凸模固定板加工工藝規(guī)程編制及夾具設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計(jì)題目: 凸模固定板加工工藝規(guī)程編制及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 蘭 周 專 業(yè) 飛行器制造工程 學(xué) 號(hào) 0701034140 指導(dǎo)教師 范國(guó)勇 李彩霞 系 主 任 馬貴春 機(jī)電工程學(xué)院2010年9月10日目 錄1前言22加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)22.1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型22.2零件分析2（1）類型及功用2（2）結(jié)構(gòu)分析22.3零件的毛坯32.4定位基準(zhǔn)的選擇3（1）精基準(zhǔn)的選擇3（2）粗基準(zhǔn)的選擇32.5零件表面加工方法的選擇32.6零件加工工藝路線的擬定42.7工序設(shè)計(jì)4（1）選擇機(jī)床、刀具及量具4（2）確定機(jī)械加工余量5（3）確定切削用量及基本工時(shí)53鉆模夾具的設(shè)計(jì)113.

2、1定位方案的選擇113.2夾緊方案的選擇113.3夾緊力方向、作用點(diǎn)的選擇及確定114收獲及心得體會(huì)12參考文獻(xiàn)131前言機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)習(xí)完了機(jī)械制造技術(shù)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)等課程的基礎(chǔ)上，在進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之前，進(jìn)行的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是通過機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生查閱資料、查閱國(guó)標(biāo)手冊(cè)的能力；培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高工藝設(shè)計(jì)

3、能力、動(dòng)手能力和初步的科學(xué)研究能力；為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作奠定基礎(chǔ)。2加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型（輕型機(jī)械） （1）生產(chǎn)綱領(lǐng)：零件的年生產(chǎn)量為5000件/年，取產(chǎn)品零件的備品率4%，機(jī)加工廢品率1%，則可以求得該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)： N=Qm（1+a%+b%）=5000x1x（1+4%+1%）=5250（件/年） （2）生產(chǎn)類型：查設(shè)計(jì)指導(dǎo)P5表15可確定該零件為大批生產(chǎn)類型。2.2零件分析（1）類型及功用本次課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的凸模固定板即凸模的固定安裝板，是用來固定凸模的，該零件屬于盤套類零件，在工作過程中多受沖擊和交變載荷的作用。（2）結(jié)構(gòu)分析 本次所設(shè)計(jì)的凸模固定板結(jié)構(gòu)

4、較為簡(jiǎn)單，視圖正確、完整，尺寸、公差要求齊全。零件各個(gè)表面加工并不困難。該零件的主要加工表面有： 140外圓柱面加工； 140圓柱上下底面的加工，保持平行度； 以62孔為主的階梯孔內(nèi)表面的加工（包括62內(nèi)孔及67內(nèi)孔）； 4-11通孔、4-M10-7H螺紋孔和2-10定位孔。2.3零件的毛坯零件材料為45鋼。由于在車床運(yùn)行中要經(jīng)常進(jìn)行正反向運(yùn)動(dòng)，零件在工作過程中則經(jīng)常承載載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。根據(jù)2.1可知該零件的生產(chǎn)屬于大批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，形狀也不復(fù)雜，故做毛坯可以采用模鍛成型。因?yàn)樾螤钶^簡(jiǎn)單，所以毛坯的形狀可以與零件的形

5、狀尺寸接近，即外形做成圓餅狀，中心孔鍛出。毛坯尺寸通過確定加工余量后確定。（45鋼：最常用的中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，淬透性低。小型零件宜采用調(diào)質(zhì)處理，大型零件宜采用正火處理。）2.4定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基準(zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）精基準(zhǔn)的選擇 本零件是帶孔的盤套類另加，孔是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)（亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)），為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn)，即遵循“基準(zhǔn)重合”的準(zhǔn)則。即選62孔及一端面作為精基準(zhǔn)。 （2）粗基準(zhǔn)的選

6、擇 由于本零件全部表面都需要加工，而階梯內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)應(yīng)先加工，因此應(yīng)選外圓及一端面作為粗基準(zhǔn)。2.5零件表面加工方法的選擇 本零件的加工面有外圓、內(nèi)孔、端面及小孔等。材料為45鋼。加工方法如下：140外圓面：為未注公差尺寸，表面粗糙度Ra=3.2m，需要進(jìn)行粗車和半精車；62內(nèi)孔，查表得其公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度為Ra0.8m，毛坯孔已鍛出，加工方法可采取粗鏜半精鏜之后用精鏜拉孔或磨孔等，都能滿足加工要求。由于是大批生產(chǎn)，所以選用粗鏜，半精鏜和精鏜；端面，本零件端面為回轉(zhuǎn)體端面，尺寸精度和公差等級(jí)要求較高，一般為IT4-IT5，表面粗糙度為Ra0.8m，宜采用粗車、半精車和精車加工； 4

7、-10通孔，表面粗糙度為Ra3.2m，采用鉆孔后鉸孔的方法加工； 4-M10-7H螺紋孔，先鉆孔后攻絲的加工方法； 2-10的定位孔，表面粗糙度要求Ra1.6m，采用鉆孔后鉸孔的方法加工。2.6零件加工工藝路線的擬定最后的工藝路線確定如下：工序1： 鍛造毛坯工序2： 調(diào)質(zhì)處理工序3： 粗鏜62、67的內(nèi)孔工序4： 半精鏜67的內(nèi)孔工序5： 半精鏜、精鏜62的內(nèi)孔工序6： 粗車、半精車140外圓工序7： 粗車、半精車、精車140圓柱上下兩端面工序8： 鉆-鉸 2-10定位孔工序9： 鉆4-M10-7H螺紋孔工序10： 鉆-鉸 4-11通孔工序11： 終檢以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片

8、”。該工藝路線是按照工序集中原則組織工序，優(yōu)點(diǎn)是工藝路線短、減少工件的裝夾次數(shù)，易于保證加工面相互位置精度，使需要的機(jī)床數(shù)量少，減少工件工序間的運(yùn)輸，減少輔助時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)的時(shí)間，同時(shí)在為了保證外圓和內(nèi)孔的相互位置精度，采用了互為基準(zhǔn)的原則，能達(dá)到精度要求。2.7工序設(shè)計(jì)"凸模固定板"零件材料為45鋼，硬度為：207241HBS, 生產(chǎn)類型為大批大量成批生產(chǎn)，采用鍛錘上合模模鍛毛坯。、選擇機(jī)床、刀具及量具 a. 選擇機(jī)床 工序3、4、5是鏜孔。由于工件外廓尺寸不大，又是回轉(zhuǎn)體零件，因此選擇在車床上鏜孔，車床型號(hào)CA6140； 工序6、7是粗車、半精車和精車加工。零件尺寸不大

9、且精度要求一般，選擇最常用的CA6140型臥式車床即可； 工序8、10是鉆孔加工，選用搖臂鉆床Z3025； 工序9是鉆螺紋孔，除了用到搖臂鉆床Z3025外，還需用攻絲機(jī)。b. 選擇刀具 在車床上加工，一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鋼質(zhì)零件采用YT類硬質(zhì)合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。為提高生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)性，可選用可轉(zhuǎn)位車刀。 .鉆10、11的小孔用錐柄麻花鉆，M10螺紋底孔用錐柄麻花鉆，攻螺紋采用機(jī)用絲錐及絲錐夾頭。.選擇量具 本零件生產(chǎn)屬于大批生產(chǎn)，一般采用通用量具。所用到的量具有：游標(biāo)卡尺、塞規(guī)、螺紋塞規(guī)等。、確定機(jī)械加工余量 鍛件質(zhì)量 m=V 為材料的密度

10、，因?yàn)槭?5鋼，所以=5.6g/ V為毛坯鍛件的體積 V=（-10）h其中D=140mm，d=62mm, h=25mm帶入求得m=2.2kg 加工精度：零件的端面和內(nèi)孔表面為磨削加工精度，其他表面為一般加工精度； 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S （單邊余量:z=2mm）S= 其中=2.2kg=(h+z) ()=2461g所以S=0.894 查表2-1-25鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)得復(fù)雜系數(shù)為根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、加工精度和鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，查得鍛件各外徑的單邊余量為1.7-2.0mm；各軸向尺寸的單邊余量為1.7-2.2mm；鍛件內(nèi)孔的單邊余量為2.5mm。、確定切削用量及基本工時(shí)硬質(zhì)合金車刀切削速度的計(jì)算公式v=

11、 公式1 （相關(guān)數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要在實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)（第三版）中查得）另外查得CA6140車床的技術(shù)參數(shù)，其主軸轉(zhuǎn)速為10-1400r/min，24級(jí)變速；搖臂鉆床Z3025技術(shù)參數(shù)，最大鉆孔直徑25mm，其主軸轉(zhuǎn)速為32-2500r/min，16級(jí)變速；粗鏜62的內(nèi)孔 單邊余量z=2.5mmA. 確定被吃刀量：=2.0mmB. 確定進(jìn)給量：根據(jù)實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)(后面若不特別說明都是該手冊(cè))表11-30查得 C. 計(jì)算切削速度： 根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=64m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：n=447r/min根據(jù)CA6140車床的技術(shù)參數(shù)，其主軸轉(zhuǎn)速為10-1400r/mi

12、n，24級(jí)變速，這里取n=494r/min 所以實(shí)際切削速度 =104m/minE. 切削工時(shí)：= 其中=(Z為加工余量) mm/r n=494r/min算得 =0.54min粗鏜67 單邊余量z=3mmA. 確定被吃刀量：=3mmB. 確定進(jìn)給量：根據(jù)表11-28查得 0.7mm/rC. 計(jì)算切削速度： 根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=95.2m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：n=415r/min 根據(jù)車床數(shù)據(jù)取n=433r/min 所以實(shí)際切削速度=99.3m/min E 切削工時(shí)：= 其中=(Z為加工余量) 計(jì)算得=0.053min半精鏜62 單邊余量z=0.5A. 確定被吃刀量：=

13、0.4mmB. 確定進(jìn)給量：根據(jù)表11-317查得 0.08mm/rC. 計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=55m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：（無級(jí)變速） n=278r/minE. 切削工時(shí)：=1.26min (8為67的深度)精鏜62 單邊余量z=0.1mmA. 確定被吃刀量：=0.1mmB. 確定進(jìn)給量：根據(jù)表11-317查得 0.02mm/rC. 計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=65m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：（無級(jí)變速） n=334r/minE. 切削工時(shí)：=3.3min (8為67的深度)粗車140外圓 單邊余量z=2.2mmA. 確定被吃

14、刀量：=2.0mmB. 確定進(jìn)給量：根據(jù)表11-29查得 0.9mm/rC. 計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=133.6m/minD. 主軸轉(zhuǎn)速：n=295.3r/min 根據(jù)機(jī)床數(shù)據(jù)取n=312r/min 所以實(shí)際切削速度=141.2m/min E. 切削工時(shí)：= 其中=(Z為加工余量) 計(jì)算得=0.114min半精車140外圓 單邊余量z=0.2mmA 確定被吃刀量：=0.2mmB 確定進(jìn)給量：根據(jù)表11-29查得 0.3mm/rC 計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=231.2m/minD 主軸轉(zhuǎn)速：n=524.2r/min 根據(jù)機(jī)床數(shù)據(jù)取

15、n=554r/min 所以實(shí)際切削速度=244.3m/minE 切削工時(shí)：= 其中=(Z為加工余量) 計(jì)算得=0.182min粗車140上下端面 單邊余量z=2.5mmA 確定被吃刀量：=2.0mmB 確定進(jìn)給量：根據(jù)表11-29查得 0.6mm/rC 計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=106.8m/minD 主軸轉(zhuǎn)速：n=243r/min 根據(jù)機(jī)床數(shù)據(jù)取n=252r/min 所以實(shí)際切削速度=110.7m/minE切削工時(shí)：= 其中=(Z為加工余量) 計(jì)算得=1.22min 因?yàn)橛猩舷聝蓚€(gè)端面，所以=2=2.44min半精車140上下端面 單邊余量z=0.5mmA 確

16、定被吃刀量：=0.4mmB 確定進(jìn)給量：根據(jù)表11-29查得 0.20mm/rC 計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=240m/minD 主軸轉(zhuǎn)速：n=546r/min 根據(jù)機(jī)床數(shù)據(jù)取n=554r/min 所以實(shí)際切削速度=244.3m/minE 切削工時(shí)：= 其中=(Z為加工余量) 計(jì)算得=1.64min 因?yàn)橛猩舷聝蓚€(gè)端面，所以=2=3.28min精車140上下端面 單邊余量z=0.1mmA 確定被吃刀量：=0.1mmB 確定進(jìn)給量：根據(jù)表11-29查得 0.16mm/rC 計(jì)算切削速度：根據(jù)表3-18和上述公式1帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=320m/minD 主軸轉(zhuǎn)速：n=7

17、27r/min 根據(jù)機(jī)床數(shù)據(jù)取n=735r/min 所以實(shí)際切削速度=319m/minE 切削工時(shí)：= 其中=(Z為加工余量) 計(jì)算得=1.24min 因?yàn)橛猩舷聝蓚€(gè)端面，所以=2=2.48min 鉆2-10定位孔鉆9 表11-268查得確定進(jìn)給量0.28mm/r =16m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=514r/min 根據(jù)搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=546r/min所以實(shí)際切削速度=14.55m/min切削工時(shí) 其中 計(jì)算的0.23min 因?yàn)橛袃蓚€(gè)孔所以=20.46min（2）鉸2-10 表11-268查得=0.08mm，0.15mm/r =10m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=318r/min 根據(jù)

18、搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=340r/min 所以實(shí)際切削速度=10.7m/min 切削工時(shí) 其中 計(jì)算得0.46min 因?yàn)橛袃蓚€(gè)孔所以=20.92min鉆4-M10-7H （1）鉆M10 表11-268查得0.28mm/r =16m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=463r/min 根據(jù)搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=546r/min 所以實(shí)際切削速度=18.87m/min切削工時(shí) 其中 計(jì)算得0.23min 因?yàn)橛?個(gè)孔，所以=40.92min （2）攻絲M10 根據(jù)機(jī)械加工工藝師手冊(cè)表40-7和機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-55得 切削速度 （s為螺距）所以15.32m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=4

19、88r/min 根據(jù)攻絲機(jī)S4010的數(shù)據(jù)（主軸轉(zhuǎn)速360930r/min，4級(jí)變速） 選取n=550r/min 所以實(shí)際切削速度=17.3m/min切削工時(shí) 其中 計(jì)算得t=0.15min因?yàn)橛?個(gè)孔，所以=40.60min鉆4-11通孔（1） 鉆M10 （同11（1）（2） 鉸4-11通孔 根據(jù)表11-268查得進(jìn)給量0.20mm/r =0.12mm =8m/min 主軸轉(zhuǎn)速n=232r/min 根據(jù)搖臂鉆床Z3025的技術(shù)參數(shù)取n=238r/min 所以實(shí)際切削速度=8.2m/min 切削工時(shí) 其中 計(jì)算得 0.52min 因?yàn)橛?個(gè)孔，所以=42.08min3鉆模夾具的設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)

20、生產(chǎn)率，保障加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具3.1定位方案的選擇根據(jù)六點(diǎn)定位原理確定工件的定位方式。該工序?yàn)殂姽ぜ庋佚X，要求在銑齒時(shí)限定工件的六個(gè)自由度即完全定位。由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P263，選擇材料為45，熱處理后HRC為3843的定位銷來限制夾具體自由度。為了限制工件的橫向移動(dòng)，采用兩個(gè)擋套夾緊工件，如圖1。通過花鍵的配合即可達(dá)到加工要求。3.2夾緊方案的選擇由零件圖可知工件的齒輪對(duì)花鍵孔中心線由同軸度的要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為零件花鍵孔中心線。夾具以兩圓形擋板作為壓板以及定位塊的花鍵槽作為支撐面，兩面通過銑床主軸螺釘夾緊。由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P234，按GB2148-80選擇帶肩六角螺

21、母。由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)P376，選擇圓形壓板。3.3夾緊力方向、作用點(diǎn)的選擇及確定由于62與67又同軸度公差要求，以及孔軸線對(duì)底面有垂直度公差，所以應(yīng)使零件的徑向固定夾緊以保證加工精度要求。夾緊力的方向沿軸線方向，作用點(diǎn)為定位花鍵塊和圓形壓板與齒輪外接觸部分。4收獲及心得體會(huì)通過近半個(gè)月的機(jī)械工藝課程設(shè)計(jì)，使我的知識(shí)水平和能力又得到了更進(jìn)一步的提高，自從題目布置以后，我們便開始進(jìn)行初步的計(jì)算和設(shè)計(jì)，首先開始設(shè)計(jì)和計(jì)算工序尺寸和機(jī)械加工余量，進(jìn)一步設(shè)計(jì)和繪制車床離合齒輪的零件圖，接著設(shè)計(jì)和繪制夾具的裝配圖，通過近4天的繪制工作，不僅鍛煉了我的繪圖能力，而且也也大大提高了我繪圖和分析的效率和速度，為我以后更好地走上工作崗位打下了良好的基礎(chǔ)。零件圖和夾具裝配圖繪制完后，我們便開始了緊張而有序設(shè)計(jì)說明書編寫工作和機(jī)械工藝過程卡和工序卡的填寫，同時(shí)又在計(jì)算機(jī)上繪制了零件圖和夾具體圖，接下來的日子，我們團(tuán)結(jié)協(xié)作，相互配合，大大提高了我們的工作效率，也使得我們能順利地完成設(shè)計(jì)工作。半個(gè)月的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間就結(jié)束了，半個(gè)月以來我們雖然有點(diǎn)辛苦，但是收獲頗