机械制造技术基础课程设计-支架机械加工工艺规程及钻φ30H7孔的夹具设计【全套图纸】.pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：设计“支架”零件的机械加工工艺规程 及加工30h7 孔的工艺装备设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级： 机 械 05-6 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008.07.01 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 一、设计题目一、设计题目 二、设计要求二、设计要求 设计的要求包括如下几个部分： 1绘制零件图。 1 张 2. 绘制零件毛坯图。 1 张 3编制零件的机械加工工艺卡片。 1 套 4绘制夹具装配图（a0 或 a1） 1 张 5编写课程设计说明书（约 50008000 字） 。 1 份 说明书主要包括以下内容（章节） （1） 目录 （2） 摘要（中外文对照的，各占一页） （3） 零件工艺性分析 （4） 机械加工工艺规程设计 （5） 指定工序的专用机床夹具设计 （6） 方案综合评价与结论 （7） 体会与展望 （8） 参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，15 条以上) 三、上交材料三、上交材料 1.零件图 1 张 2.毛坯图 1 张 3.机械加工工艺过程卡片 1 张 4.零件的机械加工工艺卡片 1 张 5.夹具装配图 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 6.设计说明书 1 份 四、进度安排四、进度安排 1.第 l2 天查资料，熟悉题目阶段。 2.第 37 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机械加工工艺卡片。 3第 810 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟 通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步） 。 4第 1113 天，完成夹具总装图的绘制。 5第 1415 天，零件图的绘制。 6第 1618 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。 8第 2021 天，答辩 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii 摘摘 要要 设计内容：设计“支架”零件的机械加工工艺规程及加 工30h7 孔的工艺装备，并绘制出支架零件图、毛坯图、夹 具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。 设计意义：通过该课程设计，将所学理论与生产实践相 结合， 锻炼了自己分析问题、发现问题、解决问题的能力， 在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问 题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构 设计能力，增强了专业技能，为今后的毕业设计及对自己未 来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的 基础。在设计中调整了心态，懂得做事要细心，有信心，磨 练了意志，强化了自我。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv abstract design: design “stent“ parts of the machining process of order processing and 30 h7 hole of equipment and spare parts to map out support plans, rough map, fixture assembly, filled out a card process, the preparation of curriculum design specification. design significance: the adoption of the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, tempered his analysis of the problem, identify problems and problem-solving abilities, in the process i am an independent analysis and solution of the mechanical parts of the manufacturing process issues, design a machine for this fixture typical of equipment, improve the structure of design capability, enhance the professional skills for future graduates to design their own future and will be engaged in the work of an adaptation training, thus laying a good foundation. in the design of adjustment of the mentality, know how to do things carefully, confidence, tempering the will to strengthen the self. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 v 目目 录录 序言1 一、零件的工艺分析及生产类型的确定 2 1.零件的工艺分析2 2.零件的生产类型 2 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 2 1.选择毛坯 2 2.确定机械加工余量 3 3.确定毛坯尺寸 3 4.设计毛坯 3 三、选择加工方法，制定工艺路线 3 1.定位基准的选择3 2.零件表面加工方法的选择4 3.制定工艺路线4 四、 工序设计5 1.选择加工设备与工艺装备5 2.确定工序尺寸（工序）5 五、确定切削用量及基本时间（工序）6 1.切削用量的计算6 2.基本时间 tm的计算6 六、 夹具设计7 1.定位方案7 2.夹紧机构7 3.导向装置7 4.夹具与机床连接元件8 5.夹具体8 七、 设计体会8 参考文献9 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 序言序言 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大 部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环 节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并 结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造 工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设 计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位 老师多加指教。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 一、零件的工艺分析及生产类型的确定一、零件的工艺分析及生产类型的确定 1.零件的工艺分析零件的工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、 公差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面 的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是支架需要加工的表面以 及加工表面之间的位置要求： 1.r 面粗糙度为 6.3，通孔30h7，粗糙度为 1.6，此孔为加工其 他孔的基准。 2.孔8，粗糙度为 12.5。 3.孔20，粗糙度为 3.2。 4.m 面，粗糙度为 6.3 5.s 面，粗糙度为 6.3。 6.t 面，粗糙度为 6.3。 7.键槽 b=8,粗糙度为 3.2 。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该 零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺 均可以保证。 2.零件的生产类型零件的生产类型 大批量生产。 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 1.选择毛坯选择毛坯 该零件材料为 ht200，零件结构比较简单，生产类型为大批生产， 为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用铸造成形。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。 2.确定机械加工余量确定机械加工余量 根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表得，单边余 量在厚度方向为 1.0-2.0mm，水平方向亦为 1.0-2.0mm。铸件孔的单 面余量查表得 0.7mm. 3.确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 毛 坯 尺 寸 只 需 将 零 件 的 尺 寸 加 上 所 查 得 的 余 量 值 即 可 。 4.设计毛坯图设计毛坯图 三、选择加工方法，制定工艺路线三、选择加工方法，制定工艺路线 1.定位基准的选择定位基准的选择 粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面 时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则 应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零 件的侧面为主要的定位粗基准。 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依 据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以圆柱体的30h7 孔为精基准。 2.零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 （1）r 端面 公差等级为 it10，表面粗糙度为 ra6.3， 需进行粗铣。 （2）50 外圆面 为未注公差尺寸，根据 gb 1800-79 规定起公差等级按 it14，需进行粗铣。 （3）n 端面 为未注公差尺寸，根据 gb 1800-79 规定起公 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 差等级按 it14，需进行粗铣。 。 （4） t 端面 公差等级按 it10， 表面粗糙度为 ra6.3， 粗铣即可。 （5） m 端面 公差等级按 it10， 表面粗糙度为 ra6.3， 粗铣即可。 （6）s 端面 公差等级为 it10，表面粗糙度为 ra6.3，需 钻和铰。 （7）30h7 通孔，倒角 1.645 公差等级为 it7，表 面粗糙度为 ra3.2，需钻、精扩、精铰。 （ 8） 8 孔 公 差 等 级 为 it10， 表 面 粗 糙 度 为 ra12.5，需粗铣即可。 （9）20 半圆孔 公差等级为 it8，表面粗糙度为 ra3.2，需钻-铰。 3.制定工艺路线制定工艺路线 工序：粗铣 m 面。 工序：粗铣 n 面。 工序：粗铣 r 面。 工序：钻-精扩-铰孔至 30h7,孔口倒角 1.645 。 工序：粗铣键槽。 工序：粗铣 s 面及 t 面。 工序：粗铣-半精铣 18 半圆面。 工序：钻孔 4-8 扩铰球形孔。 工序：清洗。 工序：终检。 四、工序设计四、工序设计 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 1.选择加工设备与工艺装备 2.确定工序尺寸（工序） 钻=28.6mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为， 精铰：it9；钻：it12；根据上述结果，再由表可查得，30mm 的孔 精铰余量 z 精铰=0.2mm；钻孔余量 z 查标准公差数值表可确定各工步 的公差值分别为，精铰：0.030mm；钻：0.120mm。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰： 30+0.0300mm；钻孔：28+0.1200mm. 工序号 设备 工 艺 装 备 工 序 立式铣床 x51 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹 具 工 序 立式铣床 x51 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹 具 工 序 立式铣床 x51 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹 具 工 序 z550 莫氏直柄麻花钻，扩孔钻，铰刀，卡尺， 塞规 工 序 立式铣床 x51 直柄键槽铣刀，游标卡尺 工 序 立式铣床 x51 高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹 具 工 序 立式铣床 x51 圆柱形铣刀，卡尺 工 序 z550 莫氏直柄麻花钻，游标卡尺 工 序 清洗机 工 序 塞规，百分表，卡尺等 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 五、确定切削用量及基本时间（工序）五、确定切削用量及基本时间（工序） 1.切削用量的计算切削用量的计算 （1）钻孔工步 被吃刀量的确定 取 ap=5.8mm。 进给量的确定 由表，选取该工步的每转进给量 f=0.4mm/r。 切削速度的计算 由表，按工件材料为 ht200 的条件选取， 切削速度 v 可取为 25m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序钻头 转速 n=265r/min,参照表所列 z550 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=351/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度 v=n d/1000=33.06m/min. (2)精铰工步 背吃刀量的确定 取 ap=0.10mm。 进 给 量 的 确 定 由 表 ， 选 取 该 工 步 的 每 转 进 给 量 f=0.40mm/r。 切削速度的计算 由表，切削速度 v 可取为 4m/min。由公式 n=1000v/d 可求得该工序铰刀转速 n=42.4 r/min,参照表所列 z550 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=47r/min.再将此转速代入公式，可 求出该工序的实际切削速度 v=nd/1000=4.42m/min. 2.基本时间基本时间 tm的计算的计算 （ 1 ） 钻 孔 工 步 根 据 表 ， 钻 孔 的 基 本 时 间 可 由 公 式 tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn求 得 。 式 中l=53mm;l2=1mm;l1=(d/2) cotkr+(1 2)=（ 15mm/2） cot54+1mm=11.89mm;f= 0.4mm/r;n= 351r/min. 将 上 述 结 果 代 入 公 式 ， 则 该 工 序 的 基 本 时 间 tj=(53mm+1mm+11.89mm)/(0.4mm/r351r/min)=0.46min=28.1s。 （2） 精铰工步 根据表，可由公式 tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn 求 得 该 工 序 的 基 本 时 间 。 l1、 l2由 表 按kr=15 、 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 ap=(d-d)/2=(30mm-29.8mm)/2=0.10mm的 条 件 查 得l1=0.37mm ； l2=15mm；而 l=53mm；f=0.4mm/r; n=47r/min.将上述结果代入公式， 则该工序基本时间 tj=（53mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r47r/min） =3.63min=218s。 六、夹具设计六、夹具设计 1.定位方案定位方案 工件以 r 端面为定位基准，采用平面和定位销，v 型块组合定位 方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制 3 个自由 度、v 行块限制 2 个自由度，共限制了五个自由度。然后增加一个短 销来限制旋转的自由度，所有六个自由度都被限制了。 2.夹紧机构夹紧机构 根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用一般的螺旋夹紧 机构，通过旋转螺母实现对工件表面夹紧。夹紧力主要作用是防止工 件在切削力的作用下产生震动。由于夹紧力与钻孔时产生的力方向垂 直，所以需要对夹紧力进行计算。 应用下面的公式进行计算： )/( 1 lhfkflfj+= 其中： 1 f - - 摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性才考虑。 k安全系数，精加工时取 1.52。 f切屑力。 pfa kf = 其中： f k - - 切屑条件修正系数。 a单位切屑面积。 3.导向装置导向装置 采 用 钻 套 作 为 导 向 装 置 ， 选 用jb/t 8045.2-1999。 钻 套 高 度 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 h=37mm，排削间隙 h=9mm。 4.夹具与机床连接元件夹具与机床连接元件 在夹具体上设计座耳，用 t 形螺栓固定。 5.夹具体夹具体 由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面与定位圆柱销 在安装时垂直度在16 范围内允差 0.1mm. 七七、设计、设计体会体会 短暂的课程设计就要结束了，在这次设计中，我感受颇深。首先， 明确设计目的，要求.综合应用了所学专业知识,培养了自主动手与团 结合作的能力.