底座加工工艺规划

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1、机械制造基础课程设计底座加工工艺规划学院天津大学专业XXX年级XXX班级XXX姓名XXX学号XXX指导老师XXX2011/9/20目录 摘要 任务说明书 1 设计说明书 2a. 零件图与零件图分析2 零件的作用 零件的工艺分析b. 确定毛坯4 确定毛坯的制造方法 机械加工余量及毛坯尺寸的确定c. 制造零件工艺过程4基面的选择 选择表面加工方法 制定工艺路线（附：机械加工工艺过程卡）d. 夹具设计6 功能分析与夹具结构总体设计 夹具设计计算 夹具制造与操作说明 校对说明 8 参考文献 9 附录 10摘要1. 对零件（中等复杂程度）进行工艺分析，画零件图。2. 选择毛坯的制造方法和主要表面的总余量

2、。3. 制订选定零件成批生产的机械加工工艺规程，包括：1）选择加工方案，制订工艺路线；2）选择各工序所用的机床设备和工艺装备（刀具、夹具、量具等）；3）确定主要工序的工序尺寸、公差和技术要求；4）对两道主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出的工序简 图，选择切削用量；4. 填写工艺文件1）填写机械加工工艺过程卡片；2）填写机械加工工序卡片；5. 夹具设计1）夹具方案的确定。根据工序内容的要求，确定定位元件，选择夹紧方式 布置对刀、导引件，设计夹具体。2）夹具总体设计。绘制夹具结构草图、绘制夹具总装图。3）夹具计算，定位误差的计算，夹紧力的计算。关键字：工艺路线；工艺过程；专用夹具；任

3、务说明书设计任务：底座的中批量生产流程钻 M6 螺纹孔以及攻丝的夹具设计设计内容要求：1、制定底座机械加工工艺过程，编制机械加工工艺过程卡片，选择所用机床、夹具、刀具、量具、辅具；2、对所制定的工艺进行必要的分析论证和计算；3、确定毛坯制造方法及主要表面的总余量；4、确定主要工序的工序尺寸，公差和技术要求；5、对两道主要工序进行工序设计，编制机械加工工序卡片，画出工序简图，选择切削用量；6、设计 钻M6螺纹孔与攻丝 夹具，绘制夹具装配图;7、对 刘茂璐同学的设计进行校对；8、编写设计说明书。指导教师签字 年月日设计说明书a. 零件图与零件图分析零件图:严fQ-.-711k丿1TII菇 3QHf

4、眩-7t?NT2QQ出梱H底座- 1變甘Z32的個签零件的作用:底座是用于支承和连接若干部件的基础零件。这个底座是中心架底座，沉孔 用来与T型槽配合起固定效果。通过18H9的孔与中心架的导向套配合。调节 螺钉与M20-7H的螺纹配合来调节中心的高度，再通过与M6-7H的配合的螺钉来 固定住导向套。零件工艺分析:序号加工表 面基本尺寸 (mm)公差等级 (mm)尺寸公差 (mm)位置公差 (mm)表面粗糙度(m )1底面87未注公差6.32顶面40未注公差3.23顶面 倒角C1未注公差12.5418 内孔18IT9+0.04S00.8520 沉孔20未注公差12.5613 钻孔13未注公差6.3

5、7M6 螺纹孔 6未注公差8M20 螺纹孔20未注公差b. 确定毛坯确定毛坯的制造方法：本零件的主要功能是支承中心架以及对中心架的调整，其工作时除了工件本 身的重量外，还需要承受工件旋转时扭矩，对中等载荷以及耐磨性有一定的要求， 故毛坯应选择铸造。考虑到中小批量生产与铸造精度等级，选取熔模铸造的方法。机械加工余量及毛坯尺寸的确定查找国标GB/T6414-1999 （铸件尺寸公差与机械加工余量）与底面的基本尺 寸确定了铸件公差为1.6mm,机加工余量为2mm,最终敲定总体余量为2.4mm （单 边）。c. 制造零件工艺过程基面的选择:从零件图中可知基本的尺寸都是以下端面为设计基准,因此,根据“基

6、准重 合”和“基准统一”的原则必须首先加工出下端面,作为后续工序的精基准。根 据粗基准的保证相互位置的原则，选择铸件毛坯40外圆作为粗基准来加工下 端面,然后由下端面为基准加工上端面,继而再加工孔、沉孔、螺纹。选择表面加工方法：考虑到对精度以及粗糙度的要求以及尽量减少装夹次数和使用机床，参考典型表面加工工艺路线，做出以下安排：加工底面：粗铳f半精铳f精铳；加工顶面：粗铳f半精铳f精铳；加工18孔以及M20-7H螺纹：钻孔f扩孔f铰孔f攻丝；加工13孔和20沉头座：钻孔、锪孔；加工M6-7H螺纹孔：钻孔f攻丝。制定工艺路线：1）铳底面（专用夹具，X52K立式铳床）；2）铳顶面（专用夹具，X62卧

7、式铳床）；3）对18的孔钻孔、扩孔、铰孔；最后攻丝M20-7H （专用夹具，Z525 台式钻床）；4）钻13孔、锪20沉头座（专用夹具，Z518台式钻床）；5）钻M6-7H螺纹孔并攻丝（专用夹具，Z518台式钻床）。机床与刀具的选择与计算将会在“夹具的设计”一节详细陈述。机械加工工艺过程卡机械工程系工序号工序名称工序内容及要求机床夹1铸造铸件尺寸公差1.6mm，加工余量2mm单边总余量2.4mm2涂漆3粗铣、半精铣1）粗铣底面2）半精铣底面X52K立式铣床专用4粗铣、半精铣，精铣1）粗铣顶面2）半精铣顶面3）精铣顶面4）铣倒角X62卧式铣床专用5钻、扩、铰、攻丝1）钻、扩、铰18H9孔2）制作

8、M20X1.5-7H螺纹Z525台式钻床专用6钻、锪1）钻13孑L2）锪20沉头座Z518台式钻床专用7钻、攻丝1）钻M6的孔2）制作M6-7H螺纹Z518台式钻床专用8除毛刺、检验设计XXX校对审核d. 夹具设计钻削数据分析与夹具结构总体设计（参照机械加工工艺手册）：我负责工序7的专用夹具设计。首先分析所使用的机床与切削刀具：初步选 择的是Z518台式钻床；钻M6的螺纹孔应使用M5的钻头；工件材料为HT200灰 铸铁（硬度188HB，强度200MPa）；钻头材料选择W18Cr4V高速工具钢。综合以上所有因素选择切削用量：钻头磨钝标准0.50.8mm；不使用切削 液；钻头耐用度100min；被

9、吃刀量屯选择2.5mm；进给量0.10.3mm/r，选择 0.3mm/r；最后选定切削速度V为300mm/min；可以同时求出机床主轴转速为 1000r/min；修正系数工二选取1.0。需要注意的是，钻孔深度不能大于钻头直径的3倍，本次钻孔深度为11mm, 满足钻头的使用要求。然后计算本次钻孔的扭矩，钻削力与机床主轴功率的：扭矩：m = :.2 wL 二二冷:;:、 钻削力：厂=二口 二二三 三宁三=钻削必要功率：巴= T77- = ： m查机床参数可以得知Z518的主轴电机功率为1KW,足以满足使用要求。此次加工只需要钻孔与攻丝，为了保证精度，易采用固定式钻模。钻模板采 用固定式，与夹具体铸

10、成一体，结构刚性好，加工位置精度高。夹具体底部应设 置U形槽。还要设置支脚，支脚宽度应大于机床工作台T形槽宽度。钻模心轴采 用快拆设计，采用配合，只起夹紧作用不能用于定位，所以设置挡块以实现定位。 在40孔处设置圆锥销起到定位作用，与心轴套筒和挡板配合实现六点定位。 由于加工工件的结构限制，要采用长形快换钻套，钻套容屑间隙为2倍的钻头直 径，为10mm。为了方便拆卸工件，所以在旋转手柄螺母与心轴之间设置弹簧， 弹簧按照GB/T1973.3-2005选取弹簧直径0.8mm，弹簧中径10mm，自由距离17mm， 有效圈数5.5，节距2.8，刚度0.363,材料为65Mn弹簧钢。夹具设计计算（参照机

11、床夹具设计手册）：本夹具的切削力方向与夹紧力方向垂直，钻削力主要由心轴承担，夹紧力全 部由心轴顶端的M10螺栓产生，故只需要考虑钻削时的扭矩即可。M10螺栓采用圆环面接触形式，考虑到加工方便，采用易于加工且自锁性能 强的三角螺纹，螺距采用1.5。但由于心轴夹紧方式的限制，所以要采用特制的 长度，需要定做。查表可得到此螺栓的全部数据：当量摩擦半径:-=7.78mm；螺杆顶部与工作间的摩擦角-=3：: 螺旋副当量摩擦角-：=E2 螺纹中径之半；=4.513 螺纹升角二由此可以算出最大夹紧力：Q X LWQ = 2O5O7Vr to肌审 + Ttanfa H审：）夹紧力可由回转手柄螺母与M10六角头

12、螺栓的配合进行调整。考虑到有钻头 旋转所产生的钻削力与工件外圆的直径，夹紧力可以满足使用要求。然后对夹具 的误差进行计算：因为M6-7H孔应距上表面10mm，自由公差限制，而我算选择的定位公差是 第1部工序所采用的大底面，所以查表可得到在经过粗铳、半精铳、精铳之后上 下表面应出现的误差公差等级为IT7级，查标准公差数值表可能此时又误差数值 为 0.025mm。夹具的最大配合间隙为圆柱销的配合间隙 13H7/k6即二二二亍;钻模板衬套轴线与定位心轴的距离误差0.01; 钻套与衬套配合间隙0.009mm；钻套孔与外圆同轴度误差去标准值0.008mm；刀具引偏量2二：？ 一矗一三：二二二二二小丁=-

13、F0.022 + 0.0092 + 0.0082 + 0.0062 = 0.067m与定位基准误差相加的最后定位误差为0.092mm，符合自由公差的要求。形 位公差按照GB/T1184-1996的6级精度选取。最后对该工件的本工序的工额定时 进行计算：查找钻削机动时间的公式tf = X k = 0.3771171-这是钻孔的所需的大概时间，再加上攻丝的时间与装夹工件的准备时间得到 的工时大概为12min。夹具制造与操作说明：本专用夹具的制造绝大部分的零件都采用国家标准规定的标准件，只有少量 零件需要定做，其中需要定做的零件有心轴透盖，夹具体，M10六角头螺栓，心 轴，定位挡块，心轴套筒六个零件

14、。在装夹工件时，首先拆下长形快换钻套，拧松回转手柄螺母，拿下开口垫圈， 装上工件，然后安装开口垫圈，再同时调节M10六角头螺栓与回转手柄螺母夹紧 工件，安装长形快换钻套，即可开始加工。钻孔结束后，更换攻丝长形快换钻套。 所有工序全部完成后，拆下长形快换钻套，拧松回转手柄螺母，拿下开口垫圈， 即可快速更换工件。校对说明校对人：年 月曰参考文献1 韩进宏.互换性与技术测量M.北京：机械工业出版社，2004.7.2 王先逵.机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，2008.6.王丹.机械加工夹具及选用M.北京：化学工业出版社，2009.4. 王光斗，王春福.机床夹具设计手册（第三版）M.上海：上海科学技术出 版社， 2000杨叔子机械加工工艺师手册M.北京：机械工业出版社，2001. 张世昌，李旦，高航.机械制造技术基础M.北京：高等教育出版社，2007.7孙已德.机床夹具图册M.北京：机械工业出版社，1984.II附录MFSBJ-Ajfcat*it Syy77 amtut!m:nimTJ1恵矗會*fi # b r