支撐板機械加工工藝規(guī)程及其工裝設計

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遼 寧 工 業(yè) 大 學 機械制造基礎課程設計（論文） 題目：支撐板機械加工工藝規(guī)程及其工裝設計 學 院： 專業(yè)班級： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 教師職稱： 講師 起止時間： 課程設計（論文）任務及評語 學 院：新能源學院 　　　　　　　　　　　　教研室：機制教研室 學 號 學生姓名 專業(yè)班級 課程設計（論 文）題 目 支撐板機械加工工藝規(guī)程及其工裝設計 課程設計（論文）任務 1.設計內(nèi)容 （1）設計對象來源于生產(chǎn)實踐，用于機床，屬軸類或盤套類零件； （2）針對指定零件，利用相應工程軟件（WORD,EXCEL,CAXA電子圖版（或其它CAD軟件）等）及相關參考資料（如工具書、指導書等）完成給定零件的工藝分析、制訂機械加工工藝過程綜合卡、設計夾具裝配圖，編寫設計說明書等。 2.技術參數(shù)與要求 設備年產(chǎn)量1萬件，廢品率、備品率各0.1%，每臺設備含該零件件數(shù)：1； 主要技術指標，包括產(chǎn)品規(guī)格、外型尺寸、重量和各種技術數(shù)據(jù)見零件圖（零件圖見附頁）； 3.工作量 畫零件圖 制訂零件加工工藝規(guī)程 機床夾具設計 編寫設計說明書 指導教師評語及成績 圖紙( 20％) 說明書( 20％) 答辯( 40％) 平時( 20％) 成績： 指導教師簽字： 年 月 日 遼 寧 工 業(yè) 大 學 課 程 設 計 說 明 書（論 文） 目 錄 第1章 零件和毛坯分析設計 2 1.1零件工藝分析及生產(chǎn)類型確定 2 1.2零件圖 2 1.3生產(chǎn)綱領計算及生產(chǎn)類型的確定 3 1.4毛坯種類及制造方法 3 第2章 擬定工藝路線 4 第3章 各工序的加工余量、工序尺寸及公差 5 3.1粗銑、半精銑側面工序尺寸及公差確定 5 3.2粗銑、半精銑上下表面工序尺寸及公差確定 5 3.3 Φ9孔工序尺寸及公差確定 6 3.4 φ12孔工序尺寸及公差確定 6 3.5φ16沉頭孔工序尺寸及公差確定 6 3.6 φ16.33矩形花鍵工序尺寸及公差確定 7 3.7精磨上下表面工序尺寸及公差確定 7 第4章 工序切削用量和時間定額計算 8 4.1粗、半精銑側面 8 4.2粗、半精銑上下表面 10 4.3鉆各個孔 13 4.4精磨上下表面 17 第5章 工藝規(guī)程的編制 18 第6章 鉆床夾具的設計 19 第7章 參考資料 20 第1章 零件和毛坯分析設計 1.1零件工藝分析及生產(chǎn)類型確定 本題目支撐板，材料代號45#, 其主要作用是支撐固定，托住導向等作用。毛坯形式為壓鑄件，生產(chǎn)批量為3萬件/年，生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)。零件位置精度沒有特別要求；表面尺寸精度要求IT8，上下表面質量要求Ra1.6，側面質量要求Ra6.3；各孔尺寸要求IT11，直徑為12的孔表面質量要求Ra1.6，其余各孔表面質量要求Ra6.3；零件的平均精度比較低。多采用銑削和鉆削加工方式，提高加工質量和加工效率，但零件的上下表面質量要求高需要用磨削。零件的加工多采用底平面和兩工藝孔作為基準，定位可靠，基準統(tǒng)一。 支撐板零件技術要求表 加工表面 尺寸及偏差/mm 表面粗糙度/μm 上下表面 150150 Ra0.4 側面 15030 15030 Ra6.3 Φ9孔 Ra6.3 Φ12孔 Ra1.6 Φ16孔 Φ16 Ra1.6 Φ13.66花鍵 Ra0.4 1.2零件圖 1.根據(jù)零件要求，運用CAXA繪圖軟件繪制零件圖如下 1.3生產(chǎn)綱領計算及生產(chǎn)類型的確定 生產(chǎn)綱領：取a=3% b=0.5% N=Qm（1+a%）(1+b%) =3000011.031.005 =31054.5 生產(chǎn)類型：∵31054.5介于5000～50000之間 由文獻（2）表1-5知該零件屬于大批量生產(chǎn) 質量151537.85=5.3kg<50kg 由文獻（2）表1-4知該零件屬于中型零件 1.4毛坯種類及制造方法 根據(jù)零件是大批量生產(chǎn)，力學性能要求不高等因素可知，毛坯種類為45#鋼，采用砂型鑄造機器造型和殼型即可滿足要求 第2章 擬定工藝路線 粗基準的選擇：首先要加工的是側面，它的位置要求并不高，所以采用底板上與底平面相對的不加工平面作為粗基準。加工后獲得精基準，來保證它們的位置要求。鉆各孔的基準采用鑄件上的Φ12孔，遵循了基準重合的原則。 零件毛坯的設計一節(jié)里已經(jīng)完成了加工表面的加工方法和余量的設計。具體定位和夾緊見機械加工工藝過程綜合卡片。 擬定工藝路線如下： Ⅰ 粗銑、半精銑側面 Ⅱ 粗銑、半精銑上下表面 Ⅲ 鉆三個φ9孔 Ⅳ 鉆八個φ12孔，锪四個φ16沉頭孔 Ⅴ 電火花加工四個φ13.66花鍵 Ⅵ 精磨上下表面 第3章 各工序的加工余量、工序尺寸及公差 3.1粗銑、半精銑側面工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸150mm和150mm，要求粗糙度6.3。得加工方案為粗銑-半精銑。 （2）毛坯總余量由文獻（2）表2-25查得，公差由表2-1,2-3及2-27查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精銑 1.0 150 150 150 150 粗銑 1.5 150+1.0=151 350+1.0=351 0.32 毛坯 151+1.5=152.5 151+1.5=152.5 2.5 3.2粗銑、半精銑上下表面工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸30mm，要求粗糙度3.2，得加工方案為粗銑-半精銑。 （2）毛坯總余量及公差由表查得。余量由表查得，公差由查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精銑 1.0 30 30 粗銑 1.5 30+1.0=31 0.32 毛坯 31+1.5=32.5 2.5 3.3 Φ9孔工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸9mm，要求表面粗糙度為6.3。得加工方案為 鉆 （2）毛坯總余量及公差由表查得，鉆削余量由文獻（2）表2-20查得，公差由表2-30查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 鉆 0 9 0.015 3.4 φ12孔工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸12mm，要求表面粗糙度為1.6。得加工方案為 鉆-擴 （2）毛坯總余量及公差由表查得，鉆削余量由文獻（2）表2-20查得，公差由表2-30查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 擴 0.2 11.8+0.2=12 0.018 鉆 0.8 11+0.8=11.8 3.5φ16沉頭孔工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸16mm，要求粗糙度6.3，查表得加工方案為锪 （2）毛坯總余量及公差由表查得。余量由表2-29查得，公差由表2-30查得，尺寸偏差按入體原則標注 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序尺寸及偏差 锪 5 16 3.6 φ16.33矩形花鍵工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸16.33mm，要求粗糙度0.4，確定加工方案為電火花加工 （2）毛坯總余量及公差由表查得。余量由表2-29查得，公差由表2-30查得，尺寸偏差按入體原則標注 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序尺寸及偏差 特種加工 0 16.33 16.33 3.7精磨上下表面工序尺寸及公差確定 （1）加工方案 由基本尺寸30mm，要求粗糙度0.4，得加工方案為精磨 （2）毛坯總余量及公差由表查得。余量由表查得，公差由表查得，尺寸偏差按入體原則標注。 （3）基本尺寸、工序公差及偏差 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序尺寸及偏差 精磨 0.5 30 30 第4章 工序切削用量和時間定額計算 4.1粗、半精銑側面 1）加工條件 工件材料：45#鋼 機 床：X51 P=4.5Kw 夾 具：專用夾具 量 具：游標卡尺（量程0～500 精度0.02） 加工要求：IT8 ，Ra6.3 刀 具：直角平面立銑刀D=50mm Z=6 2）計算切削用量 1.粗銑側面 毛坯厚度方向粗加工余量mm 由文獻（2）表5-7 取mm/Z 由 文獻（2）表 5-10 查得T=180min=10.8s 由 文獻（2）表 3-29 [3] 查得切削速度計算公式及參數(shù)并計算 m/min 機床主軸轉速r/min 由機床轉速表 取=380r/min 得實際 時間定額的計算 由文獻（2） 表 5-47 計算 切入行程 =0.5(-0.5(50-mm 切出行程計算mm，切削長度=155mm 每分鐘進給量=fn=0.26130=156mm/min 查 文獻（2）表4-17 取得=150mm/min 基本時間min 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.23min 檢驗機床功率 由文獻（2）表 3-25 [3] 得銑削力計算公式及參數(shù) =707.75 N <14.175Kw 機床功率滿足加工要求。 2.半精側面 毛坯厚度方向粗加工余量mm 由文獻（2）表5-7取mm/z 由 文獻（2）表 5-10 查得T=180min=10.8s 機床主軸轉速r/min 由機床轉速表4-16 取=450r/min 得實際m/s 檢驗機床功率 查得銑削力計算公式及參數(shù) =702.56 N Kw<14.175Kw 機床功率滿足加工要求。 時間定額的計算 由 文獻（2）表 5-47計算 切入行程 =0.5(-15mm 切出行程計算mm，切削長度=155mm 每分鐘進給量mm/min 查 表4-17取得mm/min 基本時間 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.20min 4.2粗、半精銑上下表面 1）加工條件 工件材料：45#鋼 機 床：X51 P=4.5Kw 夾 具：專用夾具 量 具：游標卡尺（量程0～150 精度0.02） 加工要求：IT8 ，Ra3.2 刀 具：直角平面銑刀 D=50mm Z=10 2）計算切削用量 1.粗銑上下表面： 毛坯厚度方向粗加工余量mm 由文獻（2）表5-7 取mm/Z 由 文獻（2）表 5-10 查得T=180min=10.8s 由 文獻（2）表 3-29 [3] 查得切削速度計算公式及參數(shù)并計算 m/min 機床主軸轉速r/min 由機床轉速表 取=450r/min 得實際 時間定額的計算 由文獻（2） 表 5-47 計算 切入行程 =0.5(-0.5(100-mm 切出行程計算mm，切削長度=155mm 每分鐘進給量=fn=0.210124=248mm/min 查 文獻（2）表4-17 取得=250mm/min 基本時間min 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.61min 檢驗機床功率 由文獻（2）表 3-25 [3] 得銑削力計算公式及參數(shù) =1179.58 N <14.175Kw 機床功率滿足加工要求。 2.半精銑上下表面： 毛坯厚度方向粗加工余量mm 由文獻（2）表5-7取mm/z 由 文獻（2）表 5-10 查得T=180min=10.8s 機床主軸轉速r/min 由機床轉速表4-16 取=590r/min 得實際m/s 檢驗機床功率 查得銑削力計算公式及參數(shù) =1170.9 N Kw<14.175Kw 機床功率滿足加工要求。 時間定額的計算 由 文獻（2）表 5-47計算 切入行程 =0.5(-15mm 切出行程計算mm，切削長度=155mm 每分鐘進給量mm/min 查 文獻（2）表4-17取得mm/min 基本時間 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.08min 4.3鉆各個孔 1.鉆三個φ9孔 1）加工條件 工件材料：45#鋼 機 床：Z3052 2.2Kw 夾 具：鉆模板 刀 具：φ9直柄麻花鉆 2）計算切削用量： 由 表4-7及表5-23 取f=0.32mm/r 由 表 5-23 查得切削速度=20m/min 機床主軸轉速r/min 由機床轉速表4-7 取=630r/min 得實際m/min 時間定額的計算 由 表 5-45 計算 切入行程 切出行程計算mm，切削長度=31mm 基本時間min 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.42min 檢驗機床功率： N=425d=42511=2721.36N M=210=210=23309.1N/M =0.2099Kw<5.5Kw 機床功率滿足要求。 2.鉆八個φ12孔 1）加工條件 工件材料：45#鋼 機 床：Z3052 2.2Kw 夾 具：鉆模板 精度要求：Ra1.6 量 具：內(nèi)徑百分表10-18 0.01 刀 具：φ11直柄麻花鉆 2）計算切削用量： 由 表4-7及表5-22 取f=0.20mm/r 由 表 5-21 查得切削速度=25m/min 機床主軸轉速r/min 由機床轉速表4-9 取=630 r/min 得實際m/min 時間定額的計算 由 表 5-45 計算 切入行程mm 切出行程計算mm，切削長度=31mm 基本時間 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.39min 檢驗機床功率： N=425d=42512=1381.522N M=210=210=6144N/M =0.13Kw<5.5Kw 機床功率滿足要求。 3.擴八個φ12孔 1）加工條件 工件材料：45#鋼 機 床：Z3052 功率：2.2Kw 夾 具：鉆模板 精度要求：Ra6.3 刀 具：φ12擴孔鉆 量 具：內(nèi)徑百分表5-20 0.01 2）計算切削用量： 由 文獻（2）表4-7及表5-23 取f=0.25mm/r 由 文獻（2）表 5-23 查得切削速度=25m/min 機床主軸轉速r/min 由機床轉速表4-7 取=630 r/min 得實際m/s 時間定額的計算 由文獻（2） 表 5-45 計算 切入行程 切出行程計算mm，切削長度=31mm 基本時間min 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.42min 檢驗機床功率： N=425d=42545=6308.9N M=210=210=140280.18N/M =5.04Kw<5.5Kw 機床功率滿足要求。 4.锪四個φ16沉頭孔 1）加工條件 工件材料：45#鋼 機 床：Z3052 功率：2.2Kw 夾 具：鉆模板 精度要求：Ra6.3 刀 具：φ16帶導柱直柄平底锪鉆 量 具：內(nèi)徑百分表18-35 0.01 2）計算切削用量： 由 文獻（2）表4-7及表5-23 取f=0.32mm/r 由 文獻（2）表 5-23 查得切削速度=30m/min 機床主軸轉速r/min 由機床轉速表4-7 取=500 r/min 得實際m/min 時間定額的計算 由文獻（2）表 5-45 計算 切入行程 切削長度=5.5mm 基本時間min 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.42min 檢驗機床功率： N=425d=42524=4099.4N M=210=210=48614.04N/M =0.89Kw<5.5Kw 機床功率滿足要求 5.電火花加工四個φ16.33花鍵 1）加工條件 工件材料：45#鋼 機 床：電火花加工機床 夾 具：專用夾具 精度要求：Ra0.4 刀 具：專用刀具 量 具：內(nèi)徑百分表18-35 0.01 4.4精磨上下表面 1）加工條件 工件材料：45#鋼 機 床：臥軸短臺平面磨床M7120A 功 率：2.8Kw 夾 具：專用夾具 量 具：專用量具 精度要求：Ra0.4 刀 具： 2502575平行砂輪 1） 計算切削用量 進給量由文獻（2） 表 5-40 取30mm/r 工件運動速度取25m/s 切削深度：0.5mm 機床主軸轉速=1000vc/πd0=1345.6r/min 查 表 取n=1400r/min 實際切削速度 vc=πd0n/1000=1560.58mm/min=26.1mm/s 工時定額的計算 由 文獻（2）表 5-49查得 輔助時間0.61min 第5章 工藝規(guī)程的編制 按照工序設計所得的計算結果填寫機械加工工藝過程綜合卡片，繪制工序簡圖。 第6章 鉆床夾具的設計 鉆床夾具的用途是來完成工序Ⅲ，通過一次裝夾，完成鉆孔的加工。由底面上邊和兩個側面?zhèn)让嫒齻€定位銷定位，使用螺旋壓板的方式夾緊。 夾具設計的主要目的是實現(xiàn)零件孔加工時的定位功能。采用可換鉆套以提高效率。夾具應用在立式鉆床Z3052上，與機床的連接部分按機床工作臺的聯(lián)系尺寸設計。夾具的具體結構見夾具工程圖。 第7章 參考資料 類型 文獻類型 參 考 文 獻 1 書刊 ① ② ③ ④ ⑤ 序號 作者 書名 出版社 出版年 1 秦寶榮， 機械制造工藝學與機床夾具設計，中國建材工業(yè)出版社，1998 2 鄒青, 機械制造工藝學課程設計指導書, 機械工業(yè)出版社， 1994 2 技術標準 手冊 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 序號 作者 書名 出版社 出版年 版次 3 陳宏鈞， 實用機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社, 2003, 第2版 4 馬賢智， 實用機械加工手冊， 遼寧科學技術出版社, 2002, 第1版 5 孟少農(nóng)， 機械加工工藝手冊， 機械工業(yè)出版社 ，1991， 第1版 20