的切换工件。

夹具体上用2-Φ11孔和底面定，定位钉定位，用开口压板压紧，限制空间6个自由度，即满足定位要求又能增加定位稳定性。夹紧装置使用开口压板，操作方便。夹具体也是由定位夹紧需要设计而成，工件的拆装也比较方便，总体上这套夹具方案能够满足生产要求。

参 考 文 献

1. 艾兴、肖诗纲主编，切削用量简明手册,机械工业出版社出版，1994年. 2. 李益民主编，机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社出版，1994年.

3. 哈尔滨工业大学、上海工业大学主编，机床夹具设计，上海科学技术出版社出版，1983年.

4. 东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编，机床夹具设计手册，上海科学技术出版社出版，1990年.

5.金属机械加工工艺人员手册，上海科学技术出版社，1981年10月.

6. 郭宗连、秦宝荣主编，机械制造工艺学，中国建材工业出版社出版，1997年.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5oh4.html