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文本内容:
机械制造工艺学课程设计说明书连接件A机械加工工艺规程及夹具设计学生XXX学号xxx班级机制xxx指导教师xxx目录序言………………………………………………………………………………3一零件加工工艺设计…………………………………………………………
1.1零件的结构特点
31.2主要技术要求……………………………………………………………
31.3加工表面及其要求………………………………………
31.4零件材料…………………………………………………………………42毛坯选择
42.1确定毛坯的类型及其制造方法
42.2确定毛坯的形状、尺寸及公差
42.3确定毛坯的技术要求绘毛坯图43基准选择…………………………………………………………………44拟定机械加工工艺路线55确定机械加工余量、工序尺寸及公差66选择机床设备及工艺装备87确定切削用量及基本工时……………………………………………………9二夹具设计………………………………………………………1问题提出……………………………………………102夹具设计123定位方案及定位元件的选择、设计124定位误差计算…………………………………………………………………135导向方案…………………………………………………………………146夹紧装置的设计147绘制夹具草图158加工工艺规程卡169机械加工工序卡18序言《机械制造工艺学课程设计》是机械制造工艺学课程的综合工艺设计实践环节之一学生通过本设计实践进一步加深对机械制造工艺学课程内容的掌握和理解,强化制造工艺设计能力它一方面要求学生在设计中能初步学会综合运用过去所学过的全部课程知识,另外也为以后搞好毕业设计做一次综合训练本课程的教学目的是通过该实践环节,加深《机械制造工艺学》课程中涉及的基本概念;学会对中等复杂零件的工艺安排和工艺尺寸链的计算;学会工装夹具的设计方法和掌握其设计步骤课程设计应在教师指导下由学生独立完成,因此,要求学生独立思考、深入钻研、创造性地进行工艺设计,正确处理工艺设计中遇到的各种矛盾,学会正确的工艺设计方法和工艺设计思想,既要善于学习和继承前人的经验,又要敢于运用所学知识及新技术进行创新设计设计中要用到大量的标准、规范,每个学生都应亲自查阅,并能正确熟练运用设计过程是逐步深入、不断修改的过程,是计算、制图交叉进行的过程,修改、返工是难免的因此,必须要求学生养成独立思考、严肃认真、有错必改、精益求精的作风通过课程设计,学生应在下述各方面得到锻炼1.通过分析和解决工程实际问题,巩固和加深机械制造工艺学等先修课程的理论和知识,了解工艺设计的一般过程和方法2.学会课题的方案分析,对中等复杂零件的工艺安排和工艺尺寸链的计算;学会工装夹具的设计方法和掌握其设计步骤进行结构设计、绘制工程图等基本工程训练,强化学生的工艺设计能力3.树立科学的工艺设计思想,掌握运用标准、规范、手册、图册等工具书的能力,为今后从事工艺设计工作打下良好的基础1保证加工精度,工件通过机床夹具进行安装,其一是通过夹具上的定位元件获得正确的位置,称作定位二是通过夹紧机构使工件在既定位置上加工过程中保持不变,称为夹紧从而准确确定工件与机床,刀具的相对位置,保证工件的精度2提高生产效率,使用夹具来安装工件,可以免去工件逐个划线,找正对刀等辅助时间3保证生产安全,降低对工人的技术要求和减轻对工人的劳动强度设计任务
1.设计课题连接件A机械加工工艺规程设计设计铣槽
10.2专用夹具设计
2.生产纲领中批或大批量生产
3.设计要求
(1)零件毛坯图1张
(2)机械加工工艺卡片1套
(3)机械加工主要工序的工序卡片1套
(4)夹具装配图1张
(5)设计说明书1份
4.夹具应具有良好的强度刚度和结构工艺性
一、零件加工工艺设计1零件的加工工艺审查1)零件的结构特点连接件A零件图如附图1所示该零件是在中部有一个的精度较高的通孔,接近通孔的一侧是一个沉孔Ф9深5,并用螺栓与孔进行连接,M5的螺纹与该孔的另一侧是一个通槽零件的主要工作表面为与其它圆柱表面的高精度配合,因此,加工时应考虑周详零件的形状较为普通,属普通型零件,结构简单由于该零件在工作时承受一定的力,因此要有足够的强度、刚度和韧性2)主要技术要求零件图上的主要技术要求为零件表面作防锈处理(发蓝)去毛刺、锐边倒钝3)加工表面及其要求1零件基本尺寸54×24×24mm两边分别倒角R2mm和R4mm其表面粗糙度为Ra
3.2um2槽I宽度为
10.2+
0.10mm长度为19mm,精度要求不高3槽H高度4+
0.050mm长度为13mm,精度要求略微提高4Ф14孔孔径为Ф14+
0.033-
0.006mm,精度较高,表面粗糙度要求为Ra
1.6um5沉孔Ф
5.5沉孔Ф9深5,保证其相应的尺寸要求6螺纹保证其尺寸M5,与其他相应的零件进行配合7槽G小通槽连接圆孔和沉孔,保证尺寸2mm.4)零件材料零件材料为40Cr,是含碳量为
0.37到
0.44的中碳钢,其强度与球铁相似,但其冲击韧性和疲劳极限却比球铁高的多,其铸造工艺性介于低碳钢和高碳钢之间,可进行热处理,以获得所需要的机械性能2毛坯选择1)确定毛坯的类型及其制造方法由于零件形状规则,以方形和圆形为主,并不复杂且产量为中,属大批量生产,因此选用型材毛坯2)确定毛坯的形状、尺寸及公差毛坯的形状尺寸如图2所示毛坯高度略微大于零件,根据零件的尺寸选择零件的加工余量为
2.5mm因此,毛坯选25×25×54mm3)确定毛坯的技术要求1型材无明显的锻造缺陷;2未注表面粗糙度为Ra
3.2um;4)绘毛坯图根据图1所示的零件结构形状,在各加工表面加上加工余量,绘制毛坯图如附图2所示3基准选择由于图1所示的连接件零件图上大多数尺寸以槽及其端面为设计基准,因此必须首先将槽及端面加工好,为后续工序准备基准根据粗、细基准选择原则,确定各加工表面的基准如下4拟定机械加工工艺路线1各端面以各对面端面为基准2钻-扩-铰孔Ф14以端面F为基准3螺纹以通孔Φ
5.5和沉孔Φ9深5重合轴线为基准4槽G端面B基准5槽H端面A基准6槽I端面A基准7孔Ф
4.2Ф
5.5Ф9以端面F为基准1确定各加工表面的加工方法及加工路线该零件的加工表面为各端面,Ф14通孔,4+
0.050mm,
10.2+
0.10mm和2mm的槽,Φ
5.5沉孔Φ9深5根据各表面的精度要求和表面粗糙度要求,零件表面加工及倒角用铣削加工,孔的加工路线为钻—扩—铰,三个不同尺寸通槽的加工方法为铣削加工,沉孔内表面加工路线为钻—扩,最后底部的螺纹用丝锥攻出2拟定加工工艺路线加工工艺路线步骤内容1准备合适的毛坯2铣端面C、D,保证尺寸20;铣端面E、F,保证尺寸20;铣端面A、B,保证尺寸493钻Φ14的孔至Φ
13.8;扩孔钻Φ14至Φ
13.85;铰孔Φ14至尺寸要求;铰孔Φ14至尺寸要求钻Φ5的孔至Φ
4.2;扩孔钻Φ
5.5的孔至图纸要求;扩孔Φ9的孔至图纸要求;攻螺纹M54铣键槽G至Φ145铣键槽H深13mm6铣键槽I深19mm7锐边倒钝9清洗,去毛刺10检验,入库工艺路线方案是按工序集中原则组织工序,孔及端面用普通钻床和通用铣床加工,优点是工艺路线短,孔及沉孔Φ9mm深度5mm的加工在一台机床上完成,减少工件装夹次数,易于保证加工面相互位置精度每次装夹与加工时间短且每道工序加工的时间很接近,避免了流水线时间受阻的影响由于本零件形状普通,加工面分散,而且生产纲领以确定为大批量生产,可以采用万能性机床配以专用夹具,提高生产效率5确定机械加工余量、工序尺寸及公差根据上述原始资料及加工工艺,查《机械制造工艺设计简明手册》(以下简称《工艺手册》),分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下工序号工序内容单边余量工序尺寸表面粗糙度Ra
101.铣端面C2mm22mm
12.5um
2.铣端面D2mm20mm
12.5um
3.铣端面E2mm22mm
12.5um
4.铣端面F2mm20mm
12.5um
5.铣端面A3mm52mm
12.5um
6.铣端面B3mm49mm
12.5um
201.钻Ф14+
0.033-
0.006mm孔
6.5mmФ13mm
12.5um
2.铰Ф14+
0.033-
0.006mm孔
0.5mmФ14+
0.033-
0.006mm
3.2um
3.钻Φ5mm的孔
2.1mmФ
4.2mm
12.5um
4.扩孔钻Φ
5.5mm
0.65mmФ
5.5mm
12.5um
5.扩孔钻Φ9mm
1.75mmФ9mm
12.5um
6.攻螺纹M5mm30铣键槽G1mmФ2mm
12.5um40铣键槽H2mmФ4mm
12.5um50铣键槽I
5.1mm
10.2+
0.210mm
12.5um
601.锐边倒钝2mm2mm*45º
12.5um
2.锐边倒钝4mm4mm*45º
12.5um6选择机床设备及工艺装备根据一般厂现有的生产条件,为了满足生产需要,现选用各工序所需的加工设备工序10X5032立式升降铣床,YT15圆柱铣刀,专用夹具,0-125/
0.10mm游标卡尺工序20Z515钻床Ф
13.8,Ф
4.2,Ф
13.8G8YT15锥柄机用铰刀及Ф
5.5Ф9扩孔刀,M5丝锥,0-125/
0.10mm游标卡尺,Ф
13.8G8孔用塞规工序30X5032立式升降铣床,YT15三面刃铣刀,专用夹具,0-125/
0.10mm游标卡尺工序40X5032立式升降铣床,YT15三面刃铣刀,专用夹具,0-125/
0.10mm游标卡尺工序50X62W卧式铣床,YT15三面刃铣刀,专用夹具,0-125/
0.10mm游标卡尺工序60钳工台7确定切削用量及基本工时1)工序10
①铣端面C加工条件X5032立式升降台铣床,YT15硬质合金面铣刀,专用夹具A加工余量2B每齿进给量fz=
0.1CT=180minDCv=186qv=
0.2xv=
0.1yv=
0.4uv=
0.2Pv=0m=
0.2kv=
1.0切削速度v=
198.6m/minn=
790.2r/min所以查表得主轴转速=750r/min,v=
188.5m/minF加工时间取l=55mm,l1=4mml2=4mm,故t=
0.66min
②铣端面D加工条件X5032立式升降台铣床,YT15硬质合金面铣刀,专用夹具A加工余量2B每齿进给量fz=
0.1CT=180minDCv=186qv=
0.2xv=
0.1yv=
0.4uv=
0.2Pv=0m=
0.2kv=
1.0切削速度v=
198.6m/minn=
790.2r/min所以查表得主轴转速=750r/min,v=
188.5m/minF加工时间取l=55mm,l1=4mml2=4mm,故t=
0.66min
③铣端面E加工条件X5032立式升降台铣床,YT15硬质合金面铣刀,专用夹具A加工余量2B每齿进给量fz=
0.1CT=180minDCv=186qv=
0.2xv=
0.1yv=
0.4uv=
0.2Pv=0m=
0.2kv=
1.0切削速度v=
198.6m/minn=
790.2r/min所以查表得主轴转速=750r/min,v=
188.5m/minF加工时间取l=55mm,l1=4mml2=4mm,故t=
0.66min
④铣端面F加工条件X5032立式升降台铣床,YT15硬质合金面铣刀,专用夹具A加工余量2B每齿进给量fz=
0.1CT=180minDCv=186qv=
0.2xv=
0.1yv=
0.4uv=
0.2Pv=0m=
0.2kv=
1.0切削速度v=
198.6m/minn=
790.2r/min所以查表得主轴转速=750r/min,v=
188.5m/minF加工时间取l=55mm,l1=4mml2=4mm,故t=
0.66min
⑤铣端面A加工条件X5032立式升降台铣床,YT15硬质合金面铣刀,专用夹具A加工余量2B每齿进给量fz=
0.1CT=180minDCv=186qv=
0.2xv=
0.1yv=
0.4uv=
0.2Pv=0m=
0.2kv=
1.0切削速度v=
198.6m/minn=
790.2r/min所以查表得主轴转速=750r/min,v=
188.5m/minF加工时间取l=20mm,l1=4mml2=4mm,故t=
0.295min
⑥铣端面B加工条件X5032立式升降台铣床,YT15硬质合金面铣刀,专用夹具A加工余量2B每齿进给量fz=
0.1CT=180minDCv=186qv=
0.2xv=
0.1yv=
0.4uv=
0.2Pv=0m=
0.2kv=
1.0切削速度v=
198.6m/minn=
790.2r/min所以查表得主轴转速=750r/min,v=
188.5m/minF加工时间取l=20mm,l1=4mml2=4mm,故t=
0.295min2)工序20
①钻Φ14的孔至Φ13Af=
0.22mm/r,钻头最大磨损量为
0.8,耐用度T=45minB查表得cv=
6.6zv=
0.4xv=0yv=
0.5m=
0.2kv=1kM=1ks=
0.95故V=
14.2n=
323.3r/min,查表得n=272r/minv=
11.1m/minC加工时间取l=20mm,l1=6mm,l2=4mm,故t=
0.501min
②铰孔Φ14Af=
0.22mm/rB查表得n=545r/min,v=
24.0m/minC加工时间取l=20,l1=4mm,l2=45mm,故t=
0.352min
③钻Φ5A最大磨损量为
0.8mm,耐用度T=15minBf=
0.16mm/r,查表得v=17m/min,n=1082查手册,按实际转速取n=960,十几切削速度v=
12.7m/minC加工时间l=10~20,l1=4mm,l2=4mm,故t=
0.18
④钻Φ
5.5A查表得f=
0.48,n=680r/min,v=
11.7m/minB加工时间取l=10,l1=4,l2=4,故t=
0.05
⑤钻Φ9A查表得f=
0.48mm/r,n=680r/min,v=
11.7m/minB加工时间l=5mm,l1=3mm,l2=0mm,故t=
0.025min
⑥攻丝3)工序30铣键槽G、,倒角加工条件X5032立式升降台铣床,YT15高速钢立铣刀,专用夹具A每齿进给量fz=
0.01mm/zBT=60minCCv=
21.5qv=
0.45xv=
0.1yv=
0.5uv=
0.5Pv=0m=
0.33kv=
1.0pv=
0.1所以v=
76.1m/minn=303r/min,查表得n=300r/min,v=
75.4m/minf=12mm/minD加工时间l=20mm,l1=42mm,l2=2mm,故t=4min4)工序40铣键槽H加工条件X5032立式升降台铣床,YT15高速钢立铣刀,专用夹具A每齿进给量fz=
0.01mm/zBT=60minCCv=
21.5qv=
0.45xv=
0.1yv=
0.5uv=
0.5Pv=0m=
0.33kv=
1.0pv=
0.1所以v=
76.1m/minn=303r/min,查表得n=300r/min,v=
75.4m/minf=12mm/minD加工时间l=20mm,l1=42mm,l2=2mm,故t=4min5)工序50铣键槽I加工条件X5032立式升降台铣床,YT15硬质合金三面刃铣刀,刀具直径125mm,宽10mm,专用夹具A每齿进给量fz=
0.1mm/zBT=150minCcv=200qv=
0.65xv=
0.18yv=
0.28uv=
0.32Pv=
0.23m=
0.5kv=
1.0所以v=
101.5m/min,n=259r/min,查表得n=235r/min,v=
92.3m/minD加工时间l=20mm,l1=45mm,l2=4mm,fMZ=
0.1*20*60=120故t=69/120=
0.575min6)工序60倒角
二、夹具设计问题的提出为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具经过与指导老师的协商,决定设计第十五道工序——铣槽I的铣床夹具槽I为通槽,槽宽
10.2mm,长度为20mm,精度要求不高,但需保证零件中心线与被加工槽的中心线重合本工序的加工条件为工件六面以及倒角都均已加工,达设计图要求该工序加工时,主要应考虑要保证零件中心线与被加工槽的中心线重合1)定位方案及定位元件的选择、设计1定位方案的选择以两侧面为定位基准,限制了5个自由度,再以底面作为辅助支撑,限制3个自由度方案一以孔为基准,方案二以上端面为基准,相比较之下,方案2比较合适,因为图纸中对槽1的位置精度要求不高,如果选择方案2,在加工时可以减少一道工序,选择的机床种类可以减少,大大节约了加工时间,从经济上来考量选择方案2而且,从加工时工件上所受的切削力来考虑,夹紧点靠近加工面,夹紧力方向与切削力方向相反,可以抵消部分切削力,有利于提高加紧刚性2定位元件的设计根据定位方案,见装配图,工件左侧有以挡块限制,工件的一侧有一挡板限制,便于工件的放置,工件右侧有压紧螺栓控制一挡块进行卡紧,并有夹具体对工件的下端面进行辅助支撑
3.定位误差计算通槽上偏差为+
0.1,下偏差为0,此工件相应的位置误差要求不高,所以定位方案能够满足加工要求
2.导向方案及导向元件的选择和设计因为是设计铣夹具,所以导向方案及导向元件可以不用考虑
3.夹紧装置的设计a夹紧装置见装配图所示两块压板和两块螺栓夹紧板都有一定的夹紧和定位作用,能保证工件的装夹与固定,保证工件中心线与通槽的中心线重合,而且结构简单,操作方便b对刀元件的选择查《机床夹具设计手册》对刀选择选择直角对刀块(GB2242—80技术条件按GB699—88《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》材料—渗碳深度
0.8~
1.2HRC58~64热处理其他技术条件按《机床夹具零件及部件技术条件》4)夹具体设计在夹具体设计方面,我们采用了一个直角块,来进行大体上的定位,而且要设置导引装置的安装位置,对各个面的要求见零件图,(右图为夹具体的立体图)夹具体通过安装在夹具体上的定向键进而与铣床的工作台连接,从而实现对夹具的固定此夹具在有加强筋的情况下,具有足够的刚度与强度,安放稳定,工艺性好,实用安全
4、绘制夹具草图
5、绘制夹具零件图按照夹具装配图,绘制所有非标准零件的零件图螺栓双头螺柱支撑块压块夹具体
6、夹具工作原理操作简介对此夹具各个零件的装配关系见下图,下面我们来分析与说明它的工件原理短销通过夹具体上的孔、本身的螺栓、螺母与夹具体紧紧连接菱形销也是能过同样的方法与夹具体连接而得到固定,菱形销上设置一长螺纹用于压紧螺母对工件的夹紧在夹具体的底平面上安装定向键用于与铣床工件台面的连接与定位工件时,只要把压紧螺母、压块卸下,即可把工件套上去利用一面二孔进行定位,当工件套上去后,先装入压块,再用压紧螺母进行夹紧这时铣刀在导引装置的引导下对待加工工件进行加工,并且在导引装置的作用下完成铣床对工件的铣槽工序本夹具操作简单,省时省力,装卸工件时只需靠压板紧定螺栓的松紧即可轻松实现结论以上即为自己此次机械制造工艺学课程设计中关于连接件A机械加工工艺规程设计说明书在整个设计过程中,如毛坯余量的计算、工序设计、机床刀具的选择等等环节一开始自己做起来完全不知道从何入手,但通过查资料、问老师和同学等途径比圆满的完成了此次设计任务,获得了一定的工艺设计经验,更重要的是明白了自己目前最缺乏的是什么参考文献
1.《机械制造工艺手册课程设计指导书》,主编王栋,机械工业出版社
2.《机械制造工艺学课程设计指导书》,主编赵家齐,机械工业出版社
3.《机械制造工艺学》,主编常同立,杨家武,等清华大学出版社
4.《机械制造工艺简明手册》,主编李益明,哈尔冰工业大学出版社
5.《典型零件机械加工手册》,主编冯冠大,机械工业出版社6.《切削用量简明手册》7.《机械精度设计》,主编孟兆新,科学出版社。