KCSJ-05支架零件机械加工工艺规程及工艺装置（含全套CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 专业课程设计说明书 件机械加工工艺规程及工艺装置 学 院： 机械与车辆学院 专 业： 姓 名： 指导老师： 机械工程及自动化 学 号：职 称： 保金凤 中国珠海 二一二 年 十二 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 摘要 机械制造技术基础课程设计是机械类专业的一门主干专业基础课，内容覆盖金属切削原理和刀具、机械加工方法及设备、互换性与测量技术、机械制造工艺学及工艺装备等，因而也是一门实践性和综合性很强的课程，必须通过实践性教学环节才能使我们对该课程的基础理论有更深刻的理解，也只有通过实践才能培养我们理论联系实际的能力和独立工作能力。因此，机械制造技术基础课程设计应 运而生，也成为机械类专业的一门重要实践课程。 关键词 ： 零件工艺分析 制定工艺路线 夹具设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 1 课程设计的目的 . 支架的工艺分析 . 4 . 4 3 毛坯的选择 . 支架机械加工工艺路线的制定 . 5 基准的选择 . 5 基准的选择 . 5 . 5 工方法的选择和加工 阶段的划分 . 5 艺路线的拟定 . 5 . 7 . 8 5 夹具的设计 . 14 . 14 . 14 . 15 . 16 6 总结与展望 .考文献 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1 课程设计的目的 机械制造技术基础课程设计旨在继承前期先修基础课程的基础上，让我们完成一次机械零件的机械加工工艺规程和典型夹具设计的锻炼，其目的如下。 （ 1） 在结束了机械制造技术基础等前期课程的学习后，通过本次设计使我们所学到的知识得到巩固和加深。培养我们全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。 （ 2） 通过设计提高我们的自学能力，使我们熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。 （ 3） 通过设计使我们树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。 （ 4） 通过编写设计说明书，提高我们的技术文件整理、写作及组织编排能力，为 我们将来撰写专业技术及科研论文打下基础。 2 支架的工艺分析 由支架零件图可知，该支架结构形状对称布置。主要由底板、肋板和圆柱孔等部分构成。支架的主要加工表面有：支架底面、肋板孔与圆柱孔、肋板孔内端面及圆柱孔上端面等。其中 支架底面的表面粗糙度 m， 肋板 内表面的表面粗糙度 m，定位孔 6板上的孔径40柱孔的孔径 60肋板间的距离 75及圆柱孔的内表面与上端面的表面粗糙度 该支架零件的主要技术要求为： 1. 未注明圆角半径 2. 2 40 3. 2 40面的平行度允许误差为 4. 60面垂直度允许误差为 5. 两圆柱孔中心距极限偏差为 6. 肋板孔中心线距支架底板的距离的极限偏差为 7. 圆柱孔与肋板孔的中心距极限偏差为 3 毛坯的选择 题目给定的是支架零件，设该零件年产量为 4000件，设其备品率为 4%，机械加工废品率为 1%，则该零件的年生产纲领为： N=+ %+ %)=4000 1（ 1+4%+1%)=4200(件 /年 )。 查表可知该产品为大批生产。在毛坯的制造方法及加工余量、机床设备及机床布置、夹具及尺寸保证、刀具量具、生产率、成本等各方面需要结合零件自身的特点，采用先进铸造方法、自动机床与专用机床、高效专用夹具、刀具量具以提高生产率和加工质量，降低生产成本。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 该支架零件的结构形状较复杂以及大批量生产的生产纲领确定采用熔模铸造方式生产，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，铸造出肋板孔与圆柱孔。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。毛坯材料是 4 支架机械加工 工艺路线的制定 支架的工艺特点是：外形较复杂，尺寸精度、形状精度、和位置精度及表面粗糙度要求较高。上述工艺特点决定了支架在机械加工时存在一定的困难，因此在确定支架的工艺过程时应注意定位基准的选择，以减少定位误差；夹紧力方向和夹紧点的选择要尽量减少夹紧变形；对于主要表面，应粗、精加工分阶段进行，以减少变形对加工精度的影响。 基面选择是工艺规程中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大 批报废，使生产无法正常运行。 遵照“保证不加工表面与加工表面相互精度原则”的粗基准选择原则（即 零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时则应与这些加工表面要求相对精度较高的不加工表面作为粗基准）这里先 选择圆柱孔上端面为粗基准。 根据精基准的选择原则，选择精基面时，首先应考虑基准重合的问题，即在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准作为定位基准。本支架零件 以加工好的支 架底面作为后续工序如铣圆柱孔上端面、镗肋板孔等工序的精基准 。 定工艺路线 支架底面的表面粗糙度要求较高， 以确定最终加工方法为精铣。精铣前要进行粗铣、半精铣。 肋板内表面与圆柱孔上端面的表面粗糙度要求较高， 以确定最终加工方法为精铣。精铣前要进行粗铣、半精铣。 肋板上的孔与圆柱孔的位置精度和表面粗糙度要求较高， 以确定最终加工方法为半精镗。半精镗前要进行粗镗。 装配孔的精度要求较高，最终加工方法为精铰。精铰 前要进行钻孔。 沉头孔没有位置精度与表面粗糙度要求，故采用钻孔、 锪孔就能达到图纸上的设计要求。 完成其他次要表面的加工。 在工艺路线的拟定过程中要遵循机械加工工序顺序的安排原则。即： （ 1） 基准先行 按照“先基面后其它”的顺序，先加工精基准面，再以加工 出的精基准面为定位基准，安排其它表面的加工。 （ 2） 先粗后精 按先粗后精的顺序，对精度要求高的各主要表面进行粗加 工、半精加工和精加工。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 （ 3） 先主后次 先考虑主要表面加工，再考虑次要表面加工。次要表面的加 工，通常从加工方便与经济角度出发进行安排。次要表面和 主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加 工后，以主要表面定位加工主要表面。 （ 4） 先面后孔 当零件有较大的平面可以作定位基准时，先将其加工出来， 再以面定位孔加工，这样可以保证定位准确、稳定。 （ 5） 关键工序 对易出现废品的工序，精加工或光整加工可适当提前。在一 般情况下，主要表面的精加工和光整加工应放在最后阶段进 行。 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序分散来提高生产效率。除此之外，还应该考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。 方案一： 工序号 工序内容 01 铸造 02 粗铣下表面 03 粗铣上表面和后端面及左端面 04 精铣下表面 05 精铣右端面 06 粗扩，精扩，倒角，精 铰 40孔 07 精铣 85孔的外表面 08 精镗 60孔 09 钻，倒角，扩孔 8，扩孔 15 10 去毛刺 11 中检 12 热处理 13 清洗 14 终检 方案二： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 工序号 工序内容 01 铸造 02 粗铣下表面 03 粗铣上表面和后端面及左端面 04 精铣下表面 05 精铣 85孔的外表面 06 精镗 60孔 07 精铣右端面 08 粗扩，精扩，倒角，精 铰 40孔 09 钻孔 6，钻、扩孔 8，扩孔 15 10 去毛刺 11 中检 12 热处理 13 清洗 14 终检 方案分析与比较，方案一是先钻扩铰对角线上两个 8孔到工序尺寸，方案二是先铣 75较发现方案一的设计可以方便为后续方案寻找定位基准，利用 8 定位销孔加工其他部位比较精确。故选择方案一。 工余量和工序尺寸的拟定 工序余量是指相邻两工序的工序尺寸之差，也就是在一道工序中所切除的金属层厚度，在确定工序间加工余量时，应遵 循两个原则： 1. 加工余量应尽量小，以缩短加工时间；提高效率；降低制造成本；延长机 床刀具使用寿命。 2. 加工余量应保证按此余量加工后，能达到零件图要求的尺寸、形状、位置 公差和表面粗糙度，工序公差不应超出经济加工精度范围；本工序的余量应大于上工序留下的尺寸公差、行为公差和表面缺陷厚度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 根据经验法选取毛坯公差取 T= 2余各工序尺寸及公差查机械加工工艺手册可得。 表 1 各工序尺寸及公差的计算结果 加工表面 工步（工步） 名称 工序（工序） 余量 工序（工步） 基本尺寸 经济精度 公差 表面粗糙度 工序尺寸及公 差 支架底面 毛坯 28 2 2228 粗铣 a 半精铣 a 精铣 a 圆柱孔上 端面 毛坯 88 2 22 粗铣 半精铣 a 精铣 5 a 圆柱孔 毛坯 2 粗镗 2Z=a 半精镗 2Z=a 肋板内表 面 毛坯 72 2 2272 粗铣 a 半精铣 a 肋板孔 毛坯 35 2 粗镗 2Z=a 半精镗 2Z=a 沉头孔 钻孔 a 钻孔 a 锪孔 a 装配孔 钻孔 a 精铰 a 削用量的确定 工序 40 粗铣圆柱孔上端表面 （ 1）选择加工设备与工艺装备 本工序及随后两道工序是加工出圆柱孔上端面，以达到要求的表面粗糙度及要求尺寸。 根据工艺综合课程设计表 5择 式铣 床。工作台面尺寸宽 320 1320作台面最大行程纵向 700向 255向 370电动机功率 功率 根据机械加工工艺手册表 用镶齿套式面铣刀，刀片材料选用硬质合金钢，牌号为 表 D=50。 夹具选用专用夹具。 （ 2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 粗铣时，为提高切削效率，一般选择铣削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程铣完。因为粗铣的余量为 次走刀完成，所以选择背吃刀量 a=b. 确定进给量 根据工艺综合课程设计表 5择每齿进给量 z。 c. 初选切削速度 根据工艺综合课程设计表 5择切削速度 （ 3）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册表 表 =180 （ 4）确认机床主轴转速 错误 !未找到引用源。 和切削速度 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m 220r/m 按照 70r/m,故实际的切削速度为 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m=m （ 5）校验机床功率 根据工艺综合表 3位切削力 错误 !未找到引用源。 =1118N/错误 !未找到引用源。 ,错误 !未找到引用源。 =1；查表 3 错误 !未找到引用源。 =它切削条件修正系数为 1，故切削力 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 f 错误 !未找到引用源。 =1118 1削功率 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 /60000=0000机床说明书知， 误 !未找到引用源。 =机床效率 = 错误 !未找到引用源。 / =错误 !未找到引用源。 故机床功率够用。 工序 50 半精铣圆柱孔上端面表面 （ 1）选择刀具 根据工艺综合课程设计表 5用镶齿套式面铣刀。 （ 2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 半精铣时的背吃刀量一般为 2以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即a= b. 确定进给量 根据工艺综合课程设计表 5择每齿进给量 z。 c. 初选切削速度 根据工艺综合课程设计表 5择切削速度 0m/ （ 3）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据 机械加工工艺手册表 表 =180 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 （ 4）确认机床主轴转速 错误 !未找到引用源。 和切削速度 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m 255r/m 按照 70r/m,故实际的切削速度为 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m=m （ 5）校验机床功率 根据工艺综合表 3位切削力 错误 !未找到引用源。 =1118N/错误 !未找到引用源。 ,错误 !未找到引用源。 =1；查表 3 错误 !未找到引用源。 =它切削条件修正系数为 1，故切削力 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 f 错误 !未找到引用源。 =1118 1削功率 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 /60000=0000机床说明书知， 误 !未找到引用源。 =机床效率 = 错误 !未找到引用源。 / =错误 !未找到引用源。 故机床功率够用。 工序 60 精铣圆柱孔上端面 （ 1）选择刀具 根据工艺综合课程设计表 5用镶齿套式面铣刀。 （ 2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 精铣时一般为 以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a= b. 确定进给量 根据工艺综合课程设计表 5择每齿进给量 z。 c. 初选切削速度 根据工艺综合课程设计表 5择切削速度 （ 3）确定铣刀的磨钝标准及耐用度 根据机械加工工艺手册表 表 =180 （ 4）确认机床主轴转速 错误 !未找到引用源。 和切削速度 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m 373r/m 按照 床说明书选取实有的机床主轴转速为 360r/m,故实际的切削速为 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m=m （ 5）校验机床功率 根据工艺综合表 3位切削力 错误 !未找到引用源。 =1118N/错误 !未找到引用源。 ,错误 !未找到 引用源。 =1；查表 3 得 错误 !未找到引用源。 =它切削条件修正系数为 1，故切削力 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 f 错误 !未找到引用源。 =1118 1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 切削功率 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 /60000=0000机床说明书知， 误 !未找到引用源。 =机床效率 = 错误 !未找到引用源。 / =错误 !未找到引用源。 故机床功率够用。 工序 110 粗镗肋 板孔 （ 1）选择机床与刀具 根据工艺综合课程设计表 5择 式镗床，由表 5择机夹单刃镗刀的杆部直径 d（ 25小镗孔直径 2 （ 2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 由表 5择粗镗的刀具材料为高速钢，刀具类型为刀头。取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即 a=3 b. 确定进给量 由表 5f=r c. 初选切削速度 由表 5s （ 3）确定镗刀的磨钝标准及耐用度 根据工艺综合课程设计表 3=50 （ 4）确认机床主轴转速 错误 !未找到引用源。 和切削速度 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m 191r/m 按照 00r/m,故实际的切削速度为 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m=m （ 5）校验机床功率 根据工艺综合表 3位切削力 错误 !未找到引用源。 =1118N/错误 !未找到引用源。 ,错误 !未找到引用源。 =表 3 错误 !未找到引用源。 =它切削条件修正系数为 1，故切削力 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 f 错误 !未找到引用源。 =1118 3 削功率 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 /60000=0000机床说明书知， 床主电 动机功率 错误 !未找到引用源。 =机床效率 = 错误 !未找到引用源。 / =错误 !未找到引用源。 故机床功率够用。 工序 120 半精镗肋板孔 （ 1）选择机床与刀具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 根据工艺综合课程设计表 5择 式镗床，由表 5择机夹单刃镗刀的杆部直径 d（ 25小镗孔直径 2 （ 2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 由表 5择粗镗的刀具材料为高速钢，刀具类型为刀头。取背吃刀量等于 其在此工序的加工余量，即 a=2 b. 确定进给量 由表 5， f=r c. 初选切削速度 由表 5s （ 3）确定镗刀刀的磨钝标准及耐用度 根据工艺综合课程设计表 3=50 （ 4）确认机床主轴转速 错误 !未找到引用源。 和切削速度 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m 287r/m 按照 床说明书选取实有的机床主轴转速 为 300r/m,故实际的切削速度为 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 r/m=m （ 5）校验机床功率 根据工艺综合表 3位切削力 错误 !未找到引用源。 =1118N/错误 !未找到引用源。 ,错误 !未找到引用源。 =表 3 错误 !未找到引用源。 =它切削条件修正系数为 1，故切削力 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 f 错误 !未找到引用源。 =1118 2 削功率 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 /60000=0000机床说明书知， 床主电动机功率 错误 !未找到引用源。 =机床效率 = 错误 !未找到引用源。 / =错误 !未找到引用源。 故机床功率够用。 工序 160 钻 6装配孔 （ 1） 选择刀具 根据工艺综合课程设计表 5用直径为 。由表 55125作台面尺寸为（ 550 400） 功率为 电动机功率为 （ 2） 确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为第一次钻孔的加工余量为 次工作行程钻完，所以选择背吃刀量 a= b. 确定进给量 根据工艺综合课程设计表 5择进给量 r c. 确定切削速度 根据工艺综合课程设计表 5择切削速度 s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 （ 3） 确定铰刀的磨钝标准及耐用度 根据工艺综合课程设计表 3钻削时麻花钻刀具的耐用度 T=100 （ 4）钻削基本时间的计算 根据工艺综合课程设计表 3钻孔的基本时间计算公式为 : 式中 ,错误 !未找到引用源。 =(D/2)未找到引用 源。 =错误 !未找到引用源。 计算得 错误 !未找到引用源。 =序 170 精铰 6装配孔 （ 1）选择刀具 根据工艺综合课程设计表 5择 d=6表 55125作台面尺 寸为（ 550 400） 功率为 电动机功率为 （ 2）确定切削用量 a. 确定背吃刀量 因为铰孔的加工余量为 次工作行程铰完，所以选择背吃刀量 a= b. 确定进给量 根据工艺综合课程设计表 5择进给量 r c. 确定切削速度 根据工艺综合课程设计表 5择切削速度 s 5 夹具的设计 本夹具无严格的技术要求， 面精度不是主要考虑的问题， 为了提高劳动生产，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。下面即为钻 5 孔的专用夹具，本夹具将用于 择定位方式及定位元件 为了提高加工效率及方便加工，决定钻头材料使用高速钢，用于对 5 孔进行加工，准备采用手动夹紧。支架底面采用两块条形支撑板定位，限制 3 个自由度。圆柱孔外圆面采用两个支撑钉，限制 2 个自由度。两肋板间的挡块相当于一个支撑钉，限制 1 自由度，属于完全定位。然后通过 压板和夹具夹紧零件。 削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢麻花钻 头，尺寸为 8。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 则轴向力：见工艺师手册表 =CF z 中： 420， f=( 90200()190 F=420 )(2 1 2 N 转矩 T=CT Z 式中 : =( 功率 7 2 在计算切削力时 ,必须考虑安全系数 ,安全系数 K=2 4 式中 基本安全系数， 加工性质系数， 刀具钝化系数 , 断续切削系数 , F/ =( 钻削时 T= M 切向方向所受力 : 671065 取 1.0f 4416 )( 所以 ,钻削时工件不会转动 ,故本夹具可安全工作。 制造误差 1）钻套中心线对定位件中心线位置精度 . 取 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 （ 2）钻套内外圆同轴度误差（查表 . （ 3）钻头纯 倾斜时与钻套内孔中心不重合位置精度误差为 斜 24 ，钻套底面到钻孔上表面高度为 L（排屑用）。又 取 。查表知 6020H 取模板厚度0 ， 0 钻套伸出部分为 0 ， 0 故钻套高度的中点到 钻孔底面距离 2107151 h，钻套孔 ， 300 2 n m a x ，故 a n 1 斜 ，位置精度误差为 （ 4）钻套中心线与定位面不垂直度为 。 . a n 115 . 故，2222252423222 . 则 . 知此方案可行。 定夹紧机构 夹紧机构是夹具设计的一个重要内容，它直接影响到夹具的效率及工人的劳动强度。本次夹具设计采用手动夹紧方案，其工作原理为：支架零件先由两块支撑板及两个支撑钉限制相关自由度。由于在本工序中，钻削产生的切削力较大，并由此产生倾覆力矩，所以用夹紧力来平衡 此力矩。在布置夹紧机构上，用两块压板左右对置压紧底板。在相对支撑钉的方向布置一挡块，放入两肋板间。这样，支架零件在上下左右方向都被夹紧了。 经过了的很长时间，终于比较圆满完成了设计任务。回顾这日日夜夜，感觉经过了一场磨练，通过图书 、网络、老师、同学等各种可以利用的方法，巩固了 自己的专业知识。对所学知识的了解和使用都有了更加深刻的理解。 加工工艺规程设计和专用夹具的设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的 先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具