机械制造技术课程设计-支架零件的机械加工工艺规程及钻Ф18孔夹具设计【全套图纸】 .doc

辽宁工程技术大学课程设计 12辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：机械09-3班姓名：指导教师：完成日期：2012.6.23一、设计题目支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图（草图） 1张(2) 生产类型: 3000件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 机械加工工艺过程综合卡片 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(5) 夹具装配图 1张(6) 夹具体零件图 1张(7) 课程设计说明书(5000字左右) 1份四、进度安排(参考)(1) 第1-2天，查资料，熟悉题目阶段。 (2) 第3-7天，完成零件的工艺性分析，确定毛坯的类型，制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的工艺过程综合卡片和机械加工工艺卡片(3) 第8-10天，完成夹具总体方案设计(4) 第11-13天，完成夹具总装图的绘制（5）第14-15天，零件图的绘制（6）第16-18天，整理并完成设计说明书的编写（7）第19天，完成图纸和说明书的输出打印五、指导教师评语全套图纸，加153893706成 绩： 指导教师日期摘 要在机械制造的机械加工，检验，装配，焊接和热处理等冷热工艺过程中，使用着大量的夹具，用以安装加工对象，使之占有正确的位置，以保证零件和工件的质量。本次设计主要是进行支架的专用夹具的设计，是对我们以往所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展。本文主要从工艺规程的指定与夹具的设计两方面出发。根据零件本身的特点，生产类型以及零件在具体工作时的作用选择工艺规程和夹具。在工艺规程方面：确定生产类型，综合考虑其准确度高，生产效率高，消耗经济少等方面，选择一个最优方案通过该课程，学生应该在下述各方面得到锻炼：1.使学生具有制定工艺规程的初步能力。能综合运用机械制造技术基础和其他课程的基本理论和方法，正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。2.具有设计专用夹具的初步能力，提高结构设计能力。3.结合工艺设计内容，能够熟练的应用工艺计算方法，正确的进行工艺计算，如工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、夹紧力等。4.进一步提高查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。5.通过设计的全过程，使学生会进行工艺设计的程序和方法，培养独立思考和独立工作的能力。关键词： 专用夹具 工艺规程 生产类型 最优方案abstractthis course design is an important part of teaching ，itis the main contents of a point of order processing machinery and drilling holes for fixture design process. this course is designed to complete the production internships, completion of machinery manufacturing and technological foundation and other professional courses conducted. students through the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, resolved the issue of capacity issues and the initial training, and also do a good job after graduation for the design and embarked on a comprehensive training for jobs. through the courses, students in the following areas should be tempered: 1. so that students have developed a point of order of the initial capacity. can make comprehensive use of machinery manufacturing technology and other courses based on the basic theories and methods, the right to develop a parts order processing machinery. 2. fixture with the preliminary design for capacity and improve structural design capacity. 3. combination of design, the application process can be skilled method of calculating the correct conduct of calculation, such as technical parameters, cutting force, cutting power, cutting speed, positioning error, the clamping force, and so on. 4. further improve access to information, skilled use of design manual, reference materials, such as the ability. 5. through the entire process of design, process design so that students will carry out the procedures and methods, and foster independent thinking and the ability to work independently.key words: appropriation tongs craft rules produce a type superior project目 录一.支架零件的机械加工工艺规程编制11.1支架零件的工艺分析及生产类型的确定11.1.1 零件用途11.1.2 分析零件的技术要求11.1.3 审查零件的工艺性21.1.4 确定支架的生产类型21.2确定毛坯、绘制毛坯简图21.2.1 选择毛坯21.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量21.2.3绘制支架铸造毛坯简图31.3拟定支架工艺路线31.3.1定位基准31.3.2表面加工方法的确定41.3.3 加工阶段的划分41.3.4 工序的集中与分散41.3.5 工序顺序的安排41.3.6 确定工艺路线51.4加工余量、工序尺寸和公差的确定61.4.1 工序6钻-粗铰-精铰18mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定61.5切削用量的计算61.5.1 钻孔工步61.5.2 粗铰工步71.5.3 精铰工步7二.钻削18mm孔工序钻用夹具设计72.1.夹具设计任务72.2.确定夹具的结构方案72.3.画夹具装配图82.4.夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求8参考文献91.支架零件的机械加工工艺规程编制1.1支架零件的工艺分析及生产类1.1.1 零件用途支架零件主要起支撑作用。1.1.2 分析零件的技术要求(1) 零件材料为ht200。(2) 支架零件技术要求汇集在下表表1-1 支架零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度|m形位公差/mm18mm孔180.1 it11ra1.616mm孔160.4 it13ra3.2 13mm孔13it9ra12.5 20mm孔 20 it9ra12.5 槽36*40it7ra1.652mm孔52it7ra1.6上端面70*65it9ra6.3下端面120*95it9ra6.3左端面205*65it9ra6.31.1.3 审查零件的工艺性由零件图分析可知，支架头部两端面和尾部两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积且易于加工。52的孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面，虽然加工精度相对较高，但也可以在正常生产条件下采用较经济的方法保质保量的加工出来，因此该零件的加工工艺性好。1.1.4 确定支架的生产类型根据老师给定要求，该支架的生产类型为中批1.2确定毛坯、绘制毛坯简图1.2.1 选择毛坯由于该支架结构复杂，所以毛坯选用铸件，用于铸造的材料为ht200。此支架的轮廓尺寸不大，且生产类型属中批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用金属模机器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5。1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2-12-5可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。1）公差等级由支架的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为ct810，选择ct9。2）铸件分型面根据该铸件的形位特点，选择零件中间对称面为分型面。3）表面粗糙度由零件图可知，该支架各加工表面的粗糙度ra均大于等于1.6。根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表中表1-2 支架铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注上端面长702.2表2-30.51（取1）表2-4下端面长1202.5表2-30.81.5（取1.5）表2-4高度205 2.8表2-312（取2） 表2-4宽度652.2表2-30.51（取1）表2-4孔522表2-30.30.5（取0.5）表2-4高度2052.8表2-312（取2）表2-4高度902.2表2-30.51（取1）表2-4孔161.6表2-30.30.5（取0.5）表2-4高度361.8表2-30.30.5（取0.5）表2-4宽度401.8表2-30.30.5（取0.5）表2-4宽度652.2表2-30.51（取1）表2-4宽度952.2表2-30.51（取1）表2-41.2.3绘制支架铸造毛坯简图1.3拟定支架工艺路线1.3.1定位基准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。1）精基准的选择根据该支架零件的技术要求和装配要求，选择支架底座底面、70mm轴线和支架头18mm孔，52mm轴线作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则，70 mm轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工支架头52mm孔，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工孔的轴线的垂直度要求。选用支架座底面和52mm孔轴线作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该支架在70mm轴线方向上的尺寸多以他们作为设计基准，即遵循了“基准统一”原则。2) 粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。选择支架头下端面作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。1.3.2表面加工方法的确定根据支架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法，如下表所示。表1-3 支架零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度ra/加工方案备注支架头上端面it116.3粗铣表1-8支架左右端面it116.3粗铣表1-8支架座上下端面it96.3粗铣-半精铣表1-852mm孔it71.6钻-粗铰-精铰表1-718mm孔it71.6钻-扩-粗铰-精铰表1-716mm孔it73.2钻-粗铰-精铰表1-78mm孔it76.3钻-锪-精铰表1-7槽36*40it71.6粗铣-半精铣-精铣表1-820mm孔it712.5钻表1-71.3.3 加工阶段的划分该支架的加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工和半精加工两个阶段。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；然后粗铣支架头圆柱两端面、支架板左端面和支架座上下两端面。在半精加工阶段，完成18mm孔、52mm孔、支架座上端面的半精加工。1.3.4 工序的集中与分散选用工序集中原则安排支架的加工工序。该支架的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。1.3.5 工序顺序的安排1)机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准支架座底面。（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，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工支架底座端面，再加工18mm孔、52mm孔。2）热处理工序及表面处理工序的安排（1）为改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力而安排的热处理工序。（2）为消除切削加工过程中工件的内应力而安排的热处理工序（3）为改善工件材料力学性能而采用热处理工序（4）为提高工件表面耐磨性，耐腐蚀性而采用热处理工序3）辅助工序的安排（1）检验工序（2）去毛刺及清洗（3）特殊需要的工序1.3.6 确定工艺路线表1-4 支架工艺路线及加工设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具1粗铣支架底座上下两端面立式铣床端铣刀2半精铣支架头上端面和支架左右端面立式铣床端铣刀3半精铣支架底座上下两端面立式铣床端铣刀4钻-扩-粗铰13mm孔四面组合钻床麻花钻，扩孔钻，绞刀5钻-粗铰-精铰52mm孔四面组合钻床麻花钻、铰刀，内径千分尺6钻-粗铰-精铰18mm孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺7钻-粗铰-精铰16mm孔四面组合钻床麻花钻，铰刀，内径千分尺8钻-粗铰16mm孔四面组合钻床麻花钻，铰刀9粗铣-半精铣-精铣槽36*40mm立式铣床端铣刀10钻-锪-粗铰8mm孔立式铣床高速钢麻花钻，高速钢90度直柄锥面锪钻，铰刀1.4加工余量、工序尺寸和公差的确定1.4.1 工序6钻-粗铰-精铰18mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定 由表2-28可查的，精铰余量=0.06mm；粗铰余量=0.94mm；钻孔余量=17.0mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：it7;粗铰：it10;钻：it12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.018mm ；粗铰：0.07mm；钻：0.18mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：18 mm；粗铰：17.94 mm；钻孔：17 mm，他们的相互关系如下图所示：加工方向0.940.06+0.18+0.07+0.0181.5切削用量的计算工序6钻、粗铰、精铰18mm孔1.5.1 钻孔工步1）背吃刀量的确定 取=14.0mm。2）进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。3）切削速度的计算 由表5-22，工件材料为ht200，切削速度v可取为22m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得此工序钻头转速n=389.24 r/min，参照表4-9所列z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=22.2m/min 。1.5.2 粗铰工步1）背吃刀量的确定 取=0.95mm。2）进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=1.00mm/r3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度v可取为3m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得该工序铰刀转速n=53.08r/min，参照表4-9所列z525型立式钻床的主轴转速, 取转速n=97r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际切削速度v=nd/1000=5.48m/min1.5.3 精铰工步1）背吃刀量的确定 取=0.05mm。2）进给量的确定 由表5-31，选取该工步的每转进给量f=0.8mm/r3）切削速度的计算 由表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序铰刀转速n=70.77 r/min，参照表4-9所列z525型立式钻床的主轴转速, 取转速n=97r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际切削速度v=nd/1000=5.48m/min1.6时间定额的计算1.6.1基本时间tm的计算1）钻孔工步 根据表5-41，钻孔的基本时间可由公式tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=73.1mm; l2=1mm; l1=1.1mm; f=0.2mm/r; n=392r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（73.1+1+1.1）/0.2*392=57.55s2)粗铰工序 根据表5-41，铰圆柱孔的基本时间可由公式tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l1,l2由表5-42按kr=15，=（d-d）/2=0.95的条件查得l1=1.1mm, l2=45mm;而l=73.1mm；f=1.0mm/r; n=97r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（73.1+1.1+45）/（1*97）=73.73s3)精铰工序 同上，根据表5-41可由公式tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工步的基本时间.l1,l2由表5-42按kr=15,=(d-d)/2=0.05的条件查l1=0.19mm ;l2=13mm;而l=73.1mm;f=0.8mm/r;n=97r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（73.1+0.19+13）/(0.8*97)=66.72s1.6.2辅助时间tf的计算根据第五章第二节所述，辅助时间tf与基本时间tj之间的关系为tf=（0.150.2）tj，本例取tf=0.15tj，则各工序的辅助时间分别为：工序6钻孔工步的辅助时间：tf=0.15*57.55=8.63s工序6粗铰工步的辅助时间：tf=0.15*73.73=11.06s工序6精铰工步的辅助时间：tf=0.15*66.72=10s1.6.3其他时间的计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间，休息于生理需要时间和准备与终结时间。由于本例中拨叉的生产类型为中批生产，分摊到每个工件上的准备于终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间tb是作业时间的2%4%,本例均取为3%，则各工序的其他时间（tb+tx）可按关系式（3%+3%）*（tj+tf）计算，它们分别为：工序6钻孔工步的其他时间：tb+tx=6%*（57.55+8.63）=3.97s工序6粗铰工步的其他时间：tb+tx=6%*（73.73+11.06）=5.09s工序6精铰工步的其他时间：tb+tx=6%*（66.72+10）=4.60s1.6.4单件时间tdj的计算钻孔工步 tdj钻=57.55+8.63+3.97=70.15s粗铰工步 tdj粗=73.73+11.06+5.09=89.88s精铰工步 tdj精=66.72+10+4.6=81.32s因此，工序6的单间时间tdj=70.15+89.88+81.32=241.35s2.钻削18孔工序钻用夹具设计2.1.夹具设计任务钻支架18mm通孔。已知：工件材料为ht200，毛坯为铸件，所用机床为z525型立式钻床，成批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。2.2.确定夹具的结构方案 （1）确定定位元件 选用一短削边销与工件18mm孔配合，限制一个自由度，削边销轴肩与工件定位端面接触，限制三个自由度，支承板与连接板端面接触限制两个自由度，工件的六个自由度被全部限制，实现了完全定位。本夹具的主要定位元件18孔，而该定位元件的尺寸公差为0.01，_j=0