工艺工装课程说明书

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1、 机械工程学院 工艺（工装）课程设计说明书 设计题目：“垫板”加工工艺工装设计 指导教师：成党伟 专业：机械制造与自动化 班级：机制1109班 姓名：梁英智 日期：2013.07.08 目录 课程设计任务书. 1一零件工艺分析. 7 （一)零件公用. 7 (二）主要技术要求分析. 7 （三）工艺分析. 7二制定工艺路线. 7 （一）毛坯的选择. 7 （二）确定毛坯余量. 8（三）基面的选择. 8 （四）工艺路线拟定. 8 （五）加工余量, 工序尺寸的确定. 9（六）确定切削用量，基本工时定额. 10三机床夹具设计. 18 (一）定位基准和方案. 18 （二）夹紧力，切削力的计算. 18 （三）

2、定位误差的分析计算. 19四课程设计心得体会. 20五参考文献. 21六附录. 22 陕西工业职业技术学院机械工程学院工艺工装课程设计任务书 设计题目：“垫板”加工工艺工装设计 课 程： 工艺工装实训 指导教师： 成党伟 专 业： 机械制造 班 级： 机制1109 姓 名： 梁英智 日 期： 2013.07.08 一、设计内容及要求：1分析零件结构、用途及加工要求，明确该零件在加工过程中需要注意的工艺问题。2根据零件的年产量，确定生产类型。3选择毛坯种类，并说明选择该种毛坯的理由，确定毛坯的外形尺寸。4拟订加工路线：确定零件从毛坯到成品的整个加工阶段的主要加工路线，划分工序，选择定位基准。应制

3、定两个以上的工艺方案，经比较后，选出最佳方案，经指导教师审阅后方可进一步工作。5拟订工序：根据已定的加工路线，确定各个工序的加工方法，并说明该方法的合理性。具体划分各工序的安装和工步，确定工序余量，工序尺寸及公差。根据以上内容，编写设计说明说一份，要求字迹工整，语言流畅，简明扼要。6选择机床设备：以学校实习工厂为对象，选择设备名称、型号填入工艺文件中。7选择夹具、刀具、量具： 如果选用的工装是标准的，只需提出名称和规格，填入工艺文件中；如果系专用，可在工艺文件相应栏内填写“专用夹具”、“专用刀具”等名称8确定主要表面精加工工序的切削用量和基本工时：将已定的切削用量填入工艺文件中，将计算和查表的

4、内容编入说明书中。9填写三种工艺文件：整套过程卡片和工艺卡片，主要的工序卡片。10夹具设计：设计某道工序加工时所用的专用夹具，并画出专用夹具总装配图，拆画零件图。二、设计要求：在设计过程中，学生应认真思考，积极工作，主动争取教师指导，熟悉参考资料，防止返工，按时完成设计任务。鼓励学生采用计算机进行设计。三、进程计划表：1.明确任务，准备资料：手册、图册； 0.5天2.编制两条加工工艺路线，分析对比确定加工路线； 0.5天3.确定主要加工工序余量、工序尺寸及公差； 1.0天4.选择加工机床设备、夹具、刀具、量具； 0.5天5.确定主要表面精加工工序的切削用量、基本工时； 1.0天6.编写工艺课程

5、设计说明书； 1.0天 7.填写机械加工工艺规程卡片； 0.5天8.明确任务，准备资料：手册、图板或计算机绘图； 0.5天 9.编制两种夹具结构方案，分析对比确定夹具设计方案； 0.5天10.设计夹具，绘制夹具结构草图； 3.0天11.绘制夹具装配图； 2.0天12.绘制夹具主要非标准件零件图； 2.0天13.编写夹具课程设计说明书； 1.0天14.整理设计文件，准备抽查答辩； 1.0天课程设计进度安排星 期时 间内 容一2013.06.10明确任务，准备资料；确定加工路线；二2013.06.17确定主要加工工序余量、工序尺寸及公差；三2013.06.24选择加工机床设备、夹具、刀具、量具；四

6、2013.06.26确定主要表面精加工工序切削用量、工时；五2013.06.28填写机械加工工艺规程卡片；整理设计文件；确定夹具设计方案；一二2013.07.0102绘制夹具结构草图；三一2013.07.0308绘制夹具装配图；二三2013.07.0910绘制夹具主要非标准件零件图；四2013.07.11编写工艺、夹具课程设计说明书；五2013.07.12整理设计文件，准备抽查答辩； 工艺工装课程时间设计安排顺序设计各个阶段内容工作天数1研究课程设计任务，分析设计对象，熟悉资料，借设计资料、手册等。0.52制定零件机械加工工艺规程，3.53编写工艺设计说明书，填写工艺文件14分配夹具设计任务，

7、拟定夹具设计方案25设计夹具，画夹具装配草图，26画夹具正式装配图27拆画夹具零件图28编写夹具设计说明书19整理设计文件，准备抽查答辩110共 计15四、主要借阅参考资料及手册根据需要借阅以下参考资料和手册中的几种：1机械加工工艺人员手册；2机床夹具设计手册；3机械制造工艺学、机床夹具设计教材；4机床手册5机械制造工艺及设备设计指导；6机械制造工艺学课程设计指导书；7机械制造工艺及专用夹具设计指导书等。 一、零件工艺分析（一）零件功用该零件为数控阀芯槽及倒角磨床的垫板，其主要作用是连接液压缸和油口。（二）主要技术要求分析数控阀芯槽及倒角磨床的垫板共有两组加工表面，而这两组加工表面之间有一定的

8、位置要求，现将这两组加工表面分述如下：1以长度130的正方形为基准的加工表面这一组加工表面包括80H7的孔、端面及110f6的外圆和深度3，各个外圆及80H7孔的倒角。80H7的孔与110f6的外圆有公差为0.015的同轴度要求。2以长度130的正方形为基准的加工表面这一组加工表面包括车削端面并保证尺寸18及80H7孔的倒角。3这两组加工表面之间有着一定的位置要求：110f6的内圆柱端面与大平面的平行度公差为0.02。110f6的圆柱面与110f6的内圆柱端面间的圆跳动公差为0.015。（三）工艺分析由以上分析可知，对于这两组加工表面，我们可以先加工一组表面，然后借助于专用夹具进行另一表面的夹

9、正，并保证它们之间有位置精度要求。二、制订工艺路线（一）毛坯的选择由零件图和设计任务可知，垫板零件材料为Q235-B，同时考虑到该零件在磨床工作中的需要，因此应该选用钢件，以保证零件工作可靠。已知零件的生产纲领为小批量生产，通过计算，该零件质量约为1.5Kg，由金属机械加工工艺人员手册可知，其生产类型为小批量生产，故选择毛坯为轧钢140x140x20，考虑实际条件，其上80孔对于毛坯无需考虑。（二）确定毛坯余量查阅金属机械加工工艺人员手册中铸件机械加工余量可知，垫板零件轧钢毛坯余量取值2mm，该零件的其余各表面的毛坯余量的具体分布情况见“零件毛坯合图”所示。（三）基面的选择基面选择是工艺规程设

10、计中的重要工作之一，几面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法继续进行。粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的加工对于后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出，零件比较规则，直接以四爪卡盘进行装夹定位而对于其中的圆跳动误差，同轴度误差而言，只要能保证端面，孔及外圆能在一次装夹中完成，就可保证他们的行位误差。而对于平行度误差而言，则要通过磨削加工进行保证。（四）工艺路线拟订制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状及位置精度等技术要求能得到合理保证，在生产纲领已确定为小批生产条件下，可以考虑

11、采用一般通用机床配以专用夹具，并尽量采用工序集中来提高生产率，除此以外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽量下降。1工艺路线方案一工序铣130x130的长方体及倒角 工序钻、镗、扩孔80，110的外圆深3，车端面及倒角工序车另一端面保证尺寸18.2及倒角工序钻削沉孔4- 9,钻攻4-M6-7H工序磨削大平面保证尺寸182工艺路线方案二 工序钻、镗、扩孔80，110的外圆深3，车端面及倒角工序 车另一端面保证尺寸18.2及倒角工序铣130x130的长方体及倒角工序钻削沉孔4- 9,钻攻4-M6-7H工序磨削大平面保证尺寸183工艺方案的比较与分析由于方案二，对于铣削130x130的长方体，必须

12、保证已经加工80孔必须位于其的正中央，因而要以80孔为精基准并进行分度加工铣削130x130的长方体，又要设计夹具或者要到钳工平台画线，耽误时间比较麻烦。因此决定采用方案一。（五）加工余量、工序尺寸的确定根据磨架外壳的原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）加工余量（查表法）1.140x140x20加工余量z=10mm2钻30的孔z=25mm3扩75的孔z=2.5mm4粗镗77的孔z=1.5mm5半精镗79的孔z=0.5mm6精镗80的孔z=0mm7粗车130的外圆z=6mm8粗车122的外圆z=2mm9半精车114的外圆z=0.5mm 10精车11

13、0孔z=0mm11车端面20z=1.0mm12车另一端面19z=0.8mm13钻削沉孔4-9z=0mm14钻攻4-M6-7Hz=0mm15磨削大平面18.2z=0.08mm16.磨削大平面18.08z=0mm（六）确定切削用量、基本工时定额1加工方法与设备 工序1采用X6132铣床；工序2和30采用CA6140车床；工序4采用Z3050钻床；工序5采用M7132磨床。2切削用量采用计算法，下面为设计要求填写的两个工序卡工序的切削用量的计算确定过程：工序 铣130x130的长方体及倒角1）加工要求：铣130x130的长方体及倒角 2）机床：铣床3）刀具：圆柱形铣刀，刀片材料：YT15；刀具尺寸：

14、d=38.2，w=30，rn=15，ao=12;工序 钻、镗、扩孔80，110的外圆深3，车端面及倒角 1）加工要求：钻、镗、扩孔80，110的外圆深3，车端面及倒角2） 机床： 车床 3）刀具：刀片材料：高速钢，1625mm，kr=90，kr=45，ro=15，ao=12，re=0.5mm；工序车另一端面保证尺寸18.2及倒角 1）加工要求：车另一端面保证尺寸18.2及倒角 2）机床： 车床 3）刀具：45度车刀 刀片材料：高速钢，1625mm，kr=90，kr=45，ro=15，ao=12，re=0.5mm。工序钻削沉孔4- 9,钻攻4-M6-7H1）加工要求：钻削沉孔4- 9,钻攻4-M

15、6-7H2）机床：钻床3）刀具：麻花转 刀片材料：硬质合金，5和9的钻头，15惚钻及M6的丝锥。工序 磨削大平面保证尺寸181）加工要求：磨削大平面保证尺寸18 2）机床：磨床3计算切削用量（1）车端面1）ap=0.6,f=0.1mm/r，查机械加工工艺人员手册P2582）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=10004.04/(3.14140)=550.6r/min按机床选取nw=560r/min3）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x130x560/1000=160(m/min)（2）钻30H7的通孔1）ap=20mm,f=0.1mm/r, 查机械加工工艺人员手册P2

16、9430的麻花钻2）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=1000x3.02/3.14x30=318.22r/min确定主轴转速Nw=320r/min3）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x30x320/1000=30(m/min)（3）扩30H7的通孔1）ap=20mm,f=0.1mm/r, 查机械加工工艺人员手册P281， 75的扩孔钻2）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=1000x3.02/3.14x75=238.5r/min按机床选取nw= 250r/min3）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x75x250/1000=60(m/min)

17、（4）粗镗75通孔二次 1）ap=1mm,f=0.1mm/r，查机械加工工艺人员手册P287，镗刀 3016，2）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=1000x3.02/8.68x77=368.2r/min按机床选取 nw=360r/min3）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x77x360/1000=85(m/min)（5）半精镗77的通孔 1）ap=0.3mm,f=0.08mm/r，查机械加工工艺人员手册P287，镗刀 30162）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=1000x3.02/8.68x79=461.8r/min按机床选取 nw=450r/min3

18、）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x79x360/1000=110 (m/min)（6）精镗79的通孔1）ap=0.2mm,f=0.06mm/r，查机械加工工艺人员手册P287，镗刀 30162）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=1000x3.02/8.68x80=528.6r/min按机床选取 nw=530r/min3）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x80x360/1000=110 (m/min) （7）粗车130的外圆二次1）ap=4mm,f=0.7mm/r，机械加工工艺人员手册 2）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=1000x14

19、.62/3.14x130=358.7r/min按机床选取 nw=360r/min3）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x130x360/1000=147(m/min)（8）半精车122的外圆1）ap=1.5mm,f=0.25mm/r，查机械加工工艺人员手册P246 2）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=1000x17.24/3.14x122=458.8r/min按机床选取 nw=450r/min3）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x122x360/1000=110 (m/min)（9）精车114的外圆1）ap=0.5mm,f=0.06mm/r，查机械

20、加工工艺人员手册P247 2）确定主轴转速Ns=1000v/3.14dw=1000x22.59/3.14x114=628.3/min按机床选取 nw=630r/min3）计算切削速度Vc=3.14dn/1000=3.14x630x114/1000=218(m/min)(10)钻攻4-M6-7H1）ap=18mm,f=0.4mm/r，机械加工工艺人员手册，5钻头2）计算切削速度 V=292 0.810.81.54 /(1200.18100.150.40.3)=112(m/min) (1.9m/s)确定主轴转速 ns=10001.9/(3.1412) =50.4(r/s) 按机床选取 nw=5(r

21、/s)所以实际切削速度 v=0.19(m/s)3）M6-7H丝锥ap=0.5mm,f=1mm/r，V=292 0.810.81.54 /(600.180.50.1510.3)=161(m/min) (2.7m/s)ns=10002.7/(3.1412)=71.6r/s按机床选取 nw=1.7r/s所以实际切削速度 v=0.06(m/r)查阅机械制造工艺与机床夹具课程设计指导以及机械加工工艺人员手册根据零件尺寸、材料确定各工序的切削用量： 工步切 削 用 量切削深度(mm)进给量（mm/r或mm/min）转速r/min切 削速 度（m/min）钻30 的孔 300.132030扩75 的孔 45

22、0.1232030粗镗 77的孔 20.0845085半精镗79的孔 20.05630218精镗 80的孔10.019630218粗车130的外圆80.1232030粗车122的外圆80.1032030半精车114的外圆40.08500180精车110外圆0.50.06630218车另一端面19 0.10.0196302184工时定额外形尺寸主要在铣床加工，故准备终结时间为25min；切削用量的确定举例：工序号20.精镗80H7孔时，查金属机械制造加工工艺人员手册表145及机床进给量ap=0.2mm,f=0.06mm/rNs=1000v/3.14dw=1000x3.02/8.68x80=528

23、.6r/min按机床选取 nw=530r/min，则实际切削速度为Vc=3.14dn/1000=3.14x80x360/1000=110 (m/min)例如工序号20钻30的孔时查金属机械制造加工工艺人员手册表1436可知ap=20mm,f=0.1mm/r,30的麻花钻Ns=1000v/3.14dw=1000x3.02/3.14x30=318.22r/min，取主轴转速Nw=320r/min，则实际切削速Vc=3.14dn/1000=3.14x30x320/1000=30(m/min)三、机床夹具设计（一）定位基准和夹紧方案由于所需加工工件的特征需在钻床上进行加工故采用钻床夹具。1工序进行钻孔

24、4M6-7H和4-9的沉孔15，由于均为通孔，因而不用限制其Z轴的移动及转动。由工件的几何形状出发，考虑用三爪卡盘进行定位，刚好可以满足其定位要求。又由于工件钻的孔较多且刚好关于整圆等分，因而还要在三爪的下方加上一个分度盘，这样就可满足加工的要求。2利用机三爪进行夹紧，同时采用一个移动压板进行压紧工件，夹紧力方向向下。3需要对刀导向机构。4因工件质量较小，钻的孔也比较小，可以直接把夹具体放在钻床的工作台上。（二）夹紧力、切削力的计算由于夹具装配图可知夹紧力的方向指向工件，工件的夹紧力利用三爪和一个压板，沿Z轴的方向且夹紧力必须大于沿Z轴的切削力，F夹=F*K，Fo=F切削*L/t,则F夹=F切

25、削*L/t*k且K=K0*K1*K2*K3*K6*K1，由切削力计算公式N2=Wzapf0.75=804x1x0.37x0.75=381.09N,K=1.2x1.2x1.0x1.0x1.0=1.4,由F夹=F切削x58/30x1.4=1031.5N（三）定位误差的分析1夹具精度分析及计算：D定位误差分析：由于定位基准与工序基准不重合，则B=0.015mm，定位误差与限位基准重合，则Y=0，因此D=B+Y=0.015mm2安装误差分析：钻套与支架的采用H7/h6最大间隙为0.01mm，所以A=0.01mm3G加工误差计算：G主要取决于机床的制造精度以及工艺的安排等多方面的因素，一般取零件加工精度

26、的1/3到1/5，故取G=K/3=0.03/3=0.01mm.夹具的总加工精度D=（D2+A2+G2+A2）1/2=0.021K=0.03mm.因此，此钻床的夹具定位方案合理。四、 课程设计心得体会随着毕业日期的一天天临近，我的毕业设计也接近了尾声。从两周前开始，经过近三周的奋战我的毕业设计终于完成了。毕业设计不仅是对学校这两年所学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高，为即将走出校园步入工作岗位做一次综合能力的提升。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺，有些专业知识掌握不牢固，AutoCAD绘图的技巧也不够熟练等。通过这次毕业设计，我明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、

27、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质，培养独立工作的能力和团队协作能力，还应该树立自己将来工作能力的信心。这次设计对于以前一些不规范的计算方法和绘图方式，在团队同学的热心帮助下，在这次毕业设计中都得到了较好的纠正。所以毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。本次毕业设计由于是团队设计，这就要求各个同学进行相互交流，互相协调，进行合作，共同完成整套设计。这对于我们的沟通协调能力，是一个巨大的挑战。由于我是组长，在团队设计初期，大家接下来的毕业设计都很茫然，既不清楚具体要做哪些内容，也不清楚怎么做。一直以来都是以本专业课程学习为主，虽然也学习了一些相关专

28、业的课程，如机械制图，工件测量等，但是真正落实到一个团队项目设计上，显得有些心有余而力不足，很多的基础概念都不是很清晰。在接下来做设计的日子里，我们团队设计的小组经常在一起交流最新的设计进度，一旦发现有疑问的地方就提出来大家一起解决。随着时间的推进，我的设计进程也一点点向前推进，不知不觉中我已经完成了。大家都有些疲倦的面容上掩藏不住的是看到自己努力了几周的成果的那种欣喜感。在此，非常感谢我的指导老师，谢谢他们对我悉心的指导，并给我详细讲解设计中所遇到的以及可能遇到的细节问题，使我更加熟悉本专业的知识，规范自己的绘图。在此还要感谢我们小组里每一个成员，感谢你们的帮助使我最终完成这项任务！五、参考文献1机床夹具设计手册。2金属机械加工工艺员手册3机械零件设计手册4机械设计课程设计手册5教材（机床夹具、机械加工技术、机械制图、金属材料热处理）6机械制造工艺与机床夹具课程设计指导7机械加工余量、公差手册8机械夹具设计手册9机械制造技术课程设计六、附录（一）机械加工工艺卡（二）综合工艺过程卡（三）机械加工工序卡 （四）夹具零件图 （五）夹具装配总图