機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)---板的加工工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　系 部 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　班 級 07機(jī)自一班 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)教師

2、 </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告書</b></p><p><b>　　序 言</b>

3、;</p><p><b>　　。</b></p><p>　　這個(gè)學(xué)期我們學(xué)習(xí)啦《機(jī)械制造基礎(chǔ)》，為了讓鞏固我們的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，加深專業(yè)知識的印象，老師布置了這次課程設(shè)計(jì)，課程設(shè)計(jì)是對我們學(xué)習(xí)到的知識的一次全面的復(fù)習(xí)和了解，也是一次把理論付諸實(shí)踐的很好的嘗試。在這次課程設(shè)計(jì)的過程中我們學(xué)到了很多，知道了即將走入的工作中所要做的，所要了解的。在設(shè)計(jì)過程中我們和同組的同學(xué)相

4、互分析，相互合作，相互理解。鍛煉了我們自己的分析理解問題的能力，相互合作的能力。也萬分感謝在設(shè)計(jì)過程中老師的悉心指導(dǎo)。</p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　　1零件的作用</b></p><p>　　題目是零件是一塊板子。 此塊板子應(yīng)該是與軸配合，對軸起支撐作用。</p>

5、;<p><b>　　2零件的分析</b></p><p>　　有題目給的圖可知零件的材料為Q235， Q235為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。由于含碳適中，綜合性能較好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛且適合車、銑、刨、磨等各種加工，加工過程簡單。</p><p>　　零件不是很復(fù)雜，是平板零件，大部分表面積由平面組成，還有內(nèi)圓柱面，10個(gè)螺旋面。所以

6、此零件的加工為平面加工和孔加工。注意板在加工時(shí)要以大平面定位，而且用壓板夾緊</p><p><b>　　3零件的精度要求</b></p><p>　　零件上最大的兩個(gè)孔有IT7的精度要求，其內(nèi)孔表面和板的上下兩個(gè)面的低粗糙度要求，此外，板上各孔之間還有位置上的精度要求。</p><p>　　由上面分析可知，可以粗加工板上下端面，然后以此作為基

7、準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。</p><p><b>　　二、確定生產(chǎn)類型</b></p><p>　　已知此零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量約是15Kg/個(gè)，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》第2頁表1.1-2，可

8、確定該零件生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。</p><p><b>　　三、確定毛坯</b></p><p><b>　　確定毛坯種類：</b></p><p>　　零件的材料為Q235，價(jià)格便宜，可從市場上大量購買Q235，且零件結(jié)構(gòu)簡

9、單，加工容易 根據(jù)工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材對選擇毛坯為軋型材，公差等級為IT12。</p><p>　　確定鑄件加工余量及形狀：</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-H級，并查表2.2-4確定各個(gè)加工面的機(jī)械加工余量，如下表所示：</p><p><b>　　四、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p

10、><p><b>　　(一)選擇定位基準(zhǔn)</b></p><p>　　（1）精基準(zhǔn)選擇 加工側(cè)面精基準(zhǔn)為板的兩大平面，這符合基準(zhǔn)重合和互為基準(zhǔn)原則，既保證了設(shè)計(jì)精度也獲得了加工余量。孔加工的精基準(zhǔn)是板的一個(gè)端面。</p><p>　?。?）粗基準(zhǔn)選擇 加工精基準(zhǔn)對應(yīng)的粗基準(zhǔn)是在加工平面寬度尺寸時(shí)的兩個(gè)沒有加工的端面。符合余量均勻和相互位置原則。

11、</p><p>　　(二)制定工藝路線:</p><p>　　根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工

12、藝路線方案如下：</p><p>　　工序01 粗銑平板前端面，以后端面為粗基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加通用夾具；</p><p>　　工序02 粗銑平板后端面，以前端面為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加通用夾具；</p><p>　　工序03 粗銑平板面四側(cè)平面，以上大平面為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床和通用夾具；</p><p>　　工

13、序04 粗鉸、精鉸2個(gè)Φ82的孔，以側(cè)面和最大平面為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；</p><p>　　工序05 劃線、鉆、鉸6個(gè)Φ16.2的孔，以最大平及采用Φ82為基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加通用夾具；</p><p>　　工序06 粗鉸、精鉸Φ48和Φ26的孔，以下面那個(gè)Φ82孔中心和最大平面為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加通用夾具；</p><p

14、>　　工序07 鉆下面那個(gè)Φ82周圍的10個(gè)螺紋孔并攻絲，以Φ82孔中心為基準(zhǔn)，采用T616臥式鏜床加專用夾具；</p><p>　　工序08 精銑兩個(gè)最大平面，以最大平面為基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加通用夾具；</p><p>　　工序09 去毛刺；</p><p>　　工序10 終檢。</p><p>　　(三)機(jī)械加工余

15、量、工序尺寸及公差的確定：</p><p><b>　　1.平面加工</b></p><p>　　通過工藝分析，在平板厚度方向上的尺寸精度要求很低，并且表面粗糙度的要求稍高，所以在加工時(shí)主要考慮加工方法對表面Ra值的影響，根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》的表3.7各種加工方法能達(dá)到的表面粗糙度可知，精銑可以達(dá)到Ra=1.6um的要求，并且選擇端銑，在《機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊》上提供

16、了加工方案選擇：粗銑—精銑</p><p><b>　　2.內(nèi)孔表面加工</b></p><p>　　3、確定切削用量及時(shí)間定額：</p><p>　　工序01 粗銑板大前端面，以后端面為粗基準(zhǔn)。</p><p><b>　　1. 加工條件</b></p><p>　　工件

17、材料：Q235，σb =375~460MPa，熱軋；工件尺寸：長470mm，寬380mm，厚20mm；</p><p>　　加工要求：粗銑最大前端面，加工余量2mm;</p><p>　　機(jī)床：X51立式銑床；</p><p>　　刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3

18、.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角：</p><p>　　λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。</p><p><b>　　2. 切削用量</b

19、></p><p>　　1）確定切削深度ap </p><p>　　因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇ap=2mm，一次走刀即可完成。</p><p>　　2）確定每齒進(jìn)給量fz </p><p>　　由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表3.5，使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀

20、加工，機(jī)床功率為4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，X51立式銑床）時(shí)：</p><p>　　fz=0.09~0.18mm/z</p><p>　　故選擇：fz=0.18mm/z。</p><p>　?。?）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) </p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=

21、125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡明手冊》表3.8）。</p><p>　?。?）計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3.16，當(dāng)d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z時(shí)，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計(jì)算公式

22、為：</p><p>　　其中 ，，，，，，，，，，，，，將以上數(shù)據(jù)代入公式：</p><p>　　確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。</p><p>　　根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為：</p><p>　　vc==m/min=118m/min</p>

23、;<p>　　f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z</p><p>　?。?）校驗(yàn)機(jī)床功率 </p><p>　　根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定：ap=4.0mm，nc=300r/mi

24、n，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。</p><p><b>　　（6）計(jì)算基本工時(shí)</b></p><p>　　tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=380mm.</p><p>　　查《切削手冊》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則：</p><p>　　tm＝L

25、/ Vf=(380+40)/390=1.08min。</p><p>　　工序02 粗銑后端面，以大前端面為定位基準(zhǔn)。</p><p>　　切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過程同工序01。</p><p>　　工序03 粗銑平板四個(gè)側(cè)端面，以大端面為定位基準(zhǔn)。</p><p>　　切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過程同工序01。</p>

26、<p><b>　　工序04與工序06</b></p><p>　　1粗鉸、精鉸Φ82。以側(cè)面和最大平面為基準(zhǔn)</p><p><b>　　（1）粗鉸至</b></p><p><b>　　刀具：專用鉸刀</b></p><p>　　機(jī)床：Z525立式鉆床</

27、p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　機(jī)動時(shí)切削工時(shí)，=38mm，</p><p><b>　　(2) 精鉸至</b></

28、p><p><b>　　刀具：</b></p><p>　　機(jī)床：Z525立式鉆床</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min，則其切削速度為：</p><p>　　機(jī)動時(shí)切削工時(shí)，=38mm</p><p>　　2粗鉸、精鉸Φ48 以

29、Φ82孔中心和最大平面為定位基準(zhǔn)</p><p><b>　?。?）粗鉸至</b></p><p><b>　　刀具：專用鉸刀</b></p><p>　　機(jī)床：Z525立式鉆床</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為

30、=140r/min，則其切削速度為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　機(jī)動時(shí)切削工時(shí)，=38mm，</p><p><b>　　(2) 精鉸至</b></p><p><b>　　刀具：</b></p><p>　　機(jī)床：Z5

31、25立式鉆床</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min，則其切削速度為：</p><p>　　機(jī)動時(shí)切削工時(shí)，=38mm</p><p>　　3粗鉸、精鉸Φ26 以Φ82孔中心和最大平面為定位基準(zhǔn)</p><p><b>　　（1）粗鉸至</b><

32、/p><p><b>　　刀具：專用鉸刀</b></p><p>　　機(jī)床：Z525立式鉆床</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：</p><p><b>　　。</b></p&

33、gt;<p>　　機(jī)動時(shí)切削工時(shí)，=38mm，</p><p><b>　　(2) 精鉸至</b></p><p><b>　　刀具：</b></p><p>　　機(jī)床：Z525立式鉆床</p><p>　　根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140

34、r/min，則其切削速度為：</p><p>　　機(jī)動時(shí)切削工時(shí)，=38mm</p><p>　　工序05 鉆、鉸6×Φ16.2的孔，以大平面和側(cè)平面為基準(zhǔn)。</p><p><b>　　鉆Φ16的孔</b></p><p>　　選擇Φ16的高速鋼麻花鉆，Z525立式鉆床。</p><p&

35、gt;　　按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊》，，，又由《切削手冊》表2.7,系數(shù)為0.5,則： </p><p><b>　　，則最終選取。</b></p><p>　　確定切削速度：查《切削手冊》表2.30，切削速度計(jì)算公式為：</p><p><b>　?。╩/min）</b></p><p>

36、;　　其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實(shí)際的切削速度：</p><p><b>　　計(jì)算工時(shí)：</b></p><p>　　（2） 鉸孔致Φ16.2</p><p>　　從Φ16加工到Φ16.2，半邊加工余量f=0.1，可以半精鉸一次完成即可。</p><p>　　刀具：專用鉸刀Φ16.2</p>

37、<p>　　機(jī)床：Z525立式鉆床</p><p>　　進(jìn)給量取0.2mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=272r/min，則其切削速度為：</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　機(jī)動時(shí)切削工時(shí)，</b></p><p>　　工序07 鉆M12和M8的底孔并攻絲

38、</p><p><b>　　刀具：高速鋼麻花鉆</b></p><p>　　機(jī)床：T611臥式鏜床</p><p>　?。?）鉆M8的底孔Φ7.2</p><p>　　根據(jù)《切削手冊》查得，進(jìn)給量為0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：</p><p>　

39、　查《簡明手冊》表4.2-15，取。所以實(shí)際切削速度為：</p><p><b>　　計(jì)算切削基本工時(shí)：</b></p><p><b>　　（2）攻螺紋M8</b></p><p>　　機(jī)床：T611臥式鏜床</p><p>　　刀具：絲錐M8，P=0.75mm</p><p&

40、gt;　　切削用量選為：，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機(jī)床使用說明書選?。海瑒t ；</p><p>　　機(jī)動時(shí)，，計(jì)算切削基本工時(shí)：</p><p>　?。?）M12孔的加工 </p><p>　　選用Φ9.2的鉆頭鉆底孔，選M12的絲錐，P=1.75mm。</p><p>　　按（1）、（2）步驟加工和計(jì)算。</p><p&g

41、t;　　工序08 精銑兩大平面，互為基準(zhǔn)加工。達(dá)到表面粗糙度Ra1.6，以及厚度方向的要求。</p><p>　　機(jī)床：X51立式銑床</p><p>　　刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊》表3.6查得：，,即27m/min，因此，</p><p>　　現(xiàn)采用X51立式銑床，取 ，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：，</p><p&g

42、t;　　查機(jī)床使用說明書，取 。</p><p><b>　　銑削基本工時(shí)：</b></p><p>　　精銑兩個(gè)平面的總工時(shí)為：</p><p><b>　　五、夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于T611臥式銑床，保

43、證板加工時(shí)的位置精度。</p><p><b>　　問題的提出</b></p><p>　　零件主要是板料，且面積較大，故在加工過程中會產(chǎn)生較大形變，而且零件是中批生產(chǎn)，所以，在加工板上的孔時(shí)，主要應(yīng)考慮如何減少形變誤差及裝配誤差，在此基礎(chǔ)上再提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。</p><p><b>　　夾具的設(shè)計(jì)</b>&

44、lt;/p><p><b>　　定位基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　考慮工件的加工結(jié)構(gòu)，可以采用“兩面四銷”的定位方式。采以兩個(gè)Φ16.2孔的中心和兩個(gè)最大的端面作為定位基準(zhǔn)。同時(shí)考慮到生產(chǎn)率要求不是很高，故可以采用手動夾緊。</p><p><b>　　切削力及夾緊力計(jì)算</b></p><p&g

45、t;　　刀具：高速鋼麻花鉆，。</p><p>　　由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工作臺,查《切削手冊》表2.3，切削力計(jì)算公式為：</p><p>　　其中：，，，，，，與加工材料有關(guān),取0.94；與刀具刃磨形狀有關(guān),取1.33；與刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)有關(guān),取1.0，則：</p><p>　　在Φ20孔四個(gè)端面只需要采用開口墊圈和六角螺

46、母適當(dāng)夾緊后本夾具即可安全工作. </p><p><b>　　3、定位誤差分析</b></p><p>　　定位工件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為與工件相連的兩個(gè)定位螺栓，螺栓之間的距離與工件上相應(yīng)的孔的距離有精度公差要求相同，即424±0.2mm。此外，這兩個(gè)定位螺栓共同保證加工孔與底側(cè)面的位置精度，即349±0.2mm。</p&

47、gt;<p>　　4、夾具的零件圖見附圖。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1、趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(2版),機(jī)械工業(yè)出版社,2006年.</p><p>　　2、曾志新,呂明主編,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年.</p><p>