支承座工艺及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 摘要 绪论 1 1 工艺工装设计任务 2 2 零件的技术要求分析 3 件的材料分析 3 件的形状及尺寸分析 3 件的工艺性要求 4 3 零件毛坯选择及毛坯图设计 5 定毛坯的类型及制造方法 5 定毛坯形状、尺寸及公差 5 4 机械加工工艺规程的制定 8 要加工表面定位基准的选择 8 基准的选择 8 基准的选择 9 定机械加工工艺路线 9 定各加工表面的加工方法 9 定加工工艺路线 10 艺路线分析比较 12 定机械加工工序余量、工序尺寸及表 面粗糙度 12 面 13 端面 13 心圆孔 13 42614 择机械加工设备及工艺装备 14 定工序的切削用量及基本工时 14 铣底面，精铣底面 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 铣 上端 面，半精铣 上端 面 17 52中心孔 1 9 侧表面 2 0 、扩、 铰 26孔 2 2 削 8080 方孔 2 3 52侧孔 23 5 夹具设计 25 具总体方案的 确定 25 位方案及定位元件的选择 25 紧方案及夹紧元件的选择 25 紧力的计算 27 具的安装及对刀方案的选择和设计 27 具体的结构和尺寸的确定 28 制夹具装配图 28 结论 29 致谢 30 参考文献 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 摘 要 本文主要介绍了支承座工艺工装的设计，全文共分为工艺部分和工装部分这两大部分来阐述所设计的支承座的设计方法和工作原理。 工艺部分主要是对零件的材料性能、形状及尺寸和工艺性的分析，从而确定毛坯类型和制造方法，按照所确定的毛坯尺寸和公差来确定机械加工工艺规程。在工艺设计过程中，最大的难点是定位基准的选择和机械加工工艺路线的确定。通过确定机械加工工序余 量、工序尺寸及表面粗糙度来选择机械加工设备及工艺装备。 工装部分主要介绍了支承座专用夹具的设计，在确定夹具总体设计方案时，支承座专用夹具能否完成好工件的定位和夹紧达到所要求的技术要求显得尤为重要。在确定定位方案、定位原件、夹紧方案、夹紧原件的时候，应综合考虑相关的影响因素和原则，从而完善夹具的设计。其中在确定夹紧力大小的时候，应首先考虑夹紧力的方向和作用点。应保证夹具夹紧力和轴向力 方向一致，为防止工件在加工过程中产生振动和转动，采用钩形压板夹具夹紧工件，以防止工件转动，在设计过程中应当考虑到侧壁的定位和刚性 能否达到技术要，并采用适当的方式来解决这个问题。 关键词 ： 工艺，夹具，定位，毛坯 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 is is to on in to a of In of on of By of of In of of it is to of of In of of in to to to an to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 绪 论 毕业设计是我们对大学所学各课程的一次综合性的总复习，同时也是一次理论联系实践的训练。通过大学的学习是实践，我希望能在这次毕业设计能体现出所学所想；还能学习到更多更广的知识，锻炼自己独立分析问题解决问题的 能力。 零件的工艺部分主要是通过对零件的材料，尺寸及形状分析来选择毛坯，从而来制定机械加工工艺规程。零件在 工艺规 程之后，就要按 工艺规 程 顺 序 进 行加工。在加工中除了需要机床、 刀具、量具之外，成批生 产时还 要用机床 夹 具。它 们 是机床和工件 之间的 连接装 置，使工件相 对 于机 床获 得正确的位置。机床 夹 具的好坏 将 直接影 响 工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上 或夹 具中占有正确位置的 过 程， 称为定 位。当 工件定位后， 为 了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位 ，还应该 用一定的机构或 装 置 将 工件加以固定。使工件在加工 过 程中保持 定位位置不 变 的操作， 称为夹紧。将 工件定位、 夹紧 的 过 程 称为装夹 。工件 装夹 是否正确、迅速、方便和可靠， 将直接影 响 工件的加工 质 量、生 产 效率、制造成本和操作安全。机床 夹 具在生 产 中 应 用十分 广泛 。 机床 夹 具的作用可 归纳为 以 下 几 个 方面：保 证 加工精度、提高生 产 效率 、 减少 劳动强 度 。机床夹具应满足的基本要求包括以下几方面：保证加工精度 、 夹具的总体方案应与年生产纲领相适应 、 安全，方便，减轻劳动强度 、 排屑顺畅 、 夹具应有良好的强度，刚度和结构工艺性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 1 工艺工装设计任务 支承座的工艺工装设计可以 培养学 生正确的设计思想方法、严谨的科学态度和良好的工作作风，树立自信心 ； 培养学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及素质 ； 培养学生获取信息和综合处理信息的能力 ，提高 文字和语言表达能力。 安排加工工艺，安排工艺流程，并设计夹具。首先进行有关资料的查询，零件图分析，填写工艺卡片，进行夹具的设计，了解设计的任务，熟练应用机械设计制造基础知识和电脑绘图软件。 本课题要求学生应在校外短期调研的基础上，在老师的指导下在校内独立完成，学生最终完成：计算机打印的设计图纸总量 张以上、设计计算说明书 字以上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 2 零件的技术要求分析 件的材料性能分析 题目所给的零件为支承座，主要用于连接轴类零件的作用。故材料选用 属于铸铁 ， 含碳量大于 铁碳合金，力学性能比钢差 。 但具有优良的铸造性、减震性、耐磨性等特点，加之价格低廉，生产设备和工艺简单， 其 优势是铸造性能优异 ，最适合作为大型壳体类零件 。 件的形状及尺寸分析 支承座零件如图所示，零件为一定位支撑座，有一长 320 180 36心为一突起圆柱 ，圆柱中心有一 52孔及 80方孔；圆柱两侧分别有一条三角形筋板，加强工件的强度，延长使用寿命。零件总长 320高 156宽 180 图 2件图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 2件图 件的工艺性要求 由于该零件结构简单，表面粗糙度要不是非常的高，故在机械加工时采用 普通铣削即可完成零件表面的加工，采用普通镗床来完成对中心圆孔 52圆柱体侧面 52圆孔 的加工。通过设计专用夹具来完成对 4 个 26孔的加工。 铸件运用自然时效处理，铸件不得有气孔，砂眼，缩孔等缺陷。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 3 零件毛坯选择及毛坯图设计 定毛坯的类型及制造方法 零件材料为 虑到法兰盘在运动过程中经常承受变载荷与冲击载荷的作用，并且零件年产量能够达到 20000 件，已经达到了大批量生产的水平，而且零件的轮廓尺寸并不大，故选用 砂型机械造型铸造 的方法来完成毛坯的制造。这对于提高生产效率，保证加工质量也能起到一定的好处。 定毛坯形状、尺寸及公差 零件的中心孔精度高，因为中心孔要作为定位孔，还要与心轴配合使用，所以给中心孔的公差要小一些。在镗削中心孔时，为了节省 加工时间与刀具的寿命，中心孔设计成为阶梯孔，以便退刀。 该零件质量约为 参考文献机械加工工艺人员手册可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用 砂 型机器造型，又由于零件的内腔孔要铸出，故要放型芯。此外为消除系统参与应力，铸造后要安排时效处理。由参考文献实用 机械制造工艺 设计 手册表 2 2知，该种铸件的尺寸公差等级 10 级，加工余量等级为 G 级 ,取 10 级。 各主要表面的加工余量等级 如下表： 表 1工表面 基本尺寸 加工等级 加工余量 说明 底面 320 G 6 底面 精加工 上表面 140 H 7 顶面 降一级双侧加工 52 孔 52 H 7 孔降一级双侧加工 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 3承座毛坯图 图 3承座毛坯图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 图 3承座毛坯图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 4 机械加工工艺规程的制定 要加工表面定位基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以保证加工质量，提高生产效率。如果基面选择不当，就会在加工过程中问题百出，造成工艺效果不好，严重的还会造成零件的大批量报废，是生产无法继续进 行，给企业带来经济损失。 基准的选择 选择精基准时，应能保证加工精度和装夹可靠方便，可按下列原则选取。 （ 1）基准重合原则 采用设计基准作为定位基准称为基准重合。为避免基准不重合而引起的基准不重合误差，保证加工精度应遵循基准重合原则。 （ 2）基准统一原则 在工件的加工过程中尽可能地采用统一的定位基准，称为基准统一原则（也称基准单一原则或基准不变原则）。 工件上往往有多个表面要加工，会有多个设计基准。要遵循基准重合原则，就会有较多定位基准，因而夹具种类也较多。为了减少夹具种类，简化夹具结构 ，可设法在工件上找到一组基准，或者在工件上专门设计一组定位面，用它们来定位加工工件上多个表面，遵循基准统一原则。为满足工艺需要，在工件上专门设计的定位面称为辅助基准。采用基准统一原则时，若统一的基准面和设计基准一致，则又符合基准重合原则。此时，既能获得较高的精度，又能减少夹具的种类，这是最理想方案。 （ 3）自为基准原则 当某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，选择加工表面本身作为定位基准。遵循自为基准原则时，不能提高加工面的位置精度，只是提高加工面本身的精度。 （ 4）互为基准原则 为了使加工面间有较高的位置 精度，又为了使其加工余量小而均匀，可采用反复加工、互为基准原则。 （ 5）保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则 所选精基准应能保证工件定位准确、稳定、夹紧可靠。精基准应该是精度较高、表买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 面粗糙度值最小、支撑面积较大的表面。当用夹具装夹时，选择的精基准面还应使夹具结构简单、操作方便 基准的选择 在机械加工的起始工序中，一开始选择的基准，必然是粗基准。由于毛坯表面比较粗糙，各表面之间的位置精度较低，就构成了粗基准选择的特殊性。为了合理的选择粗基准，一般应遵循以下原则。 （ 1） 当零件上有一些表面不需 要进行机械加工，且不加工表面与加工表面之间具有一定的相互位置精度要求时，应以不加工表面中与加工表面相互位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准。 （ 2） 当零件上有较多的表面需要加工时，粗基准的选择，应有利于个加工表面均能获得合理的加工余量。 （ 3） 粗基准的选择，应尽可能使加工表面的金属切除量总和最小。 当以粗基准定位加工一些表面时，在加工出来的表面中，应有一些表面便于作为后续加工的精基准。 分析该零件，该零件符合粗基准选择原则，即当零件有不加工表面时应以与加工表面要求相对位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准 ，现选取 工件底座的上 表面为粗基准，利用专用夹具以 工件底座的上 表面两侧作为定位表面以消除 Y 方向的移动，利用条形 140 中心圆柱体夹紧定位 消除 X,Z 方向自由度，两夹具共同作用，限制了 X、 Y、 定机械加工工艺路线 定各加工表面的加工方法 工艺路线的拟定是工艺规程制定过程中的关键阶段，是工艺规程指定的总体设计。所拟定的工艺路线是合理与否，不但影响加工质量和生产效率，而且影响到工人，设备，工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。因此，工艺路线的拟定应在仔细分析零件图 ，合理确定毛坯的基础上，结合具体的生产类型和生产条件，并依据下面所述的一般性原则来进行，其主要工作包括各加工表面加工方法与加工方案的选择，工序集中与分散程度的确定，工序顺序的安排，定位与夹紧方案的确定等内容。设计时一般提出几种方案，通过分析对比，从中选择最佳方案。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 在选择加工表面的加工方法和加工方案的时候，应综合考虑下列因素： （ 1） 加工表面的技术要求 （ 2）工件材料的性质 （ 3）工件的形状和尺寸 （ 4）生产类型 （ 5）具体生产条件 （ 6）特殊要求 综合上诉因素，分析该零件。支承座的结构对称，精度要求不高。 需要铣削上下平面，下平面作为定位，特别需要精铣；还需要镗削 52 的中心孔和侧孔；由于对四个 26孔的表面粗糙度要求不高，采用钻四个 26 孔；中间的方孔需要普通插床插削；为使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可采用组合钻床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此以外还应考虑经济效果，以便降低生产成本。 定加工工艺路线 分析零件图 ,依据各个表面加工要求精度形位公差配合关系以及技术要求 ,还有各种加工方法能达到的经济精度 ,以及基准 的合理选择确定了以下两种工艺路线方案 : 工艺路线方案一： 工序：对毛坯进行砂型铸造 工序：自然时效 工序：喷砂，上漆 工序：铣削工件的下表面 工步一：粗铣工件下表面 工步二：精铣工件下表面 工步三：精铣工件下表面 工序：铣工件上端面 工步一：粗铣工件上端面 工步二：半精铣工件上端面 工序：镗削 52 中心孔， 工步一：粗镗 52 孔 工步二：半精镗 52 孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 工步三：精镗 52 孔 工序：镗削加工 52 的侧孔 工序：钻四个 26 的孔 工步一：钻四个 26 的孔 工步二：扩四 个其中一个 26 的孔 工步三：继续铰孔扩后的 26 的孔 工序：插削 80方孔 工序：去毛边 工序：终检 工艺路线方案二： 工序：对毛坯进行砂型铸造 工序：自然时效 工序：喷砂，上漆 工序：铣削工件的下表面 工步一：粗铣工件下表面 工步二：精铣工件下表面 工步三：精铣工件下表面 工序：铣工件上端面 工步一：粗铣工件上端面 工步二：半精铣工件上端面 工序：镗削 52 中心孔， 工步一：粗镗 52 孔 工步二：半精镗 52 孔 工步三：精镗 52 孔 工序：铣削工件的侧表面，用以 定位 工序：钻四个 26 的孔 工步一：钻四个 26 的孔 工步二：扩四个 26 的孔其中一个 工步三：继续铰四个 26 的孔其中一个 工序：插削 80方孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 工序：镗削加工 52 的侧孔 工序：去毛边 工序：终检 艺路线分析比较 工艺路线方案一，采用工序集中原则组织工序，镗孔加工集中、钻四个 26 孔在组合机床上加工，易于保证加工面的相互位置，缩短工艺路线减少装夹次数，提高自动化生产和生产效率；但是由于本零件形状不规则，结构复杂，夹具定位、夹紧不易实现。工艺方案二，按工序分散原则，各间的 铣削到专用夹具上加工，提高加工精度，减少装夹时间，提高劳动生产率和经济效益，孔加工放在组合机床上加工，易保证两孔轴线的平行度及位置精度，减少辅助时间和终结时间，减少工件在工序之间的传输和装夹次数。由于本零件形状不规则，加工面分散，而且生产纲领为大批生产，可采用组合机床加工，可以采用专用夹具，减少装夹次数，提高自动化生产和生产效率。综合上述两个工艺方案的优缺点，选择工艺方案二较合适。 定机械加工工序余量、工序尺寸及表面粗糙度 支承座材料为 度为 156 197坯质量约为 产类型为大批生产，采用砂型机械造型铸造。查机械制造工艺设计简明手册表 坯铸造精度等级取 10G， 根据上述资料确定各加工余量，工序尺寸及表面粗糙度如下 表 1号 工序内容 加工余量 基本尺寸 表面粗糙度 粗铣下底面 2 320 精铣下底面 20 粗铣上端面 3 半精铣上端面 140 粗镗 52 中心孔 2 半精镗 52 中心孔 52 精镗 52 中心孔 52 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 8 铣侧面 0 插 80 80 方孔 80 0 粗镗加工 52 侧孔 2 1 半精镗 52 侧孔 52 底面 （ 1）毛坯： 42 1 2）粗铣底面： 37 Z=5 3）精铣底面： 360025.0 Z=1 上端面 （ 1）毛坯： 163 1 2）粗铣上端面： 155 2Z=8 3）半精铣上端面： 156039.0 Z= 中心圆孔 查机 械制造工艺设计简明手册表 1 至 4，加工余量 4以其孔毛坯名义直径为 38 1照机械制造工艺设计简明手册 8 至 12，确定各工序尺寸及余量为： （ 1） 毛坯： 38 1 2） 粗镗： 50 2Z=12 3） 半精镗： 51 Z= 4） 精镗： 52 Z= 孔 426 1）钻： 25 2Z=15 2）扩钻： 2Z= 3）绞： 26 =择机械加工设备及工艺装备 在选择机械加工设备及工艺装备的时候，我们主要应该考虑所选择的设备能够完成此次机械加工的技术要求，例如：能够保证加工出来的产品达到所规定的尺寸精度，位置精度，表面粗糙度等要求。根据 我们所确定 的加工方法和步骤及应该达到的技术要求，我们将选用 ， 式铣镗床，组合钻床以 及钳台，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 再配以铣刀、钻头、铰刀、镗刀、卡尺、专用检具、铣夹具、钻夹具、专用夹具等工具来完成此次机械加工任务。 定工序的切削用量及基本工时 铣底面，精铣底面 （ 1）选择刀具 镶齿套式面铣刀 直径 d = 160Z = 16 参照金属切削手册第二版 （ 2）确定切削用量 由于表面粗糙度为 们采用粗 、精 加工 经查表可知，单边余量为 6里取粗铣加工余量为 5定切削深度 可走刀一次完成 ： 粗铣5 精铣照金属切削手册第二版 表 9 12 确定进给量 f ： 粗铣 mm/z 精铣 r （ 3）确定切削速度 金属切削手册第二版表 9 14 可知 粗铣时 精铣 20m/公式 1000 .（ 则 n 粗铣 = r/ n 精铣 = 机械加工工艺手册表 4 16 1 可知 标准转数可取 n 粗铣 = 80r/机械加工工艺手册 表 4 16 1 标准转数可取 n 精铣 = 40 r/ 4）选择铣刀寿命 根据机械加工工艺手册第一卷表 7 T = 180T/ 5）铣削力功率计算 由机械加工工艺手册 表 3 25 可知 0 . 6 5 0 . 8 30 . 8 3 09 . 8 1z F z e f a a d a Z （ 铣削宽度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 铣削力系数 每齿进给量 0d 铣刀半径 铣削深度 Z 齿数 由表 3 25 可知 精铣切削力功率计算因素： 50 96 0d= 80 Z = 16 则 1042N （ 6）校核机床功率（一般不校核粗加工工序） 由机械加工工艺手册表 3 25 可知修正系数 则实际的圆周切削力应为 1042 削功率 V 310 . （ 机械加工工艺手册第一卷表 7 得 机床功率为 取效率为 机床功率足够，同时 高加工表面粗糙度可达满足加工要求。 （ 7）时间定额计算 机动时间 由机械加工工艺手册 知 基本时间 12l l j i z fm z （ f Z n . .（ l 加工行程（ z 铣刀齿数 铣 刀每齿进给量（ mm/z） n 铣刀每分钟转数 （ r/ 铣削深度 i 行程次数 f 水平进给量（ mm/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 当主偏角 =90时，根据机械加工工艺手册 )31()(21 .（ 2l= 13 取 2l= 2 l = 320 i = 2 1l= 160- 22 96160 ） +2=18 f Z n=16 80=256 所以 铣 = j 精铣 =1 = 此 基本时间 =T 粗铣 +T 精铣 = 助时间：由 机械加工工艺手册表 7 29 可知： 工作时装上及取下零件所需辅助时间为 由表 7 30 可知有关定程的辅助时间为 后得出工序定额时间为： 粗铣 上端 面，半精铣 上端 面 （ 1）选择刀具 镶齿套式面铣刀 直径 d = 160Z = 16 参照金属切削手册第二版 （ 2）确定切削用量 由于表面粗糙度为 们采用粗 、 半精加工 经查表可知，单边余量为 7里取粗铣加工余量为 6定切削深度 可走刀 一次完成 ： 确定进给量 f ： 铣 = mm/z 精铣 = mm/z 参照金属切削手册第二版 表 9 12 （ 3）确定切削速度 金属切削手册第二版表 9 14 可知 粗铣时 半精铣时 25.4 m/ 由公式 1000 . .（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 则 n 粗铣 = r/n 半精铣 = 由机械加工工艺手册表 4 16 1 可知 标准转数可取 n 粗铣 = 80r/机械加工工艺手册 表 4 16 1 可取 n 半精铣 = 50r/ 4）选择铣刀寿命 根据机械加工工艺手册第一卷表 7 T = 180T/ 5）铣削力功率计算 由机 械加工工艺手册 表 3 25 可知 0 . 6 5 0 . 8 30 . 8 3 09 . 8 1z F z e f a a d a Z .（ 铣削宽度 铣削力系数 每齿进给量 0d 铣刀半径 铣削深度 Z 齿数 由表 3 25 可知 半精铣切削力功率计算因素： 50 96 0