1、胸）:詢址點車工業裳昭個七彩 HUBEI UNIVERSITY OF AUTOMOTIVE TECHNOLOGY機械制造工程學課程設計說明書模具支座零件的機械加工工藝規程及機床夾具設計專 業：機械設計制造及其自動化班級：姓名：其他組員：指導老師：時 間：2018-09.02-2018.09.30目錄前言第一章 分析零件的結構和工藝性1.1 零件的結構特點1.2 零件的結構工藝性1.3 零件的工藝分析第二章 工藝過程設計2.1 確定毛坯的制造方式2.2 定位基準的選擇2.3 零件加工表面方法的選擇2.4 制定工藝路線第三章 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定3.1 毛坯尺寸的確定3.2 機械

2、加工余量的確定3.3 工序尺寸的確定第四章確定切削用量和基本工時第五章夾具設計第六章課設心得體會參考文獻21 / 26前言工程學是機械設計中的一個重要的實踐性教案環節，也是機械類專業學生較為全面的機械設計訓練。其目的在于：培養學生綜合運用機械設制造工程學基礎及其他課程的理論知識和生產實際知識去分析、解決工程實際問題的能力，通過課程設計訓練可以鞏固和加深有關機械制造工程學方面的理論知識；學習和掌握一般機械設計的基本方法和步驟，培養獨立設計的能力，為后續的畢業設計打好基礎、做好準備。使學生具有查詢規范手冊圖冊和有關設計資料的能力。在工藝規程中，零件就要按工藝規程順序進行加工。在加工中，除了需要機床

3、、刀具、量具之外，還需要機床夾具。機床夾具是機床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機床獲得正確的位置。機床夾具的好壞將直接影響工作加工表面的位置精度。通常把確定工件在機床上或夾具中占有正確位置的過程成為定位。當工件定為后，為了避免在加工中受到切削力、重力、等的作用而破壞定位，還應該用一定的機構或裝置將工件加以固定。使工件在加工過程中保持定位位置不變的操作稱為加緊。將工件定位、夾緊的過程稱為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便、可靠，將直接影響工件的加工質量、生產效率、制造成本和操作安全等。機床夾具在生產中的應用十分廣泛。第一章分析零件的結構和工藝性1.1 零件的結構特點該模具支座零件的主要加工表

4、面是平面孔系及槽。一般來說，加工過程中保證平面的加工精度 要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于該零件來說，加工過程中的主要問題是保證平 面的尺寸精度和槽的尺寸精度以及孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互 關系。1.2 零件的結構工藝性零件圖樣的視圖正確，尺寸42.5與225 ±0.234用基?®應與40選用的基準統一，故刪 除223±0.23刪掉。重新標注尺寸20 ± 0. 230模具支座零件圖上標注尺寸缺少相應的公差 等級，技術要求還不夠齊全，兩個斜面的表面粗糙度應為16.3,上端面槽的表面粗糙度應為 3.2。該類零件的加工應遵循先面后孔

5、的原則：即先加工零件的基準平面，以基準平面定位 加工其他平面。然后再加工孔系。其次，先加工平面可以先切去鍛件表面的凹凸不平。便 于提高孔的加工精度，便于對刀及調整，也有利于保護刀具。模具支座零件的加工工藝應 遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證平面 的加工精度1.3 零件的工藝分析由模具支座零件圖可將其分為三組加工表面，他們之間有一定的位置要求，現分析如下：<1）以上下兩底面及左右兩側面為主要加工面，這一組加工表面包括：上下兩端面的銃削， 其中上端面的粗糙度要求為 Ra1.6,需進行精加工：加工尺寸為 30mn®和110mm勺兩側面, 其中

6、尺寸為110mm勺兩側面的粗糙度要求較高，為 Ra1.6,需進行精銃，這兩個面還需保證與后續加工槽的內壁的平行度的要求，以及要保證兩側面的平行度的要求，還需保證與上 端面的垂直度的要求。<2）第2組加工表面主要是一些孔系的加工，包括，6個M7mmi和，28mmi的加工，這幾個孔的表面粗糙度要求為 Ra6.3,只需進行擴孔就能達到精度要求*50mm孔的加工，由 于這個孔的表面粗糙度為Ra3.2需要進行精擴。<3）第3組加工表面主要是一些槽的加工，包括 14*95的槽和24*7的槽和2*R12的半圓， 由于24*7的槽表面粗糙度為Ra3.2所以要進行精銃。第二章 工藝過程設計2.1 確

7、定毛坯的制造方式零件的材料為45#鋼，由于產量已達到大批生產的水平，而且零件的輪廓尺不大，故可以采用模鍛生產或型材制造。若選用型材制造，毛胚加工后所留下的余料較多，浪費較大，但其加工成本便宜。綜合考慮工業工程因素的影響，最終我們選用了模鍛，這對提高生產效率，保證加工質量也是有利的。<1）確定鑄造斜度: 鑄模斜度不大于5°<2）確定分型面由于毛坯形狀對稱，且最大截面在上端截面，為了起模以及便于發現上下模在鑄造過程中的錯移，所以選擇最大中截面為分型面。2.2 定位基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：< 1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與加工面

8、的相互位置關系精度。< 2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。< 3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。<4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確火緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。<5）粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。為了滿足上述要求，基準選擇以上下端面作為粗基準，以上下端面互為基準加工出端 面，再以斷面定位加工出工藝孔，在后續工序中除個別工序外均用端面和工藝孔定位加工 其他孔與平面。精基準的選擇

9、：精基準的選擇主要考慮基準重合的問題，遵循“基準重合”的原則2.3零件加工表面方法的選擇本零件的加工表面有孔、槽、面等，材料為鑄鋼，七加工方法選擇如下：<1 ）上端面A,查工藝設計簡明手冊表 1.4-8和1.4-24可得其公差等級IT為10,表 面粗糙度為Ra1.6umi需進行粗銃，精銃。< 2 ）下端面，查表可得其公差等級為IT12級，表面粗糙度為Ra6.3um,只需進行粗銃。< 3 ）尺寸為30mmi勺四個側面及下面，查表可得其公差等級 IT12級，表面粗糙度為 Ra6.3umi, 只需進行粗銃。< 4 ）尺寸為110mm勺兩側面，查表可彳#其公差等級為IT10級，

10、表面粗糙度為Ra1.6um需進 行粗銃和精銃。< 5 ） 6* 17孔：查表可得其公差等級為IT11級，表面粗糙度為Ra12.5um需進行鉆、擴。< 6 ） 6* *28孔：查表可得其公差等級為IT11級，表面粗糙度為Ra12.5um需進行鉆、擴。<7） .50mmfl:查表可得其公差等級為IT11級，表面粗糙度為 Ra3.2um,需進行擴、精擴。<8） 14*95槽：粗糙度為Ra3.2um需要拉刀進行處理。<9) 24*7的槽和2*R12的半圓，其公差等級為IT11級，表面粗糙度為Ra3.2um需進行粗 銃、半精銃。2.4制定工藝路線磨具支座的工藝路線如下表所示

11、：表3-1工藝路線工序號工序名稱1以下端面定位粗銃上端面A2以上端面A定位粗銃下端面3以上端面A和110mmM面定位銃30mmm勺下端面4以下端旬和110mmM面止位銃30mmm勺四個側面端面5以下端旬和110mmM面止位銃110mm勺兩側面端面6以上端面和30mm則面止位鉆6*' mm 6* 2 mnmi勺孔7以上端面和110mmM面止位擴 44mmfL8以上端旬和110mrntt面止位拉24*125鍵槽9以下端面和110mnrW面定位精銃A端面和2*R12槽10以上端旬和110mmM面止位精銃110mmM側面11去毛刺12清洗13最終檢查第三章機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定

12、3.1 毛坯尺寸的確定M鍛件的形狀復雜系數s=M外廓包容體件圖可知零件的最長、寬、高尺寸分別為：18.0cm、17.0cm、14.0cm。估算鍛件質量 M鍛彳=18*3*17+0.5*<18+8) *11*9.5-3.14*2.5*2.5*9.5 *7.85=16KgM外廓包容體=16+【3.5*2*18.4+3.5*2*17.4+0.5*<8*18 ) *11.2*2*2 *7.85二3KgM鍛件16所以S=M外廓包容體=23 =0.696查表2.2-10可定形狀復雜系數為S1,屬簡單級別。3.2 機械加工余量的確定根據鍛件質量，由表2.2-25 ,得單邊加工余量2.0-3.0機

13、械加工余量的確定見下表表4.1毛坯尺寸和加工余量確定零件尺寸單邊加工余量鍛件尺寸30mm3 和 2mm35mm180mm2 和 2mm184mm170mm2 和 2mm174mm80mm3mm83mm95mm3 和 3mm101mm140mm3 和 2.2mm145.2mm巾50mm3mm由一 44mm3.3 工序尺寸的確定由機械加工工藝手冊表2.2-6、2.2-13和2.2-24可得，鍛件的尺寸和尺寸偏差表4.1工序尺寸和尺寸公差零件尺寸鍛件尺寸鍛件尺寸偏差30mm35mm35 平.935- 0.9 mm80mm83mm80平.180-1.1 mm170mm174mm174 4 4-1.2m

14、m180mm184mm184 4 7184-1.3mm90mm92mm924192-1.1 mm95mm101mm101 1 101-1.1mm140mm145mmu 也.4145-1.2mm40mm39mm39中.939-0.9 mm80mm78mm7a 中.9- 0.9 mm巾50mm,一 44mm中 44mm0.9 mm第四章確定切削用量和基本工時工序一：粗銃上端面A機床選擇：X61W型銃床。選擇刀具：YT15硬質合金刀片。加工材料：45鋼，鍛件1 .選擇刀具選才? YT15硬質合金刀片。2 .選擇切削用量ap=2.7mm Vf=85mm/min, n=160r/min , V=100.

15、48m/min, af=0.11mm/z3:計算工時18460以 Tm= 85=2.98min。工序二：粗銃下端面機床選擇：XA5032VE銃床。選擇刀具：YT15硬質合金刀片。加工材料：45鋼，鍛件工件尺寸：銃削寬度 ae=78mm銃削長度L=101mm加工余量h=2mm1 .選擇刀具選才? YT15硬質合金刀片2 .選擇切削用量ap=2.0mm Vf=165mm/mi" n=300r/min , V=117.75m/min, afc=0.14mm/z3:計算工時10140Tm= 165=0.85min。工序三：粗銃30mmF端面機床選擇：XA5032M銃床。選擇刀具：YT15硬質

16、合金刀片。加工材料：45鋼，鍛件工件尺寸：銃削寬度 ae=36.5mm銃削長度L=184mm加工余量h=2mm 選擇刀具選才? YT15硬質合金刀片選擇切削用量ap=2.0mm Vf=235mm/mi" n=300r/min , V=117.75m/min, afc=0.2mm/z 計算工時L l y ：Tm=/f = Vf 其中l=184mm由表3.26可知，由于采用不對稱安裝銃刀v+&=40mm18440Tm= 235=0.95min。工序四：粗銃30mm勺四個側端面機床選擇：XA5032M銃床。選擇刀具：YT15硬質合金刀片。加工材料：45鋼，鍛件工件尺寸：銃削寬度 a

17、e=32.3mm銃削長度L=184mm加工余量h=2mm1.選擇刀具選才? YT15硬質合金刀片2.選擇切削用量ap=2.0mm Vf=235mm/mi" n=300r/min , V=117.75m/min, afc=0.2mm/z3:計算工時18440tm= 235=0.95min。所以工時 Tm=0.95*4=3.8min.工序五：粗銃110mm勺左右端面即B、C面機床選擇：XA5032型銃床。選擇刀具：YT15硬質合金刀片。加工材料：45鋼，鍛件工件尺寸：銃削寬度 ae=110mm銃削長度L=180mm加工余量h=2mm1 .選擇刀具選才? YT15硬質合金刀片2 .選擇切削

18、用量ap=2.0mm Vf=235mm/mi" n=190r/min , V=1119.32m/min, afc=0.155mm/z3:計算工時18460Tm= 235=1.04min所以粗銃110mm右兩側面時間為 Tm=2*1.04=2.08min。工序六 鉆, 17通孔物, 28孔選擇機床由于零件生產綱領為大批量生產，零件為小型零件，孔的工藝要求不高，采用立式鉆床。型號為：Z525。鉆, 17通孔1 .刀具選擇高速鋼麻花鉆，直徑 D=17mm,全長l=184mm工作長度了 l1=125mm雙錐修模橫刀鉆頭幾何形狀為 <機械加工工藝師手冊表20-5, 20-6, 20-7）

19、,麻花鉆螺旋角B =30° ,峰角2=118° ,二重刃b £ =3.5mm,后角a。=12°橫刃斜角巾=50° 。2 .切削用量選擇<1）按加工要求決定進給量，孔精度要求IT11,鑄件鋼的強度<800Mpa,由孔d=17mm查表3.4- 1 進給量 f=0.350.43mm/r。<2）按鉆頭強度要求所允許的進給量由加工材料為45#鋼，鉆頭為高速鋼，鉆頭直徑 d=17mm查表3.4-3 f=0.93mm/r。<3）按機床進給機構強度所允許的切削進給量由機床說明書查得機床進給機構允許軸向力為9000N, 45#鋼<6

20、40MPa d=17mm,進給量f=1.5mm/r 。由以上三個進給量，受限制的進給量為工藝要求，其值f=0.35-0.43mm/r查機床說明書取進給量f=0.36mm/r。3 .鉆頭的磨鈍標準及壽命高速鋼，鉆頭直徑d=17mm,查表3.4-7鉆頭后刀面最大磨損度0.8mm壽命 T=45min。4 .切削速度、軸向力、轉矩及功率由進給量f=0.36mm/r查表3.4-14V=16m/min F=4610N T=33.64N/m Pm=1.10kw修正系數，由表3.4-9Ksv=0.95 Ktv=Kmv=Kxv=Kapv=1.0V1=16X0.95=15.2m/minN1=1000*V/3.14

21、*d=1000X15.2/3.14/17=284.7r/min查機床說明書取轉速n=272r/min。實際切肖U速度 v=3.14dn/1000=3.14X17X272/1000=14.52m/min校核功率，由Pm=1.10kw<2.8kw,滿足要求。則：進給量f=0.36mm/r .背吃刀量ap=8.5mm 鉆深l=30mm標準壽命T=45min機床主軸轉速n= 272r/min切削速度v=14.52m/min5 .計算基本工時由公式 tm=L/nf L=l+y+孔深 l=30mm入切量及超切量由表 2.29查的y+4=10mmTm=(30+10>/267X0.4=0.37mi

22、n物. 28孔1 .刀具選擇高速鋼，帶可換導柱莫氏錐柄平底物鉆2 .進給量選擇：由一般工藝習慣锪孔時，進給量為鉆孔的23 倍，切削進度為1/3 1/2锪孔的進給量f=<2-3) X0.36=0.72 1.08mm/r由機床說明書取進給量f=0.62mm/r。3 .锪鉆的磨鈍標準及壽命高速鋼，鋼鉆直徑d=28mm,查表3.4-7鉆頭后刀面最大磨損度0.9mm壽命T=50min。4 .切削速度、軸向力、轉矩及功率由進給量f=0.62mm/r 查表 3.4-14V=15m/min F=7925N T=106.64N/m Pm=1.90kw修正系數，由表3.4-9Ksv=0.95 Ktv=Kmv

23、=Kxv=Kapv=1.0V1=15X0.95=14.25m/minN1=1000*V/3.14*d=1000X14.25/3.14/28=162.1r/min查機床說明書取轉速n=140r/min。實際切削速度v=3.14dn/1000=3.14X28X140/1000=12.3m/min校核功率，由Pm=1.90kw<2.8kw,滿足要求。則 進給量 f=0.62mm/r . 背吃刀量ap=5.5mm 鉆深 l=16mm標準壽命T=50min 機床主軸轉速n= 140r/min切削速度v=12.3m/min5 .計算基本工時由公式 tm=L/nf=(l+L1>/nf 孔深 l=

24、16mm L1=1-2Tm=(16+2>/140X0.62=0.2min工序七擴孔. 50機床選擇：臥式鏈床T616粗擴1 .刀具：高速鋼擴孔鉆 <莫氏錐柄擴孔鉆)牌號W18Cr4Vd=49mm2 .擴孔切削用量確定進給量f查表 3.4-5 得 f=1.01.3mm/r查機床說明書 f=1.13mm/r刀具后刀面最大磨損限度及使用壽命由d=49mm>20mm由加工材料為45#鋼刀具材料為高速鋼查表3.4-7后刀角最大磨損限度為0.81.2mm刀具使用壽命T=75mm擴孔切削速度計算背吃刀量 ap=(D-d>/2=(49-44>/2=2.5mm由背吃刀量、刀具直徑D

25、=49mm f=1.13mm查表3.4-33切削速度 V=13.1m/min切削條件改變需要哦乘修正系數 <查表3.4-9)Ksv=0.95 ap/apB =0.84 貝U Kw=1.04V1=13.1x0.95=13.04m/minN1=1000V/3.14d=1000X13.04/3.14/49=84.75r/min查臥式鎮床說明書取n=93r/min實際切削速度：V=3.14dn/1000=3.14X49x93/1000=14.48min功率校核按f、v等參數查表28-15功率pm=4.6kw<p0滿足要求。則：進給量f=1.13mm/r .背吃刀量ap=2.5mm 鉆深l=

26、95mm標準壽命T=75min機床主軸轉速n= 93r/min切削速度v=14.48m/min孔加工機動時間計算tm=(l(深>+lf+l1>/fn 機動進給量 lf=(dm-dw>/2cotkr+3 l1=2-4mmlf=(49-44>/2cot60+3=7.24mm 去 l1=3mmtm=(95+7.24+3>/(1.13X93>=1.0min精擴孔50mm刀具：高速鋼套式擴孔鉆 牌號W18Cr4Vd=50mm1.確定進給量f查表 3.4-5 得 f=1.01.3mm/r查機床說明書f=0.8mm/r2刀具后刀面最大磨損限度及使用壽命3.4-7由d=49

27、mm>20mm由加工材料為45#鋼刀具材料為高速鋼查表后刀角最大磨損限度為0.8 1.2mm刀具使用壽命T=75mm3 .擴孔切削速度計算背吃刀量ap=（D-d>/2=（50-49>/2=0.5mm由背吃刀量、刀具直徑 D=50mm f=0.8mm查表3.4-33切削速度V=14.6m/min切削條件改變需要哦乘修正系數<查表3.4-9）Ksv=0.95 ap/a琳=0.2 貝U Kapv=1.3V1=14.6X0.95X1.3=18.03m/minN1=1000V/3.14d=1000X18.03/3.14/50=114.85r/min查臥式鏜床說明書取n=113r/

28、min實際切削速度：V=3.14dn/1000=3.14X50x113/1000=17.74min則： 進給量 f=0.8mm/r . 背吃刀量ap=0.5mm 鉆深 l=95mm標準壽命T=75min 機床主軸轉速n= 113r/min切削速度v=17.74m/min4 .孔加工機動時間計算tm=(l(深>+lf+l1>/fn 機動進給量 lf=(dm-dw>/2cotkr+3 11=2-4mmlf=(50-49>/2cot60+3=3.86mm l1=3mmtm=(95+3.86+3>/(0.8x113>=1.13min倒角2X45°刀具：外錐

29、面锪鉆高速鋼材料牌號W18Cr4V切削進給量選擇由锪鉆尺寸、加工材料查表3.4-1 進給量f=0.6 0.7mm/r由機床說明書取f=0.8mm/r由d=52mm>20mm由加工材料為45#鋼刀具材料為高速鋼查表3.4-7壽命 T=80min切削速度由進給量及锪鉆尺寸查表3.4-33 V=14.6m/min修正系數ksv=0.95 kapv=1.21V1=14.6X0.95X1.21=16.78m/minN=1000V1/3.14d=16.7X1000/3.14/52=102.27r/min查鏜床說明書取n=93r/min切削速度V=3.14dn/1000=3.14*52*93/1000

30、=15.19m/min則： 進給量 f=0.8mm/r . 背吃刀量ap=1.0mm 鉆深 1=2mm標準壽命T=80min 機床主軸轉速n= 93r/min切削速度v=15.19m/min加工機動時間t=(l+l1>/fn=(2+2>/(0.8X93=0.1min工序八 拉鍵槽拉削時拉刀被加工表面一次走刀成形，運動簡單，生產率高，加工精度高，加工成本底，適合大量生產。刀具選擇鍵槽拉刀平面拉刀，材料高速鋼機床 ：臥式拉床L6110由工藝設計簡明手冊表3.1-25鍵槽寬B=14拉削長度l=95mm拉刀 L=940mm拉削用量、切削力、拉削機動時間拉削速度分組由材料牌號45#鋼，硬度229269HBS由表32-1拉削速度為2由表 32-2 拉削速度vc=6 8m/min取 Vc=7m/min拉削進給量加工材料為45#鋼，由表32-3 f=0.05 0.2mm/z取 f=0.2mm/z齒數： z=ap/f=5.34/0.2=26 齒由 f=0.2mm/z 查表 32-4拉刀切削刃在單位長度上切削力F=418N/mm拉刀所