支架零件的加工工艺设计【2张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

摘  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

Abstract
Support parts processing technology and drilling fixture design is the design of process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure.

Key words: Technics, Process, Cutting dosage

目  录
摘  要 II
第1章 序   言 1
第2章 零件的分析 2
2.1零件的形状 2
2.2零件的工艺分析 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
4.1 基面的选择 5
4.2 制定工艺路线 6
4.3 选择加工设备和工艺装备 9
4.4 机械加工余量、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
5.1  工序Ⅰ切削用量及基本时间的确定 11
5.2  工序Ⅱ切削用量及基本时间的确定 13
5.3工序Ⅲ切削用量及基本时间的确定 14
5.4 工序Ⅳ切削用量及基本时间的确定 15
5.5工序Ⅴ切削用量及基本时间的确定 17
5.6工序Ⅷ的切削用量及基本时间的确定 18
5.7 工序Ⅸ的切削用量及基本时间的确定 20
5.8 工序Ⅸ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

 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。

第2章 零件的分析

2.1零件的形状

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。

2.2零件的工艺分析

由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，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，φ35、φ45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：
1.φ20mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ20mm的一个端面及孔和倒角,φ30mm的一个端面及孔和倒角。
2.以φ10mm孔为加工表面
这一组加工表面包括，φ10mm的端面和倒角及内孔φ10mm、φ3mm的孔倒角2mm。
这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是：
1.φ20mm孔内与φ10mm中心线垂直度公差为0.05；
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HT200，铸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0.65kg。生产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于φ30mm的孔需要铸造出来，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CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。
表3.1用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
Φ20的端面 40 H 3 顶面降一级，单侧加工
φ16的孔 φ16 H 3.0 底面，孔降一级，双侧加工
Φ30的外圆端面 45 G 3 双侧加工（取下行值）
φ30的孔 φ32 H 3.0 孔降一级，双侧加工
Φ10的两端面 10 G 3 双侧加工（取下行值）
φ10的孔 φ16 H 3.0 孔降一级，双侧加工

表3.2由参考文献可知，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CT
Φ20的端面 40 H 3 3.2
φ16的孔 φ16 H 3.0 2.2
Φ30的外圆端面 45 G 3 2.8
φ30的孔 φ32 H 3.0 2.6
Φ10的两端面 10 G 3 2.4
φ10的孔 φ16 H 3.0 2.2

图3.1所示为本零件的毛坯图

第4章 选择加工方法，制定工艺路线
4.1 基面的选择
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。
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。
4.2 制定工艺路线
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。
4.2.1 工艺路线方案一

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φ35上端面 金工
 2 粗铣精铣φ40下端面 金工
三 铣 粗精铣φ20左右端面 金工
 1 粗铣精铣φ20左端面 金工
 2 粗铣精铣φ20右端面 金工
四 钻 钻、扩、铰Φ20H7mm孔 金工
 1 钻Φ20H7mm孔 金工
 2 扩Φ20H7mm孔 金工
 3 铰Φ20H7mm孔 金工
五 车 粗车精车Φ30（H7）mm孔及3X2退刀槽 金工
 1 粗车Φ30（H7）mm孔 金工
 2 精车Φ30（H7）mm孔及3X2退刀槽 金工
六 钻 钻、铰Φ10（H7）mm孔 金工
 1 钻Φ10（H7）mm孔 金工
 2 铰Φ10（H7）mm孔 金工
七 钻 钻Φ3mm孔 金工
八 钻攻丝 钻攻丝4XM4孔 金工
九 钳 表面去毛刺 钳工
十  涂料 
十一 检 检验入库 检验
4.2.2 工艺路线方案二

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φ35上端面 金工
 2 粗铣精铣φ40下端面 金工
三 铣 粗精铣φ20左右端面 金工
 1 粗铣精铣φ20左端面 金工
 2 粗铣精铣φ20右端面 金工
四 车 粗车精车Φ30（H7）mm孔及3X2退刀槽 金工
 1 粗车Φ30（H7）mm孔 金工
 2 精车Φ30（H7）mm孔及3X2退刀槽 金工
五 钻 钻、扩、铰Φ20H7mm孔 金工
 1 钻Φ20H7mm孔 金工
 2 扩Φ20H7mm孔 金工
 3 铰Φ20H7mm孔 金工
六 钻 钻、铰Φ10（H7）mm孔 金工
 1 钻Φ10（H7）mm孔 金工
 2 铰Φ10（H7）mm孔 金工
七 钻 钻Φ3mm孔 金工
八 钻攻丝 钻攻丝4XM4孔 金工
九 钳 表面去毛刺 钳工
十  涂料 
十一 检 检验入库 检验
4.2.3 工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φ35上端面 金工
 2 粗铣精铣φ40下端面 金工
三 铣 粗精铣φ20左右端面 金工
 1 粗铣精铣φ20左端面 金工
 2 粗铣精铣φ20右端面 金工
四 钻 钻、扩、铰Φ20H7mm孔 金工
 1 钻Φ20H7mm孔 金工
 2 扩Φ20H7mm孔 金工
 3 铰Φ20H7mm孔 金工
五 车 粗车精车Φ30（H7）mm孔及3X2退刀槽 金工
 1 粗车Φ30（H7）mm孔 金工
 2 精车Φ30（H7）mm孔及3X2退刀槽 金工
六 钻 钻、铰Φ10（H7）mm孔 金工
 1 钻Φ10（H7）mm孔 金工
 2 铰Φ10（H7）mm孔 金工
七 钻 钻Φ3mm孔 金工
八 钻攻丝 钻攻丝4XM4孔 金工
九 钳 表面去毛刺 钳工
十  涂料 
十一 检 检验入库 检验
4.3 选择加工设备和工艺装备

4.3.1 机床选用

①.工序Ⅳ和工序Ⅵ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CA6140卧式车床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表4.2-7。
②.工序Ⅸ是钻孔，选用Z525摇臂钻床。