凸模固定板加工工藝規(guī)程編制及夾具設計說明書

1、機械制造工程原理課程設計題目: 凸模固定板加工工藝規(guī)程編制及夾具設計 學生姓名 蘭 周 專 業(yè) 飛行器制造工程 學 號 0701034140 指導教師 范國勇 李彩霞 系 主 任 馬貴春 機電工程學院2010年9月10日目 錄1前言22加工工藝規(guī)程設計22.1計算生產(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定位基準的選擇3（1）精基準的選擇3（2）粗基準的選擇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工序設計4（1）選擇機床、刀具及量具4（2）確定機械加工余量5（3）確定切削用量及基本工時53鉆模夾具的設計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、作用點的選擇及確定114收獲及心得體會12參考文獻131前言機械制造工程原理課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。機械制造技術(shù)基礎課程設計是在我們學習完了機械制造技術(shù)、機械制造裝備設計等課程的基礎上，在進行了生產(chǎn)實習之前，進行的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其主要目的是通過機械制造工程原理課程設計，鍛煉學生查閱資料、查閱國標手冊的能力；培養(yǎng)創(chuàng)新能力，提高工藝設計

3、能力、動手能力和初步的科學研究能力；為以后的畢業(yè)設計和工作奠定基礎。2加工工藝規(guī)程設計2.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型（輕型機械） （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：查設計指導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計所設計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 本次所設計的凸模固定板結(jié)構(gòu)

4、較為簡單，視圖正確、完整，尺寸、公差要求齊全。零件各個表面加工并不困難。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。由于在車床運行中要經(jīng)常進行正反向運動，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，形狀也不復雜，故做毛坯可以采用模鍛成型。因為形狀較簡單，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定位基準的選擇基準選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞蔬x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，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大量報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。（1）精基準的選擇 本零件是帶孔的盤套類另加，孔是設計基準（亦是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產(chǎn)生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的準則。即選62孔及一端面作為精基準。 （2）粗基準的選

6、擇 由于本零件全部表面都需要加工，而階梯內(nèi)孔作為精基準應先加工，因此應選外圓及一端面作為粗基準。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，需要進行粗車和半精車；62內(nèi)孔，查表得其公差等級為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，使需要的機床數(shù)量少，減少工件工序間的運輸，減少輔助時間和準備終結(jié)的時間，同時在為了保證外圓和內(nèi)孔的相互位置精度，采用了互為基準的原則，能達到精度要求。2.7工序設計"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。、選擇機床、刀具及量具 a. 選擇機床 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。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：游標卡尺、塞規(guī)、螺紋塞規(guī)等。、確定機械加工余量 鍛件質(zhì)量 m=V 為材料的密度

10、，因為是45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鍛件形狀復雜系數(shù)得復雜系數(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硬質(zhì)合金車刀切削速度的計算公式v=

11、 公式1 （相關(guān)數(shù)據(jù)可以根據(jù)需要在實用機械加工工藝手冊（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. 確定進給量：根據(jù)實用機械加工工藝手冊(后面若不特別說明都是該手冊)表11-30查得 C. 計算切削速度： 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級變速，這里取n=494r/min 所以實際切削速度 =104m/minE. 切削工時：= 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. 確定進給量：根據(jù)表11-28查得 0.7mm/rC. 計算切削速度： 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 所以實際切削速度=99.3m/min E 切削工時：= 其中=(Z為加工余量) 計算得=0.053min半精鏜62 單邊余量z=0.5A. 確定被吃刀量：=

13、0.4mmB. 確定進給量：根據(jù)表11-317查得 0.08mm/rC. 計算切削速度：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：（無級變速） n=278r/minE. 切削工時：=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. 確定進給量：根據(jù)表11-317查得 0.02mm/rC. 計算切削速度：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：（無級變速） n=334r/minE. 切削工時：=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. 確定進給量：根據(jù)表11-29查得 0.9mm/rC. 計算切削速度：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)機床數(shù)據(jù)取n=312r/min 所以實際切削速度=141.2m/min E. 切削工時：= 其中=(Z為加工余量) 計算得=0.114min半精車140外圓 單邊余量z=0.2mmA 確定被吃刀量：=0.2mmB 確定進給量：根據(jù)表11-29查得 0.3mm/rC 計算切削速度：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)機床數(shù)據(jù)取

15、n=554r/min 所以實際切削速度=244.3m/minE 切削工時：= 其中=(Z為加工余量) 計算得=0.182min粗車140上下端面 單邊余量z=2.5mmA 確定被吃刀量：=2.0mmB 確定進給量：根據(jù)表11-29查得 0.6mm/rC 計算切削速度：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)機床數(shù)據(jù)取n=252r/min 所以實際切削速度=110.7m/minE切削工時：= 其中=(Z為加工余量) 計算得=1.22min 因為有上下兩個端面，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 確定進給量：根據(jù)表11-29查得 0.20mm/rC 計算切削速度：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)機床數(shù)據(jù)取n=554r/min 所以實際切削速度=244.3m/minE 切削工時：= 其中=(Z為加工余量) 計算得=1.64min 因為有上下兩個端面，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 確定進給量：根據(jù)表11-29查得 0.16mm/rC 計算切削速度：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)機床數(shù)據(jù)取n=735r/min 所以實際切削速度=319m/minE 切削工時：= 其中=(Z為加工余量) 計算得=1.24min 因為有上下兩個端面，所以=2=2.48min 鉆2-10定位孔鉆9 表11-268查得確定進給量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所以實際切削速度=14.55m/min切削工時 其中 計算的0.23min 因為有兩個孔所以=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 所以實際切削速度=10.7m/min 切削工時 其中 計算得0.46min 因為有兩個孔所以=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 所以實際切削速度=18.87m/min切削工時 其中 計算得0.23min 因為有4個孔，所以=40.92min （2）攻絲M10 根據(jù)機械加工工藝師手冊表40-7和機械制造工藝設計手冊表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S4010的數(shù)據(jù)（主軸轉(zhuǎn)速360930r/min，4級變速） 選取n=550r/min 所以實際切削速度=17.3m/min切削工時 其中 計算得t=0.15min因為有4個孔，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 所以實際切削速度=8.2m/min 切削工時 其中 計算得 0.52min 因為有4個孔，所以=42.08min3鉆模夾具的設計為了提高勞動

20、生產(chǎn)率，保障加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具3.1定位方案的選擇根據(jù)六點定位原理確定工件的定位方式。該工序為銑工件外沿齒，要求在銑齒時限定工件的六個自由度即完全定位。由機床夾具設計手冊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，采用兩個擋套夾緊工件，如圖1。通過花鍵的配合即可達到加工要求。3.2夾緊方案的選擇由零件圖可知工件的齒輪對花鍵孔中心線由同軸度的要求，其設計基準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。由機床夾具設計手冊P234，按GB2148-80選擇帶肩六角螺

21、母。由機床夾具設計手冊P376，選擇圓形壓板。3.3夾緊力方向、作用點的選擇及確定由于62與67又同軸度公差要求，以及孔軸線對底面有垂直度公差，所以應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收獲及心得體會通過近半個月的機械工藝課程設計，使我的知識水平和能力又得到了更進一步的提高，自從題目布置以后，我們便開始進行初步的計算和設計，首先開始設計和計算工序尺寸和機械加工余量，進一步設計和繪制車床離合齒輪的零件圖，接著設計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。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計說明書編寫工作和機械工藝過程卡和工序卡的填寫，同時又在計算機上繪制了零件圖和夾具體圖，接下來的日子，我們團結(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計工作。半個月的機械制造工藝學課程設計轉(zhuǎn)眼間就結(jié)束了，半個月以來我們雖然有點辛苦，但是收獲頗