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機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 KCSJ-06 產品名稱 零件名稱 角板 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加 40、50、60 鉆、擴、鉸Φ40孔 HT250 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄 件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z5140A 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用鉆夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 1 鉆Φ40孔 鉆頭， 游標卡尺 68 8.1 0.82 1.5 1 0.43 1.49 2 擴Φ40孔 擴孔鉆，游標卡尺 68 8.1 0.96 0.4 1 0.35 0.09 3 鉸Φ40孔 鉸刀， 游標卡尺 68 8.1 1.22 0.1 1 0.21 0.09 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機制10級5班 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 KCSJ-06 產品名稱 零件名稱 角板 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加 70 粗、精銑74X60面 HT250 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄 件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鏜床 X51 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用銑夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 1 粗銑74X60面，保證到工序尺寸 端面銑刀，游標卡尺 450 0.35 0.2 1.8 1 0.53 1.49 2 初銑74X30面，保證到工序尺寸 端面銑刀，游標卡尺 450 0.35 0.2 2.2 1 0.35 0.09 3 半精銑74X60面，保證到工序尺寸 端面銑刀，游標卡尺 750 0.25 0.2 0.2 1 0.22 0.09 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機制10級5班 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 KCSJ-06 產品名稱 零件名稱 角板 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加 30 銑60X10兩端面 HT250 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄 件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用銑夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 1 銑60X10一端面 面銑刀，游標卡尺 380 119.4 0.16 2 2 2 銑60X10另一端面 面銑刀， 游標卡尺 380 119.4 0.16 2 2 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機制10級5班 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 KCSJ-06 產品名稱 零件名稱 角板 共 1 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加 80 銑R4的兩個半圓槽至圖樣要求 HT250 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鑄 件 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X5032 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用銑夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/z mm 機動 輔助 1 銑R4的兩個半圓槽至圖樣要求 立銑刀，游標卡尺 380 119.4 0.16 2 2 2 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產品代號 零件圖號 零件名稱 角板 材料 HT250 供應狀態(tài) 毛坯種類 毛坯重量(kg) 每一毛坯可制零件數(shù) 零件重量(kg) 大批量 鑄件 8.5 1 7.6 部門 工序號 工序名稱 設備 主要工藝裝備名稱及規(guī)格 名稱 型號 夾具 刀具 量具 輔具 10 鑄造毛坯 20 時效 30 銑60X10兩端面 立式銑床 X5032 專用夾具 面銑刀 游標卡尺 40 鉆Φ40孔到工序尺寸 搖臂鉆床 Z5140A 專用夾具 鉆頭 游標卡尺 50 擴Φ40孔到工序尺寸 搖臂鉆床 Z5140A 專用夾具 擴孔鉆 游標卡尺 60 鉸孔Φ40孔到工序尺寸 搖臂鉆床 Z5140A 專用夾具 鉸刀 游標卡尺 70 粗銑74X60面、74X30面，半精銑74x60面 立式銑床 X51 專用夾具 高速鋼端銑刀 游標卡尺 80 銑R4的兩個半圓槽至圖樣要求 立式銑床 X5032 專用夾具 立銑刀 游標卡尺 90 鉆M8的螺紋底孔 立式鉆床 Z5125A 專用夾具 標準高速鋼麻花鉆 游標卡尺 鉆套 100 攻絲M8 專用夾具 標準螺紋刀 螺距尺 110 去毛刺 專用夾具 鉗工工具 120 檢驗 130 入庫 設計 共2頁 校核 第2頁 標記 處數(shù) 文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 文件號 簽字 日期 機械制造 課程設計(論文) 題 目:角板的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 目 錄 目 錄 2 1.序 言 3 2 計算生產綱領、確定生產類型 3 3 審查零件圖樣的工藝性 3 4 選擇毛坯 5 5 工藝過程的設計 5 5.1 定位基準的選擇 5 5.2 零件表面加工方法的選擇 6 5.3 制訂工藝路線 6 6 確定機械加工余量及毛坯尺寸 7 7 工序設計 8 7.1 選擇機床 8 7.2 夾具選擇 8 7.3 選擇刀具 8 7.4 確定工序尺寸 8 8 確定切削用量及基本工時 9 9 專用夾具設計 16 9.1 鏜孔夾具設計 16 9.2 夾具設計及操作的簡要說明 18 參考文獻 19 角板的機械加工工藝規(guī)程及典型夾具 1.序 言 角板的加工工藝規(guī)程是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 2 計算生產綱領、確定生產類型 課程設計的產品為一個角板零件。該產品的年產量為5000臺，其設備品率為10%，機械加工廢品率為1%，現(xiàn)制訂該角板零件的機械加工工藝規(guī)程。 件/年 角板零件的年產量為5550件，可確定其生產類型為中批生產。 3 審查零件圖樣的工藝性 角板零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全?；鶞士滓筝^高，可以通過粗鏜、半精鏜、精鏜進行加工；本零件各表面要求的加工精度低，加工并不困難；角板上的4個溝槽加工精度不高，可以直接用立銑刀銑出；角板凸臺的螺紋孔，需經過鉆底孔，再攻絲。角板加工表面和有一定的位置要求，主要是上表面與軸線的平行度為0.06。 經過以上的分析，我們可以先選定粗基準，加工精基準所在的加工表面，然后借助夾具對其他表面進行加工，從而保證相應的位置精度。 角板(鑄件)圖 角板加工圖 4 選擇毛坯 角板有HT250鑄造，輪廓尺寸不大，形狀也不復雜，又屬成批生產，故毛坯可以采用鑄造成型。零件的形狀不復雜，因而毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近，用砂型鑄造，上下分模鑄造出來。毛坯的尺寸通過確定加工余量后決定。 5 工藝過程的設計 5.1 定位基準的選擇 本零件是帶孔的角板，孔是設計基準，為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。由于角板除去下底面不需要加工，其他均需要加工，選定角板外圓端面為粗基準，加工孔，此后選用孔為精基準，加工其余的表面以及銑槽。 5.2 零件表面加工方法的選擇 本零件的的加工面有內孔、上表面、槽及螺紋孔等，材料為HT250。參閱手冊，其加工方法選擇如下： （1）的內孔，表面的粗糙度為，公差等級為IT7，需要粗鏜、半精鏜、精鏜。 （2）角板端面的粗糙度為，只需要粗銑即可達到要求。 （3）角板上表面的粗糙度為，公差等級為IT10，需要經過粗銑、半精銑才能達到要求。 （4）角板上的槽的內表面的粗糙度為，公差等級為IT10，需要經過粗銑、半精銑才能達到要求。 （5）凸臺粗糙度為，只需要粗銑即可達到要求。 （6）螺紋孔需要經過鉆孔、攻絲。 5.3 制訂工藝路線 銑削加工在排列加工工序時，一般遵循基準先行、先主后次、先粗后細、先面后孔的原則，因而角板的加工工藝路線先加工角板端面，再加工孔，最后加工角板的上表面。按照上述的原則以及工序集中的特點，角板的加工可按下述工藝路線進行： 010：以處外圓及上端面定位，粗銑外圓的另外一個端面，粗鏜孔。 020：以外圓及粗銑后的端面定位，粗銑另外一個端面，半精鏜孔。 030：以外圓及端面定位，精鏜孔。 040：以的孔及端面定位，粗銑角板的一個表面。 050：以的孔及端面定位，粗銑角板的另一表面以及凸臺。 060：以的孔及端面定位，半精銑角板的一表面。 070：以的孔及端面定位，半精銑角板的另一表面。 080：以的孔及端面定位，粗銑角板的一表面的槽。 090：以的孔及端面定位，粗銑角板的另一表面的槽。 100：以的孔及端面定位，半精銑銑角板的一表面的槽。 110：以的孔及端面定位，半精銑銑角板的另一表面的槽。 120：以外圓端面定位，鉆底孔。 130：以外圓端面定位，攻絲。 140：鉗工去毛刺。 150：終檢。 6 確定機械加工余量及毛坯尺寸 角板毛坯尺寸數(shù)據表 零件尺寸 單面加工余量 鑄件尺寸 28 10 2.5 3 3 31 13 60 3及2.5 65.5 角板毛坯尺寸允許公差數(shù)據表 鑄件尺寸 公差 1.8 31 13 65.5 1.8 1.6 2.2 7 工序設計 7.1 選擇機床 （1）工序010、020、040、050、080、090是粗銑，060、070、100、110是半精銑。各工序額工步數(shù)不多，成批生不要求很高的生產率，選用臥式銑床就能滿足要求。本零件的外形輪廓不大，精度要求不是很高，選用X61W即可滿足要求。 （2）工序030是精鏜，表面粗造的，加工精度要求高，選用T740K即可滿足要求。 （3）工序120是鉆孔后攻絲，可選用Z525型立式鉆床。 7.2 夾具選擇 本零件角板出銑角板表面及銑槽需要專用的夾具外，其他的用通用夾具即可。鏜孔和銑端面選用三爪自定心卡盤，鉆孔和攻絲選用短銷固定即可。 7.3 選擇刀具 （1）銑削角板表面、端面和凸臺時，選用高速鋼鑲齒圓柱銑刀，直徑。 （2）銑削槽時，選用直柄鍵槽銑刀，直徑。 （3）鉆孔時，選用直柄麻花鉆，直徑。 7.4 確定工序尺寸 （1）的工序尺寸及公差 用查表確定各道工序的加工余量及毛坯余量總余量如下：精鏜加工余量0.5mm；半精鏜加工余量1.0mm；粗鏜加工余量3.5mm，則毛坯的總余量為5mm。 各工序的尺寸的基本尺寸如下：半精鏜尺寸；粗鏜尺寸；毛坯的尺寸。 工序尺寸的公差及其偏差：精鏜前的半精鏜取IT11級，得；粗鏜取IT12級，得；毛坯公差取。 工序尺寸偏差按“入體原則”標注：精鏜 ；半精鏜 ； 粗鏜 ；毛坯 。 （2）確定各加工表面的工序加工余量 工序 加工表面 總加工余量 工序加工余量 010 020 040 050 060 070 080 090 100 下端面 上端面 角板表面 角板表面 角板表面 角板表面 槽 槽 槽 5.5 5.5 3 3 3 3 10 10 10 2.5 3 2 2 1 1 10 10 10 110 槽 10 10 8 確定切削用量及基本工時 工序一：鑄造 工序二：時效處理 工序三：銑寬60mm2端面，60mm2端面粗糙度要求為12.5.一次粗銑加工即可滿足要求，我們選用X51立式銑床，高速鋼端銑刀加工 工步一：銑60mm上端面， 1. 選擇刀具 刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 2） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 . 工步二銑60mm下端面的切削用量及基本工時的計算如上在此不再累述： 工序四：鉆，擴，絞Φ40孔 工步一鉆孔至φ39 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工Φ31孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則 根據Z525機床說明書，現(xiàn)取 切削速度：根據參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根據機床說明書，取，故實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步二：擴孔 利用鉆頭將孔擴大至，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 根據機床說明書，選取 則主軸轉速為，并按車床說明書取，實際切削速度為 切削工時：，，，則機動工時為 工步3：鉸孔 根據參考文獻Ⅳ表2-25，，，得 查參考文獻Ⅴ表4.2-2，按機床實際進給量和實際轉速，取，，實際切削速度。 切削工時：，，，則機動工時為 工序五：銑2個74x60mm端面，60mm2端面粗糙度要求為6.3一次粗銑加工即可滿足要求，我們選用X51立式銑床，高速鋼端銑刀加工 工步一：銑74x60上端面， 1. 選擇刀具 刀具選取高速鋼端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因為加工余量不大，一次加工完成 5） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 6） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 . 工步二：銑74x60右端面的切削用量及基本工時的計算如上，在此不再累述 工序六：銑長為12的R4的半圓槽 選擇刀具 刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 8） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?450 當＝1450r/min時 按機床標準選取 9） 計算工時 切削工時： ，，則機動工時為 銑削其余機床的切削用量及基本工時的計算，如上在此不再累述。 工序VII:Φ15端面. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質合金套式端銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 10） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則 11） 決定每次進給量及切削速度 根據X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?450 當＝1450r/min時 按機床標準選取 12） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序VIII：鉆M8螺紋孔的切削用量及基本工時的確定： 選用Z525立式鉆床，選用d=Φ6.8的麻花鉆，M8的機用絲錐 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min ⑵攻螺紋M8mm： 選擇M8mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 9 專用夾具設計 由于大批量加工,為了提高勞動生產率和降低生產成本，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計銑床專用夾具。由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低生產成本和降低勞動強度。 本夾具是鏜40孔夾具設計 9.1 鏜孔夾具設計 9.1.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來鏜40孔為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 9.1.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：鏜40孔線與底平面有平行度公差要求，在對孔進行加工前，底平面進行了粗銑加工。因此，選底平面為定位精基準（設計基準）來滿足平行度公差要求。 鏜40孔間有位置公差，選擇左側面為定位基準來設計鏜模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。采用V形塊定心平面定位的方式，保證平面加工的技術要求。同時，應加一側面工件定位用底平面和兩個側面來限制六個自由度。 9.1.3 切削力及夾緊分析計算 鏜刀材料：（硬質合金鏜刀） 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》查表可得： 圓周切削分力公式： 式（2.13） 式中 式（2.14） 查表得： 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式（2.15） 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ： 式（2.16） 式中參數(shù)： 即： 根據工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（2.4） 安全系數(shù)K可按下式計算： 式（2.5） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設計手冊》表可得： 所以 式（2.6） 式（2.7） 式（2.8） 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 單個螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算： 式（2.9） 式中參數(shù)由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 易得： 經過比較實際夾緊力遠遠大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 9.1.4 誤差分析與計算 該夾具以平面定位V形塊定心，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 式（2.10） 由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可得： ⑴、平面定位V形塊定心的定位誤差 ： ⑵、夾緊誤差 ： 式（2.11） 其中接觸變形位移值： 式（2.12） ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 9.2 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，支承釘和V形塊采用可調節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據情況進行調整。 參考文獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結構圖冊[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊[M] 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