机械课程 设计KCSJ-08 阀体工艺及车床夹具设计说明书

机械制造 课程设计(论文) 目:角板的机械加工规程及典型夹具 所在学院   专 业   班 级   姓 名   学 号   指导老师       年  月  日 目  录 目  录    2 1.序  言    1 2 计算生产纲领、确定生产类型    1 3 审查零件图样的工艺性    1 4 选择毛坯    3 5 工艺过程的设计    3 5.1 定位基准的选择    3 5.2 零件表面加工方法的选择    4 5.3 制订工艺路线    4 6 确定机械加工余量及毛坯尺寸    5 7 工序设计    6 7.1 选择机床    6 7.2 夹具选择    6 7.3 选择刀具    6 7.4 确定工序尺寸    6 8 确定切削用量及基本工时    7 9 专用夹具设计    13 9.1定位基准的选择    14 9.2 定位和元件设计    14 9.3 夹紧机构的设计    14 9.4 定位误差的计算    14 9.5夹具设计说明    14 参考文献    15 角板的机械加工工艺规程及典型夹具 1.序  言 角板的加工工艺规程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，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。 2 计算生产纲领、确定生产类型 课程设计的产品为一个角板零件。该产品的年产量为5000台，其设备品率为10%，机械加工废品率为1%，现制订该角板零件的机械加工工艺规程。 件/年 角板零件的年产量为5550件，可确定其生产类型为中批生产。 3 审查零件图样的工艺性 角板零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。基准孔 要求 较高，可以通过粗镗、半精镗、精镗进行加工；本零件各表面要求的加工精度低，加工并不困难；角板上的4个沟槽加工精度不高，可以直接用立铣刀铣出；角板凸台的螺纹孔，需经过钻底孔，再攻丝。角板加工表面和 有一定的位置要求，主要是上表面与 轴线的平行度为0.06。 经过以上的分析，我们可以先选定粗基准，加工精基准所在的加工表面，然后借助夹具对其他表面进行加工，从而保证相应的位置精度。 角板(铸件)图 角板加工图 4 选择毛坯 角板有HT250铸造，轮廓尺寸不大，形状也不复杂，又属成批生产，故毛坯可以采用铸造成型。零件的形状不复杂，因而毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，用砂型铸造，上下分模铸造出来。毛坯的尺寸通过确定加工余量后决定。 5 工艺过程的设计 5.1 定位基准的选择 本零件是带孔的角板，孔是设计基准，为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。由于角板除去下底面不需要加工，其他均需要加工，选定角板外圆 端面为粗基准，加工孔 ，此后选用孔 为精基准，加工其余的表面以及铣槽。 5.2 零件表面加工方法的选择 本零件的的加工面有内孔、上表面、槽及螺纹孔等，材料为HT250。参阅手册，其加工方法选择如下： （1） 的内孔，表面的粗糙度为 ，公差等级为IT7，需要粗镗、半精镗、精镗。 （2）角板端面的粗糙度为 ，只需要粗铣即可达到要求。 （3）角板上表面的粗糙度为 ，公差等级为IT10，需要经过粗铣、半精铣才能达到要求。 （4）角板上的槽的内表面的粗糙度为 ，公差等级为IT10，需要经过粗铣、半精铣才能达到要求。 （5）凸台 粗糙度为 ，只需要粗铣即可达到要求。 （6）螺纹孔 需要经过钻孔、攻丝。 5.3 制订工艺路线 铣削加工在排列加工工序时，一般遵循基准先行、先主后次、先粗后细、先面后孔的原则，因而角板的加工工艺路线先加工角板端面，再加工孔 ，最后加工角板的上表面。按照上述的原则以及工序集中的特点，角板的加工可按下述工艺路线进行： 010：以 处外圆及上端面定位，粗铣外圆的另外一个端面，粗镗孔 。 020：以 外圆及粗铣后的端面定位，粗铣另外一个端面，半精镗孔 。 030：以 外圆及端面定位，精镗孔 。 040：以 的孔及端面定位，粗铣角板的一个表面。 050：以 的孔及端面定位，粗铣角板的另一表面以及凸台。 060：以 的孔及端面定位，半精铣角板的一表面。 070：以 的孔及端面定位，半精铣角板的另一表面。 080：以 的孔及端面定位，粗铣角板的一表面的槽。 090：以 的孔及端面定位，粗铣角板的另一表面的槽。 100：以 的孔及端面定位，半精铣铣角板的一表面的槽。 110：以 的孔及端面定位，半精铣铣角板的另一表面的槽。 120：以外圆端面定位，钻底孔。 130：以外圆端面定位，攻丝 。 140：钳工去毛刺。 150：终检。 6 确定机械加工余量及毛坯尺寸 角板毛坯尺寸数据表 零件尺寸   单面加工余量 铸件尺寸 28 10   2.5 3 3 31 13 60   3及2.5 65.5         角板毛坯尺寸允许公差数据表 铸件尺寸   公差     1.8   31 13 65.5   1.8 1.6 2.2           7 工序设计 7.1 选择机床 （1）工序010、020、040、050、080、090是粗铣，060、070、100、110是半精铣。各工序额工步数不多，成批生不要求很高的生产率，选用卧式铣床就能满足要求。本零件的外形轮廓不大，精度要求不是很高，选用X61W即可满足要求。 （2）工序030是精镗，表面粗造的 ，加工精度要求高，选用T740K即可满足要求。 （3）工序120是钻孔后攻丝，可选用Z525型立式钻床。 7.2 夹具选择 本零件角板出铣角板表面及铣槽需要专用的夹具外，其他的用通用夹具即可。镗孔和铣端面选用三爪自定心卡盘，钻孔和攻丝选用短销固定即可。 7.3 选择刀具 （1）铣削角板表面、端面和凸台时，选用高速钢镶齿圆柱铣刀，直径 。 （2）铣削槽时，选用直柄键槽铣刀，直径 。 （3）钻孔 时，选用直柄麻花钻，直径 。 7.4 确定工序尺寸 （1） 的工序尺寸及公差 用查表确定各道工序的加工余量及毛坯余量总余量如下：精镗加工余量0.5mm；半精镗加工余量1.0mm；粗镗加工余量3.5mm，则毛坯的总余量为5mm。 各工序的尺寸的基本尺寸如下：半精镗尺寸 ；粗镗尺寸 ；毛坯的尺寸 。 工序尺寸的公差及其偏差：精镗前的半精镗取IT11级，得 ；粗镗取IT12级，得 ；毛坯公差取 。 工序尺寸偏差按“入体原则”标注：精镗 ；半精镗 ； 粗镗 ；毛坯 。 （2）确定各加工表面的工序加工余量 工序 加工表面 总加工余量 工序加工余量 010 020 040 050 060 070 080 090 100 下端面 上端面 角板表面 角板表面 角板表面 角板表面 槽 槽 槽 5.5 5.5 3 3 3 3 10 10 10 2.5 3 2 2 1 1 10 10 10 110 槽 10 10         8 确定切削用量及基本工时 工序一：铸造 工序二：时效处理 工序三：铣宽60mm2端面，60mm2端面粗糙度要求为12.5.一次粗铣加工即可满足要求，我们选用X51立式铣床，高速钢端铣刀加工 工步一：铣60mm上端面， 1. 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8, ， ， ， 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出  ，则 按机床选取 ＝750 当 ＝750r/min时 按机床标准选取 3） 计算工时 切削工时： ， ， ，则机动工时为 . 工步二铣60mm下端面的切削用量及基本工时的计算如上在此不再累述： 工序四：钻，扩，绞Φ40孔 工步一钻孔至φ39 确定进给量 ：根据参考文献Ⅳ表2-7，当钢的 ， 时， 。由于本零件在加工Φ31孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则 根据Z525机床说明书，现取 切削速度：根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度 所以 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度为 切削工时： ， ， ，则机动工时为 工步二：扩孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 根据机床说明书，选取 则主轴转速为 ，并按车床说明书取 ，实际切削速度为 切削工时： ， ， ，则机动工时为 工步3：铰 孔 根据参考文献Ⅳ表2-25， ， ，得 查参考文献Ⅴ表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取 ， ，实际切削速度 。 切削工时： ， ， ，则机动工时为 工序五：铣2个74x60mm端面，60mm2端面粗糙度要求为6.3一次粗铣加工即可满足要求，我们选用X51立式铣床，高速钢端铣刀加工 工步一：铣74x60上端面， 1. 选择刀具 刀具选取高速钢端铣刀，刀片采用YG8, ， ， ， 。 2. 决定铣削用量 4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成 5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出  ，则 按机床标准选取 ＝750 当 ＝750r/min时 按机床标准选取 6） 计算工时 切削工时： ， ， ，则机动工时为 . 工步二：铣74x60右端面的切削用量及基本工时的计算如上，在此不再累述 工序六：铣长为12的R4的半圆槽 选择刀具 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8, ， ， ， 。 2. 决定铣削用量 7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 8） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出  ，则 按机床标准选取 ＝1450 当 ＝1450r/min时 按机床标准选取 9） 计算工时 切削工时： ，，则机动工时为 铣削其余机床的切削用量及基本工时的计算，如上在此不再累述。 工序VII:Φ15端面. 选择刀具 刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀，刀片采用YG8, ， ， ， 。 2. 决定铣削用量 10） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 11） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。 根据表查出  ，则 按机床标准选取 ＝1450 当 ＝1450r/min时 按机床标准选取 12） 计算工时 切削工时： ， ， ，则机动工时为 工序VIII：钻M8螺纹孔的切削用量及基本工时的确定： 选用Z525立式钻床，选用d=Φ6.8的麻花钻，M8的机用丝锥 选用 高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按机床选取 基本工时： min ⑵攻螺纹M8mm： 选择M8mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距 ，即 按机床选取 基本工时： 9 专用夹具设计 由于大批量加工,为了提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计铣床专用夹具。由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。 本夹具是铣角板夹具上表面60X74夹具设计 9.1定位基准的选择 在加工中用作确定工件在夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。据《夹具手册》知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。根据本道工序，选侧面为定位基准。 9.2 定位方案和元件设计 根据工序图及对零件的结构的分析，本道工序需限制4个自由度，为了增加定位的可靠行，实际限制了其6个自由度。本夹具采用6点定位原则，用两个固定的支撑板作为一大平面，限制了工件的两个旋转自由度和一个移动自由度；用一个侧向支撑板作为一小平面，限制了工件的一个旋转自由度和一个移动自由度；用一个支撑钉作为止推点，本夹具的止推点采用了自位支撑的方式。 9.3 夹紧机构的设计 本夹具采用压板夹紧机构进行夹紧，同时保证了夹紧可靠和动作迅速的要求。 9.4 定位误差的计算 本夹具的定位表面为工序所要求的基准面，所以基准不重合误差ΔJB=0；由于G面是非加工表面，根据其制造方式，其表面粗糙度为Ra25，基准位移误差ΔJw=0.025。 总定位误差Δdw=ΔJB+ΔJw=0.025＜=0.1（尺寸自由公差），因此该夹具满足精度要求。 9.5夹具设计说明 在本章是对夹具结构的设计和分析其精确度的阶段。重点在于选择基准面将零件如何定位、夹紧在夹具体上，再由中心孔的一面定位，就使零件在夹具体上完全定位了。选用压紧件时，分别用了移动和转动压板。最后设计出夹具体，参考有关资料计算夹具的定位误差。 含有该套全部CAD图纸，联系见图片号码 参考文献 [1] 李 洪．机械加工工艺手册[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陈宏钧．实用金属切削手册[M] ．机械工业出版社，2005．1． [3] 上海市金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海科学技术出版社，2002． [4] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．机械工业出版社，2000． [5] 徐鸿本．机床夹具设计手册[M] ．辽宁科学技术出版社，2003．10． [6] 都克勤．机床夹具结构图册[M] ．贵州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．机床夹具[M] ．中国劳动社会保障出版社，2001．5． [8] 冯 道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．机械制造工艺学[M]．机械工业出版社，2000． [10] 马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12． [11] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社，1987． [12] 王光斗．机床夹具设计手册[M]．上海科学技术出版社，2002．8 致谢词 非常感谢XXX老师对我机械制造技术基础课程设计的指导，他给了我耐心的指导和无私的帮助。在此我向她们表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给自己的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！ 通过这一阶段的努力，我的课程设计终于完成了，经过这一段时间，我在学习上和思想上都受益非浅，这除了自身的努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。 从接触这次课程设计论文的题目到完成，我对自己大学几年的知识进行了重新的学习与巩固，使自己的专业知识更加牢固可靠，从而也更加明确了自己的努力方向，找到了自身的不足，在以后的学习和工作中，我会更加努力。