工艺工装设计说明书.docx
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工艺工装设计说明书
工艺工装设计说明书
设计任务书…………………………………………………………………………
工艺工装设计说明书正文
序言
一、零件分析与工艺路线拟订………………………………………
二、工艺参数确定及工艺文件填写…………………………………
三、拟订夹具结够方案………………………………………………
四、夹具设计…………………………………………………………
五、设计总结…………………………………………………………
六、参考文献…………………………………………………………
机制专业工艺工装设计任务书
设计题目曲轴箱零件的工艺工装设计（生产纲领10000）
设计内容:
1．零件图1份
2．工艺过程卡及工序卡1套
3．夹具设计装配图1份
4．夹具设计零件图1~2张
5．课程设计说明书1份
班级
学号
设计人员
指导教师
序言
工艺工装设计是一项实践性很强的工作,也是对所学课程的一次深入综合性锻炼。
我希望经过这次课程设计,能从中锻炼和提高自己分析问题、解决问题的能力,为今后走上工作岗位打下一个良好的基础。
由于能力所限,设计中还会有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。
一、零件分析与工艺路线拟定
1．零件的作用
曲轴箱是箱体类零件,它是运动的主体部件,主要起支撑、保护和防尘作用,以及保证主轴回转精度,从而保证机器运转正常。
该曲轴箱ф98.4和ф52的孔同轴度的保证对机械性能的保证尤为重要,而且两孔的精度等级分别为7级和6极,加工难度很大。
为保证精度要求我们采用浮动镗保证。
其它表面加工为次加工表面,容易保证。
2．零件工艺分析
零件的材料为HT150,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削,为此以下是曲轴箱的加工表面之间的位置要求:
⑴曲轴箱上下面以及左右端面,ф98.4和ф52的同轴孔,4-M8、6-M8-25、6-M6的螺纹孔及4-ф9通孔。
⑵平面表面粗糙度均为3.2,螺纹孔及ф9孔表面粗糙度为6.3,ф98.4和ф52的孔粗糙度为1.6且两孔有同轴度和圆柱度要求,左右端面与ф98.4和ф52的中心线有垂直度要求。
由上面分析可知,能够以底面为基准粗加工顶面,再以顶面为基准加工底面。
以顶面作为精加工基准加工ф98.4和ф52的同轴孔,设计专用夹具,保证位置和尺寸要求。
再根据各种加工方法的经济精度及机床所达到的位置精度,而且曲轴箱没有复杂的加工表面,因此根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
3.工艺规程设计
⑴选择定位基准
a.粗基准选择:
以零件底面为主要定位粗基准,以箱体外行为辅助基准。
b.精基准的选择:
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据”基准重合”原则和”基准统一”原则,以曲轴箱顶面半精加工后的表面为基准,以顶面两对角孔外圆表面为辅助的定位基准精基准。
⑵制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已经内确定的情况下,能够考虑采用万能性机床以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产效率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本降低。
方法及工艺路线如下:
工序01:
粗铣曲轴箱顶面,底面为粗基准,采用X51立式铣床加专用铣夹具。
工序02:
粗铣曲轴箱底面,顶面为定位基准,采用X51立式铣床加专用铣夹具。
工序03:
钻铰6-ф6孔至6-ф6.8,底面为定位基准,采用Z512立式台钻加专用钻夹具。
工序04:
钻铰6-ф9,顶面为定位基准,采用Z512立式台钻加专用钻夹具。
工序05:
半精铣曲轴箱顶面,底面为定位基准,采用X51立式铣床加专用铣夹具。
工序06:
半精铣曲轴箱低面,顶面为定位基准,采用X51立式铣床加专用铣夹具。
工序07:
粗铣曲轴箱左右端面,顶面为定位基准,采用组合铣床加专用铣夹具。
工序08:
粗镗ф98.4和ф52的孔,顶面为定位基准,采用T616镗床加专用镗夹具。
工序09:
钻铰4-ф6至4-ф5,顶面为定位基准,采用Z512立式台钻加专用钻夹具。
工序10:
钻铰6-ф6至6-ф5,顶面为定位基准,采用Z512立式台钻加专用钻夹具。
工序11:
半精镗ф98.4和ф52的孔,顶面为定位基准,采用T616镗床加专用镗夹具。
工序12:
攻左端面螺纹4-M8,顶面为定位基准,采用Z512钻床加专用夹具。
工序13:
攻右端面螺纹6-M6,顶面为定位基准,采用Z512钻床加专用夹具。
工序14:
精镗ф98.4和ф52的孔,顶面为定位基准,采用T616镗床加专用镗夹具。
工序15:
半精铣曲轴箱左右端面,顶面为定位基准,采用组合铣床加专用铣夹具。
工序16:
浮动镗ф52的孔,顶面为定位基准,采用T616镗床加专用镗夹具。
工序15:
攻顶面螺纹6-M8-25,底面为定位基准,采用Z512钻床加专用夹具。
⑶机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
1）圆柱表面工序尺寸:
前面资料已初步确定工件各表面的总加工余量,现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下:
工加
表面
加工
内容
加工
余量
精度
等级
工序
尺寸
表面
粗糙度
工序余量
最大
最小
ф98.4
IT7
铸件
5.4
CT12
ф93±1.1
粗镗
3
IT12
ф960+0.35
6.3
1.55
4.45
半精镗
2
IT9
ф960+0.087
3.2
1.13
2.35
精镗
0.4
IT7
ф960+0.035
1.6
0.365
0.487
ф52
IT6
铸件
5
CT9
ф47±1.0
粗镗
3
IT12
ф500+0.35
6.3
1.65
4
半精镗
1.5
IT9
ф960+0.087
3.2
1.413
1.85
精镗
0.4
IT7
ф960+0.035
1.6
0.365
0.487
浮动镗
0.1
IT6
ф960+0.019
1.6
0.081
0.135
6-M8
4-M8
钻
6.8
IT12
ф6.50+0.15
12.5
6.5
6.65
粗铰
0.2
IT9
ф6.50+0.036
6.3
0.264
0.215
攻螺纹
1
6-M6
钻
4.8
IT12
ф4.80+0.15
12.5
4.8
4.95
粗铰
0.2
IT9
ф6.50+0.036
6.3
0.164
0.35
攻螺纹
1
4-ф9
钻
8.8
IT12
ф8.80+0.15
12.5
8.8
8.95
粗铰
0.2
IT9
ф6.50+0.036
6.3
0.164
0.35
2）平面工序尺寸:
工序号
工序
内容
加工
余量
基本
尺寸
经济
精度
工序
尺寸
偏差
工序余量
最小
最大
铸件
4.5
CT12
±3.5
01
粗铣顶面
3.5
162.5
12
-0.40
0
7.4
02
粗铣底面
3.5
160
12
-0.40
0
7.4
05
半精铣顶面
1
159
11
-0.250
0.6
1.25
06
半精铣底面
1
158
11
-0.250
0.6
1.25
07
粗铣左端面
3.5
208.5
12
-0.40
0
7.4
07
粗铣左端面
3.5
2.5
12
-0.40
0
7.4
15
半精铣左端面
1
204
11
-0.250
0.6
1.25
15
半精铣右端面
1
203
11
-0.250
0.6
1.25
3）确定切削用量及时间定额:
工序01粗铣顶面,
1加工条件
工件材料:
HT150,δb=120~175Mpa,铸造:
工件尺寸:
aemax=118mm,l=203mm
加工要求:
粗铣顶面,加工余量3.5mm
机床:
X51立式铣床,
刀具:
YG6硬质合金端铣刀。
铣削宽度ae≤120mm,深度ap≤6mm,铣刀直径100~200,根据<机械设计工艺设计简明手册>（后简称<简明手册>）表3.16,取刀具直径do=160,Z=14,根据<切削手册>γo=5°,αo=8°,αo`=10°λs=-10°,κr`=5°,Krε=60°
2切削用量
a、确定切削深度ap
因为余量较小,故选择ap=3.5mm,一次走刀即可完成
b、确定每齿进给量fz
由于本工序为粗加工,尺寸精度和表面质量可不考虑,以提高进给量和加工效率。
根据<切削手册>表3.5使用YG6硬质合金端铣刀加工,机床功率为4.5Kw（根据<简明手册>表4.2-35,X51立式铣床）时:
fz=0.14~0.24mm/z故选择fz=0.24mm/z
c、确定刀具寿命及磨钝标准
根据<切削手册>表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm;由于铣刀直径do=160mm故刀具寿命T=180min（根据<简明手册>表3.8）
d、计算切削速度Vc和每分钟进给量Vf
根据<切削手册>表3.16,当do=160,Z=14,ap≤7.5mm,ap≤0.24mm时,vt=77m/min,nt=153r/min,vft=470mm/min。
各修正系数:
K=1.12,K=0.8。
切削速度计算公式为:
vC=cvdoqvkv/Tmapxvfzyvaeuvzpv其中ae=72mm,ap=3.5mm,cv=245mm,qv=0.2,xv=0.15,yv=0.35,kv=kMv*kSv=1.12*0.8=0.896,uv=0.2,pv=0,m=0.32,T=180min,fz=0.24mm/z,Z=14,将以上数据代入公式:
得vc=0.7m/min
确定主轴转速:
ns=1000vc/doπ=200r/min.
根据<简明手册>表4.2-36,选择nc=210r/min,vfc=300mm/min,因此,实际进给量和每分钟进给量为:
vc=πdon/1000=3.14*160*210/1000=106m/min
fzc=vfc/ncz=300/210*14=0.1mm/z
e、检验机床功率
根据<切削手册>表3.24近似为pcc=1.9kw,根据机床使用说明书,主轴允许功率pcm=4.5*0.75=3.375kw>pcc.最终确定:
ap=3.5mm,nc=210r/min,vf=300mm/min,vc=106mm/min,fz=0.1mm/z。
f、计算基本工时
tm=L/vf,L=l+y+△,l=203mm。
根据<切削手册>表3.26,入切量及超切量为:
△+y=34mm,则:
tm=L/vf=0.79min。
工序02
粗铣底面,以顶面为基准
刀具:
YG6硬质合金端铣刀,do=40mm,Z=10
机床:
X51立式铣床
根据<切削手册>查得,fz=0.13mm/z,ap=3.5mm。
根据<切削手册>表4.2-36查得,取nw=300r/min,故实际切削速度为v=dwnwπ/1000=37.7m/min
当nw=300r/min时,工作台每分钟进给量应为fm=fz*Z*nw=0.13*10*300=390mm/min
查机床使用说明书得:
fm=400mm/min
计算切削基本工时:
L=72+y+△=180+10=190mm,tm=L/fm=0.487mm
工序03
钻、铰6×M8孔,以外
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