机床前横架加工工艺及夹具课程设计改.docx
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机床前横架加工工艺及夹具课程设计改
机床前横架加工工艺及夹具（课程设计）改
机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目：
设计车床前横架零件的机械加工工艺规程 设计者：
学号：
指导教师：
武昌工学院2015年5月26日 机械制造工艺学课程设计任务书 适用专业：
设计题目：
设计机床前横架零件的机械加工工艺规程 一、设计前提：
中批生产 二、设计内容：
1.零件图 １张2.课程设计说明书 １份3.机械加工工艺规程 １套 三、相关教材及参考书目：
1．《机械制造工艺学》，王启平主编，哈尔滨工业大学出版社 2.《机械制造工艺学课程设计手册》、《机械制造工艺设计手册》、《机械加工工艺手册》、《机械加工工艺人员手册》等 2015年5月26日 目录 1生产纲领······································4 2零件的分析····································4 前横架的工艺分析····························4 3零件工艺规程设计······························4 零件的生产类型······························4 前横架的毛坯的制造形式······················4 选择加工方法，制定工艺路线··················5 工序设计····································6 确定切削用量及基本时间······················7 工序II夹具设计及使用说明····················12 4课程设计总结··································14 5
根据先面后孔的原则，本零件先进行先表面的铣削，再进行钻孔和攻螺纹。
工序号工种工作内容说明010铸造金属型铸造铸件毛坯尺寸：
长：
247mm宽：
54mm高：
70mm020030清砂除去浇冒口，锋边及型砂热处理退火 石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织，以便于切削加工工件用专用夹具装夹；立式铣床（X51）060钻平面上：
将螺纹孔4XM12钻到Ф工件用专用夹具装夹；摇）臂钻床（Z3025040050检验铣检验毛坯粗铣、精铣底平面A攻丝070四个钻孔攻螺纹M12锪孔钻锪孔Ф25钻凸耳上：
将螺纹孔M12钻到Ф攻丝凸耳面上：
攻螺纹M12倒角去毛刺清洗，涂防锈油选用M12机用丝锥工件用专用夹具装夹；摇）臂钻床（Z3025选用M12机用丝锥 080090100钳检验入库 工序I：
以上表面为定位基准，铣削下表面，保证22mm的尺寸。
工序II：
以侧面定位。
钻φ*4的孔，用φ12mm的丝锥攻螺纹。
并倒角。
工序III：
用φ12mm的丝锥攻螺纹。
工序IV：
以上表面定位，钻φ的孔，孔心距离上表面27mm。
并保证位置度误差φ。
锪φ25的孔，再用φ12mm的丝锥攻螺纹。
工序V：
倒角去毛刺，检查工件 6 四．工序设计 1选择加工设备与工艺设备选择机床 工序I选用立式铣床。
型号为X51 工序II,III选用摇臂钻床，型号Z3052选择夹具 工序I选用通用夹具即可 工序II，III选用专用夹具。
选择刀具 铣刀按表5-100选择莫氏锥柄立铣刀，莫氏锥柄号为2，直径d=18mm，l=32mm,L=117mm,齿数z=6粗铣留余量。
钻φ孔，选用莫氏φ麻花钻.攻M12螺纹，选用机用丝锥φ12mm选用量具 铣下表面选用分度值的游标卡尺进行测量。
于孔加工选用的是标准的麻花钻与丝锥，故不需用量具进行测量。
2，确定工序尺寸 确定下表面的工序尺寸 工序尺寸与加工余量有关，应将毛坯余量分为各个工序加工余量，然后后往前计算工序尺寸，中间工序尺寸按加工方法的经济精度确定。
本零件下表面的加工余量工序尺及表面粗糙度见下表。
加工表面下表面下表面加工余量工序尺寸54表面粗糙度Ra25Ra25钻孔工序尺寸 先钻孔，后攻螺纹，采用标准麻花钻与标准丝锥。
各工序尺寸见下表。
工序钻φ*4孔攻M12*4螺纹工序加工余量工序尺寸φM12加工余量工序尺寸7 钻φ孔φ锪φ25的孔攻M12螺纹φ25M12五．确定切削用量及基本时间 切削用量包括背吃刀量ap，进给量f和切削速度v。
确定顺序是先确定ap，f，再确定v。
1，工序I切削用量及基本时间的确定 切削用量本道工序为粗铣下表面。
已知加工材料为HT200.机床为X51铣床。
工件 安装采用专用夹具。
1）确定粗铣下表面，留余量的切削用量。
根据表5-100所选刀具为莫氏锥柄立铣刀， 莫氏锥柄号为3，直径d=28mm，l=45mm,L=147mm,齿数z=6粗铣留余量。
前角γ0为0后角α0为7度，刀齿斜角λs=-10，主刃Κr=50，过渡刃Κrε=30，过渡刃宽度bε=。
i确定背吃刀量ap粗铣单边余量为，显然ap= ii确定进给量f根据表5-144根据：
铣床的功率为细齿铣刀确定f=/Z所以f=/r iii确定切削速度v和工作台每分钟进给量fMZ根据表2-17中公式计算 8 Cvdqvv?
mxvyupkv Tapfzvaevzv式中，Cv?
25，qv?
，xv?
，m=,ae?
28,ap?
kv?
z=6,fz?
T=90min,d=28mm yv?
，uv?
， pv?
， Cvdqvv?
mxvyupkv?
/minTapfzvaevzv1000?
?
/min ?
?
28 根据X51型铣床主轴转速表5-72，选择n=125r/min=/s则实际切削速度v=/s,工作台每分钟进给量为n?
fMZ?
?
6?
125?
90mm/min 根据X51型铣床工作台进给量表5-73，选择fMZ?
80mm/min则实际的每齿进给量 fz?
/z校验机床功率。
根据表2-18的计算公式铣削时的功率为 xFuFCFapfzyFaezFCvkFc（N）,，Fc?
Pc?
qFwFdn1000xFuFCFapfzyFaezFc?
dqFnwFkFc?
Pc?
FCv?
X51型铣床的功率为,故所选切1000削用量可以采用，确定切削用量为 fz?
/z，fMZ?
80mm/min，n=210r/min=/s，v=/s 基本时间：
根据表2-28，Tj?
l?
l1?
l2ifMZ式中l?
274mm,l1?
?
（28?
282?
282）?
274?
?
1?
80需要二次走刀Tj1=本工序时间为T=S 2、工序II切削用量及基本时间的确定切削用量 Tj?
?
1?
l3?
1mmtan50?
1）钻孔切削用量 本工序为钻孔，倒角，再攻螺纹，钻孔在摇臂钻床上进行加工，刀具选用直柄短麻花钻 9 φ用机用丝锥φ12。
钻φ孔选用直柄短麻花钻，材料为高速钢，根据表5-84查得：
φ柄麻花钻总长l=95沟漕L1=47mm。
根据表5-127.钻孔进给量f=/r，取f=/r。
为避免损坏钻头，当刚要钻穿时应该停止自动走刀，改用手动走刀。
根据表5-134，硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量可知，硬质合金钻头钻削灰铸铁是的切削速度Vc为50-70mm/min，取Vc=60mm/min，用乳化液做冷却液。
转速：
1000vn?
?
d1000?
60n?
?
1769r/min ?
根据表5-62摇臂钻床Z3025选转速1600r/min则实际切削速度V=/min根据《金属机械加工工艺人员手册》表9-5查得钻床功率所以最终确定该工序的切削用量为：
f=/r Vc=/minN=1600r/minPc=基本时间的确定1）钻孔基本时间 根据表2-26计算得 Tj?
l?
l1?
l222?
8?
4?
?
?
1600Tj1=*4= 本工序时间：
Tj=Tj1= 3工序III的切削用量及基本时间的确定 10
攻螺纹切削用量攻螺纹选用M12机用丝锥。
根据表5-97查得：
丝锥公称直径d=螺距p=,锥柄直径d1=,螺纹部分长度l=,总长L=89mm,方头a=L2=10mm。
根据表5-142查得：
d=12p=材料为灰铸铁攻螺纹时切削速度 1000?
?
/min V=/min=160mm/sn?
?
?
12 根据表5-62摇臂钻床主轴转速选n=250r/min所以V=/min 攻螺纹的切削用量为f=,n=250r/min,d=12,Pc= 攻螺纹基本时间表2-30计算得：
）i=== ?
250fnTj2=*4= 本工序时间：
Tj=Tj2= 4,工序IV的切削用量及基本时间的确定切削用量 1）锪平φ25孔。
根据《金属机械加工工艺人员手册》查得改工序选用高速钢莫氏短锥柄平底锪 11 钻。
P613表20-34基本参数如下：
锪钻代号d*d1=25*8L=76c=H=5莫氏锥柄号为2材料为高速钢。
《金属机械加工工艺人员》p926表28-10可知：
进给量f=/r取f=/r Cvd0v切削速度公式v?
mxvykv?
/min Tapfzv1000?
?
/min ?
?
25根据表5-62摇臂钻床的转速选择n=125r/min 实际转速为v=/min2）钻孔切削用量 本工序为钻孔，倒角，再攻螺纹，钻孔在摇臂钻床上进行加工，刀具选用直柄短麻花钻φ，材料为高速钢。
攻螺纹时选用机用丝锥φ12。
钻φ孔选用直柄短麻花钻，材料为高速钢，根据表5-84查得：
φ直柄短麻花钻总长l=95mm，沟漕L1=47mm。
根据表5-127.钻孔进给量f=/r，取f=/r。
为避免损坏钻头，当刚要钻穿时应该停止自动走刀，改用手动走刀。
根据表5-134，硬质合金钻头钻削不同材料的切削用量可知，硬质合金钻头钻削灰铸铁是的切削速度Vc为50-70mm/min，取Vc=60mm/min，用乳化液做冷却液。
转速：
1000vn?
?
d1000?
60n?
?
1769r/min ?
根据表5-62摇臂钻床Z3025选转速1600r/min，则实际切削速度V=/min，根据《金属机械加工工艺人员手册》查得钻床功率，以最终确定该工序的切削用量为：
f=/r Vc=/minN=1600r/minPc=3）攻螺纹切削用量 攻螺纹选用M12机用丝锥。
根据表5-97查得：
丝锥公称直径d=螺距p= 锥柄直径d1=螺纹部分长度l=总长L=89mm方头a=L2=10mm 根据表5-142查得：
d=12p=材料为灰铸铁攻螺纹时切削速度 1000?
?
/minV=/min=160mm/sn?
?
?
12根据表5-62摇臂钻床主轴转速选n=250r/min所以V=/min，攻螺纹的切削用量为:
f=,n=250r/min,d=12,Pc=
（2）基本时间的确定n?
12 z 1）锪孔基本时间表2-26求得：
Tj1?
l?
l1fn?
4?
2?
= ?
1252）钻孔基本时间 根据表2-26计算得 Tj?
l?
l1?
l222?
8?
4?
?
?
16003）、攻螺纹基本时间 表2-30计算得：
22?
3?
?
3?
?
l1?
l2i=Tj2=== ?
250fn本工序时间为Tj=Tj1+Tj2=++= 六．夹具设计 1、确定夹具的的结构方案，绘制装配草图：
布置图面 确定定位方案，选择定位元件 本工序要求保证四个孔的位置度以及尺寸要求，根据基准重合原则，两尺寸方向分别选择侧边为定位基准。
定位元件选择支承钉，底面三个，左侧面一个，里面两个，实现完全定位。
定位误差的分析和计算：
基准不重合误差?
bc，工序基准的位移误差 即：
?
dw?
bc?
wy=+ ?
wy，两者之和为定位误差 ?
dw 13 铰链连接处铰链轴和铰链支座之间的配合尺寸为 712Hh6?
铰链轴：
钻模板与铰链轴的配合尺寸为 780Hn6712Hh6即孔 ?
轴 12?
，钻模板与支座， ?
bc之间的配合尺寸为 ?
dw即支座：
.03080?
钻模板 -?
=0所以 =+++=，在宽度方向上定位误差为：
在长度方向上 的定位误差为：
满足孔的位置度?
的要求。
故该方案可行。
导向装置设计：
为了引导刀具对工件的加工，可提高加工孔的形状精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。
故使用钻套进行导向，以确定夹具及工件的位置。
选择快换钻套，夹紧装置的设计：
夹紧元件，中间机构，动力装置。
根据夹紧装置设计的要求，为了垂直于主要定位基准面并与重力方向一致，所以选择向下的夹紧力方向。
.夹紧力的计算：
K?
?
=?
1?
1?
?
1?
1= ）?
?
419dfKF=190F,XF,d=,f=/r,钻孔切削力的计算：
所 （?
419dfKF=X以， .2?
?
实际所需夹紧力：
F?
KFx?
3101夹紧机构 本夹具选用偏心压板夹紧机构，手柄的拨动压紧垫块和工件之间的力，方便夹紧与装卸。
夹具体与机床连接 在夹具体下面的板上开有2个槽，可以通过使用螺旋压紧机构与机床的T形槽相连。
使用说明 安装工件时，松开螺母，将工件安装在定位销上，拧紧螺母夹紧工件。
结构特点 本夹具结构简单，操作方便。
设计小结：
这次设计，综合运用了以前所学过的《工程制图》，《互换性与测量技术》，《机械设计》，《机械制造基础》，《机械制造装备设计》，《机械原理》等学科的知识。
参考资料：
《金属机械加工工艺人员手册》，《机床夹具设计手册》。
《机床夹具图册》以及《机械制造基础课程设计指南》。
通过这次设计，巩固了前面所学的各科知识，也让我对设计有了进一步的认识。
14 课程设计总结 本次课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。
因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
在这次设计中,我用了多种机床来加工这个连杆工件。
通过从零件的分析,知道了零件的作用,再分析他的工艺,来了解工件的加工,最后确定毛坯、画毛坯——零件合图。
然后开始工艺设计和分析,先选择好的定位基准、选择加工设备及刀、夹量具和加工工序设计以及夹具的设计。
最后完成连杆加工工艺分析与加工。
于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。
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