機械制造工藝學課程設計推動架零件機械加工工藝規(guī)程設計及專用夾具設計

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1、 專業(yè)課程設計說明書 設計題目:“推動架零件”機械加工工藝規(guī)程設計及 “鉆φ16mm孔”專用夾具設計 班 級： 09機械2班 姓 名： 學 號： 0936210056 指導教師： 臺州學院機械工程學院 2012年 9 月 8 日 專業(yè)課程設計任務書 題目: “推動架零件”機械加工工藝規(guī)程設計及 “銑φ32mm端面”專用夾具設計 加工件

2、圖紙：（見附頁） 生產(chǎn)綱領：年產(chǎn)量件，批量生產(chǎn) 設計要求： 1、工件毛坯圖 1張 2、機械加工工藝過程卡 1套 3、機械加工工序卡 1套 4、夾具裝配圖 1張 5、夾具零件圖 若干 張 7、課程設計說明書 1份 目 錄 前言 1、 工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.1推動架的技術(shù)要求 推動架的技術(shù)要求見表1.1 表

3、1.1 推動架技術(shù)要求 加工表面 偏差 mm 公差及精度等級 粗糙度 Ra m 形位公差/mm φ27的端面 IT13 12.5 0.1 A φ16的孔 +0.029 0 IT6-IT9 3.2 φ50的外圓端面 IT7-IT9 6.3 φ32的孔 +0.027 0 IT7-IT8 6.3 φ35的兩端面 IT13 25 φ16的孔 +0.029 0 IT6-IT9 3.2 1.2推動架工藝分析 分析可知本零件材料為灰口鑄鐵，HT200。該零件具有較高的強度，耐磨性，耐熱性，減震

4、性，適應于承受較大的應力，要求耐磨的零件。刨床推動架具有兩組工作表面，他們之間有一定的位置要求。 由零件圖可知，φ32+0.027 0、φ16+0.019 0孔的中心線是主要的設計基準和加工基準。該零件的主要加工面可分為兩組： 1.φ32mm孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ32mm的兩個端面及孔和倒角，φ16mm的兩個端面及孔和倒角。 2.以φ16mm孔為加工表面 這一組加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及內(nèi)孔φ10mm、M8-6H的內(nèi)螺紋，φ6mm的孔及120倒角2mm的溝槽。 這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是： 1.φ32mm孔內(nèi)與φ16mm中心線垂

5、直度公差為0.10； 2.φ32mm孔端面與φ16mm中心線的距離為12mm。 由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻中有關面和孔加工精度及機床所能達到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。另外考慮到零件的精度不高可以在普通機床上加工。 二、加工工藝規(guī)程設計 2.1 確定毛坯的制造形式 推動架是一個結(jié)構(gòu)較復雜的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同時要求強度要高，重要表面的表面硬度也要高，故選用鑄鐵材料HT200，鑄鐵材料是最常見的材料，其優(yōu)點是：容易成型，切削性能好，價格低廉

6、，且吸振性好。為了得到較好的強度和表面硬度，可在加工過程中進行調(diào)質(zhì)處理，淬火，同時為了消除內(nèi)應力對工件的影響，可進行適當?shù)娜斯r效處理（如果需要的話）。 由于零件的結(jié)構(gòu)簡單，用鍛件是不太可能的，因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進行鑄造，結(jié)合零件和經(jīng)濟的考慮，最好用砂型鑄造的方法。 2.2 定位基準的選擇 (1) 粗基準的選擇 對一般的軸類零件來說，以外圓作為基準是合理的，按照有關零件的粗基準的選擇原則：當零件有不加工表面時，應選擇這些不加工的表面作為粗基準，當零件有很多個不加工表面的時候，則應當選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準，從零件的分析得知，B6065刨

7、床推動架以外圓φ50mm作為粗基準。 (2) 精基準的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。選擇加工表面的設計基準為定位基準，稱為基準重合的原則。采用基準重合原則可以避免由定位基準與設計基準不重合引起的基準不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準統(tǒng)一，先選擇φ32mm的孔和φ16的孔作為精基準。 2.3 工藝路線擬定及工藝方案分析 (1) 零件表面加工方法的選擇 根據(jù)推動架零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表3.1： 表3.1 推動架各表面加工方案 主要加工表面 尺寸精度等級 粗糙度 加工方案

8、備注 φ27的端面 IT13 12.5 粗銑 表1.4-8 φ16的孔 IT6-IT9 3.2 鉆-擴-鉸- 表1.4-7 φ50的外圓端面 IT7-IT9 6.3 粗銑-精銑 表1.4-8 φ32的孔 IT7-IT8 6.3 鉆-擴-鉸 表1.4-7 φ35的兩端面 IT13 25 粗銑 表1.4-8 φ16的孔 IT6-IT9 3.2 鉆-擴-鉸 表1.4-7 φ6的孔 IT11-IT12 25 鉆 表1.4-7 φ8螺紋孔 （公差帶5H-7H） 6.3 鉆螺紋 表1.4-14 寬6mm的槽 IT11-IT

9、13 12.5 粗銑 表1.4-8 拉溝槽R3 25 拉 (2) 工藝方案分析與制定 零件的工藝路線的制定要考慮的因素很多，為了制定出更好的工藝路線需要先擬定出多種工藝路線，將這幾種路線進行比較，從中找出較好的一種，結(jié)合該零件的各因素現(xiàn)擬制以下兩種工藝方案進行比較： 方案一： 工序1 以φ50mm左端面和軸線為精基準，粗銑φ50mm和φ35mm右端面。 工序2 以φ50mm右端面和軸線為精基準，粗銑φ50mm和φ35mm在同一水平面的左端面。 工序3 以φ50mm右端面和軸線為精基準，銑φ27mm的端面 工藝4 以φ50mm左端面為粗基準

10、，擴鉸φ32mm的孔 工序5 以φ50mm右端面和軸線為精基準，鉆φ35上φ16mm的孔 工序6 以φ50mm右端面和φ32mm與φ16mm軸線為精基準，鉆φ10mm通孔，擴，精 鉸φ 16mm的孔和锪底面。 工序7 以φ50mm右端面和φ32mm與φ16mm軸線為精基準，鉆螺紋孔φ6mm，攻M8-6H。 工序8 半精鉸φ16mm孔，精鉸φ16mm，倒45角。 工

11、序9 以φ50mm右端面和φ32mm與φ16mm軸線為精基準，鉆φ6mm，锪120倒角。 工序10 半精鉸φ32mm端面 工序 11 精鉸φ32mm孔并倒45角。 工序12 去毛刺。 工序13 檢查。 方案二： 工序1以φ50mm右端面和軸線為粗基準，銑φ50mm和φ35mm在同一水平面的左端面 工序2以φ50mm左端面為精基準，銑φ50mm的右端面及φ35mm的右端面 工序3 以φ50mm右端面和軸線為精基準，銑φ27mm的端面。 工藝4 以φ50mm右端面和軸線為精基準，粗鏜，半精鏜φ32mm和鉆φ16mm的孔，倒角45。 工序5 以φ50mm右端面和φ32mm與φ1

12、6mm軸線為精基準，銑深為9.5mm寬6mm的槽。 工序6 以φ50mm右端面和φ32mm與φ16mm軸線為精基準，鉆φ8.5mm通孔，擴φ15.85mm15.85的孔，锪φ16mm的孔和底面，鉸φ10mm的孔。 工序7 以φ50mm右端面和φ32mm與φ16mm軸線為精基準，鉆螺紋孔φ6mm，攻M8-6H。 工序8 半精鉸φ16mm孔。 工序9 以φ50mm右端面和φ32mm與φ16mm軸線為精基準，鉆φ6mm，锪120倒角。 工序10 半精鉸φ32mm端面 工序 11 精鏜φ32mm孔 工序12 去毛刺。 工序13 檢查。 通過比較以上兩種方案，區(qū)別在于加工用的基準不同，

13、方案一選擇左端面為粗基準，中軸為精基準，而方案二選擇右端面為粗基準，左端面為精基準，在加工時，從誤差大小的方面考慮，方案二誤差比方案一的誤差大，所以選擇方案一。 2.4 機械加工余量、 毛坯尺寸及工序尺寸的確定 (1) 確定機械加工余量 由《機械制造技術(shù)基礎課程設計指南》表5-1可知，查得該鑄件的尺寸公差等級CT為8～12級，取CT=10級。 查表1-9確定各加工表面的總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級 加工余量數(shù)值 說明 φ27的端面 92 H 4.0 單側(cè)加工 φ50的外圓端面

14、 45 G 2.5 雙側(cè)加工 φ32的孔 φ32 H 3.0 雙側(cè)加工 φ35的兩端面 20 G 2.5 雙側(cè)加工 (2) 確定毛坯尺寸 由表1-11可知，鑄件主要尺寸的公差如下表： 主要加工表面 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 尺寸公差 φ27的端面 92 4.0 96 3.2 φ50的外圓端面 45 5 50 2.8 φ32的孔 φ32 單側(cè)3.0 φ26 2.6 φ35的兩端面 20 5 25 2.4 (3) 毛坯圖設計 見附圖一 2.5 工序設計 （1

15、） 選擇機床和工藝裝備（夾具和刀具） （1-a）選擇機床 工序1、工序2、工序3、工序4、工序6和工序11選用XA6132臥式銑床 工序5、工序7、工序8、工序9、工序10、工序12選用Z525立式鉆床 (1-b)、選擇夾具 本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。 (1-c)、選擇刀具： 1.銑刀依據(jù)資料選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，及直徑為 d=50mm，齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。 2.鉆φ32mm的孔選用錐柄麻花鉆。 3.鉆φ10mm和鉆、半精鉸φ16mm的孔。倒角4

16、5，選用專用刀具。 4.鉆φ10mm孔和φ16mm的基準面并鉆孔。刀具：選擇高速鋼麻花鉆， do=φ10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角＝120，45度車刀。 5.鉆螺紋孔φ6mm.攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機用絲錐。 (1-d)、選擇量具： 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關資料，選擇如下： 1.選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm～125mm的外徑千分尺。 2.選擇加工孔量具 因為孔的加工精度介于IT7～IT9之間，可選

17、用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm～125mm的內(nèi)徑千分尺即可。 3.選擇加工槽所用量具 槽經(jīng)粗銑、半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗銑時均為IT14;半精銑時，槽寬為IT13，槽深為IT14。故可選用讀數(shù)值為0.02mm測量范圍0～150mm的游標卡尺進行測量。 （2） 確定工序尺寸 1、面的加工（所有面） 根據(jù)加工長度的為50mm，毛坯的余量為4mm，粗加工的量為2mm。根據(jù)《機械工藝手冊》表2.3-21加工的長度的為50mm、加工的寬度為50mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 2、孔的加工 1. φ32

18、mm. 毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ31mm. 2z=0.75mm 擴孔：φ31.75mm 2z=0.18mm 粗鉸：φ31.93mm 2z=0.7mm 精鉸：φ32H7 2. φ16mm. 毛坯為實心，不沖孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7～IT8之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ15mm. 2z=0.85mm 擴孔：φ15.85mm 2z=0.1mm 粗鉸：φ15.95mm 2z=0.05mm 精鉸：φ16H7

19、3. φ10、 φ16mm的孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ10mm 反拉孔：φ15mm 2z=0.85mm 擴孔：φ15.85mm 2z=0.10mm 粗鉸：φ15.95mm 2z=0.05mm 精鉸：φ16H8 4.鉆螺紋孔M8 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ7.8mm 2z=0.16mm 粗鉸：φ7.96mm 2z=0.04mm 精鉸：φ8H7

20、 5.鉆φ6mm孔 毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8～IT9之間。查《機械工藝 手冊》表2.3-8確定工序尺寸及余量。 鉆孔：φ5.8mm 2z=0.02mm 精鉸：φ6H7 2.6 確定切削用量 （切削深度、切削速度、進給量） 工序1 第一工步為：粗銑φ50的右端面。選擇高速鋼細齒圓柱銑刀，直徑d0=63mm，齒數(shù)z=10。已知銑削寬度ae=2.3mm，銑削深度ap=50mm。故機床選用XA6132臥式銑床。 1、確定每齒進給量fz 查表知fz=0.15～0.3mm/z,現(xiàn)取fz=0.2mm/z 2、選擇銑刀磨損標準及耐用度 據(jù)資料所知，銑

21、刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.7mm，耐用度為T=180min。 3、確定切削速度和每齒進給量 查表當d0=63mm ，z=10，ae=2.3mm，ap=50mm，fz=0.2mm/z銑削HT200時vct=15m/min,nt=74r/min,vft=130mm/min 查表，各修正系數(shù)為kMv=kMn=kMvf=1 kav=kan=kavf=0.8 故vc=vctkv=1510.8=12m/min n= ntkn=7410.8=59.2r/min vf= vftkvf=13010.8=104mm/min 查XA6132

22、臥式銑床的技術(shù)資料取nc=60r/min, vfc=118mm/min 因此實際切削速度vc==3.146360/1000=11.9m/min 實際每齒進給量fzc==118/(6010)=0.2mm/z 4、校驗機床功率 根據(jù)XA6132臥式銑床說明書，機床主軸的允許功率為PcM=7.50.75=5.63kW 查表，當fzc=0.2mm/z，ap=50mm，ae=2.3mm，vfc=118mm/min時，Pct=0.8kW 查資料知切削功率的修正系數(shù)kMPc=1 故實際切削功率為Pcc= Pct=0.8kW 由于Pcc＜PcM，因此所決定的切削用量可以采用。 二

23、、基本時間 tm=L/vf L=l+y+△ 查表，入切量及超切量y+△=16mm tm=0.6min 第二工步為：粗銑φ35孔的右端面。選擇高速鋼細齒圓柱銑刀，直徑d0=50mm，齒數(shù)z=8。已知銑削寬度ae=2.5mm，銑削深度ap=35mm。故機床選用XA6132臥式銑床。 1、確定每齒進給量fz 查表知fz=0.15～0.3mm/z,現(xiàn)取fz=0.2mm/z 2、選擇銑刀磨損標準及耐用度 據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.7mm，耐用度為T=180min。 3、確定切削速度和每齒進給量 查表當d0=50mm ，z=8，ae=2.5mm，ap=50mm，

24、fz=0.2mm/z銑削HT200時vct=13m/min,nt=85r/min,vft=119mm/min 查表，各修正系數(shù)為kMv=kMn=kMvf=1 kav=kan=kavf=0.8 故vc=vctkv=1310.8=10.4m/min n= ntkn=8510.8=68r/min vf= vftkvf=11910.8=95.2mm/min 查XA6132臥式銑床的技術(shù)資料取nc=75r/min, vfc=95mm/min 因此實際切削速度vc==3.145075/1000=11.8m/min 實際每齒進給量fzc==95/(

25、758)=0.16mm/z 4、校驗機床功率 根據(jù)XA6132臥式銑床說明書，機床主軸的允許功率為PcM=7.50.75=5.63kW 查表，當fzc=0.16mm/z，ap=50mm，ae=2.5mm，vfc=95mm/min時，Pct=0.8kW 查資料知切削功率的修正系數(shù)kMPc=1 故實際切削功率為Pcc= Pct=0.8kW由于Pcc＜PcM，因此所決定的切削用量可以采用。 二、基本時間 tm=L/vf L=l+y+△ l=35mm 查表，入切量及超切量y+△=14mm 計算得tm=0.5min 工序2 本工序為粗銑φ32、φ16孔的左端面。選擇高速鋼細

26、齒圓柱銑刀，直徑d0=63mm，齒數(shù)z=10。已知銑削寬度ae=2.3mm，銑削深度ap=50mm。故機床選用XA6132臥式銑床。 1、確定每齒進給量fz 查表知fz=0.15～0.3mm/z,現(xiàn)取fz=0.2mm/z 2、選擇銑刀磨損標準及耐用度 據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.7mm，耐用度為T=180min。 3、確定切削速度和每齒進給量 查表當d0=63mm ，z=10，ae=2.3mm，ap=50mm，fz=0.2mm/z銑削HT200時vct=15m/min,nt=74r/min,vft=130mm/min 查表，各修正系數(shù)為kMv=kMn=kMvf

27、=1 kav=kan=kavf=0.8 故vc=vctkv=1510.8=12m/min n= ntkn=7410.8=59.2r/min vf= vftkvf=13010.8=104mm/min 查XA6132臥式銑床的技術(shù)資料取nc=60r/min, vfc=118mm/min 因此實際切削速度vc==3.146360/1000=11.9m/min 實際每齒進給量fzc==118/(6010)=0.2mm/z 4、校驗機床功率 根據(jù)XA6132臥式銑床說明書，機床主軸的允許功

28、率為PcM=7.50.75=5.63kW 查表，當fzc=0.2mm/z，ap=50mm，ae=2.3mm，vfc=118mm/min時，Pct=0.8kW 查資料知切削功率的修正系數(shù)kMPc=1 故實際切削功率為Pcc= Pct=0.8kW 由于Pcc＜PcM，因此所決定的切削用量可以采用。 二、基本時間 tm=L/vf L=l+y+△ l=102.5mm 查表，入切量及超切量y+△=16mm tm=1min 工序3 本工序為粗銑φ27的外端面。選擇高速鋼細齒圓柱銑刀，直徑d0=50mm，齒數(shù)z=8。已知銑削寬度ae=2.5mm，銑削深度ap=27mm。故

29、機床選用XA6132臥式銑床。 1、確定每齒進給量fz 查表知fz=0.15～0.3mm/z,現(xiàn)取fz=0.2mm/z 2、選擇銑刀磨損標準及耐用度 據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.7mm，耐用度為T=180min。 3、確定切削速度和每齒進給量 查表當d0=50mm ，z=8，ae=2.5mm，ap=27mm，fz=0.2mm/z銑削HT200時vct=13m/min,nt=85r/min,vft=119mm/min 查表，各修正系數(shù)為kMv=kMn=kMvf=1 kav=kan=kavf=0.8 故

30、vc=vctkv=1310.8=10.4m/min n= ntkn=8510.8=68r/min vf= vftkvf=11910.8=95.2mm/min 查XA6132臥式銑床的技術(shù)資料取nc=75r/min, vfc=95mm/min 因此實際切削速度vc==3.145075/1000=11.8m/min 實際每齒進給量fzc==95/(758)=0.16mm/z 4、校驗機床功率 根據(jù)XA6132臥式銑床說明書，機床主軸的允許功率為PcM=7.50.75=5.63kW 查表，當fzc=0.16mm/z，ap=27mm，ae=2.5mm，vf

31、c=95mm/min時，Pct=0.8kW 查資料知切削功率的修正系數(shù)kMPc=1 故實際切削功率為Pcc= Pct=0.8kW 由于Pcc＜PcM，因此所決定的切削用量可以采用。 二、基本時間 tm=L/vf 計算得tm=0.43min 工序4 本工序為擴φ32mm的孔。鉸刀選用φ32的高速鋼錐柄擴鉆，擴孔擴削用量。l/d=45/32，k1v=1.0。 1. 確定進給量f Fz=0.9-1.0mm/r Fz=fzk1v=0.9-1.0，按該表注釋取較小進給量，按Z525機床說明書，取f=0.81。 根據(jù)Z525鉆床說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力飛、Fma

32、x=8830N，，故f=0.81，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm，壽命T=45min。 2. 確定切削速度v和轉(zhuǎn)速n 根據(jù)表10.4-39取V表=12,切削速度的修正系數(shù)可按表10.4-10查出，kmv=1 故K=1.0 故V’=1211=12m/min N=1000v/∏d=119∑12.3532.