Z3050摇臂钻床壳体盖机加工工艺说明书.docx

湖南工学院毕业设计(论文)课题名称 Z3050 摇臂钻床壳体盖机加工工艺工装设计专业名称 机械设计制造设计及其自动化所在班级学生姓名学生学号指导教师目 录前言机加工工艺规程制定11. 计算生产纲领，确定生产类型12. 审查零件图样的工艺性13. 选择毛坯14.1 工艺过程设计14.2 制定工艺路线35. 确定机械加工余量及毛呸尺寸45.2 确定毛呸尺寸45.3 确定圆角半径56. 工序设计56.1 选择加工设备及工艺装备56.1.1 选择机床56.1.2 选择夹具56.1.3 选择刀具56.1.4 选择量具76.2 确定工序尺寸87. 确定切削用量及根本时间87.1 工序(车上、下两平面)切削用量及根本时间确定87.1.1 切削用量87.2 工序的粗膛117.2.1 切削用量确定11夹具设计211. 确定设计方案212. 定位精度分析22总 结23参考文献24致谢25附录26前言毕业设计是完成工程技术人员根本训练的最终一个重要环节，目的是培育学生的综合运用所学专业和根底理论学问，独立解决本专业一般工程技术问题的力气，在设计方案的选定、设计资料的收集，手册和国家标准、标准的运用，设计方案的应用，零部件图及总装图的绘制等方面有较全面的段练，并使每个学生树立起正确的设计思想和良好的工作作风。一个零件的同一面上，往往有多个孔，假设在一般机床上加工， 通常要一个孔一个孔的钻，生产效率低，同时，各加工孔的外形和位置公差以及尺寸精度都难以保证，工人劳动强度大，特别是大批大批量生产的工艺，更是大大地增加了生产周期，而且本钱也很高。为了抑制多孔零件一般机床加工不利的一面，行之有效的方案就是在一般机床的主轴上装一个多头轴，但是对于大型箱体零件，承受这种方案也不行，而承受组合钻床才是最正确方案。组合机床是按系列化，标准化设计的通用部件与按被加工零件的外形及加工工艺要求设计的专用部件所组成的专用机床。机加工工艺规程制定一.计算生产纲领，确定生产类型。1. 由条件可知，该零件是中批量生产。2. 审查零件图样的工艺性。壳体盖零件图样示图正确，完整。尺寸及技术要求完整，尺寸及技术要求完整，但有尺寸如P28、P40 中心较难确定，本零件各加工外表，加工不是很困难，零件较简洁，其口小孔颇多， 根本口都是用来紧固的零件在一起的受力不大，承受钻模加工， 加工较简洁。3. 选择毛呸壳体盖主要用来防止外界杂物进入箱体内，影响机床的正常工作，还用来支撑电动机，受力不大。此零件轮廓尺寸较大又属中批量生产，故毛呸承受铸造生产，材料为 HT150，零件外形并不格外简洁。因此毛呸外形可以与零件外形尽量接近，内部几个重要大孔都要预见铸造出预置孔。4. 工艺过程设计4.1 工艺过程设计a. 本零件为带孔零件，小孔特别多，孔是其设计基准，为避开由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵守“基准重合”原则，具体而言，即选 300 孔及一端面作为基准。b. 由于本壳体盖主要加工上，下两端面及一圆心为粗基准， 壳体盖上外表为分模面，外表不平坦，有缺陷，定位不行靠，故不能选为粗基准。c. 零件外表加工方法选择本零件的加工外表有端面，内孔及小孔等。材料为HT150， 参考机械制造工艺设计简明手册初步选择基加工方法如下：B 端面来标注公差尺寸，粗糙度到达1.6 级，依据GB1800-79 为 IT9，选择粗车-半精车-精车表 1.4-67 可到达要求。d. 下端面，以加工后的上端面为粗基准加工下端面，加工方法同1。e. 47孔，公差等级 IT7，外表粗糙度 1.6 级，选择粗镗- 半精樘-精樘表 1.4到达要求。f. 62 孔选经济精度IT13，外表粗糙度 Ra12.5 用粗膛即可到达要求表 1.4-7g. 公差等级为IT9，外表粗糙度 1.6 级承受粗镗-半精樘可到达要求。h. 125 选经济精度IT13，外表粗糙度Ra12.5 粗镗可到达。i. 4-9 孔公差等级IT13，Ra12.5 选钻孔可到达要求。j. M6x1.5-7H 孔公差带 7H，选钻出预制孔，然后攻螺纹孔。k. G 钻孔-攻螺纹孔l. 2-8H7，公差等级IT7，外表粗糙度Ra1.6 配作加工H5 孔。4.2. 制定工艺路线.铸造、清理、涂防锈漆.车上、下平面至要求保证尺寸 30，先加工 B 面再以 B面为精基准加工A 面.镗 62， 124， 130H9， 47H7 至要求. 用钻模钻 4- 9m16×1.5-7H、4-m10-7HG 预制孔，纹以上各螺纹，惚孔 14 台阶.4-m6-7H 配作钻孔 2- 8H7 配作。. 钳，倒角 2 x 45 全部周边。.油漆，刷漆，检验，入库。5. 确定机械加工余量及毛呸尺寸，设计毛呸图，铸造件的机械加工余量，查机械制造工艺设计简明手册中铸件加工余量，局部孔及其面的加工余量。由表 2.2-4 查得，其中面为单边余量，孔为双边余量，确定上下的端面加工余量各为3mm。 62 及 47 两孔的原始铸造孔及其双边余量为 2.5mm。5.2 确定毛呸尺寸由于零件全部面及孔其机械加工外表 都大于或等于1.6mm， 所查得余量不需增大。则毛呸尺寸表尺寸如下表：零件尺寸单面或双面加铸件尺寸工余量30336 622.5 57 472.5 42铸件尺寸偏差36+0.9 57+1.0 42+1.0532 确定圆角半径查表 2.2-9 可得：由于此零件为小型铸造，R=1/5-1/10A+Bmm5.3.3 确定拔模角对于砂型及硬件铸件，拔模角常达 3 度。5.3.4 确定分模位置由于毛坯是 H D 的圆盘类铸件，且A 面比B 面重要，把整个型腔放在 b 箱，以 B 面为分型面，有利于削减铸件的废品率。5.3.5 确定毛呸热处理方式。壳体盖铸造后要给退火处理，以消退铸造剩余应力，转变材料组织，从而转变机加工性能。6. 工序设计6.1.2 选择加工设备及工艺装备6.1.2 选择机床1工序是粗车，半精车，精车。工步数不多，要求中批量生产，精度较高，选用C516 立式车床。表 4.2-4 试选工序，膛孔承受粗膛-半精膛-精膛加工粗糙度要求较高，考虑尺寸大小及加工要求试选T611表 4.2-13工序。钻孔，攻丝，唿孔。加工精度不高，要求不严，考虑加工孔大小及加工要求考虑加工效率，选用Z35 试用表 4.2-13钻完 9 孔后，承受专用刀具唿孔， 141 唿 14 孔，孔涂 10。工序。钻孔，加工要求不高，考虑加工孔大小，试选 Z35表4.2-136.1.2 选择夹具零件除车上，下两端面承受夹具外，钻孔及膛孔其它工序都承受专用夹具。6.1.3 选择刀具车床上加工的工序，一般都选用硬铁合金车刀和膛刀，在膛床口膛孔时，膛孔精度高，承受硬质合金刀具，钻孔时选用高速钢。6.1.4 选择量具本零件属中批量生产，一般均承受通用量具选择量具的方法有二种，一是按计量器具的硬定度选择，二是按计量器具的测量方法极差误差选择承受其中的一种即可。 47H7 孔经粗膛-半精膛-精膛三次加工，粗膛至 460.19 mm.0半精膛至 46.74 +0.07 mm,现在按计量器的测量方法极限误差选0择其量具。1粗膛 孔 46 +0.19 mm。公差等级为 IT11 按表 5.1-5 查得粗糙度系0数 K=0.1 计量器测量方法的极限误差 Lim= KT=0.1 又由0.19mm=0.019cm 查表 5.1-6 可选一级内孔百分表，从表 5.2-19中选择测量范围为 3550I 型，误差为 0.015mm.2半精膛孔 46.74+0.09 则K=0.2， Lim= KT=0.2 x 0.09mm= 0.018mm.依据表 5.1-6 及 5.2-19 可选测量范围为 3550 测孔深度为型的一级内径百分表。3 粗膛 47H7，由于粗糙度要求高，加工时，每个工件都要进展测量，故宜选用极限量规。按表 5.2-1 依据孔位可选三平锁紧式圆柱塞规GB6322-86加工轴向尺寸所选量具。加工尺寸刀具33.633.15分度值 00.2mm 测量范围 0150 游标33卡尺30.6GB1214-85 30.15306.2确定工序尺寸7确定切削用量及根本时间7.2 工序的粗膛 62， 124，膛 130H9， 47H7 切削用量及 根本时间确定7.2.1 切削用量确定，粗膛 62， 124确定切削用量，依据表 1.2，选择YG3 硬质合金刀具，工序尺寸分别为 62， 124 二孔同时一根膛刀加工按设计手册中表 3123 ， 取 V=0.8m/s f=0.57mm/rn=1000v/3.14x62=4.1r/s=246r/min二孔一次加工完毕，故根本时间计算如下： 行程长度=L+L1设计手册中表 71 L=21mm,L1=9mm所以根本时间T =L/ f =30/0.57x4.1=12.8sJn校正机床功率查文献1表 2-4-21 得F =9.81x60 n CZfza x f Yz> an F kFpZZP= Fmzu ´10-3取CFZ= 180 ， XFZ= 1，YFZ= 0.75 ， nF= 0Z则F= 9.81´ 60 °x180 x10 -3Z=2.23Kw取机床效率为 0.85，则 5.2.x0.85=4.2kw2.32kw故机床功率足够。粗膛，半精膛， 130H 9+0.100粗膛工序尺寸 129按设计手册中表 3123 取V=0.75m/sf=0.6mm/r则主轴转速根本工时T 为jH =1000v/3.14xd=1000x0.75/3.14x129=185r/s=111r/minT =L/ f =9/0.6x185=8.1sjn半精膛，工序尺寸 130H 9+0.100按设计手册中表 3123，取r=1.25m/sF=0.45mm/r 则轴转速n 和根本工时T 为jn=2.8r/s=169r/minT =7.14sj粗膛，半精膛，精膛 47H7粗膛 ：工序尺寸 46，按设计手册中表 3123取v=0.8m/sf=0.57mm/r则主轴转速N=1000v/3.14x46=5.5r/s根本时间Tj=L/ fn=30/0.45x5.5=12.7s半精膛，工序尺寸 46.76按设计手册取v=1.5m/s F =0.15mm/r则可计算n=10.2r/s=109.8r/minT =L/ fjn=30/0.15x10.2=19.6s工序钻 4 9 孔，钻 M16x1.5-7H.钻 4m10-7H,攻 m16x1.5-7H,攻 4m10-7H,攻G 1/ 2 各螺纹，唿 14 台阶钻 4 9 孔1. 选择钻头高速钢麻花钻，其直径9mm 钻头几何外形为标准 外形 =30°2 =118°=13° =55° b=1mm l=2mm02. 选择切削用量，确定进给量f由于孔直径和深度均很小，宜承受手动进给，选择钻头磨钝标准及耐用度，依据切削用量简明手册其次局部表 2.12，钻头后刀面最大磨损量取为 0.8mm，耐用度T=35mm确定切削速度 v,由表 2.15，铸铁硬度为 200217HBS，暂定进给量f=0.16mm/r,由表 2.15 可得v=20m/min,n=708r/min,依据Z35 的基本参数，确定其转速为 850r/min,即 14.2r/s 根本时间确实定。钻 4 个 9 涂约 30mm 的通孔，根本时间约为 53s，钻 m16x1.5-7H预制孔。选择高速钢麻花钻，由于钻后需攻螺纹，所以钻孔需留余量，查表再攻m16x1.5 前选择钻头直径为 14.5mm 的钻头钻预制孔金属机械加工工艺人员手册赵如福编直径 14.5mm 的钻头，几何外形选双锥，修磨横刀切削用量简明手册表 2-1 =30° 2 =118°=13 ° =55 °b=1.5mm0l=3mm2. 选择切削用量，确定f由于孔径和深度都比较小，承受手动进给，选择钻头磨钝标准耐用度。依据切削用量简明手册表 2.1 钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm 耐用度T=60min3. 确定切削速度，由表 2.15 铸铁确定硬度 200217HBS，f 暂定0.16mm/r。查得v=28m/min依据Z35 根本参数选n=670r/min=11.1r/s.4. 根本时间定额(1) 钻 14.5 涂 18mm 的孔，根本时间约为 10s.钻 4m10.与钻m16x1.5-7H 预制孔同理查同样资料，选择高速钢麻花钻，直径 8.5mm钻头几何外形为标准外形 =30° 2 =118° ¶ =13° =55° b=1mm l=2mm0(2) 选择切削用量确定 f,由于孔位和深度都比较小，承受手动进给。选择钻头磨钝标准及耐用度， 钻头后刀面最大磨损另取为0.8mm,T=35min.(3) 确定切削速度由表 2.15，铸铁硬度 200217HBS。f 暂定是 0.13mm/r.查得v=27m/minn=1000v/3.14d=27x1000/3.14x8.5=1011.6r/min查表确定n=1051r/min=17.5r/s (4)根本时间定额T =L/ f =22/0.13x17.5=10.5sjn钻G 1/ 2 预制孔。钻孔直径 18.9mm。钻头材料选为高速钢，钻头几何外形选双锥修磨横刃切削用量简明手册 =30° 2 =118° ¶ =13° =55° b=2mm l=4mm表 2-102 选择切削用量1按加工要求打算进给量，依据表2.7，铸铁强度 200HBS，d=18.9mm 时，f=0.70mm/r由于钻后要攻丝乘系数 0.50,f=0.25mm/r.(2) 按钻头强度打算进给量，依据表 2.8，f 可取 1.7mm/r.(3) 按机床进给机构强度打算进给量当HBS210，钻头直径 18.9mm，机床进给机构的轴向力为 11760N，表 4.2-19机械工艺设计简明手册进给量为f=1.6mm/r.以上三个比照可以看出，受限制的进给量是加工要求。与机床主轴进给量比照去 f=0.32mm/r,选择钻头磨钝标准及耐用度。依据切削用量简明手册钻头后刀面最大磨损量去取为0.8耐用度T=60min确定切削速度v,由表2.15，v=22m/min,n=1000/3.14d=370.7r/min 与机床转速比照，取n=420r/min=7r/s. 根本时间确定T=L/ fn=13/7x0.32=5.8s攻m16x1.5 螺丝选择刀具，查金属机械加工工艺人员手册表14-94，选择高速钢机动丝锥Wcv 18 r 4选择切削速度为 12.0m/min选 择 进 给 量 表 2.7 切 削 用 量 手 册 ，f=0.6mm/,n=1000v/3.14d=1000x12/3.14x16=238.8r/min与Z35 机床转速范围比照，选同程速度n=670r/min=11.2r/s 确定时间定额T =18+3+3/ f +18+3+3/ f=8.9+3.5=12.4sjnn0攻m10x1.5选择刀具选择高速钢机动丝锥Wcv 18 r 4选择切削速度为 8.9m/min选 择 进 给 量 ； 查 切 削 用 量 简 明 手 册 表 2.7 ，f=0.57mm/r,n=1000v/3.14d=8.9x1000/3.14x10=283.4r/min与Z35 机床转速范围比照，选n=335r/min=5.58r/s 选择回程速度n =670r/min=11.2r/s0根本时间确实定T =L/ fjn +L/ f n1 122=24/0.57x5.58+24/0.57x11.2=11.2s攻G 1/ 2 螺纹选择刀具查金属机械加工工艺人员手册表 14-94 选择高速钢机动丝锥Wcv 18 r 4选择切削速度为 15.7m/min 选择进给量查 切 削 用 量 简 明 手 册 表2.7f=0.61mm/r ,n=1000v/3.14d=1000x15.7/3.14x19.793=252.6r/min=4.2r/s选择回程速度n=670r/min确定时间定额T =L/ fjn +L/ f n1 12 2=17/0.61x252.6+17/0.61x670=9s唿14 台阶1. 选择唿钻考虑到加工孔的大小及加工条件选 择 带 导 程 直 柄 平 底 唿 钻 高 速 钢 d=14d =8.0 (表 3.1-14)1L=100mm d=12.5mmL=22mm2L =9L12=40齿数为 4选择切削用量，查表 7.7 F=0.61mm/r选择钻头磨钝标准及耐用度查表后刀面最大磨损量为 0.9mm，耐用度 T=60min 确定切削速度v,由表 2.15，灰200217HBSF=0.61mm/r可查得v=12mm/min n=1000v/3.14d=12x1000/3.14x14=272.7r/min查表 2.9 得钻头强度所允许的进给量为1.3mm/r,所以取f=0.61mm/r 适合。当f 取 0.61mm/r,n=272.7r/min 时查机械工艺设计手册表 2.2-1 知处在机床的运行范围中，该机床适合。依据机床转速选取n=265r/min=4.4r/s根本时间确实定工序T =L/ fjn=10/0.61x0.61x4.4=3.7s14m6-7H 配作22- 8H7 配作1. 4m6-7Hp 配作钻直径 5选择高速钻头，选择标准型钻头2. 选择切削用量，确定f由于孔径和深度都比较小，承受手动进给，选择钻头磨钝标准及其耐用度。依据切削用量简明手册，钻头后刀面最大磨损量为0.8，耐用度T=20min确定切削速度v由 表 2.18 ， 灰 铸 铁 200 217HBS ， 暂定 f=0.16mm/r v=19mm/min n=1000v/3.14d=1900/3.14x5=1210r/min与Z35 钻床转速比照 取n=1051r/min=17.5r/s根本时间确实定T =L/ fjn=28/0.16X17.5=10ST=10x4=40s总攻丝m6x1选择刀具，查金属机械加工工艺人员手册表14-94，选择高速钢机动丝锥Wcv 18 r 4查表得切削速度为 6.9m/min选择进给量，查切削用量简明手册表 2.7，得 f=0.27mm/r n=1000v/3.14d=366r/min.与Z35 机床转速范围比照选n=355r/min=5.9r/s根本时间定额确实定T =L/ f =28/0.27x5.9=17.6sjnT=4x17.6=70.4s总(2)2-8 配作选择刀具：选择高速钢标准型钻头，确定切削用量，确定f由于加工孔径和孔深都比较小，宜承受手工进给选择钻头磨钝标准及耐用度，表 2.12，钻头后刀面最大磨损度为 0.8耐用度T=35min确定切削速度，表 2.15灰 铸 铁 200 217HBS ， 暂 定 f=0.16mm/rv=20m/min n=1000v/3.14d=1000x20/3.14x8=796r/min与机床转速比照，选择n=850r/min=14.2r/s则 r=21.35m/min查得f=0.15mm/r 根本时间定额确定T =L/ f =40/0.15x14.2=18.8sjnT=2T=37.6s总二.夹具设计本次设计的夹具为第四道工序- 钻 4- 9m16x1.5-7H ， 4-m10-7HG 1/ 2 罗纹，唿 14 台阶该夹具适用于Z35 摇臂钻床1. 确定设计方案这道工序钻加工的孔均在 A 面上，且都垂直 A 面依据基准重合原则，为避开重复使用粗基准，应以已以加工过的 B 面定位， 由于 4- 9 孔为通孔，为防止钻穿时钻头遇到支撑面，应承受确定的措施，这给加装夹工件带来确定的困难。从对工件的外形机构分析，在以 A 面朝上放置在支撑板上， 定位夹紧都比较稳定，牢靠，也简洁实现，夹具，以夹具体安装面和定位孔，定位销定位，用T 型槽螺栓连接。工件的 B 面在夹具上定位，限制了三个自由度。其余三个自由度也必需限制本工件在加工工序之前。已经加工好了上下两面。且以镗好了本工件上最重要的两个较大孔。承受一面两锁定位， 由于 4.47H7 孔精度较高，此孔承受圆拄销，而另一孔承受菱形销边锁定位，这种方案定位牢靠，夹紧也很便利，用一平板压板压在R150 外圆上即可。本道工序无需回转，可考虑使用气动或液动压紧，但本工件夹紧力不是很大，由于钻孔直径都小，没有必要承受气动或液动压紧，且本工序钻孔孔径不是全部都一样，要较频繁地换钻头， 即使承受气动或液动夹紧也不能很好地提高生产率，也承受气动或液动夹紧造价都比较昂贵，况本工序承受手动也很便利，夹具较简洁，所以承受手动夹紧。2. 定位精度分析本工序全部的孔都承受了钻模加工，它们之间的位置精度由钻模保证，全部夹具尺寸公差皆取零件图上相应公差的 1/4。参考文献3表 2-10-6。取钻孔攻螺纹时刀具与导套内孔的协作为 F8/h6.钻套轴线与定位面的垂直度 0.1mm 定位面的平面度0.05mm，定位面与夹具安装面的垂直度 0.08，定位面也支承面的平行度为 0.04。总 结毕业设计是我们大学学习阶段最终一个重要的学习环节，是培育我们运用三年来所学的根底及专业理论学问 同样也是检验与复习三年来我们所学的根底及专业理论学问培育我们独立解决本专业一般技术性问题的力气，独立制造设计工程的力气树立正确的设计思想和工作作风。毕业设计是把实际生产中提出的问题变成力学模型和数学模型，然后加以求解，再设计出图纸和技术文件，运算过程不仅设计数学，力学，材料， 公差，设计及有关专业等各方面的学问而且要涉及到计算，绘图，文字表达， 综合分析等各方面的综合实际力气，它由计算力气，绘图力气和编写设计说明书的力气，文献检索力气等方面，用于实际生产解决实际问题，提高了我们把实际的工程课题变成力学模型和数学模型加以解决的力气，本次设计虽然图纸任务不是很大，但繁琐的工艺分析及工艺计算，需要我们保持糊涂的头脑，况且查阅文献特别的多，特别的杂，那更需要培育我们的耐性，这为我们以后的实际工作供给了更大的好处，这次毕业设计大大的提高了我们查阅资料的及文献检索的力气。特别在本次设计中，感谢我们的教师，通过这次毕业设计 在教师的指导下，我们不今稳固了原来的学问，教师的博文与阅历更大的开阔了我们的思维，我们不仅提高了，设计，决策力气，更能使我们觉察自己学问的缺陷与缺乏。这为我们以后的工作打下根底。参考文献1. 李益民主编。机械制造工艺设计简明手册机械工业出版社。2. 孟五农主编机械加工手册机械工业出版社3. 机床夹具设计手册上海科学技术出版社 19904. 艾兴主编切削用量简明手册机械工业出版社5. 机械加工技术手册北京出版社6. 刘友才，肖继德主编机床夹具设计北京，机械工业出版社 19917. 浦林洋主编金属切削机床夹具设计手册其次版机械工业出版社致 谢毕业设计是对大学三年所学的学问与力气的综合应用和检测，是每个合格的大学生的必经过的过程， 也是一个重要的实践教学环节。本次毕业设计，不仅培育了我们正确的设计思想；也同时让我们把握了机械加工工艺规程设计的一般程序和方法，以及熬炼了我们综合运用学问的力气。在本次设计过程中，我们大量阅读了各种技术资料及设计手册，不仅认真探讨了机械领域内的各种根本问题，而且对机械制造工艺学及夹具设计有了更深的了解， 即使电气局部我们不要设计， 但为了使设计完善， 所以我还是阅读很多这方面的资料。因此， 本次设计不仅加深了对自己专业所学课程的理解和生疏，而且也对自己的学问面进展了拓宽。 此外， 本次设计在绘图的过程中， 使用了AUTOCAD ， PRO-E等二维和三维绘图软件， 这些都不同程度地使我们学到了更多的学问， 进一步提高了我们绘图识图的力气。在本次毕业设计中，我得到范志明副教授的急躁指导，细心教育， 并在设计过程中准时地给我解答疑难，让我在本次设计中得到了自己力气上进步和学问上的一次飞跃， 这对我的将来都会有深远的影响。并且，在设计过程中还有其他教师和同组各位同学的热忱的帮助，在此表示由衷的感谢！由于本人学问有限，实际阅历更加缺乏，因此我的设计还存在很多的缺乏之处， 敬请各位教师指正， 本人将不甚感谢！附录：设计任务1、 工艺规程包括工艺过程卡及主要工序工序卡一套2、 A1 零件-毛坯合图3、 零件图4、 A1 夹具装配总图5、 主要零件零件图6、 设计说明书一份