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1、 湖北汽车工业学院科技学院机 械 制 造 工 艺 学课 程 设 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 生 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 起 止 日 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。
2、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
3、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
4、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）
5、 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
6、 。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
7、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 = 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=3mm
8、B 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 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/m
9、in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=75mm/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
10、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=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 min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
11、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 = 0.10.15，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
12、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 = 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
13、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=1mm nc=75r/min vfc=80mm/z。4. 计算基本工时T=其中L = l+y+ l = 53mm 根据表 3.25 入切量及其超切量为 17mm。T= = 0.74min上表面切削用量选择1. 粗铣上表面选择镶齿圆柱铣刀 ，机床选择x52k。其切削用量与下表面一致。 因此切削用量为ae=3mm nc=60r/min v
14、fc=75mm/min。计算基本工时T=其中L = l+y+ l = 115mm 根据表 3.25 入切量及其超切量为 17mm。T= = 1.7 min2. 磨上表面刀具的选择，由于是磨铸铁硬度很高的材料，因此要选择软砂轮。零件的宽度在53mm，选择砂轮宽度大于53mm。查表后选择啥砂轮P1005550A60L5B35-平行砂轮，外径100、厚度55mm、内径50。磨料是棕刚玉，60号粒度，硬度是中软2级，最高工作速度是35m/s 。机床选择为 M7120A . 由于工件的粗糙度要求不是很高，经过一次磨削就可以达到要求。 查表 机床转速为 3600r/min 。 横向进给量为1m/min . 磨头垂直进给量为0.03mm。切削速度 v = = =1130 m/min = 19m/s .切削时间 t = = 1.4 min 。 小孔加工时切削用
