推动架零件机械加工工艺规程设计及专用夹具设计课程设计说明书.docx
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推动架零件机械加工工艺规程设计及专用夹具设计课程设计说明书
专业课程设计说明书
设计题目:
“推动架零件”机械加工工艺规程设计及
“钻φ16mm孔”专用夹具设计
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
学院
年月日
专业课程设计任务书
题目:
“推动架零件”机械加工工艺规程设计及
“铣φ32mm端面”专用夹具设计
加工件图纸：
（见附页）
生产纲领：
年产量××件，批量生产
设计要求：
1、工件毛坯图1张
2、机械加工工艺过程卡1套
3、机械加工工序卡1套
4、夹具装配图1张
5、夹具零件图若干张
7、课程设计说明书1份
目录
前言
1、工件的结构工艺性分析
1.1推动架的技术要求
推动架的技术要求见表1.1
表1.1推动架技术要求
加工表面
偏差
mm
公差及精度等级
粗糙度Ra
µm
形位公差/mm
φ27的端面
IT13
12.5
0.1
A
φ16的孔
+0.029
0
IT6-IT9
3.2
φ50的外圆端面
IT7-IT9
6.3
φ32的孔
+0.027
0
IT7-IT8
6.3
φ35的两端面
IT13
25
φ16的孔
+0.029
0
IT6-IT9
3.2
1.2推动架工艺分析
分析可知本零件材料为灰口铸铁，HT200。
该零件具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，适应于承受较大的应力，要求耐磨的零件。
刨床推动架具有两组工作表面，他们之间有一定的位置要求。
由零件图可知，φ32+0.0270、φ16+0.0190孔的中心线是主要的设计基准和加工基准。
该零件的主要加工面可分为两组：
1.φ32mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
φ32mm的两个端面及孔和倒角，φ16mm的两个端面及孔和倒角。
2.以φ16mm孔为加工表面
这一组加工表面包括，φ16mm的端面和倒角及内孔φ10mm、M8-6H的内螺纹，φ6mm的孔及120°倒角2mm的沟槽。
这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：
1.φ32mm孔内与φ16mm中心线垂直度公差为0.10；
2.φ32mm孔端面与φ16mm中心线的距离为12mm。
由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。
由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。
另外考虑到零件的精度不高可以在普通机床上加工。
二、加工工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
推动架是一个结构较复杂的零件，要求材料要容易成型，切削性能好，同时要求强度要高，重要表面的表面硬度也要高，故选用铸铁材料HT200，铸铁材料是最常见的材料，其优点是：
容易成型，切削性能好，价格低廉，且吸振性好。
为了得到较好的强度和表面硬度，可在加工过程中进行调质处理，淬火，同时为了消除内应力对工件的影响，可进行适当的人工时效处理（如果需要的话）。
由于零件的结构简单，用锻件是不太可能的，因此，需要先根据零件图，做出铸模，进行铸造，结合零件和经济的考虑，最好用砂型铸造的方法。
2.2定位基准的选择
（1）粗基准的选择
对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：
当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，B6065刨床推动架以外圆φ50mm作为粗基准。
（2）精基准的选择
精基准的选择主要考虑基准重合的问题。
选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。
采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。
为使基准统一，先选择φ32mm的孔和φ16的孔作为精基准。
2.3工艺路线拟定及工艺方案分析
（1）零件表面加工方法的选择
根据推动架零件图上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，如表3.1：
表3.1推动架各表面加工方案
主要加工表面
尺寸精度等级
粗糙度
加工方案
备注
φ27的端面
IT13
12.5
粗铣
表1.4-8
φ16的孔
IT6-IT9
3.2
钻-扩-铰-
表1.4-7
φ50的外圆端面
IT7-IT9
6.3
粗铣-精铣
表1.4-8
φ32的孔
IT7-IT8
6.3
钻-扩-铰
表1.4-7
φ35的两端面
IT13
25
粗铣
表1.4-8
φ16的孔
IT6-IT9
3.2
钻-扩-铰
表1.4-7
φ6的孔
IT11-IT12
25
钻
表1.4-7
φ8螺纹孔
（公差带5H-7H）
6.3
钻螺纹
表1.4-14
宽6mm的槽
IT11-IT13
12.5
粗铣
表1.4-8
拉沟槽R3
25
拉
（2）工艺方案分析与制定
零件的工艺路线的制定要考虑的因素很多，为了制定出更好的工艺路线需要先拟定出多种工艺路线，将这几种路线进行比较，从中找出较好的一种，结合该零件的各因素现拟制以下两种工艺方案进行比较：
方案一：
工序1以φ50mm左端面和轴线为精基准，粗铣φ50mm和φ35mm右端面。
工序2以φ50mm右端面和轴线为精基准，粗铣φ50mm和φ35mm在同一水平面的左端面。
工序3以φ50mm右端面和轴线为精基准，铣φ27mm的端面
工艺4以φ50mm左端面为粗基准，扩铰φ32mm的孔
工序5以φ50mm右端面和轴线为精基准，钻φ35上φ16mm的孔
工序6以φ50mm右端面和φ32mm与φ16mm轴线为精基准，钻φ10mm通孔，扩，精铰φ16mm的孔和锪底面。
工序7以φ50mm右端面和φ32mm与φ16mm轴线为精基准，钻螺纹孔φ6mm，攻M8-6H。
工序8半精铰φ16mm孔，精铰φ16mm，倒45角。
工序9以φ50mm右端面和φ32mm与φ16mm轴线为精基准，钻φ6mm，锪120°倒角。
工序10半精铰φ32mm端面
工序11精铰φ32mm孔并倒45角。
工序12去毛刺。
工序13检查。
方案二：
工序1以φ50mm右端面和轴线为粗基准，铣φ50mm和φ35mm在同一水平面的左端面
工序2以φ50mm左端面为精基准，铣φ50mm的右端面及φ35mm的右端面
工序3以φ50mm右端面和轴线为精基准，铣φ27mm的端面。
工艺4以φ50mm右端面和轴线为精基准，粗镗，半精镗φ32mm和钻φ16mm的孔，倒角45°。
工序5以φ50mm右端面和φ32mm与φ16mm轴线为精基准，铣深为9.5mm宽6mm的槽。
工序6以φ50mm右端面和φ32mm与φ16mm轴线为精基准，钻φ8.5mm通孔，扩φ15.85mm15.85的孔，锪φ16mm的孔和底面，铰φ10mm的孔。
工序7以φ50mm右端面和φ32mm与φ16mm轴线为精基准，钻螺纹孔φ6mm，攻M8-6H。
工序8半精铰φ16mm孔。
工序9以φ50mm右端面和φ32mm与φ16mm轴线为精基准，钻φ6mm，锪120°倒角。
工序10半精铰φ32mm端面
工序11精镗φ32mm孔
工序12去毛刺。
工序13检查。
通过比较以上两种方案，区别在于加工用的基准不同，方案一选择左端面为粗基准，中轴为精基准，而方案二选择右端面为粗基准，左端面为精基准，在加工时，从误差大小的方面考虑，方案二误差比方案一的误差大，所以选择方案一。
2.4机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的确定
（1）确定机械加工余量
由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-1可知，查得该铸件的尺寸公差等级CT为8～12级，取CT=10级。
查表1-9确定各加工表面的总余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量数值
说明
φ27的端面
92
H
4.0
单侧加工
φ50的外圆端面
45
G
2.5
双侧加工
φ32的孔
φ32
H
3.0
双侧加工
φ35的两端面
20
G
2.5
双侧加工
（2）确定毛坯尺寸
由表1-11可知，铸件主要尺寸的公差如下表：
主要加工表面
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
尺寸公差
φ27的端面
92
4.0
96
3.2
φ50的外圆端面
45
5
50
2.8
φ32的孔
φ32
单侧3.0
φ26
2.6
φ35的两端面
20
5
25
2.4
（3）毛坯图设计
见附图一
2.5工序设计
（1）选择机床和工艺装备（夹具和刀具）
（1-a）选择机床
工序1、工序2、工序3、工序4、工序6和工序11选用XA6132卧式铣床
工序5、工序7、工序8、工序9、工序10、工序12选用Z525立式钻床
（1-b）、选择夹具
本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。
（1-c）、选择刀具：
1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为
d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。
2.钻φ32mm的孔选用锥柄麻花钻。
3.钻φ10mm和钻、半精铰φ16mm的孔。
倒角45°，选用专用刀具。
4.钻φ10mm孔和φ16mm的基准面并钻孔。
刀具：
选择高速钢麻花钻，
do=φ10mm，钻头采用双头刃磨法，后角
＝120°，45度车刀。
5.钻螺纹孔φ6mm.攻丝M8-6H用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。
（1-d）、选择量具：
本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。
根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：
1.选择加工面的量具
用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm～125mm的外径千分尺。
2.选择加工孔量具
因为孔的加工精度介于IT7～IT9之间，可选用读数值0.01mm测量范围50mm～125mm的内径千分尺即可。
3.选择加工槽所用量具
槽经粗铣、半精铣两次加工。
槽宽及槽深的尺寸公差等级为：
粗铣时均为IT14;半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。
故可选用读数值为0.02mm测量范围0～150mm的游标卡尺进行测量。
（2）确定工序尺寸
1、面的加工（所有面）
根据加工长度的为50mm，毛坯的余量为4mm，粗加工的量为2mm。
根据《机械工艺手册》表2.3-21加工的长度的为50mm、加工的宽度为50mm，经粗加工后的加工余量为0.5mm。
对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。
2、孔的加工
1.φ32mm.
毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。
查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：
φ31mm.2z=0.75mm
扩孔：
φ31.75mm2z=0.18mm
粗铰：
φ31.93mm2z=0.7mm
精铰：
φ32H7
2.φ16
mm.
毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。
查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：
φ15mm.2z=0.85mm
扩孔：
φ15.85mm2z=0.1mm
粗铰：
φ15.95mm2z=0.05mm
精铰：
φ16H7
3.φ10、φ16
mm的孔
毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。
查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：
φ10mm
反拉孔：
φ15mm2z=0.85mm
扩孔：
φ15.85mm2z=0.10mm
粗铰：
φ15.95mm2z=0.05mm
精铰：
φ16H8
4.钻螺纹孔M8
毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。
查《机械工艺
手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：
φ7.8mm2z=0.16mm
粗铰：
φ7.96mm2z=0.04mm
精铰：
φ8H7
5.钻φ6mm孔
毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。
查《机械工艺
手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。
钻孔：
φ5.8mm2z=0.02mm
精铰：
φ6H7
2.6确定切削用量（切削深度、切削速度、进给量）
工序1
第一工步为：
粗铣φ50的右端面。
选择高速钢细齿圆柱铣刀，直径d0=63mm，齿数z=10。
已知铣削宽度ae=2.3mm，铣削深度ap=50mm。
故机床选用XA6132卧式铣床。
1、确定每齿进给量fz
查表知fz=0.15～0.3mm/z,现取fz=0.2mm/z
2、选择铣刀磨损标准及耐用度
据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.7mm，耐用度为T=180min。
3、确定切削速度和每齿进给量
查表当d0=63mm，z=10，ae=2.3mm，ap=50mm，fz=0.2mm/z铣削HT200时vct=15m/min,nt=74r/min,vft=130mm/min
查表，各修正系数为kMv=kMn=kMvf=1
kav=kan=kavf=0.8
故vc=vctkv=15×1×0.8=12m/min
n=ntkn=74×1×0.8=59.2r/min
vf=vftkvf=130×1×0.8=104mm/min
查XA6132卧式铣床的技术资料取nc=60r/min,vfc=118mm/min
因此实际切削速度vc=
=3.14×63×60/1000=11.9m/min
实际每齿进给量fzc=
=118/（60×10）=0.2mm/z
4、校验机床功率
根据XA6132卧式铣床说明书，机床主轴的允许功率为PcM=7.5×0.75=5.63kW
查表，当fzc=0.2mm/z，ap=50mm，ae=2.3mm，vfc=118mm/min时，Pct=0.8kW
查资料知切削功率的修正系数kMPc=1
故实际切削功率为Pcc=Pct=0.8kW
由于Pcc＜PcM，因此所决定的切削用量可以采用。
二、基本时间
tm=L/vf
L=l+y+△
查表，入切量及超切量y+△=16mm
tm=0.6min
第二工步为：
粗铣φ35孔的右端面。
选择高速钢细齿圆柱铣刀，直径d0=50mm，齿数z=8。
已知铣削宽度ae=2.5mm，铣削深度ap=35mm。
故机床选用XA6132卧式铣床。
1、确定每齿进给量fz
查表知fz=0.15～0.3mm/z,现取fz=0.2mm/z
2、选择铣刀磨损标准及耐用度
据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.7mm，耐用度为T=180min。
3、确定切削速度和每齿进给量
查表当d0=50mm，z=8，ae=2.5mm，ap=50mm，fz=0.2mm/z铣削HT200时vct=13m/min,nt=85r/min,vft=119mm/min
查表，各修正系数为kMv=kMn=kMvf=1
kav=kan=kavf=0.8
故vc=vctkv=13×1×0.8=10.4m/min
n=ntkn=85×1×0.8=68r/min
vf=vftkvf=119×1×0.8=95.2mm/min
查XA6132卧式铣床的技术资料取nc=75r/min,vfc=95mm/min
因此实际切削速度vc=
=3.14×50×75/1000=11.8m/min
实际每齿进给量fzc=
=95/（75×8）=0.16mm/z
4、校验机床功率
根据XA6132卧式铣床说明书，机床主轴的允许功率为PcM=7.5×0.75=5.63kW
查表，当fzc=0.16mm/z，ap=50mm，ae=2.5mm，vfc=95mm/min时，Pct=0.8kW
查资料知切削功率的修正系数kMPc=1
故实际切削功率为Pcc=Pct=0.8kW由于Pcc＜PcM，因此所决定的切削用量可以采用。
二、基本时间
tm=L/vf
L=l+y+△
l=35mm
查表，入切量及超切量y+△=14mm
计算得tm=0.5min
工序2
本工序为粗铣φ32、φ16孔的左端面。
选择高速钢细齿圆柱铣刀，直径d0=63mm，齿数z=10。
已知铣削宽度ae=2.3mm，铣削深度ap=50mm。
故机床选用XA6132卧式铣床。
1、确定每齿进给量fz
查表知fz=0.15～0.3mm/z,现取fz=0.2mm/z
2、选择铣刀磨损标准及耐用度
据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.7mm，耐用度为T=180min。
3、确定切削速度和每齿进给量
查表当d0=63mm，z=10，ae=2.3mm，ap=50mm，fz=0.2mm/z铣削HT200时vct=15m/min,nt=74r/min,vft=130mm/min
查表，各修正系数为kMv=kMn=kMvf=1
kav=kan=kavf=0.8
故vc=vctkv=15×1×0.8=12m/min
n=ntkn=74×1×0.8=59.2r/min
vf=vftkvf=130×1×0.8=104mm/min
查XA6132卧式铣床的技术资料取nc=60r/min,vfc=118mm/min
因此实际切削速度vc=
=3.14×63×60/1000=11.9m/min
实际每齿进给量fzc=
=118/（60×10）=0.2mm/z
4、校验机床功率
根据XA6132卧式铣床说明书，机床主轴的允许功率为PcM=7.5×0.75=5.63kW
查表，当fzc=0.2mm/z，ap=50mm，ae=2.3mm，vfc=118mm/min时，Pct=0.8kW
查资料知切削功率的修正系数kMPc=1
故实际切削功率为Pcc=Pct=0.8kW
由于Pcc＜PcM，因此所决定的切削用量可以采用。
二、基本时间
tm=L/vf
L=l+y+△
l=102.5mm
查表，入切量及超切量y+△=16mm
tm=1min
工序3
本工序为粗铣φ27的外端面。
选择高速钢细齿圆柱铣刀，直径d0=50mm，齿数z=8。
已知铣削宽度ae=2.5mm，铣削深度ap=27mm。
故机床选用XA6132卧式铣床。
1、确定每齿进给量fz
查表知fz=0.15～0.3mm/z,现取fz=0.2mm/z
2、选择铣刀磨损标准及耐用度
据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.7mm，耐用度为T=180min。
3、确定切削速度和每齿进给量
查表当d0=50mm，z=8，ae=2.5mm，ap=27mm，fz=0.2mm/z铣削HT200时vct=13m/min,nt=85r/min,vft=119mm/min
查表，各修正系数为kMv=kMn=kMvf=1
kav=kan=kavf=0.8
故vc=vctkv=13×1×0.8=10.4m/min
n=ntkn=85×1×0.8=68r/min
vf=vftkvf=119×1×0.8=95.2mm/min
查XA6132卧式铣床的技术资料取nc=75r/min,vfc=95mm/min
因此实际切削速度vc=
=3.14×50×75/1000=11.8m/min
实际每齿进给量fzc=
=95/（75×8）=0.16mm/z
4、校验机床功率
根据XA6132卧式铣床说明书，机床主轴的允许功率为PcM=7.5×0.75=5.63kW
查表，当fzc=0.16mm/z，ap=27mm，ae=2.5mm，vfc=95mm/min时，Pct=0.8kW
查资料知切削功率的修正系数kMPc=1
故实际切削功率为Pcc=Pct=0.8kW
由于Pcc＜PcM，因此所决定的切削用量可以采用。
二、基本时间
tm=L/vf
计算得tm=0.43min
工序4
本工序为扩φ32mm的孔。
铰刀选用φ32的高速钢锥柄扩钻，扩孔扩削用量。
l/d=45/32，k1v=1.0。
1.确定进给量f
Fz=0.9-1.0mm/r
Fz=fzk1v=0.9-1.0，按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.81。
根据Z525钻床说明书，机床进给机构允许的最大轴向力飞、Fmax=8830N，，故f=0.81，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm，寿命T=45min。
2.确定切削速度v和转速n
根据表10.4-39取V表=12,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1
故K
=1.0
故V
’=12×1×1=12m/min
N=1000v/∏d=119∑12.3532._
所以根据表得n=140
2时间计算：
1.扩孔基本工时：
T
=
式中，n=140,f=0.8，l=45mm,l1=l2=5mm
T
=0.48
辅助时间t=10s。
工序5
本工序为钻φ16mm的孔。
选用φ15的直柄麻花钻a0=120，b=1.5，l=3，钻孔扩削用量：
l/d=20/16，所以k1v=1
1.确定进给量f
查表可知fz=0.61-0.75根据公式fz=fz·k1v=0.61-0.75，查表取进给量，按Z525机床说明书，取f=0.62。
2.确定切削速度v和转速n
根据表10.4-39取V表=12,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。
故K
=1
故V
’=12×1×1=12m/min
N’==254
根据Z525机床说明书选择n=272r/min.这时实际的铰孔速度V=12
2时间计算：
1.钻孔基本工时
T
==0.17
工序6
本工序为钻、半精铰φ16mm的孔。
铰刀选用φ15.95的标准高速钢铰刀，r0=0,a0=8°,kr=5°铰孔扩削用量：
1.确定进给量f
根据参考文献三表10.4-7查出f表=0.65～1.4.按该表注释取较小进给量，按Z525机床说明书，取f=0.72。
2.确定切削速度v和转速n
根据表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系数可按表10.4-10查出，kmv=1。
故K
=0.87
故V
’=14.2×0.87×1=12.35m/min
N’=
根据Z525机床说明书选择n=275r/min.这时实际的铰孔速度V为：
V=
根据以上计算确定切削用量如下：
钻孔：
d0=15mm,f=0.3mm/r,n=400r/min,v=18m/min
半精铰：
d0=15.85mm,f=0.5mm/r,n=574r/min,v=25.8m/min
6.7.2时间计算：
1.钻孔基本工时：
T
=
式中，n=400,f=0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm
T
=
2.半精铰基本工时：
l
=
L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm,l2=4mm,
T
=
工序7
本工序为钻螺纹孔φ6mm、攻丝M8-6H
一、切削用量
刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=6mm,以及机用丝锥。
钻床选用Z525
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