支架零件的加工工艺设计【全套CAD图纸+word说明书】
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I 广东工业大学 华立学院 本科毕业设计（论文） 支架零件的加工工艺设计 系 部 机电学部 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 班级名称 学 号 学生姓名 指导教师 要 支架 零件加工工艺及 钻床夹具设计 是 包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量。 关键词： 工艺 ， 工序 ， 切削用量 V is of In of to of to of of in to is to of 录 摘 要 . 1 章 序 言 . 1 第 2 章 零件的分析 . 2 件的形状 . 2 件的工艺分析 . 2 第 3 章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 . 3 第 4 章 选择加工方法，制定工艺路线 . 5 面的选择 . 5 定工艺路线 . 6 择加工设备和工艺装备 . 9 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 9 第 5 章 确定切削用量及基本时间 . 11 工序切削用量及基本时间的确定 . 11 工序切削用量及基本时间的确定 . 13 序切削用量及基本时间的确定 . 14 序切削用量及基本时间的确定 . 15 序切削用量及基本时间的确定 . 17 序的切削用量及基本时间的确定 . 18 序的切削用量及基本时间的确定 . 20 序的切削用量及基本时间的确定 . 20 总 结 . 22 致 谢 . 23 参 考 文 献 . 24 1 第 1 章 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业 ，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 支架 零件加工工艺及 钻床夹具设计 是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等 的基础下，进行的一个全面的考核 。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具， 保证尺寸 证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 2 第 2 章 零件的分析 件的形状 题目给的零件是 支架 零件 ，主要作用是 起连接作用。 零件 的实际形状如上图所示， 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单 。 具体尺寸，公差如下图所示 。 件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 由零件图可知， 35、 45 的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组： 3 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 20一个端面及孔和倒角 ,30一个端面及孔和倒角。 10为加工表面 这一组加工表面包括， 10端面和倒角及内孔 103孔倒角 2 这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是： 内与 10心线垂直度公差为 由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 第 3 章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯 图 零件材料为 件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。 根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为 产类型为中小批量，可采用 一箱多件砂型铸造毛坯。由于 30孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。 由参考文献可知，差得该铸件的尺寸公差等级 8 10 级，加工余量等级 级，故 0 级， G 级。 表 查表法确定各加工表面的总余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 20 的端面 40 H 3 顶面降一级，单侧加工 16 的孔 1 H 面，孔降一级，双侧加 4 6 工 30 的外圆端面 45 G 3 双侧加工（取下行值） 30 的孔 32 H 降一级，双侧加工 10 的两端面 10 G 3 双侧加工（取下行值） 10 的孔 16 H 降一级，双侧加工 表 参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表： 主要加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 20 的端面 40 H 3 16 的孔 16 H 30 的外圆端面 45 G 3 30 的孔 32 H 10 的两端面 10 G 3 10 的孔 16 H 示为本零件的毛坯图 5 第 4 章 选择加工方法，制定工艺路线 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一 ，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 6 粗基准的选择，对像 支架 这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，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做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准 )。 对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的 问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。 定工艺路线 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的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，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。 艺路线方案一 一 毛坯 准备毛坯 1 铸造毛坯 铸造 2 时效热处理 热 3 涂底漆 油漆 二 铣 粗铣精铣高度为 40的上 下端面 金工 1 粗铣精铣 35上端面 金工 2 粗铣精铣 40下端面 金工 三 铣 粗精铣 20左右端面 金工 1 粗铣精铣 20左端面 金工 2 粗铣精铣 20右端面 金工 四 钻 钻、扩、铰 20金工 1 钻 20 金工 2 扩 20 金工 3 铰 20 金工 五 车 粗车精车 30（ 金工 1 粗车 30（ 金工 2 精车 30（ 金工 7 六 钻 钻、铰 10（ 金工 1 钻 10（ 金工 2 铰 10（ 金工 七 钻 钻 3金工 八 钻攻丝 钻攻丝 4金工 九 钳 表面去毛刺 钳工 十 涂料 十一 检 检验入库 检验 艺路线方案二 一 毛坯 准备毛坯 1 铸造毛坯 铸造 2 时效热处理 热 3 涂底漆 油漆 二 铣 粗铣精铣高度为 40的上下端面 金工 1 粗铣精铣 35上端面 金工 2 粗铣精铣 40下端面 金工 三 铣 粗精铣 20左右端面 金工 1 粗铣精铣 20左端面 金工 2 粗铣 精铣 20右端面 金工 四 车 粗车精车 30（ 金工 1 粗车 30（ 金工 2 精车 30（ 金工 五 钻 钻、扩、铰 20金工 1 钻 20 金工 2 扩 20 金工 3 铰 20 金工 六 钻 钻、铰 10（ 金工 1 钻 10（ 金工 2 铰 10（ 金工 七 钻 钻 3金工 八 钻攻丝 钻攻丝 4金工 8 九 钳 表面去毛刺 钳工 十 涂料 十一 检 检验入库 检验 艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便，但是要更换多台设备，加工过程比较繁琐，而且在加工过程中位置精度不易保证。方案二减少了装夹次数，但是要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。而且在过程有一定难度，要设计专用夹具。因此综合 2 个工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下： 一 毛坯 准备毛坯 1 铸造毛坯 铸造 2 时效热处理 热 3 涂底漆 油漆 二 铣 粗铣精铣高度为 40的上下端面 金工 1 粗铣精铣 35上端面 金工 2 粗铣精铣 40下端面 金工 三 铣 粗精铣 20左右端面 金工 1 粗铣精铣 20左端面 金工 2 粗铣精铣 20右端面 金工 四 钻 钻、扩、铰 20金工 1 钻 20 金工 2 扩 20 金工 3 铰 20 金工 五 车 粗车精车 30（ 金工 1 粗车 30（ 金工 2 精车 30（ 金工 六 钻 钻、铰 10（ 金工 1 钻 10（ 金工 2 铰 10（ 金工 七 钻 钻 3金工 八 钻攻丝 钻攻丝 4金工 9 九 钳 表面去毛刺 钳工 十 涂料 十一 检 检验入库 检验 择加工设备和工艺装备 床选用 工序是粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表 钻孔，选用 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 具通常又称为砂轮。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性 能主要取决于磨具的磨料、结合剂、粒度、硬度、组织以及砂轮的形状和尺寸。参考简明机械加工工艺手册（主编 徐圣群） 表 12择双斜边二号砂轮。 择量具 本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 支架 ” 零件材料为 机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铸铁的性能比较， 灰铸铁 的硬度 43 269，表 铸铁 的物 10 理性能， 3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 3械加工车间的生产性质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重 120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 第 5 章 确定切削用量及基本时间 工序切削用量及基本时间的 确定 削用量 本工序为铣 35 上端面 。 已知工件材料为 择高速钢圆柱铣刀直径 d=60数 z=10。根据资料选择铣刀的基本形状 ,0， 2， =45已知铣削宽度 削深度50机床选用 式铣床。 根据资料所知， 式卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等。查得每齿进给量 z、现取 z。 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 铣刀直径 d=60用度 T=180 12 根据资料所知，依据铣刀直径 d=60齿数 z=10，铣削宽度 削深度 50用度 T=180查取 98mm/s， n=439r/f=490mm/s。 根据 式 铣床 主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0300475=z 根据 资料所知 ，铣削时的功率（单位 :当 z, 5090mm/削功率的修正 系数 ，则 .8 根据 立式铣床 说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率 此机床功率能满足要求。 本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 6050(2 =13 工序切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为铣 40 下 端面 。选择高速钢圆柱铣刀直径 d=50数 z=8。已知铣削宽度 削深度 35机床选用 式铣床。 根据资料所知，查得每齿进给量 z、现取 z。 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 耐用度 T=180 给量 据上述参数，查取 73mm/s， n=350r/f=390mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 50r/50mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0150350=z 依据上道工序校验的方法，根据 资料所知 ， 切削功率的修正系数 ，则.8 床功率能够满足要求。 本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： 14 tm=zc 2 203015(2 =4.3 序切削用量及基本时间的确定 削用量 铣 20 左右端面 ， 所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为 d=60数 z=8。其他与上道工序类似。 根据资料 ， 查得每齿进给量 z，现取 z。 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 用度 T=180 齿 进给量 据上述参数 ， 查取 85mm/s， n=425r/f=438mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 50r/00mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 250400=z 根据 资料所知 ，根据以上参数可知， 切削功率的修正系数 ，则 .8 据上述校验方法可知机床功率能满足要求。 15 本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 605035(2 =5.8 序切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为钻、扩、铰 20 机床： 立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9选 高速钢 锥柄麻花钻头。 钻孔 20 9H 钻孔 20 9H 时先采取的是钻 17 孔，再扩到 ，所以 17D 。 切削深度给量 f ：根据参考文献 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 1 7 ， 按照参考文献 3表 31，取 630 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 7 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切 削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 16 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间14 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0 扩孔 20 9H 刀具：根据参照参考文献 3表 31选择硬质合金锥柄麻花 扩孔钻头。 片型号： 钻孔 20 9H 时先采取的是先钻到 17 孔再扩到 ，所以 ，1 17d 切削深度给量 f ：根据参考文献 3表 52，取 f mm r 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 53，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 4 6 0 4 2 6 . 7 8 / m i 1 4 1 9 . 7 按照参考文献 3表 31，取 500 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 9 . 7 5 0 0 0 . 5 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l 有： 11 1 9 . 7 1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 ， 取 2 走刀次数为 1 机动时间24 2 3 3 0 . 1 6 m i 6 5 0 0 铰孔 20 9H 刀具：根据参照参考文献 3表 54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度且 20D 。 进给量 f ：根据参考文献 3表 58， 取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 60，取 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i 1 4 2 0 17 按照参考文献 3表 31取 315 / m 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 2 0 6 0 0 0 . 6 3 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ， 01 2 0 1 9 . 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 0 922c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间34 2 2 . 0 9 3 0 . 0 7 m i 1 5 该工序的加工机动时间的总和是0 . 2 5 0 . 1 6 0 . 0 7 0 . 4 8 m i 序切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为 粗车精车 30（ 及 3刀槽 ， 加工条件为：工件材料为 用 床。刀具选择：采用双头刃磨法，后角 o 120， 45 度车刀。 查切削手册 所以， 按 钻 头 强 度 选 择 按 机 床 强 度 选 择， 最终决定选择机床已有的进给量 经校验m a F f 校验成功。 18 后刀面最大磨损限度（查切削手册）为 命 。 切削速度，查切削手册： c /10 修正系数 0.1 10 故 15 m 51 0 0 01 0 0 00vn s 查切削手册机床实际转速为 52 故实际的切削速度 0 00 c 73 m 所以 M 验成立。 算工时： m 2 1026 nf m 序的切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为钻、半精铰，精铰 10孔。铰刀选用 标准高速钢铰刀 ，, ,铰孔扩削用量： 1. 确定进给量 f 根据参考文献三表 f 表 = 床说明书，取 f= 2. 确定切削速度 n 根据表 V 表 =削速度的修正系数可按表 出， 19 。 1 5 . 8 1 1 5 3 . 8 92 0 0 . 1 0 4 故 =1= =01 0 0 0 1 0 0 0 1 2 . 3 5 2 4 8 . 6 / m i . 8 1v 表 根据 床说明书选择 n=275r/ 为： V= 0 1 5 . 8 1 2 7 5 1 3 . 6 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔： 5f=r, n=400r/v=18m/精铰： f=r, n=574r/v=铰： f=r,n=275r/v=时间计算： 12l l l 式中， n=400,f=0.3,l=l1=m= 2 7 . 5 5 5 0 . 3 1 m i 0 0 . 3 3. 半精铰基本工时： 1(452 1(2 1 c t gc t g k n=530r/f= 2 7 . 5 3 4 0 . 1 2 6 m i 0 0 . 5 1(452 1(2 1 c t gc t g k 20 2 7 . 5 4 2 0 . 1 8 5 m i 5 0 . 7 序的切削用量及基本时间的确定 本工序为钻孔 3 机床：钻床 具：根据参照参考文献 3表 9，选硬质合金锥柄麻花钻头 切削深度据参考文献 3表 查得：进给量 0 /f m m r ,切削速度 。 机床主轴转速 n ： m n ， 按照参考文献 3表 31，取 1 6 0 0 / m 。 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 3 1 6 0 0 0 . 5 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 削工时 被切削层长度 l ： 30l 刀具切入长度 1l ：1 6( 1 2 ) 1 2 0 2 422c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 。 加工基本时间 12 3 0 4 3 0 . 1 1 m i 2 2 1 6 0 0j L l lt 序的切削用量及基本时间的确定 切削用量 钻攻丝 4纹底孔及攻螺纹 钻螺纹底孔 21 取 （ 所以 （ r ） 按机床选取r （ 所以实际切削速度 （ m ） 切削工时（一个孔）： 212 攻螺纹 44 M 根据表 4 所以 （ 293 按机床选取 )2 7 2 所以实际切削速度 所以切削时间（一个孔）： 12 22 总 结 毕业 设计 即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利 用我们手中的各种设计手册和 我们踏入 社会 打下了好的基础。 毕业 设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此 我 们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了 很 多，也非常珍惜 大学 给我们的这次设计的机会，它将是我们 课程 设计完成的更出色的关键一步。 23 致 谢 这次 课程 设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅
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