毕业设计说明书 M7125磨床立柱本体.docx
《毕业设计说明书 M7125磨床立柱本体.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计说明书 M7125磨床立柱本体.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
毕业设计说明书M7125磨床立柱本体
南通职业大学
毕业设计说明书（论文）
题目：
M7125磨床立柱本体零件工艺规程及工装设计
姓名：
范亮亮
专业名称:
机械制造及其自动化
指导老师：
陈振玉
完成时间：
2009年01月
目录
中文摘要3
英文摘要4
第一章序论5
第二章零件加工工艺设计6
2.1零件的分析6
1零件的作用6
2零件的工艺分析6
2.2确定毛坯，画毛坯-零件图6
1毛坯的选择6
2确定机械加工余量、工序尺寸及公差7
2.3工艺规程设计9
1定位基准的选择9
2制定机械加工工艺路线9
3选择加工设备及刀、夹、量具16
4加工工序设计17
5时间定额计算20
6填写工艺文件22
第三章夹具设计23
3.1工序150的精铣导轨面夹具23
3.2工序160的镗孔夹具24
毕业感想26
主要参考文献27
摘要
供了必要机床夹具被广泛应用于机械制造业中。
大量专用机床夹具的采用为大批大量生产提的条件。
机床夹具是组成工艺系统的一个环节，是影响加工质量的重要因素。
一般情况下，使用机床夹具能稳定地保证产品质量，而不必过高的要求工人的技术等级。
先进高效的机床夹具不仅能减轻工人劳动强度，提高生产率，甚至能使生产过程实现自动化。
机械加工工艺包括生产过程和工艺过程，在机械加工时将原材料变为成品的全过程称为生产过程，它包括原材料的运输和保存，生产技术准备工件，毛坯的制造，零件的加工与热处理等。
机器的生产过程中，改变生产对象的形状，尺寸，相对位置和性质使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。
将铸件，锻件毛坯或钢材经机械加工方法，改变它们的形状、尺寸、表面质量，使其成为合格零件的过程，称为机械加工工艺过程，在热处理车间，对机器零件的半成品通过各种热处理方法，直接改变它们的材料性质的过程，称为热处理工艺过程。
无论是哪一种工艺过程，都是按一定的顺序逐步进行的。
为了便于组织生产，合理使用，设备的劳力，以确保产品质量和提高生产率，任何一种工艺过程可划分为一系列工序。
关键词：
热处理、定位、切削用量、时效处理
Abstract
Fixturemachineiswidelyusedinmachinerymanufacturing.Fixtureforalargenumberofmachinetoolsusedforalargenumberofmassproductiontoprovidethenecessaryconditions.MachineToolfixturesystemiscomposedofalink,theimpactofprocessingqualityisanimportantfactor.
Undernormalcircumstances,theuseofmachinetoolfixturetoensurethestabilityofproductquality,ratherthanrequireworkerstoexcessivelevelsoftechnology.Advancedandhighlyefficientmachinefixturenotonlycanreducethelaborintensityofworkers,improvedproductivity,orevenmaketheproductionprocessautomation.
Machiningprocess,includingtheproductionprocessandtheprocess,inthemechanicalprocessingrawmaterialsintofinishedproductswhentheentireprocessknownastheproductionprocess,whichincludesthetransportationandpreservationofinaccuracies,technicalpreparationsforproductionoftheworkpiece,themanufactureofrough,spareparts,suchastheprocessingandheattreatment.
Machineryproductionprocess,changingproductiontargetsoftheshape,size,locationandnatureoftherelativeintofinishedorsemi-finishedproductsoftheprocessisknownasprocess.
Willbecasting,forgingorroughmachiningofsteelbytheway,changetheirshape,size,surfacequality,makingiteligiblepartsoftheprocess,knownasthemachiningprocess,intheheattreatmentplant,machinerypartsofthesemi-finishedproductsthroughavarietyofheattreatmentMethod,directthemtochangethenatureofthematerialprocess,knownastheheattreatmentprocess.
Nomatterwhatkindofprocess,weareontheordergraduallycarriedout.Inordertofacilitatetheorganizationofproduction,rationaluse,equipmentlabour,toensureproductqualityandincreaseproductivity,anykindofprocesscanbedividedintoaseriesofprocedures.
Keywords：
HeatTreatment、Location、Cuttingtheamount、Aging.
第一章
序论
机械制造业是制造业的核心，是制造机械产品（如农业机械，动力机械，运输机械，矿山机械等）的工业部门也是为国民经济各部门提供装备的部门。
机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度。
所以其前景和重要性不言而喻。
机械制造工艺学毕业设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。
这次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。
由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。
机械设计制造及其夹具设计是我们三年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。
同时这次毕业设计也是对我们自己的一个考验，给我们一个独立锻炼自己的机会，让我们检查一下自己大学三年的学习情况，到底学到了哪些东西，是不是会融会贯通？
机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。
它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。
在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。
第二章工艺规程设计
2.1零件的分析
1.零件的作用
M7125磨床立柱本体是M7125磨床的一个重要零件.该零件主要作用是用于安装磨头，立柱本体的加工精度直接影响到磨头的安装精度！
2.零件的工艺分析
1由零件图得知，零件材料为HT200。
该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及抗震性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。
2该零件的主要加工面为底面和导轨面。
3底面的表面粗糙度为1.6，与导轨面的垂直度为0.01。
导轨面的表面粗糙度为1.6，平面度为0.02。
4参考文献[2]中有关面和孔加工的经济精度及机床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。
2.2.确定毛坯，画毛坯-零件图
根据零件材料确定毛坯为铸件。
又由题目已知零件的生产纲为6000件/年。
通过计算。
由参考文献[1]表1.1-2可知，其生产类型为大批量生产。
参考文献[1]表1.3-1可知毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。
又由于零件有大于ø30的孔需要铸出，故还应安放型芯。
此外，为消除由于铸造而产生的残余应力，铸造后应安排人工时效。
参考文献[2]表2.2-3，该种铸件的尺寸公差等级CT为8—10级，加工余量等级为G级。
故可取尺寸公差等级CT为9级，铸件的加工余量为G级。
参考文献[1]表3-6，用查表法确定各表面的总余量如图2-1所示。
表2-1各加工表面总余量
加工表面
基本尺寸（mm）
加工余量等级
加工余量数（mm）
说明
底面
895
G
7
单侧加工
导轨面
253
G
4
双侧加工
导轨两侧面
245
G
4
双侧加工
E、G面
178
G
4
双侧加工
Ф90孔
90
G
2.5
双侧加工
参考文献[1]表2.2-1可得铸件主要尺寸的公差，如表2-2所示。
表2-2主要毛坯尺寸及公差
主要尺寸面
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
公差CT
底面
895
7
902
1.6
导轨面
253
4+4
261
1.6
导轨两侧面
245
4+4
237
6.3
E、G面
178
4+4
170
6.3
Ф90孔
90
2.5+2.5
85
2.3工艺规程设计
1定位基准的选择
精基准的选择：
M7125磨床立柱的底面,两导轨面既是装配基准，又是设计基准，用它作为精加工基准，能使加工遵循“基准重合”，并能很好的保证各尺寸的加工精度，因此其余各面和孔的加工也尽量用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。
粗基准的选择：
考虑到以下几点要求，先以精基准中一个作为粗基准,然后再以加工好的面作为基准来加工另一面.：
第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要加工孔的加工余量尽量均匀；第二，装入零件内的零件（如齿轮、轴套等）与零件有适当的间隙；此外还应该保证定位准确、加紧可靠，操作简单易行。
最先进行机械加工的表面是底面，这时可用以下定位加紧方案：
方案一对于底面的加工，可选用导轨面定位，限制3个自由度，然后选顶面定位，用两个定位挡销限制两个自由度，因为加工面较大而只需限制这五个自由度就可以保证加工精度，是不完全定位方式。
这种方案使用于大批量生产的类型中，能较好的保证零件的加工精度，且夹具的设计简单易行，有着很强的适用性，对于加紧方案的实施也比较有利。
2.制定工艺路线
根据各加工表面要求和各种加工方法所能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：
底面：
荒铣—粗铣—半精铣—精铣
导轨面：
粗铣—半精铣—精铣
C面：
粗铣—半精铣
E、G、H：
粗铣—半精铣
Ф90孔：
半精镗
螺纹孔：
钻底孔—攻螺纹
根据先面后孔、先主要加工表面后次要加工表面和先粗加工后精加工的原则，将电机孔面、导轨面的粗加工放在前面,精加工放在后面。
螺纹等次要加工放在最后加工。
初步拟订加工工艺路线如下：
序号
工序内容
10
铸造
20
人工时效
30
荒铣底面
40
粗铣底面
50
粗铣C面
60
粗铣H面
70
粗铣导轨面
80
热处理（回火）
90
半精铣底面
100
半精铣C面
110
半精铣H面
120
半精铣导轨面
130
精铣底面
140
半精铣槽210*180*3
150
精铣导轨面
160
半精镗孔Ф90
170
钻5—Ф24孔
180
钻6-Ф12孔
190
钻2-Ф10锥销孔
200
钻14-Ф8.4孔攻M10螺纹
210
钻4-Ф4.1孔攻M5螺纹
220
钻7-Ф8.4孔攻M10螺纹
230
钻7-Ф8.4孔攻M10螺纹
240
钻10-Ф4.9孔攻M6螺纹
250
钻3-Ф4.1孔攻M5螺纹
260
钻2-Ф4.1孔攻M5螺纹
270
检验入库
上述方案遵循了工艺路线的的一般原则，但是有些工序还是存在一定的问题；方案存在的最大的缺陷就是在设计中将所有最重要的面放在了最前面,而一些不重要的面放在了后面,这样很容易使加工好的面碰损，这将会给实际加工操作中带来严重的影响，可以使重要面加工后以这些面作为基准来加工不重要的面，这样就会使操作更加方便，使的效率增加节约时间，还有按照此方案进行加工，将会给夹具的设计带来一定的困难。
所以对于本套工艺路线需要进行部分调整修，改后的工艺路线如下所示：
序号
工序内容
10
铸造
20
人工时效
30
荒铣底面荒铣底面
40
粗铣底面粗铣底面
50
粗铣C面粗铣C面
60
粗铣导轨面、H面粗铣导轨面、H面
70
粗铣D、E、G、F面粗铣D、E、G、F面
80
热处理（回火）
90
半精铣底面半精铣底面
100
半精铣C面半精铣C面
110
半精铣导轨面、H面半精铣导轨面、H面
120
半精铣D、E、G、F面半精铣D、E、G、F面
130
精铣底面精铣底面
140
半精铣槽210*180*3半精铣槽210*180*3
150
精铣导轨面精铣导轨面
160
半精镗孔Ф90半精镗孔Ф90
170
钻孔钻5—Ф24孔
180
钻孔钻6-Ф12孔
190
钻孔钻2-Ф10锥销孔
200
钻孔、攻螺纹钻14-Ф8.4孔攻M10螺纹
210
钻孔、攻螺纹钻4-Ф4.1孔攻M5螺纹
220
钻孔、攻螺纹钻7-Ф8.4孔攻M10螺纹
230
钻孔、攻螺纹钻7-Ф8.4孔攻M10螺纹
240
钻孔、攻螺纹钻10-Ф4.9孔攻M6螺纹
250
钻孔、攻螺纹钻3-Ф4.1孔攻M5螺纹
260
钻孔、攻螺纹钻2-Ф4.1孔攻M5螺纹
270
检验入库
3.选择加工设备及刀、夹、量具
由于生产类型为大批生产，故加工设备宜采用通用机床为主，辅以少量专用机床。
其生产类型为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线。
工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工和机器完成。
铣底面，因为工件的尺寸很大（895×300×343）,再考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，故选用龙门铣床X2010C（参考文献[3]表6-38）。
刀具选用镶齿式面铣刀（GB1129—73）。
量具选用游标卡尺（1000/0.02）
铣导轨面、C面、H面选用立式铣床X53K，刀具选用细齿锥柄立铣刀（GB1107—73）。
量具选用游标卡尺（500/0.02）
铣D、E、F、G面选用卧式铣床X63K，刀具选用锯片铣刀（GB1121—73）。
量具选用游标卡尺（500/0.2）
镗孔，因为工件的尺寸很大（895×300×343）,再考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，故选用卧式镗床T68，刀具选用75°镗刀。
量具选用内径百分表（0.05）。
钻孔，因为工件的尺寸很大（895×300×343）,再考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，故选用摇臂钻床Z3040。
钻孔用到的刀具有Φ4.1锥柄麻花钻（GB1438-78）、Φ4.9锥柄麻花钻（GB1438-78）、Φ8.4锥柄麻花钻（GB1438-78）、Φ10锥柄麻花钻（GB1438-78）、Φ12锥柄麻花钻（GB1438-78）、Φ24锥柄麻花钻（GB1438-78）、M5丝锥、M6丝锥、M10丝锥。
量具选用螺纹塞规。
4加工工序设计
1.工序10粗铣,工序180半精铣和工序220精铣A面工序
查文献[1]表2.3-21平面加工余量，得精加工余量1.5mm。
取A面的半精加工余量1.5mm,而总余量
为5.5mm。
故粗加工余量
=5.5-1.5-1.5=2.5。
参考文献[4]表8-3，得每齿进给量
为0.1mm/z--0.3mm/z，故取粗铣的每齿进给量
为0.1mm/z，取半精铣的每转进给量
为0.2mm/r，取精铣的每转进给量
为0.3mm/r，粗铣走刀1次，
=2.5；半精铣走刀1次，
=1.5mm，精铣走刀1次，
=1.5mm。
参考文献[4]表3.1-74，取粗铣的主轴转速为120r/min，取精铣的主轴转速为300r/min。
又前面已经选定铣刀直径D为Φ100mm，故相应的切削速度为：
校核机床功率（一般只是校核粗加工工序）：
参考文献[1]表2.4-96，切削功率
为：
=167.9*
取Z=10个齿，
将它们带入式中，得：
=
又由文献[3]表6-38得机床功率为10.8kw，若取效率为0.85，则10.8*0.85=9.18kw>1.76kw
故机床的功率足够。
2.工序340和工序250是钻Φ6斜孔工序，工序390是钻3个Φ6孔并扩3个Φ6孔到Φ8。
对于各孔的加工用量的选择可以参考以下例子：
现以加工3-Φ8的孔为例，[已知]加工材料——HT300灰铸铁，
工艺要求——孔径D=Φ6，孔深L=150mm，孔径D=Φ8，孔深L=9mm，通孔，8级精度，用乳化液冷却。
机床——Z3040摇臂钻床
[试求]
（1）刀具；
（2）切削用量；
1.选择钻头
选择高速钢麻花钻头，其直径
=Φ8mm。
钻头几何形状为：
双锥修磨横刀，
=30º，2Φ=118º，
=12º，φ=55º，b=2mm,l=4mm.
2.选择切削用量
1）决定进给量f
（1）按加工要求决定进给量：
参考文献[4]表11-12，
=Φ8mm
时，f=0.5——0.6mm/r。
由于l/d=8/8=1，故不需要乘孔深修正系数，则
=Φ8mm。
（2）按钻头强度决定进给量：
参考文献[4]表11-12，当灰铸铁HB>300时，
=Φ8mm，钻头强度允许的进给量f=0.5——0.6mm/r。
故可选择f=0.5mm/r。
由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。
机床进给机构强度也可根据初步确定的进给量查出轴向力再进行比较来学验。
由表16可查出钻孔时的轴向力，当f=0.5mm/r，
〈Φ17.5mm时，轴向力
。
轴向力的修正系数均为1.0，故
。
根据Z3040钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为
，由于
，故f=0.5mm/r可用。
2）决定钻头磨钝标准及耐用度
由表9，
=Φ8mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.5——0.8，故可0.6，
耐用度T=3600s。
表2-3各工步余量和工序尺寸及公差
加工表面
加工方法
余量
公差等级
工序尺寸及公差
3-Φ6
3-Φ8
钻孔
扩孔
3
1
——
H8
Φ6
Φ8
3.工序210是粗镗、精镗各同轴孔的工序
查文献[1]表2.3-10，可得各粗镗孔、精镗孔的工序余量和工序尺寸及公差列表于表2-4。
表2-4镗孔余量和工序尺寸及公差
加工表面
加工方法
余量
精度等级
工序尺寸及公差
Φ158
Φ160
Φ160
Φ150
Φ150
粗镗孔
粗镗孔
精镗孔
粗镗孔
精镗孔
3
3
0.82
2
2
H12
H12
H10
H12
H10
Φ158
Φ158
Φ
Φ144
Φ
因粗、半精和精镗孔时都是以两面定位，故几孔的同轴度直接由夹具和机床保证，本工序中均系基准重合，所以不需要做尺寸链计算，就可以保证零件的加工精度。
5.时间定额计算
根据本次毕业设计的具体要求，只需要计算其中任意一道工序工时即可。
.下面计算工序390的时间定额。
（1）机动时间。
参考文献[5]表2.5-7，得钻孔的计算公式为：
，钻盲孔是
=0
钻3-Φ6的孔：
º+1.5=3.3mm
所以取
l=150mm,。
将以上数据及已选定的f及n带入公式，得
min
参考文献[5]表2.5-7，得绞孔的计算公式为：
绞盲孔时
=0
扩3-Φ8H8的孔：
º+1.5=2.08mm
将以上数据及已选定的f及n带入公式，得
总机动时间
也就是基本时间
为：
（2）辅助时间参考文献[1]2.5-41确定如表2-5所示。
表2-5辅助时间
操作内容
每次需
用时间
钻3-Φ6的孔
扩3-Φ8的孔
操作次数
时间
操作次数
时间
主轴变速
变换进给量
摇动钻臂
升降钻杆
装卸套筒刀具
卡尺测量
塞规测量
0.025
0.025
0.015
0.015
0.06
0.1
0.25
1
1
3
1
3
0.025
0.045
0.045
0.06
0.4
1
1
3
1
4
0.025
0.015
0.045
0.06
0.2
开停车
主轴运转
清除铣屑
0.015
0.02
0.04
各工步的辅助时间为：
钻3-Φ6的孔0.485min、扩3-Φ8的孔0.345min。
装卸工件时间参考文献[5]表2.5-42取3min。
所以辅助时间
为：
（3）作业时间
（4）布置工作地时间
为。
参考文献[6]取α=3﹪。
则：
α=5.438*3﹪=0.164min
（5）休息与生理需要时间
。
参考文献[6]取ß=3﹪。
则：
ß=5.438*3﹪=0.164min
（6）准备与终结时间
。
参考文献[1]表2.5-44,取各部分时间为:
大件50min
伸降摇臂1m
升级会员 