机械制造及其自动化专业毕业设计

2014 届毕业设计说明书题 目：支架的机械加工工艺规程编制和专用夹具设计专 业：机械制造及其自动化姓 名：薛知才班 级：12 春学 号：12807145011指导老师：*起止日期：2013 年 10 月至 2014 年 2 月序言随着机械制造业的不断发展，社会对生产率的要求也越来中国石油大学网络教育本科毕业设计2越高，因此，大批量生产成为时代的需求，而组合机床就可以满足这一需求，我们有必要来研究他。另外，支架是主要起支撑作用的构架，承受较大的力，也有定位作用，使零件之间保持正确的位置。因此支架加工质量直接影响零件加工的精度性能，我们有必要对其进行研究。机械制造毕业设计涉及的内容比较多，它是基础课、技术基础课以及专业课的综合，是学完机械制造技术基础（含机床夹具设计）和全部专业课，并进行了实训的基础上进行的，是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年大学生活中占有重要的地位。本次毕业设计使我们能综合运用机械制造的基本理论，并结合生产实践中学到的技能知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件（支架）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。目录一、 对零件进行工艺分析并画零件图1.1 支架的作用及结构特中国石油大学网络教育本科毕业设计3点41.2 支架的工艺分析41.3 支架的零件图5二、 选择毛坯的制造方法并绘制毛坯简图2.1 选择毛坯的制造方式52.2 确定毛坯的形状、大小6三、 制订零件的机械加工工艺路线3.1 确定零件各孔、平面加工方案73.2 定位基准的选择93.3 制订工艺路中国石油大学网络教育本科毕业设计4线93.4 选择各工序机床及工、夹具，刀具，加工余量及工序间尺寸与公差的确定103.5 切削用量和时间定额的确定113.6 机械加工工艺过程卡和工序卡13四、 机床夹具设计计算和结构设计4.1 确定夹具设计方案，绘制结构原理示意图154.2 工件在夹具中加工的精度分析184.3 计算夹紧力204.4 画夹具装配图和零件图21五、参考文献及毕业设计总中国石油大学网络教育本科毕业设计5结21一、 对零件进行工艺分析并画零件图1.1 支架的作用及结构特点支架是起支撑作用的构架，承受较大的力，也具有定位作用，使零件之间保持正确的位置。在支架高 20mm 处两个 R12mm 宽 12mm 的凸出部位之间相隔 2mm，其中一个上有螺纹孔，另一个上有通孔，则此处构造比较复杂，且在支架高 36mm 处有2mm 宽的一个缺口，这两部分刚度比较低。中间有 30mm 的孔，属于套类结构，伸出部分为一平台，上有螺纹盲孔，在端部有倾斜 60的凸出部分，起定位作用，此处应力教集中，强度要好。在平台下面有增强其硬度的肋板。两个R12mm 凸出，2mm 宽 36mm 高处缺口及 R10mm 凸出部分为复杂结构，其加工存在一定的难度，要求较高，防止其损坏，需要对其进行必要的热处理。1.2 零件的工艺分析主要加工表面 30mm 中心孔及两端倒角，上、下端面，M612 螺纹盲孔，右端部倾斜 60凸出部分中间孔 8mm，左端两个凸出部分外侧面及其中间M10 螺纹孔和 11 孔。(1)选用灰铸铁 HT150，硬度 150200HB，负荷低，磨损无关重要，变形很小，经过正火处理。灰铸铁件的牌号和应用范围如表 1-1 所示。（2）未标注圆角半径为 R3mm。（3）加工表面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷，并应清理清洁。（4）所有加工表面应光洁，不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹杂物。（5）上下表面应与中心孔轴线保持一定的垂直度 0.06mm 和平面度0.05mm，中心孔内表面表面粗糙度 Ra1.6m，左端两个凸出部分外表面Ra6.3m，右端部倾斜 60凸出部分中间孔内表面 Ra1.6m，为较高精度，且 8 。015.（6）在加工之前进行人工时效热处理，对毛坯预备性热处理，为降低零件硬度，在精加工阶段的磨削加工前进行淬火处理，淬火后工件硬度提高且易变形。表 1-1 灰铸铁件的牌号和应用范围应用范围牌号 硬度 HB工作条件 用途举例HT100 170 （1）负荷极低（2）磨损无关重要 盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架、坐板、重锤等形状简单、不重要的零中国石油大学网络教育本科毕业设计6（3）变形很小 件，这些铸件通常不经试验即被采用，一般不需要加工，或者只需经过简单的机械加工。HT150 150200（1）承受中等载荷的零件（2）摩擦面间的压力490KPa(1)一般机械制造中的铸件，如支柱、坐板、齿轮箱、刀架、轴承座、轴承滑座、工作台，齿面不加工的齿轮和链轮，汽车、拖拉机的进气管，排气管、液压泵进油管等；（2）薄壁（重量不大）零件，工作压力不大的管子配件，以及壁厚30mm 的耐磨轴套等；（3）圆周速度为 612m/s 的带轮以及其他符合左列工作条件的零件。HT200 170220HT250 190240(1)承受较大负荷的零件（2）摩擦面间的压力490KPa（大于10t 的大型铸件1470 Kpa）或需经表面淬火的零件（3）要求保持气密性以及韧性的零件（1）一般机械制造中较为中重要的铸件，如气缸、齿轮、链轮、棘轮、衬套、金属切削机床床身、飞轮等；（2）汽车、拖拉机的汽缸体、汽缸盖、活塞、制动毂、联轴器盘、飞轮、离合器外壳、分离器本体、左右半轴壳等；（3）承受 7840KPa 以下中等压力的液压缸、泵体、阀体等；（4）汽油机和柴油机的活塞环；（5）圆周速度为 1220m/s 的带轮以及其他符合左列工作条件的零件。a(+0.015)1.3 支架的零件图，见图纸所示。中国石油大学网络教育本科毕业设计7设 计校 核审 核 201.34比 例 1:数 量重 量 材 料840.115226 ?16653510A04R10A?6R3R12M0C1两 端 ?8+0.15M 21807B10.?0.B5?30+. A0.AR15技 术 要 求 ：1、 未 注 圆 角 均 为 R2 3；2、 加 工 表 面 涂 漆 ；3、 线 性 未 注 公 差 为GB/T804-m。支 架 HT1500.6A36560二、选择毛坯的制造方式并绘制毛坯简图2.1 选择毛坯的制造方式该零件加工要求高，加工面数量多，并且种类繁多，有车、磨端面，钻孔、扩孔、攻螺纹、车倒角、钻斜孔等，位置、形状、尺寸精度都各有要求。支架材料为灰铸铁 HT150，硬度为 150200HB，承受中等载荷的零件，摩擦面间的压力490KPa,用于一般机械制造，薄壁（重量不大）零件，工作压力不大的管子配件以及壁厚30mm 的耐磨轴套等和圆周速度为 612m/s 的带轮以及其他符合表 1-1 中条件的零件。毛坯种类的确定是与零件的结构形状、尺寸大小、材料的力学性能和零件的生产类型直接相关的，另外还和毛坯的具体生产条件相关。铸件：包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能好，但铸件的力学性能差。生产纲领为大批量生产，采用精度和生产率高的毛坯制造方法，如金属型铸造，可以使毛坯的形状接近于零件的形状，因此可以减少切削加工用量，从而提高材料的利用率，降低了机械加工成本。金属型铸造就是将熔融的金属浇注到金属模具中，依靠金属自重充满金属模具型腔而获得的铸件，这种铸件比砂型铸造铸件精度高，表面质量和力学性能好，生产效率也高，但需要专用的金属型腔模，适用于大批量生产中的尺寸不大的有色金属铸件，综合上述生产此支架零件选择金属型铸造铸件的方式。中国石油大学网络教育本科毕业设计82.2 确定毛坯的形状、大小（1）毛坯的特点，如表 2-1 所示：毛坯的特点及应用范围制造精度 加工余量 原材料 工件尺寸 工件形状 适用生产 类型 生产成本IT1113 大 铸铁、铸 铜为主 各种尺寸 复杂 各种生产 较低（2）铸件尺寸公差，如表 2-2 所示：（/m）铸件基本尺寸 公差等级大于 至 11 12 13 1425 40 3.6 5.0 7 940 63 4.0 5.6 8 1063 100 4.4 6 9 11100 160 5.0 7 10 12（3）铸件的机械加工余量，如表 2-3 所示:(/mm)尺寸公差等级 CT 12加工余量等级 MA F G H J基本尺寸大于 至加工余量数值4.0 4.5 5.0 6.0- 1002.5 3.0 3.5 4.55.0 5.5 6.5 7.5100 1603.5 4.0 5.0 6.0（4）铸造孔的最小尺寸,如表 2-4 所示：（/mm)铸造方法 合金种类 一般最小孔径 特殊最小孔径金属及砂型铸造 全部 30 810（5）机械加工余量，工序尺寸确定由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有误差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。铸件的机械加工余量见毛坯的制造表 2-3 所示，尺寸公差等级为 12，加工余量等级 MA 为 G，则可选取毛坯的加工余量有 4.5mm 和 3.0mm 两种数值，及中国石油大学网络教育本科毕业设计9其他分析，确定毛坯的基本尺寸，画出毛坯简图，如图 2-5 所示：图 2-5三、制订零件的机械加工工艺路线由于零件是大批量生产，它的主要工艺特征是广泛采用专用机床、专用夹具及专用刀具、量具，机床按工艺路线排列组织流水生产。为减轻工人的劳动强度，留有进一步提高生产率的可能，该支架在工艺设计上采用了组合机床的流水线加工方式。3.1 确定零件各孔、平面的加工方式（1）孔的加工方式，如表 3-1 所示：表 3-1 孔的加工方案序号 加工方案经济加工精度等级（IT）加工表面粗糙度 Ra/m 适用范围1 钻 1112 12.52 钻-铰 89 3.21.63 钻-粗铰-精铰 78 1.60.8加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但粗糙度稍高） ，孔径20mm。4 钻-扩 11 12.56.3 加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也中国石油大学网络教育本科毕业设计105 钻-扩-铰 89 3.21.66 钻-扩-粗铰-精铰 7 1.60.87 钻-扩-机铰-手铰 67 0.40.1可用于加工非铁金属（但粗糙度稍高） ，孔径20mm。8 钻-（扩）-拉（或 推） 79 1.60.1 大批量生产的中、小零件的通孔由表 3-1 可以确定支架零件各孔的加工方案如下：A、加工孔 30 ，要求内表面粗糙度 Ra6.3m，则选择钻-扩-粗铰-032.精铰的加工方式；B、加工 11，要求内表面 Ra6.3m，选择钻-铰的加工方式；C、加工 8 ，要求内表面 Ra1.6m，选择钻-粗铰-精铰的加工方式。015.（2）平面的加工方式，如表 3-2 所示：表 3-2 平面的加工方案序号 加工方案经济加工精度等级（IT）加工表面粗糙度 Ra/m 适用范围1 粗车-半精车 89 6.33.22 粗车-半精车-精车 67 1.60.83 粗车-半精车-磨削 79 0.80.2端面4 粗刨（或粗铣）-精刨 （或精铣） 79 6.31.6一般加工不淬硬的平面（端铣表面粗糙度可较低）5 粗刨（或粗铣）-精刨 （或精铣）-刮研 56