机械制造技术课程设计插入耳环加工工艺及钻32孔夹具设计（全套图纸）.doc

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1、第一节 零件分析本次课程设计我们小组的任务是针对生产实际中的一个零件插入耳环。其用于晾衣架的上端固定，当然插入耳环并不仅仅用于此，还有很多功能。从零件图上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有平面、退刀槽、内孔、键槽等。其中，表面粗糙度要求最低的是表面D、E，粗糙度为Ra50，粗糙度要求最高的是外圆35，表面粗糙度为Ra1.6。该外圆也是插入耳环的主要设计基准。从工艺上看，键槽对35轴线的对称度公差为0.1，孔32轴线对35轴线的垂直度公差为0.5/50，可以通过使用专用机床夹具来保证。35的公差等级为IT7级，表面粗糙度为Ra1.6，可以通过精车来保证。表面D、E精度要去不高可以通过粗铣来完成

2、，32孔的内孔粗糙度为Ra6.5可以通过钻床，钻后再扩钻就可以达到精度。C面通过粗铣就可以达到要求。A面因为在零件工作过程中不起作用所以也通过粗铣。全套图纸，加153893706对插入耳环零件图进行工艺审核后，可知该零件图视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，加工要求合理，零件的结构工艺性较好。第二节 机械加工工艺规程制订 一、确定生产类型按设计任务书，插入耳环年产量为4000件；每日3班，若插入耳环备品率为8%，机械加工废品率为1%，则该零件的年生产纲领为N=Qn(1+%+%)=40001（1+8%+1%）件=4360件/年;可见，插入耳环的年生产量为4360件。插入耳环可看成独立的一部

3、分，属轻型机械。因此，根据A表5-8，由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件的生产为中批生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现中批生产的工艺特点，如多采用通用设备配以专用的工艺装备等，其工艺特点见A表5-9.。二、 确定毛坯制造形成由该零件的功用及其的工作状况知。因此，原设计单位选用了既能满足要求，价格又相对低廉的45钢，因此可以确定毛坯形式为锻造。由B表4-3中常用毛坯的制造方法与工艺特点选择模锻。该零件的形状不是十分复杂，因此毛坯的形状与零件的形状应尽量接近。所以用1507744的毛坯。确定加工余量及毛坯尺寸 该零件材料为45钢，屈服强度为600MPA，35轴用单边余量2.5mm

4、，两边余量5.0mm，所以毛坯尺寸40，在轴向方向3mm，所以毛坯轴向长度为150mm选择加工设备 三、选择定位基准定位基准的选择是工艺规程制订中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理地选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种类、提高生产率。所以在做此零件时，我们选择35轴线为基准，并且此基准为设计基准，即遵循“基准重合”的原则。该基准还可作为大部分工序的定位基准，加工其他的次要表面，体现了“基准统一”的选择原则。四、 选择加工方法1. 平面的加工 平面的加工方法很多，有车、刨、铣、磨、拉等。对于本零件由于表面D、E粗糙度为Ra50，通过粗铣就可以达到

5、。而对于C面粗糙度为Ra6.3通过粗铣也可以达到。而表面A的粗糙度要求为Ra12.5根据GB/T 1804-2000规定，选用中等级，相当于IT13级，故可考虑粗车或粗端铣。2 外圆与退刀槽、攻螺纹 外圆35的加工在本零件中很重要。本次选用CA6140车床，由于表面粗糙度Ra1.6，所以采用粗车-半精车-精车。而对于外圆27，表面要进行攻螺纹，所以进行粗车就可以了。在粗车过后再用螺纹车刀进行攻螺纹。3孔加工 32孔内壁粗糙度为Ra6.3所以就用钻-扩，钻孔后扩孔就可以达到这个精度要求，满足安装配合E9，并且用YT锥柄麻花钻。5的销孔，直接用枪孔钻就可以加工出来。4槽加工 对槽的加工，槽的要求为

6、Ra3.2所以用X6132万能铣床，进过粗铣-精铣就可以达到。五、 制定工艺路线根据零件本身要求及先粗后精的加工原则，插入耳环的加工工艺路线如下：工序05：模锻毛坯工序10：45钢正火，为机加工作准备工序15：粗铣二边表面 由于表面粗糙度要求很低所以以任意端面为粗定位，用专用夹具夹紧，铣表面到尺寸。工序20：粗铣C面 由于C面有粗糙度要求所以用专用夹具夹紧，铣表面到尺寸。工序25：粗车35外圆 粗车毛坯40到36外圆，用专用夹具夹紧，粗车到规定尺寸工序30：粗车27，倒角C1 在已经被粗车到36的外圆上，用专用夹具夹紧，继续粗车相应的尺寸到27，并且倒倒角C1工序35：车退刀槽24 在相应尺寸

7、用切槽刀加工退刀槽24，用专用夹具夹紧。工序40：进行热处理调质工序45：半精车35 在粗加工过后进行半精加工，由36的外圆车到35.2工序50：精车35 在半精加工后进行精加工，由35.2的外圆到35工序55：车锥面，倒角C2 进行车锥面，并且倒倒角C2工序60：攻螺纹M271.5-6h 用螺纹车刀在27外圆上进行攻螺纹。工序65：钻32的孔 用专业的钻床夹具，进行钻孔工序70：扩32的孔 为达到内壁粗糙度进行扩孔，满足精度要求。工序75：钻5的销孔 在螺纹规定尺寸处进行销孔的加工。工序80：粗铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工。工序85：精铣键槽 用铣床专用夹具，进行键的加工工序90：铣

8、A面 按照零件图规定铣A面确定加工余量由机械制造工艺学第30至31页的表110，表111，表112确定其加工的的经济精度和经济粗糙度。（1）35的外圆表面：工序名称工序基本余量工序尺寸精度粗糙度精车0.235IT7Ra1.6半精车0.835.2IT9Ra6.3粗车436IT11Ra12.5毛坯40（2）加工M27x1.5-6h的螺纹：工序名称工序基本余量工序尺寸精度粗糙度攻螺纹M27x1.5-6h粗车927IT11Ra12.5（3） 32E9的孔：工序名称工序基本余量工序尺寸精度粗糙度扩132IT10R6.3钻3131IT11R12.5（4）铣键槽工序名称工序基本余量工序尺寸精度粗糙度精铣0.

9、57.5IT8Ra6.3半精铣27IT11Ra12.5粗铣55（5）轴向长度84尺寸：工序名称工序基本余量工序尺寸精度粗糙度车锥面184IT8Ra6.3粗车27端面185IT11Ra12.5粗车35端面186IT11Ra12.5毛坯87选择加工设备即选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点，。选择加工方法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场的设备情况。若零件加工余量比较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。在本设计中，我们小组最终选择的机床，其经济精度和零件表面的设计要求相适应，初步选定各工序机床如下：（1） 工序15：X62W卧式铣床。（2） 工序20、75、8

10、0、85：X6132万能铣床。（3） 工序25、30、35、45、50、55、60：选择CA6140车床（4） 工序65、70：选用Z3025钻床。选择夹具 对于成批生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高校的前提下，亦可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中所有工序采用了专用机床夹具，需专门设计，制造。确定切削用量及基本时间切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量，确定方法是先确定背吃刀量，再进给量，最后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求不一样。粗加工时，应尽量保证较高的金属切削率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，

11、最后根据刀具耐用度要求，确定适合的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要去，故一般选用较小的背吃刀量和进给量，而尽可能选用较高的切削速度。（一） 工序15 本道工序是粗铣端面，已知加工材料为45钢，机床选用XA5032立式铣床，选用刀具为高速钢镶齿套式面铣刀，其参数：直径d-125mm,孔径D=40mm，宽L=40mm，齿数z=14.根据【8】表5-26确定铣刀角度，选择前角=200，后角=120，主偏角k=600,，螺旋角=100，已知铣削宽度为57mm，铣削背吃刀量为ap=4mm 1.确定每齿进给量根据【8】表5-13知XA5032型立式铣床的主电动机功率为7.5KW，查

12、表5-27知当工艺系统刚性中等、镰齿端铣刀加工钢料时，其每齿进ap=0.08-0.15mm/z。由于本工序背吃刀量和铣削宽度较大，选择最小的每齿进给量af=0.08mm/z。根2. 选择铣刀磨钝标准和耐用度据【8】表5-28，用高速钢镰齿端铣刀粗加工钢料时，选择铣刀后刀面磨损极限为1.8mm，查表【8】5-29知铣刀直径d=125mm时，经插值得端铣刀的合理耐用度T=150min。铣削速度可以通过计算得出，但是其计算公式比较复杂，实际生产中使用并不多，这里通过查表确定。3.确定切削速度V和工作台每分钟进给量vf查表【8】5-30知，高速钢铣刀铣削速度为15-25m/min，则所需铣床主轴转速范

13、围是n=38.2-63.7r/m根据XA5032机床的标准主轴转速，由表5-13选取n=60r/min，则实际铣削速度为V=23.55m/min工作台每分钟进给量为vf=fn=afzn=0.08x14x60mm/min=67.2mm/min根据表5-13中工作台标准纵向进给量，选取vf=60mm/min,则实际的每齿进给量为af=vf/zn=0.071mm/z；4. 校验机床功率 由表【8】5-31和5-32知，铣削力FZ和铣削功率P计算如下：F=336.15N P=1.31KW最后所确定的切削用量为ap=4mmaf=0.071mm/zvf=60mm/minv=0.39mm/s5基本时间T=l

14、/fn=0.94min2t=1.84min(二) 粗车35外圆 本道工序是粗车35外圆，已知加工材料为45钢,机床为CA6140卧式车床，专用夹具，所选刀具为YT15硬质合金车刀 。1. 确定背吃刀量 由前述可知，切削单边加工余量为2.0mm，即背吃刀量a=2.0mm2. 确定进给量： 根据金属加工工艺及工装设计第95页表4-53可知，当加工45钢时，车刀刀杆尺寸BH为2030，背吃刀量a=2.0mm，则进给量f=0.40.5mm/r，根据金属加工工艺及工装设计第91页表4-43进给量值可知，取横向f=0.4mm/r。 3.确定切削速度 根据金属加工工艺及工装设计第98页表4-58外圆切削速度

15、参考值可知，V=1.51.83m/s，则所需车床主轴转速范围n=709874.2r/min根据金属加工工艺及工装设计第91页表4-43可知，n=710r/min，V=89.17m/minT=l/fn=0.306min（三）粗车27外圆。 本道工序是粗车27外圆，已知加工材料为45钢,机床为CA6140卧式车床，专用夹具，所选刀具为YT15硬质合金车刀 1.确定背吃刀量 由前述可知，切削单边加工余量为4.5mm，即背吃刀量a=4.5mm 2.确定进给量： 根据金属加工工艺及工装设计第95页表4-53可知，当加工45钢时，车刀刀杆尺寸BH为2030，背吃刀量a=4.5mm，则进给量f=0.30.4

16、mm/r，根据金属加工工艺及工装设计第91页表4-43进给量值可知，取横向f=0.3mm/r。3.确定切削速度 根据金属加工工艺及工装设计第98页表4-58外圆切削速度参考值可知V=1.51.83m/s， 则所需车床主轴转速范围n=709874.2r/min 根据金属加工工艺及工装设计第91页表4-43可知，n=710r/min，V=89.17m/minT=l/fn=0.15min(四)半精车35外圆本道工序是半精车35外圆，由粗车到36后在进行半精车到35.2.已知加工材料为45钢,机床为CA6140卧式车床，专用夹具，所选刀具为YT15硬质合金车刀 1.确定背吃刀量由前述可知，切削单边加工

17、余量为0.4mm，即背吃刀量a=0.4mm 2.确定进给量：根据金属加工工艺及工装设计第96页表4-54可知，当加工45钢时，背吃刀量a=0.4mm，则进给量f=0.450.8mm/r，根据金属加工工艺及工装设计第91页表4-43进给量值可知，取f横向=0.5mm/r。3.确定切削速度根据金属加工工艺及工装设计第98页表4-58切削速度参考值可知，V=1.52.0m/s，则所需车床主轴转速范围n=511682r/min根据金属加工工艺及工装设计第91页表4-43可知，n=560r/min，V=98.4m/minT=l/fn=0.189min（五）精车35外圆 本道工序是精车35外圆，由半精车到35.2后在进行半精车到35 已知加工材料为45钢,机床为CA6140卧式车床，专用夹具，所选刀具为YT15硬质合金车刀 1.确定背吃刀量由前述可知，切削单边加工余量为0.1mm，即背吃刀量a=0.1mm 2.确定进给量：根据金属加工工艺及工装设计第96页表4-54可知，当加工45钢时，