十字沟槽机械加工工艺规程及铣U型槽夹具设计【含CAD图纸、说明书、工艺工序卡片】
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机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称十字沟槽共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工9、10铣U型槽45号钢毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻件84.2x6411设备名称设备型号设备编号同时加工件数钻床龙门铣床1夹具编号夹具名称切削液铣床专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/minmm机动辅助1粗铣U型槽立式铣刀 游标卡尺150028.265.02半精铣U型槽立式铣刀 游标卡尺150028.265.03磨削U型槽砂轮 游标卡尺5009.420.8设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称十字沟槽共2页第1页材 料 牌 号45号钢毛 坯 种 类45号钢锻件毛坯外形尺寸84.2x64每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件1粗车粗车60段普通车床CW6180外圆车刀 游标卡尺2粗车粗车80段普通车床CW6180外圆车刀 游标卡尺3半精车半精车60段普通车床CW6180外圆车刀 游标卡尺4半精车半精车80段普通车床CW6180外圆车刀 游标卡尺5粗铣粗铣60平面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺6粗铣粗铣80平面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺7精铣精铣60平面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺8精铣精铣80平面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺9 粗铣粗铣U型槽龙门铣床立式铣刀 游标卡尺10 半精铣半精铣U型槽龙门铣床立式铣刀 游标卡尺11粗铣粗铣十字槽龙门铣床立式铣刀 游标卡尺12半精铣半精铣十字槽龙门铣床立式铣刀 游标卡尺13去毛刺钳工台平锉14热处理淬火加低温回火15中检塞规 百分表 卡尺 设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称十字沟槽共2页第2页材 料 牌 号45号钢毛 坯 种 类45号钢锻件毛坯外形尺寸84.2x64每毛坯件数1每 台 件 数备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时准终单件16钻孔钻6螺纹孔四面组合钻床直柄短麻花钻 卡尺 塞规17扩孔扩6的孔四面组合钻床直柄扩孔钻 卡尺 塞规18铣孔铣6的螺纹孔四面组合钻床螺纹铣刀19磨削磨削上底面平面磨床砂轮 游标卡尺20磨削磨削下底面平面磨床砂轮 游标卡尺21磨削磨削U型槽平面磨床砂轮 游标卡尺22磨削磨削十字槽平面磨床砂轮 游标卡尺23清洗清洗机24 终检塞规 百分表 卡尺 设 计(日 期)校 对(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)标记处数更改文件号签 字日 期标记处数更改文件号签 字日 期辽宁工程技术大学课程设计20.辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目:十字沟槽机械加工工艺规程及铣U型槽夹具设计班级:姓名:学 号:指导教师:完成日期:任 务 书一、设计题目:十字沟槽机械加工工艺规程及铣U型槽夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:(中批或大批大量生产)三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图(A0或A1) 1张6绘制夹具中1个零件图(A1或A2。装配图出来后,由指导教师为学生指定需绘制的零件图,一般为夹具体)。 1张7课程设计说明书,包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。(约5000-8000字) 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料,绘制零件图。2第37天,完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法,编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天,完成夹具总体方案设计(画出草图,与指导教师沟通,在其同意的前提下,进行课程设计的下一步)。4第1113天,完成夹具装配图的绘制。5第1415天,零件图的绘制。6第1618天,整理并完成设计说明书的编写。7第19天,完成图纸和说明书的输出打印。8第2021天,答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ,设计内容反映的基本概念及计算 ,设计方案 ,图纸表达 ,说明书撰写 。综合评定成绩: 指导教师日期摘要机械制造课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学学业中占有重要的地位。 这次设计的是十字沟槽,有零件图、毛坯图、夹具体图、装配图各一张,机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具对应那道工序的工序卡片各一张。首先我们要熟悉零件,题目所给的零件是十字沟槽。了解十字沟槽的作用,接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准,后确定粗基准,最后拟定十字沟槽的工艺路线图,制定该工件的夹紧方案,画出夹具装配图。AbstractMachinery Manufacturing Technology curriculum design is finished we learn all the basic course of the University, technology and the most basic course after the specialized, which is our graduation project before conducting the various courses of study by an in-depth comprehensive review of the total, is also a Theory with practical training, therefore, in our four years of university life occupy an important position. This is the cover design, parts map, rough map, one of the assembly, machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of a card. First of all, we must familiar with the parts, the parts subject to the cover. Cover understanding of the role, followed in accordance with the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. According to another location and then we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, finalizing the cover of the road map, the enactment of the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly.目 录一 设计十字沟槽零件的机械加工工艺规程1 零件工艺性分析1.1 十字沟槽零件图1.2 十字沟槽的用途1.3 十字沟槽的技术要求1.4 审查十字沟槽的工艺性2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2.3 绘制毛坯简图3 拟定十字沟槽工艺路线3.1 定位基准的选择3.1.1 精基准的选择3.1.2 粗基准的选择3.2 表面加工方法的确定3.3 加工阶段的划分3.4 工序的集中与分散3.5 工序顺序的安排3.6 确定工艺路线4 加工余量、工序尺寸和公差的确定5 切削用量的计算6 时间定额的计算二 相关工序夹具的设计7 机床夹具的设计7.1 夹具装配图7.2 提出问题7.3 设计思想7.4 夹具设计7.4.1 定位分析7.4.2 切削力及夹紧力的计算7.5 夹具操作说明7.6 确定导向装置8 参考文献1. 零件工艺性分析1.1十字沟槽零件图1.2十字沟槽的用途十字沟槽为盘类零件,一半为连接两零件,传递力矩。因此其材料刚度要求较高,采用45号钢锻件。1.3十字沟槽的技术要求该十字沟槽的各项技术要求如下表所示:加工表面尺寸偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)十字沟槽上端面0.04IT81.6十字沟槽下端面0.045IT81.6方形端面115X115IT1312.50.03B十字沟槽中心孔206.36孔66.380外表面 80IT86.360外圆面60IT86.31.4审查十字沟槽的工艺性该十字沟槽结构简单,形状普通,属一般的盘盖类零件。主要加工表面有十字沟槽两外圆端面,以及上下两底面,还有铣U型槽和十字沟槽,最后加工6的螺纹孔。其中两外圆端面用半精车加磨削,上下底面可以用精铣加磨削来达到要求,螺纹孔可以钻铰。确定十字沟槽的生产类型:依设计题目知十字沟槽的生产类型为大批生产。2.确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯十字沟槽主要用于传递载荷,承受交代的冲击。该十字沟槽的轮廓尺寸不大,形状亦不是很复杂,故采用胎膜锻造。 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量参照指导书P30可确定锻件质量2.0KG,形状复杂系数为S2,材质系数为M1,表面粗糙度大于等于1.6。可确定毛坯尺寸公差及机械加工余量如下项目机械加工余量/mm尺寸公差/mm毛坯尺寸/mm备注80的外圆面1*2=22.284.2-0.71.5表2-10至表2-1460的外圆面1*2=22.064-0.61.4表2-10至表2-14上下高22.024-051.5表2-10至表2-142.3绘制毛坯简图3.拟定十字沟槽工艺路线3.1 定位基准的选择3.1.1精基准的选择 根据该十字沟槽零件的技术要求,选择十字沟槽左端面和80外圆面作为精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工,即遵循“基准统一”原则。3.1.2粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。这里选择十字沟槽右端面和60外圆面作为粗基准。采用80外圆面定位加工U型槽可保证加工的准确性;采用60外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀;采用十字沟槽右端面作为粗基准加工左端面,可以为后续工序准备好精基准。3.2表面加工方法的确定 根据十字沟槽零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如下表所示:加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注60和80端面IT86.3粗铣-精铣表1-6至表1-8上下底面IT71.6粗铣-精铣表1-6至表1-86螺纹孔钻铰表1-6至表1-8十字槽IT76.3粗铣 半精铣表1-6至表1-8U型槽IT76.3粗铣 半精铣表1-6至表1-8其它表面IT96.3铣表1-6至表1-83.3加工阶段的划分该十字沟槽加工质量要求一般,可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。在粗加工阶段,首先将精基准(十字沟槽左端面和80外圆面)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他表面的精度要求;然后粗铣十字沟槽左右两端面。在半精加工阶段,完成十字沟槽左右端面的精铣加工和6孔的钻-铰-精铰加工。在精加工阶段,完成十字沟槽左右端面的磨削加工。3.4工序的集中与分散 选用工序集中原则安排十字沟槽的加工工序。该十字沟槽的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序分散原则使工件的加工误差分散,可保证工件的质量。3.5工序顺序的安排1机械加工工序(1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准十字沟槽左端面和80mm外圆面。(2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。(3)遵循“先面后孔”原则,先加工十字沟槽外圆面,再加工左右端面。先铣U型槽,再铣十字槽和钻6孔。2热处理工序 半精加工后,由于对工件的强度硬度耐磨性都有要求,故安排调质处理以达到要求,之后淬火以提高硬度。该十字沟槽在工作过程中承受较大的冲击载荷,存在这各种交变应力,故采用调质处理即可满足零件的加工要求。3辅助工序 在半精加工后,安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述,该十字沟槽工序的安排顺序为:基准加工粗加工半精加工调质处理终检。3.6确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上,下表列出了十字沟槽的工艺路线。工序号工 名序 称工 序 内 容设 备工 艺 装 备1粗车粗车60段普通车床CW6180外圆车刀 游标卡尺2粗车粗车80段普通车床CW6180外圆车刀 游标卡尺3半精车半精车60段普通车床CW6180外圆车刀 游标卡尺4半精车半精车80段普通车床CW6180外圆车刀 游标卡尺5粗铣粗铣60平面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺6粗铣粗铣80平面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺7精铣精铣60平面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺8精铣精铣80平面立式铣床X51端铣刀 游标卡尺9 粗铣粗铣U型槽龙门铣床立式铣刀 游标卡尺10 半精铣半精铣U型槽龙门铣床立式铣刀 游标卡尺11粗铣粗铣十字槽龙门铣床立式铣刀 游标卡尺12半精铣半精铣十字槽龙门铣床立式铣刀 游标卡尺13去毛刺钳工台平锉14热处理淬火加低温回火15钻孔钻6螺纹孔四面组合钻床麻花钻 塞规 百分表 卡尺16扩铰扩铰8孔6螺纹孔四面组合钻床扩孔钻 铰刀 卡尺 塞规17磨削磨削上底面砂轮游标卡尺18磨削磨削下底面砂轮游标卡尺19磨削磨削U型槽砂轮游标卡尺20磨削磨削十字槽砂轮游标卡尺21清洗清洗机22终检塞规 百分表 卡尺4.加工余量、工序尺寸和公差的确定在这只确定铣U型槽的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-26可查得,铣槽余量Z铣=1.5mm,磨槽余量Z磨=0.35mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为,铣槽:IT913;磨槽:IT710。根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为,铣槽:0.2mm;磨槽:0.1mm。5.切削用量的计算在这只计算铣U型槽此工序的切削用量。(1)铣U型槽工步 1)背吃刀量的确定 取ap=0.1mm. 2) 进给量的确定 由表5-16,选取该工步的每转进给量f=0.04mm/r。 3)切削速度的计算 由表5-16,按铣刀直径为6mm计算,切削速度v选取为28m/min,由公式(5-1)n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=1486.2r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=1500 r/min ,再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=28.26 m/min。(2)磨U型槽工步1)背吃刀量的确定 取ap=0.1mm。2) 进给量的确定 由表5-36,选取该工步的每转进给量f=0.024mm/r。3)切削速度的计算 由表5-36,切削速度v选取为10m/min,由公式(5-1)n=1000v/3.14d可求得该工序钻头转速n=530.8 r/min ,参照Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=500r/min ,再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际钻削速度为v=3.14nd/1000=9.42 m/min。6.时间定额的计算在这只计算铣U型槽此工序的时间定额。1基本时间tj的计算(1) 粗铣工步 根据表5-43,粗铣槽的基本时间可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=10mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm; f=0.04mm/r;n=1500mm/r.。将上述结果代入公式,则该工序的基本时间tj=(10mm+5.3mm+1mm) /(0.04mm/r x 1500r/min)=0.27min=16.2s。(2) 半精铣工步根据表5-43,半精铣槽的基本时间可由公式 tj =L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得。式中l=10mm; l2=1mm; l1=D/2*cotkr+(12)=9.8/2*cot54+1mm=5.3mm; f=0.04mm/r;n=1500mm/r.。将上述结果代入公式,则该工序的基本时间tj=(10mm+5.3mm+1mm) /(0.04mm/r x 1500r/min)=0.27min=16.2s。2辅助时间ta的计算根据第五章第二节所述,辅助时间ta与基本时间tj之间的关系为ta=(0.150.2) tj ,这里取ta=0.15 tj ,则各工序的辅助时间分别为:粗铣工步的辅助时间为:ta=0.15x16.2s=2.43s;半精铣工步的辅助时间为:ta=0.15x16.2s=2.43s;3. 其他时间的计算除了作业时间(基本时间和辅助时间之和)以外,每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于十字沟槽的生产类型为大批生产,分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微,可忽略不计;布置工作的时间tb是作业时间的2%7%,休息与生理需要时间tx是作业时间的2%4%,这里均取3%,则各工序的其他时间可按关系式(3%+3%)(tj+ta)计算,它们分别为:粗铣工步的其他时间为:tb+tx =6%x(16.2s+2.43s)=1.12s;半精铣工步的其他时间为:tb+tx =6%x(16.2s+2.43s)=1.12s;4单件时间tdj的计算这里的各工序的单件时间分别为:粗铣工步tdj钻=16.2s+2.43s+1.12s=19.75s;半精铣工步tdj粗铰=16.2s+2.43s+1.12s=19.75s;因此,此工序的单件时间tdj=tdj粗铣+tdj半精铣=19.75s+19.75s+19.75s+19.75s=79s。7.机床夹具的设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备,它广泛地运用于机械加工,检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中,提高加工精度和生产率,降低制造成本,一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具,是保证加工质量和提高生产率,从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。7.1夹具装配图7.2提出问题(1)怎样限制零件的自由度;一个V型块限制2个自由度,3个支撑钉限制3个自由度,压板限制1个自由度。(2)怎样夹紧;设计夹具由顶块压紧配合V形块夹紧工件,支撑钉起支撑工件的作用。(3)设计的夹具怎样排削;此次加工利用麻花钻和铰刀,排削通过钻模板与工件之间的间隙排削。(4)怎样使夹具使用合理,便于装卸。7.3设计思想设计必须保证零件的加工精度,保证夹具的操作方便,夹紧可靠,使用安全,有合理的装卸空间,还要注意机构密封和防尘作用,使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要是对铣U型槽进行加工,U型槽的尺寸精度要求为GB/T1804-m表面粗糙度12.5,粗铣-半精铣可以满足其精度要求,所以要在满足其精度的前提下提高劳动生产效率,降低劳动强度。7.4夹具设计7.4.1定位分析(1)定位基准的选择据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合,在同一工件的各道工序中,应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工U型槽时,采用80圆面中心轴线为定位基准。(2)定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。,因为该定位元件的定位基准为80圆的轴线,所以基准不重合误差,由于存在间隙,定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差,所以基准位移误差。7.4.2切削力及夹紧力的计算刀具:14的麻花钻,14的锥度铰刀。2、夹紧力的计算钻孔夹紧力:查机床夹具设计手册P70表3-6,查得工件以一个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式:式中 螺纹摩擦角平头螺杆端的直径工件与夹紧元件之间的摩擦系数,0.16螺杆直径 螺纹升角Q 手柄作用力L 手柄长度则所需夹紧力 =600N根据手册查得该夹紧力满足要求,故此夹具可以安全工作。7.5夹具操作说明此次设计的夹具夹紧原理为:通过80圆面中心轴线为定位基准定位元件:定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。该夹具设计是用3个支撑钉支撑,用顶块和压板压紧配合V形块夹紧工件实现完全定位,以钻模板引导刀具进行加工。采用手动螺旋快速夹紧机构夹紧工件。7.6确定导向装置本工序要求对被加工的U型槽依次进行粗铣和半精铣的加工,最终达到工序简图上规定的加工要求,故选用可换钻套作为刀具的导向元件。8.参考文献1、机械制造技术基础 黄健求主编 机械工业出版社 2005.112、机械制造技术基础 方子良主编 上海交通大学出版社 2005.1 3、机械制造技术基础课程设计指南 崇凯主编 化学工业出版社 2007.24、机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛 冶金工业出版社 2002.125、机械制造技术基础课程设计指导教程 邹青主编 机械工业出版社 2004.86、机床夹具设计(第二版) 肖继德、陈宁平主编 机械工业出版社 2000.57、机械制造工艺及专用夹具设计指导 孙丽媛 冶金工业出版社 2002.128、机械精度设计与检测技术 李彩霞主编 上海交通大学出版社 2006.9、机床夹具设计 秦宝荣主编 中国建材工业出版社 1998.210、机床夹具的现代设计方法 秦国华、张卫红主编 航空工业出版社 2006.11
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