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1、 湖北汽车工业学院科技学院湖北汽车工业学院科技学院机机 械械 制制 造造 工工 艺艺 学学 课课 程程 设设 计计 设计计算说明书设计题目： 机械加工工艺规程制定及专用夹具设计学学 生生 姓姓 名名 班班 级级 学学 号号 指指 导导 教教 师师 起起 止止 日日 期期 零件的工艺分析1.零件的作用六轴杠杆在实际运用中，主要起连接，固定的作用。2.零件的工艺分析零件的的材料为 QT600。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是 20 世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于
2、其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。零件的主要技术要求分析如下：（1）.由零件图可知，零件的孔、上下表面及杠杆的下端面有粗糙度要求,其余的表面精度要求并不高,只需要达到表面粗糙度要求。孔的精度为 IT7 级 粗糙度 Ra = 1.6，上下表面尺寸精度 IT12 级， 粗糙度 Ra = 1.6 和 Ra = 3.2，下端面为尺寸精度为 IT12 级 ，粗糙度 Ra12.5。确定生产类型按照设计任务要求，该零件的生产纲领为 10000 件/年，该零件属于轻型的机械零件，由机械制造工艺设计简明手册表 1.1-2生产类型与生产的关系可知生产类型为大批量生产。毛
3、坯的选择：由于毛坯的选择要考虑零件的力学性能要求，零件的结构形状和外轮廓的尺寸，零件生产纲领和批量以及现场生产条件和发展等。考虑该设计零件的以上因素，该毛坯的制造方法选用金属性浇注，材料为 QT600，该铸造方法生产效率较高，精度也较高，结构细密，能承受较大压力。零件尺寸的确定：在零件图中，上表面（粗糙度为 Ra1.6）和下表面（粗糙度 Ra3.2 的凸台）需要多种工步加工，要保证余量；圆弧面（ 32）粗糙度为 Ra1.6，要精加工；下端面（粗糙度为Ra12.5）粗加工就可以达到要求；毛坯上小孔需要打孔，大孔和小孔 精度要达到 IT7 级 需要多步加工加。强肋板和其他表面使用铸造精度就可以满足
4、要求，不需要加工。零件表面加工方法的选择本零件的加工面有上下表面，大小孔，圆弧面和下端面等，材料为 QT600，参考有关的设计手册和资料，其加工方法选择如下：（1）下表面：表面粗糙度为 Ra3.2，根据零件上尺寸的配合，公差等级为 7 级，需要粗铣（IT11-13,Ra100-25）和精铣（IT6-9,Ra1.6-0.4） 。（2）上表面：表面次粗糙度为 Ra3.2，根据零件上尺寸的配合，公差等级为 7 级，需要粗铣和精铣。（3）大孔：尺寸公差为 30H7，表面粗糙度为 Ra1.6，需要扩孔（IT11-12） ，粗铰（IT8-9）和精铰（IT6-7） 。（4）小孔：尺寸公差为 20H7，表面粗
5、糙度为 Ra1.6，需要扩孔和粗精铰。（5）圆弧面：直径 32mm，粗糙度为 Ra1.6，可确定精度等级为 7 级，需要粗铣和精铣。（6）下端面：更改粗糙度为 Ra1.6，需要粗铣和精铣。（7）其他面不需要不涉及配合，不需要加工。零件的工艺路线的制订零件的工艺路线的制订方案一：工序 1：将零件翻转，以上表面为粗基准，粗铣下表面凸台，保证厚度。工序 2：放正零件，以下表面凸台为基准，保证厚度尺寸为工序 3：在孔外园加挡销，用镗床镗孔；工序 4：在小孔外园外加固定挡销，钻小孔。工序 5：以下表面为基准，加 2 根定位销，粗铣圆弧面（外园柱面）及下端面 。工序 6：，以加工过的上表面为基准，精铣下表
6、面 。工序 7：精铣上表面 。工序 8：以大小孔和下表面为基准，精铣圆弧面。工序 9：以上表面和下端面为基准，加削边销，粗铰、精铰小孔。工序 10：以上表面和下端面为基准，精镗大孔 。工序 11：去毛刺。工序 12：终检。方案二工序 1：粗铣下表面凸台 。 工序 2：粗铣上表面工序 3：粗铣圆弧面及下端面工序 4：粗镗 半精镗大孔工序 5：钻小孔工序 6：精铣下表面工序 7：精铣上表面工序 8：精铣圆弧面及下端面工序 9：粗铰大孔，精度 IT9,粗铰小孔工序 10：精铰大孔，精铰小孔，精度 IT7工序 11：去毛刺工序 12：终检三种加工方案具体的工步都差不多，只是顺序上有些许差异。按照“先粗
7、后精，先面后孔，先主后次，基准先行”的原则，本该选择方案二，但是，考虑到该零件中大孔（ 30H7）是一个关键的定位孔，它决定着小孔和下端面的位置，属于基准，故不能死搬原则，忽略事实，而应先加工大孔，继而加工下端面和小孔。再比较方案一和三，将装夹方式相同的两步合为一步，理论上是可行的，但是实际上要使用质量较高的冷却液或者增加等待时间，不利于效率和成本，故也视为不恰当的方案。最终方案一是可取的。下表面铣削加工切削用量选择刀具A.铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能随意选取。根据切削用量简明手册 表 3.1，铣削宽度 ae 5mm， ap 70mm 选择刀具直径 do
8、= 80mm。由于采用标准镶齿圆柱铣刀，故齿数 Z = 6(表 3.11)；B.铣刀几何形状（表 3.2）：n =15o, o = 12o2.选择切削用量A 由于铣削宽度 ae不是很大，可以一次走刀完成。Ae=h=3mmB 决定每齿进给量 fz 根据 X52k 型号机床说明书（机械制造工艺设计简明手册 表 4.2-35）P=7.5kw，中等系统刚度根据表 3.3（加工进给量）fz = 0.20.3，现取 fz = 0.2。C 选择铣刀磨钝标准及其刀具寿命 根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量（0.50.8）mm，镶齿刀（do = 80mm）刀具寿命 T = 180min,(表 3.8)D
9、决定切削速度 vc 和每分钟进给量 vf 切削速度 vc 可以根据表3.11， 当 do =80mm Z = 6mm ap = 4070mm ae=3mm fz 0.2mm/z 时:Vc=20mm/z n=81r/min vf=102mm/min根据表 3.14 各修正系数：Ksv=ksn=ksvf=0.9Ksv=ksn=ksvf=0.85Vc =vkv = 200.90.85=15.3m/min n = nkn = 840.90.85 = 61r/min Vf=vkv = 10200.90.85 = 78mm/min 根据 X52k 型号机床说明书 选择 nc=60r/min vfc=75m
10、m/min。E 检验机床功率 根据 3.20（高速钢圆柱铣刀铣削灰铸铁是消耗功率） 当 fz = 0.140.22 ap= 35mm ae 3.5 vf121 时，Pct =0.8KW切削功率修正系数 kmpc =1 其实际功率位Pcc = 0.8 kw根据铣床 x52k 型说明书，机床主轴允许的功率为Pcm =7.5 0.75 = 5.63 kw明显加工是在机床的功率范围内 ， 因此切削用量为 ae=3mm nc=60r/min vfc=75mm/min。3.计算基本工时T=VFL其中 L = l+y+ l = 53mm 根据表 3.25 入切量及其超切量为 17mm。T= = 0.9 mi
11、n781753精铣下表面A.铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能随意选取。根据切削用量简明手册 表 3.1，铣削宽度 ae 5mm， ap 70mm 选择刀具直径 do = 80mm。由于采用标准细齿圆柱铣刀，故齿数 Z = 12(表 3.12)；B.铣刀几何形状（表 3.2）：n =15o, o = 12o3.选择切削用量A 由于铣削宽度 ae不是很大，可以一次走刀完成。Ae=h=1mmB 决定每齿进给量 fz 根据 X52k 型号机床说明书（机械制造工艺设计简明手册 表 4.2-35）P=7.5kw，中等系统刚度根据表 3.3（加工进给量）fz = 0.10.
12、15，现取 fz = 0.1。C 选择铣刀磨钝标准及其刀具寿命 根据表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量（0.20.3）mm，细齿刀（do = 80mm）刀具寿命 T = 180min,(表 3.8)D 决定切削速度 vc 和每分钟进给量 vf 切削速度 vc 可以根据表3.12， 当 do =80mm Z = 12mm ap = 4070mm ae=0.6mm fz 0.15mm/z 时:Vc=25mm/z n=99r/min vf=114mm/z根据表 3.14 各修正系数：Ksv=ksn=ksvf=0.9Ksv=ksn=ksvf=1Vc =vkv = 250.9 =22.5mm/z n
13、= nkn = 990.9 = 89r/min Vf=vkv = 1140.850.9 = 102mm/z 根据 X52k 型号机床说明书 选择 nc=95r/min vfc=95mm/z。E 检验机床功率 根据 3.20（高速钢圆柱铣刀铣削灰铸铁是消耗功率） 当 fz = 0.080.13 ap= 35mm ae 3.5 vf121 时，Pct 200 进给量在 f =（0.60.7）mm/r3. 决定钻头磨钝及其寿命 由表 2.12 d = 19.8 后刀面最大磨损量为 0.6 寿命 T = 30 min 。 4. 确定切削速度根据表 2.30 （钻扩铰时切削速度的计算公式）Vc =(Cv
14、 doz /Tm apx fy ) kv Cv = 15.2 Z = 0.25 X = 0.1 y = 0.4 m = 0.2根据表 2.24 ap = 1.8 mmVc = = 24.1 m/min16 . 08 . 1308 .19154 . 01 . 0125. 025. 0 根据 n = = r/min = 384 r/mindv1000 201 .241000 根据钻床说明书 ，使用转速为 392 r/min 。 进给量降低为 0.48 mm/r 。 5. 基本工时的确定tm = nfL上式中，L = ly ， 其中 l = 24.3 入切量及其超切量 查表 2.29 y+ = 10
15、 mmtm = = = 0.13 minnfl 48. 0392103 .24 粗铰切削用量粗铰切削用量1. 刀具的选择因为是用来切铸铁选用高速钢材料的刀具由表 2.6 根据加工材料是铸铁，铰刀的材料高速钢 选 o = 0o o = 6o 1 = 15o d = 19.94mm 。2. 确定 进给量由表 2.11 刀具半径在（1020）mm 被加工工件硬度 HBS 170 选择 f = （1.02.0）mm/r 。3.根据表 2.12 由 do = （1120） 知道 刀具寿命为 60 min 。4.确定切削速度vc = kv vvvyx pmz o fad TCVCV = 15.6 ZV = 0.2 XV =0.1 yv = 0.5 m= 0.3
