角板課程設(shè)計說明書

1、角板課程設(shè)計說明書專業(yè)課程設(shè)計說明書角板的加工工藝規(guī)程及其工藝裝備設(shè)計1目錄1 .設(shè)計目的32 .設(shè)計要求33 .零件分析44 .生產(chǎn)類型及批量的確定55 .毛坯的確定56 .工藝方案分析77 .指定工序夾具方案設(shè)計和有關(guān)計算108 .小結(jié)209 .參考文獻212二.設(shè)計目的“機械制造專業(yè)課程設(shè)計”是在本專業(yè)方向?qū)W生一學(xué)習(xí)了專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程之后進行的一次技能綜合訓(xùn)練。這次專業(yè)課程設(shè)計是整個教學(xué)計劃中的一個重要環(huán)節(jié)， 目的是培養(yǎng)和提高 學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識進行機構(gòu)設(shè)計的能力和工藝設(shè)計 的能力，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計作一次基本訓(xùn)練。三.設(shè)計要求(1)能正確應(yīng)用專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識，分析零件的工藝可行性，

2、 制定零件的工藝路線。(2)能正確應(yīng)用機械制造技術(shù)基礎(chǔ)及夾具設(shè)計原理中的基本 理論，根據(jù)被加工零件的加工要求，擬定夾具方案，設(shè)計夾具 結(jié)構(gòu)。(3)能夠按照機械制圖規(guī)范繪制夾具裝配圖和零件圖。(4)熟悉和運用有關(guān)機制工藝、夾具等手冊和資料，培養(yǎng)工程技術(shù)人員的基本工作方法。本次專業(yè)課程設(shè)計的零件是角板，該零件的工程圖如下:通過所給零件的工程圖，需要設(shè)計相應(yīng)的機械加工工藝規(guī)程，并對工藝 加工流程中所要用到的專用夾具進行設(shè)計。通過分析圖紙可知：角板共有二組加工表面，它們相互之間有一定的要求。現(xiàn)分述如下：1 .以寬為60的2個端面為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括，60mmi勺2個端面本身，還有40孔。2.

3、以中40孔為基準(zhǔn)的加工面，這組加工面包括其余的各個需要加工的面和孔及半圓槽的加工。有以上的分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表 面，然后借助于夾具加工另一組表面，并保證它們的精度。四.生產(chǎn)類型及批量的確定由于該角板零件的材料為 HT25Q在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載 荷，采用這種材料，零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，年生產(chǎn) 量較大，約為60000件，而且零件的輪廓尺寸不大，所以選用砂型鑄造, 采用機械翻砂造型，鑄造精度為 2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提 高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮都是符合要求的。五.毛坯的確定由于該角板零件的材料為 HT25Q生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。所

4、以查書機械加工工藝設(shè)計實用手冊P498的表6-68,因為角板 屬于箱體類零件、形狀復(fù)雜，所以采用砂型鑄造的方法來制造毛坯；查書機械加工工藝設(shè)計實用手冊P516的表6-90 ,因為砂型機械造型的材料為灰鑄鐵，所以選取鑄造公差等級為CT&查書機械加工工藝設(shè)計實用手冊 的P510的常用斜度值可知，砂 型鑄造零件，一般選取鑄造斜度為 3 ;查書機械加工工藝設(shè)計實用手冊 的P511可知，對于砂型鑄造類 的零件一般圓角半徑為R&查書機械加工余量與公差手冊 P78的表3-1可知，為砂型機械 造型選取鑄件的加工余量等級為 F;查書機械加工余量與公差手冊P80的表3-3 ,根據(jù)毛坯加工面的 基本

5、尺寸選取鑄件機械加工余量；查書機械加工余量與公差手冊P84的表3-6 ,根據(jù)鑄件的基本尺 寸選取鑄件尺寸公差值。通過分析該零件的使用場合和結(jié)構(gòu)可知，有以下一些加工表面和孔 需要設(shè)計鑄件機械加工余量：1 .主要平面：為60mmi勺2個端面查機械加工余量與公差手冊可知， 長度為60mm勺鑄件的加工余量為單邊2mm2 .主要平面：為2個60x74mm勺平面查機械加工余量與公差手冊 可 知，長度為74mm勺鑄件的加工余量也為單邊2mm3 .40孔：40孔因為孔徑相對比較大，且該角板零件是大批量生產(chǎn)， 因此選擇鑄造出孔，因為孔的粗糙度為 1.6,所以需要鉆，擴，較3個 工序加工才可以滿足要求，查機械加工

6、余量與公差手冊可以知道孔的單邊余量也為2mm根據(jù)以上分析，可以確定該角板零件各個需要加工的表面和孔的加 工余量并設(shè)計相應(yīng)的工序尺寸，該毛坯圖如下：技術(shù)里* i.焉若力出出當(dāng)酒YR 柱域鑄件正臉有 afb .4進萬妥除由口，苴口.飛邊， A刺取反表面北秒手二序.2 .未垂尺寸卷差一,4引/ EE ,j r'Ij S 周Z3IZ)HF250 I 工匚&-口務(wù)出毛坯4斤華人學(xué)六.工藝方案分析1.粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：(1)粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。 目的是為了保證加工面與不 加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表 面，則應(yīng)選擇其中與加

7、工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基 準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。(2)選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。(3)應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。 這樣可以保證該面有足夠 的加工余量。(4)應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證 定位準(zhǔn)確火緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)， 必要時需經(jīng)初加工。(5)粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。 多次使用難以保證表面間的位置精度。分析該零件結(jié)構(gòu)后，先選取小40mmfL為定位基準(zhǔn)，加工2個60mm 的端面，再以2個60mm勺端面為粗基準(zhǔn)加工小40mmI。2精基準(zhǔn)的選擇

8、精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)滿足以下原則：(1) “基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合引起的誤差。(2) “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位， 以保證各表面的位置精度，避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差，簡化夾具設(shè)計 與制造。(3) “自為基準(zhǔn)”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而 均勻，應(yīng)選擇該加工表面本身為精基準(zhǔn)，該表面與其他表面之間的位置 精度由先行工序保證。(4) “互為基準(zhǔn)”原則 當(dāng)兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精 度都要求較高時，可采用“互為基準(zhǔn)”方法，反復(fù)加工。(5)所選的精基準(zhǔn) 應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方 便。

9、根據(jù)以上原則，選取小40mmi為精基準(zhǔn)，加工2個74X 60mm勺平面，2個R4的半圓槽以及小16mm勺平面和螺紋孔。根據(jù)以上基準(zhǔn)選擇原則和分析研究該零件的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)提出以下2種工藝路線方案：(1)工藝路線方案一：工序一：鑄造工序二：時效處理工序三：銃60mmi勺2個端面工序四；鉆，擴，錢40的孔工序五：銃2個74x60mm勺平面工序六：銃半徑為R4的2個半圓槽工序七：銃15.99的端面工序八：鉆M8的螺紋底孔，攻絲M8工序九：去毛刺工序十：質(zhì)檢，入庫(2)工藝路線方案二：工序一：鑄造工序二：時效處理工序三：銃60mmi勺2個端面工序四；銃2個74x60mm勺平面工序五：鉆，擴，錢40的孔工序六

10、：銃半徑為R4的2個半圓槽工序七：銃15.99的端面工序八：鉆M8的螺紋底孔，攻絲M8工序九：去毛刺工序十：質(zhì)檢，入庫(3)工藝路線方案比較：機械加工工序先后順序的安排，一般應(yīng)遵循以下幾個原則：1 .先加工定位基面，再加工其他表面2 .先加工主要表面，后加工次要表面3 .先安排粗加工工序，后安排精加工工序4 .先加工平面，后加工孔通過以上原則來比較這 2個加工方案可知，方案一加工好寬 60mm 的2個端面后，就開始加工40mnm勺孔，然后以40mnm勺孔定位加工其 余的各面和孔，這樣能為后續(xù)的加工提供定位基準(zhǔn)，從而很好的保證了 精度要求。因此我選擇方案一。七指定工序夾具方案設(shè)計和有關(guān)計算本次專

11、業(yè)課程設(shè)計，我是對該角板零件加工工藝流程中的工序五即: 銃2個74x60mm勺平面的工序過程進行夾具設(shè)計。1 .選擇定位基準(zhǔn)選取40mmi勺孔為定位基準(zhǔn)，粗銃和精銃74X 60mm勺2個平面。2 .選擇機床、夾具、刀具及其他工藝裝備選用X51立式銃床，高速鋼端銃刀d=25mm鈦床專用夾具，游標(biāo)卡尺3 .機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定機械加工時，從工件表面切去一層金屬稱為加工余量。在一個 工序中從工件表面切去的一層金屬厚度稱為工序余量，它等于相鄰 兩工序的工序尺寸之差。影響加工余量的因素主要有4個：上道工序產(chǎn)生的表面粗糙度 和表面缺陷層深度；上道工序留下的空間位置誤差；上道工序的 尺寸公

12、差；本工序的裝夾誤差。(1)用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下。粗銃：1.5 mm半精銃：0.3 mm(2)計算74 x 60mm平面的各工序尺寸基本尺寸：由于該角板成品此處基本尺寸為10 mm所以 半精銃：D2= (10+0.3) mm =10.3mm粗銃：D1=(10.3+1.5) mm=11.8 mm當(dāng)初為2個60x74mm勺平面查機械加工余量與公差手冊所取的 單邊余量為2 mm,即毛坯基本尺寸為12 mm >11.8 mm,故符合設(shè)計 要求。(3)確定各工序尺寸的公差及其偏差工序尺寸的公差按各加工方法所能達到的經(jīng)濟精度確定，參閱“機 械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計”圖 2-9

13、,表3-4進行選擇。半精銃IT10級，得T2=0.12mm粗銃取IT12級，得T1=0.3mm毛坯公差取自毛坯圖，取 T0=± 0.6mm4.切削用量和時間定額的確定銃74x60mm勺平面，平面的粗糙度要求為6.3 m,需要粗銃和半精銃加 工才可滿足要求，銃74x30mm勺凹平面沒有表面粗糙度要求，所以只需要粗銃即可滿足要求。我選用X51立式銃床，高速鋼端銃刀d=25mnrt口工 工步一：粗銃74x60mml勺大平面1 .選擇刀具刀具選取高速鋼端銃刀，刀片采用 YG8,ap 1.5mm, d0 25mm , v 40m/min , z 4。2 .決定銃削用量1）決定銃削深度因為加工余

14、量為2mm大，所以可以一次加工完成取 a。 1.5mm p2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型銃床說明書，其功率為為 7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出fz 0.2mm/齒，則WOOv W00.0 509.55r/min d25按機床標(biāo)準(zhǔn)選取nw = 450 r/ mindnwv 100025 450 35.32 m/min1000當(dāng) nw = 450r/min 時fm f zznw0.2 4 450 360mm/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取fm 350mm/min3）計算工時切削工時：l 74mm, 115 mm , 12 3mm, i=3則機動工時為1 111274 5 3tm 1一2 i

15、3 0.53minnw450輔助時間：拿取工件并放在夾具上=0.6min ,手動夾緊工件=0.8min ,啟動機床=0.02min ,刀具退離并復(fù)位=0.07min總輔助時間為1.49min工步二：粗銃74x30mm勺凹槽面1 .選擇刀具刀具選取高速鋼端銃刀，刀片采用 YG8,ap 1.5mm, d0 25mm , v 40m/min , z 4。2 .決定銃削用量1）決定銃削深度取 a。 2.3mm p2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型銃床說明書，其功率為為 7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出fz 0.2mm/齒，則1000V ns1000 4025509.55r / min按機床標(biāo)

16、準(zhǔn)選取nw=450r/mindnwv 100025 450100035.32 m/min當(dāng) nw = 450r/min 時fm f zznw 0.2 4 450 360mm/min按機床標(biāo)準(zhǔn)選取fm 350mm/min3）計算工時切削工時：l 74mm,則機動工時為l ll 12tmnwli5 mm , l2 3mm,i74一53 2 0.35 min450i=2輔助時間：啟動機床=0.02min,刀具退離并復(fù)位=0.07min總輔助時間為0.09min工步三：半精銃74x60mm勺平面1 .選擇刀具刀具選取高速鋼端銃刀，刀片采用 YG8,ap 1.5mm, d0 25mm , v 60m/

17、min , z 4。2 .決定銃削用量1）決定銃削深度因為加工余量不大，所以可以一次加工完成取 a。 0.3mm p2）決定每次進給量及切削速度根據(jù)X51型銃床說明書，其功率為為 7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出fz 0.2mm/齒，則1000v1000 60ns764.3r/mind25按機床標(biāo)準(zhǔn)選取nw=750r/mindnw25 750v 58.86 m/min10001000由于該工步是半精銃的過程，所以進給量應(yīng)較粗銃少，查表和結(jié)合實際經(jīng)驗，以及按機床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm 250mm/min3）計算工時切削工時：l 74mm115 mm,l2 3mm, i=220則機動工時為t l 1i

18、 l2tm nw74 5 3i 7502 0.22 min輔助時間：啟動機床=0.02min,刀具退離并復(fù)位=0.07min總輔助時間為0.09min5 .確定設(shè)計方案以40的孔為定位基準(zhǔn)，用芯軸穿過該孔，限制 4個自由度，再用 一個點支撐74X60mm勺平面，限制1個自由度，最后用塊固定擋板 限制60mm勺端面，實現(xiàn)6點定位。6 .選擇定位元件，設(shè)計定位方式定位元件我選擇可調(diào)支承配合螺旋壓桿進行壓緊，40的固定芯軸以及固定擋板配合移動壓塊進行壓緊。三維建模如下:如圖所示，工件放入心軸中，通過1個可調(diào)支承調(diào)節(jié)工件高度并 起到定位作用，使用螺旋壓桿進行加緊工件防止工件繞心軸軸線旋 轉(zhuǎn)。左右2個壓

19、塊限制工件左右移動，其中右邊壓塊為固定的，通過 絲桿來控制左邊壓塊的移動進而起到加緊工件，防止工件左右移動的 目的。此處我設(shè)計了 3個可調(diào)支承，在實際應(yīng)用中選擇其中一個作為定位元 件，另外2個作為輔助支撐，切勿同時使用2個或3個可調(diào)支承作為 平面的定位，否則將造成過定位。夾具使用圖:7 .加緊力的計算在我設(shè)計的銃床專用夾具中，主要都采用了螺旋加緊機構(gòu)來實現(xiàn)對零 件的加緊和固定。其中螺旋壓桿的直徑為d=12mm絲桿的直徑為d=16mm查閱相關(guān)資料可得：銃削力的計算Fx 15.8 a0.91900.4895 f 0.0255 a：983 dZkp veFy 9.105 a0.89740.4727

20、f 0.0271 a：3 dZkp veFz 5.487 a；'431 v "413 f °-0022 a： dZ其中 a°=1.5、V=40m/min>f=0.4mm/rae=1.5mm由機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo) P89表1-131得直齒三面刃銃刀d=25,Z=4Z=12,取 1.5Fx=1710NFy=1030NFz=314N所需理論夾緊力為Fx0 = FxK=1710X 1.5=2565NFy0 = FyK=1030 X 1.5=1545NFFzK=314 x 1.5=471N對于螺旋壓板夾緊機構(gòu)：查書P164表2-272M -FJ d；an（a ）式中FJ=471Nd2 = 15.026li l=44 =6.588° a=1.82°=0.9得 M c=581N直徑為d=16mm勺絲桿所能提供的動力遠遠大于這個值對于螺旋夾緊機構(gòu)：查書P163表2-272FLF j33d 2tan(a ) f f D2 d23 D d式