支架加工工艺规程及工装夹具设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 目 录 摘要 1 引 言 . 1 第一章零件的工艺分析及生产类型的确定 . 6 件的技术要求 . 6 第二章 确定毛坯 . 7 择毛坯 . 7 定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 7 第三章 拟订工艺路线 . 8 位基准的选择 . 8 工阶段的划分 . 8 序的集中与分散 . 8 序顺序的安排 . 8 确定工艺路线 . 9 第四章 机床设备及工艺装备的选用 . 9 . 10 第五章 加工余量 . 10 坯余量及工序 余 量的确定 . 10 切削用量的选择 . 12 第六章 切削用量 . 12 定切削用量及基本工时 . 13 第七章 夹具设计 . 17 问题的提出 . 17 夹具的设计 . 18 总 结 考文献 . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘要 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位 工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量 学会使用图表资料以及手册，掌握与本本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的 基础。由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请各位老师给予批评指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 in as as in to a in as as so on as as of it in To my I be to on an to to a is to to 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 引 言 机械工业是一种基本工业形式，对于我们国家来说，它关系到国计民生的方方面面。近年来机械工业领域向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，数字化，自动化水平日益提高。同时由于机械工业的发展，其他各工业部门也向着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。 机械制造过程及检测，检验中，都要使用大量的夹具。为了达到提高劳动效率，提高加工精度，减少废品，扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件，如何设计好夹具则成了机械制造的一项重要任务。 机床夹具是夹具中的一种，将其固定到机床上，可以使被加工件对刀具与机床保持正确 的相对位置，并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具和专用夹具两种。 夹具设计中的特点： 般不用进行强度和刚度的计算。 3.“确保产品加工质量，提高劳动生产率”是夹具设计工作的主要任务，加工质量包括被加工表面的本身精度和位置精度，后者主要用夹具来保证。 计一个好的夹具可以减少废品率。 因此，夹具设计要保证以下几个条件： 工件的精度。 于制造和维修。注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。 在机械制造中，为了适应新产品的不断发展要求。因此 ,夹具设计过买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 程中有朝着下列方向发展的趋势： a、 由于机械产品的加工精度日益提高，因此需要发展高精度通用夹具。 b、 广泛的采用高效率夹具，可以压缩辅助时间，提高生产效率。 采 用新结构、新工艺、新材料来设计和制造夹具。 本设计属于工艺夹具设计范围，机械加工工艺设计在零件的加工制造过程中有着重要的作用。工艺性的好坏，直接影响着零件的加工质量及生产成本，在设计中为了适应中批批量的生产情况，以提高产品的生产效率，在设计中所采用的零件尽量采用标准件，以降低产品的生产费用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第一章零件的工艺分析及生产类型的确定 件的技术要求 该零件形状特殊 典型的叉类零件。从支架的零件图（见附图）上可以看出，它一共有两组加工表面，而且这两组加工表面之 间有一定的位置度要求，现将这两组加工表面分析如下： 1. 以 32 这一组表面包括： 的孔及其倒角，尺寸为 100 两端面 垂直的两个端面。其中 孔为主要加工表面。 2. 以两个 孔 与 为中心的加工表面 这一组表面包括：两个孔及其倒角，两个孔之间要保证一定的同 轴度。与两个孔垂直的 两 个平面， 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工出一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置精度要求。 分析零件图可知，零件头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积，又提高了端面的接触刚度，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该件除主要工作表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件内下，采用较 经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第二章 确定毛坯 择毛坯 “支架”零件材料为 度为 170用铸造毛坯。 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 要确定毛坯的尺寸公差及其机械加工余量，应先确定如下各项因素： 根据零件材料确定毛坯为铸件，根据其结构形状、尺寸大小和材料性能毛坯的铸造方法选用 球墨铸铁：在铁水（球墨生铁）浇注前加一定量的球化剂（硅，镁）使铸 铁中石墨球化，由于碳以球状存在于铸件基体中，改善其对基体的割裂作用，球墨铸铁的抗拉强度，屈服强度，塑性，冲击韧性大大提高，并且有耐磨，减震。工艺性能好，成本低等优点因为零件要求无砂眼，所以在毛坯铸造时要注意气孔的产生 气孔原因： 1空气夾杂在熔汤中 2气体的来源：熔解时、在料管中、在模具中、离型剂 改善方法： 1适当的慢速 2检查流道转弯是否圆滑，截面积是否渐減 3检查逃气道面积是否够大，是否有被阻塞，位置是否位於最后充填的地方 4检查离型剂是否噴太多，模温是否太低 5使用真空 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 第三 章 拟订工艺路线 位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分 通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，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，甚至会使零件大批量报废，使生产无法正常进行。 1. 粗基准的选择 按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面为粗基准；若零件上有若干不加工表面时，则应以与加工表面位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。）依照此原则，选择 55端 面作为第一道工序的基准。 2. 精基准的选择 精基准的选择原则主要考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。 工阶段的划分 该零件加工质量要求较高，可以加工划分成粗加工，半精加工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，然后粗铣右端面，叉脚内表面，叉脚两端面的粗铣，操纵槽内表面和低面。在半精加工阶段，完成叉脚两端面的精铣加工。 序的集中与分散 该零件生产类型为中批生产，可 以采用万能型机床配以专用夹具，以提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数减少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 序顺序的安排 1. 遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准 2. 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序 3. 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 加工次要买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 表面 。 4. 遵循“先面后孔”原则 理工序 铸造成型后进行调质，调质硬度为 421 258进行酸洗 丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因托碳而对机械加工带来的不利影响。吊耳两端面的精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。 粗加工 15 与 端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检工序。 综上所述，该拨叉工序的安排循序为 工 制定工艺路线的出发点，应当是零件的尺寸精度与位置精度等技术要求能够妥善的得到保证。在生产纲领已经确定为成批生产的前提下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案： 1、铸造 2、热处理（正火） 3、粗铣 32 4、粗铣 32 5、半精铣 32 6、半精铣 327、钻、扩、铰 32 角 8、粗铣 14.5 面 9、粗铣 10、钻 211、 镗 32 ，内孔倒角 12、 32 另一头倒角 13、去毛刺 14、终检 第四章 机床设备及工艺装备的选用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 在中批量生产条件下，可以选用高效的专用组合机床，也可以选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征。 工艺装备的选用主要包括刀具，夹具和量具。在工艺卡中应简 要写出它们的名称，如“钻头”，“百分表”，“机床夹具”等。 本零件属大量生产，一般均采用量具，选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量具的测量方法极限误差选择。 A，选择加工孔用量具，可选内径百分尺，选分度植为 B，选择加工槽所用量具，选用分度植为 量范围为 0150标尺进行测量。 第五章 加工余量 坯余量及工序 余 量的确定 合理确定加工余量 合理确定加工余量，对确保加工质量，提高生产率和降低成本都有重要 的意义。余量确定过小，不能完全切除上道工序留在表面的缺陷和各种误差，也不能补偿本工序加工时工件的装夹误差；余量确定过大，不仅增加了机械加工量降低了生产率，而且浪费原材料和能源，增加刀具等工具消耗，使加工成本升高。确定加工余量的方法 ： 1、经验估计法 2、查表法 3、分析计算法 。 机械加工中毛坯尺寸与完工零件尺寸之差，称为毛坯的加工余量（零件的表面如务须机械加工，则该表面上即无加工余量）。加工余量的大小，取决于加工过程中各个工步应切除的金属层厚度的总和，以及毛坯尺寸与规定的公称尺寸之间的偏差数值。 另外 ，第一个粗切削工步的加工余量，还取决于毛坯需要加工处的表面层状况。因为表面层平面度差别较大，有时甚至会有相当大的表面凹陷。 此外，表面的金属层往往不同于表皮内部的金属。在锻件上，有较内部为硬买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 的外壳（白口铁）；锻件的表面层（外皮）有氧化层和脱碳层。由此可知，表面层是有缺陷的，它的特点是有较高的硬度。如果刀具的刀刃切在表面层，将使刀具加剧磨损。因此刀具切入金属层的厚度应大于表面层的厚度。 查文献【 1】表 12件中碳素钢的表面层厚度为 1 4 这里采用查表法，为了防止余量不够而产生废品，在查表所得的数的 基础上加大一些。 此零件材料为 产类型为中批生产，采用砂型铸造， 2级精度。 件机械加工余量 下面为机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 毛坯采用砂型铸造，其制造精度在 13 级以下，加工余量大，原材料为合各种尺寸和生产类型的复杂工件，而且成本较低。 铸件机械加工余量（ 号“ 分为 A、 B、 C、 D、 E、 F、G、 H、和 G 9 个等级。加工余量的数值见文献【 1】表 成批和大量生产的锻件加工余量等级按表 选定锻件机 械加工余量的说明： 1. 基本尺寸应按有加工要求的表面上最大基本尺寸和该表面距它的加工基准间尺寸中较大的尺寸确定旋转体基本尺寸取其直径或高度（长度）中较大尺寸。 2. 表 面的数值是以一侧为基准、进行单侧加工的加工余量值。下面的数值为进行双侧加工时每侧加工余量值。 基本尺寸 1003级时，最大单侧加工余量为 侧为 在加工余量的选取中，采用精度等级为 11 级的毛坯。 根据文献【 1】表 12得： 零件公称 尺寸 50时，加工余量为 50 120时，加工余量为 8/6。 根据文献【 1】表 12得： 零件公称尺寸 18时，极限偏差值为 2； 18 30时，为 30 50时，为 3； 50 80时，为 80 120时，为 4； 120 180时，为 根据文献【 1】表 12得： 铸件公称重量 100，等级为 3时，重量偏差为 7%。 根据以上原始材料及加工工艺要求，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸如下： 1、 不加工表面毛坯尺寸： 不加工表面毛坯尺寸按照零件图给定尺寸为自由尺寸公差，表面粗糙度值要求为 200 ，由锻造可直接获得。 2、 支架端面： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 由于端面表面为自由尺寸公差，但是要作为后续工序的基准，所以要进行铣削，其加工余量取 z= 3、 支架轴孔： 毛坯为实心，不铸出孔。孔的精度要求介于 照参考文献表 4定其工艺尺寸及余量为： 钻孔： 镗 孔： 2 4、 支架两 小 端面： 端面用成型铣刀一次走刀完成，加工表面的粗糙度值为 据参考文献表 4单边的余量为 z=3 切削用量的选择： 正确的选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的工具耐用度和经济性，保证加工质量，具有相当重要的作用。 粗加工切削用量的选择原则 粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度 V、进给量 p） 中，提高任何一项，都能提高金属切削率。但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，切削深度影响最小。所以，粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度 p，其次选择一个较大的进给量 F，最后确定一个合适的切削速度 V. 精加工时切削用量的选择原则 精加工时 加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，如何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。所以，在精加工时，应选用较小的切削深度 p 和进给量 F，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度 V，以保证加工质量和表面质量。 第六章 切削用量 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 确定切削用量及基本工时 工序 1：铸造 工序 2：热处理 (正火 ) 工序 3：粗铣 32采用 式铣床 采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为 数为 8，刀 具耐用度为 60 90d=90mm,2 p=3mm,mm/s,e=82考文献【 1】表 14,刀具耐用度为t=60 90据文献【 1】，表 14 得： v= 0 . 70 . 2 5 0 . 5 0 . 6 0 . 3 0 . 32 8 . 3p z a f a z=m 361000 由机床 转速数列，取 n=600r/mm 1 )31()(21 12 22)609090(2221 2 mm 1 m 3260 工序 4：粗铣 32采用 式铣床 采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为 数为 8，刀具耐用度为 60 90d=90mm,2 p=3mm,mm/s,e=82考文献【 1】表 14,刀具耐用度为t=60 90据文献【 1】，表 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 得： v= 0 . 70 . 2 5 0 . 5 0 . 6 0 . 3 0 . 32 8 . 3p z a f a z=m 361000 由机床转速数列，取 n=600r/mm 1 )31()(21 12 22)609090(2221 2 mm 1 m 3260 工序 5. 半精铣 32采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为 数 为 8，刀具耐用度为 60 90d=90mm,2 现采用 式铣床，p=1mm,mm/s,e=82据文献【 1】，表14 得： v= 0 . 70 . 2 5 0 . 5 0 . 6 0 . 3 0 . 32 8 . 3p z a f a z=m 651 0 00 00 取 n=900r/精铣 时 40 mm 1 m 3260 工序 6. 半精铣 32采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为 数为 8，刀具耐用度为 60 90d=90mm,2 现采用 式铣床，p=1mm,mm/s,e=82据文献【 1】，表14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 得： v= 0 . 70 . 2 5 0 . 5 0 . 6 0 . 3 0 . 32 8 . 3p z a f a z=m 651 0 00 00 取 n=900r/精铣 40 mm 1 m 3260 工序 7： 钻， 钻 30孔 : 由文献【 3】表 16 选 进给量 f= mm/r 由文献【 3】表 15 取 n = 272 r/ 文献【 3】表 5 Tj= 21 6 r 28230230221 2 21 m 2876 粗镗 31: 由表 j= 21 1 +(23) 主偏角为 90时， 1l =2 3 取 l 1=3mm l 2=3 - 5 取 l 2=4文献【 3】表 取 f=r 文献【 3】表 选 n=400r/j= 21 m 376 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 精镗 32: 由文献 【 3】表 f=r 文献【 3】表 取 n=800r/j= 21 m 376 倒角： T=工序 8： 粗铣 面 采用 式铣床 采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为 数为 8，刀具耐用度为 60 90d=80mm,2 p=3mm,z,e=82考文献【 1】表 14,刀具耐用度为 t=60 90据文献【 1】，表 14 得： v= 0 . 70 . 2 5 0 . 5 0 . 6 0 . 3 0 . 32 8 . 3p z a f a z=m 931000 由机床转速数列，取 n=600r/mm 1 )31()(21 12 22)548080(2221 2 mm 1 m 1254 工序 9： 粗铣 15面 采用 式铣床 采用高速钢套式面铣刀，当为粗铣平面时，每齿进给量为 数为 8，刀具耐用度为 60 90d=80mm,2 p=3mm,z,e=82考文献【 1】表 14,刀具耐用度为 t=60 90据文献【 1】，表 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 得： v= 0 . 70 . 2 5 0 . 5 0 . 6 0 . 3 0 . 32 8 . 3p z a f a z=m 931000 由机床转速数列，取 n=600r/mm 1 )31()(21 12 22)548080(2221 2 mm 1 m 1254 工序 10： 32 倒角： T=七章 夹具设计 在机械加工中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，首先要将工件固定，使之占有确定的位置，这种装置即为夹具。它对保证工件的加工质量、提高加工效率、降低生产成本、改善劳动条件、扩大机床使用范围、缩短新产品试制周期等方面有着显著的经济效益。 本题目加工的零件为中批量生产，设计通用夹具即可。 经过与指导老师的协商，决定设道工序：。本夹具将用于 立式钻 床，采用直柄麻花钻对 其加工。 问题的提出 本夹具主要用来 加工直径 32 的孔 ，精度要求 不高 ， 并 与其它的加工部位之间的技术要求不是很高 。因此，在本道工序加工时，主要应考虑的问题是如何能保证加工表面的精度要求，同时还应考虑如何可以提高劳动生产率，降低劳动强买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 度，而与其它之间的技术要求不是主要问题。 夹具的设计 设计夹具的基本要求 专用夹具应有合理的定位方案，标注合理的尺寸公差和技术要求，并进行必要的精度分析，确保夹具能满足工件的加工要求。 应根据工件生产批量的大小设计不同复杂程度的高效夹具，以缩短辅助时间，提高生产效率。 3工艺性好 专用夹具的结构应简单合理便于加工装配检验和 维修。 专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具应设置调整或修配结构，如设置适当的调整间隙，采用可修磨的垫片等。 专用夹具的操作应简单省力安全可靠，排屑应方便，必要时可设置排泄结构。 除考虑专用夹具本身结构简单。标准化程度高，成本低廉外，还应根据生产纲领对夹具方案进行必要的经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 对夹具体的要求 1. 有适当的精度和尺寸稳定性 夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面，安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装 基面等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。 为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理 2. 有足够的强度和刚度 加工过程中，夹具体要求承受较大的切削力和加紧力。为保证夹具体不产生不容许的变形和振动，夹具体应有足够的强度和刚度。因此夹具体需有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强筋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体 3. 结构工艺性好 夹具体应便于制造装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面英铸出凸台，以减少加工面积。夹具体毛面与工件之间应留 有足够的间隙，一般为 4 15买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 。夹具体结构型式应便于工件的装卸。 4. 排屑方面 切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。 以下确定基准 ： 定位基准的选择 由零件图可知， 77设计基准是孔的中心线。确定其定位基准为孔中心线和已加工过的端面。 又由于此零件是中批量生产且根据要求，采用通用夹具，手动加紧。 定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。根据定位方案，设计定位元件的结构如附图（夹具装配图）所示。该设计中的 定位销 为主要的定位元件，其公差根据 文献【 5】表 以影响位置度的定位误差为： B，即小于相位位置度公差的31，所以定位方案能够满足加工要求。 夹紧力的计算及夹紧元件的强度校核 夹紧装置如夹具装配图，根据零件的形状，以及夹紧机构在夹具中安装，可确定夹紧力的位置。 切削力及夹紧力的计算 刀具： 硬质合金直齿端面铣刀， 0， 齿数 6。 粗铣时 B=6铣时 B=8 由文献【 5】表 3 0 . 9 0 . 8 1 . 0 0 . 909 . 8 1 5 8Z e z pF a f a Z d 其中： ,3 所以： 水平分力：