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支架机械加工工艺及 以及夹具设计 机械加工工艺 机械加工工艺及夹具设计 有CAD图纸 支架机械加工工艺及夹具设计 支架机械加工艺及夹具设计 支架工艺与夹具设计 及其夹具设计

资源描述：

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辽宁工程技术大学课程设计6附录1 课程设计说明书格式（封皮）辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目： 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期： 一、设计题目(学生空出，由指导教师填写)二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:中批或大批大量生产三、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(参附表1) 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(4) 夹具装配图 1张(5) 夹具体零件图 1张(6) 课程设计说明书(50008000字) 1份四、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要介绍课程设计的主要内容及意义（宋体，四号字，200300字，单独占一页，行间距21磅，字间距0.9磅）Abstract将摘要翻译成英文（Times New Roman，四号字，单独占一页，行间距21磅，字间距0.9磅）目 录（宋体，四号字，行间距21磅，字间距0.9磅）1标题（一级）11.1标题（二级）1支架的分析1.1支架的工艺分析支架的加工过程中，首先要给支架定位，将支架底部固定在支撑板上，底部两端夹紧，在上下夹紧。加工时要保证支架尺寸要求，要先将支架两端3400.41mm的表面加工完成，其表面粗糙度是12.5m。再将预先铸出的孔进行精度加工，以达到技术要求。最后在将240mm的底面进行加工，其表面粗糙度是3.2m。1.2支架的技术要求按表形式将该支架的全部技术要求列表中支架技术要求表加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra(m)形位公差/支架两端面12012.5支架底面2403.280mm孔80H83.22工艺规程的设计2.1确定毛坯的制造形式 零件的材料为HT200,零件承受的冲击载荷不是很大，且零件的轮廓尺寸较大，又是中，大批量生产，而且表面粗糙度质量要求也不是很高，故可采用铸件，以提高生产效率和效益。2.2基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选取240mm底面为定位基准，利用支撑板为定位元件，底面两端各加一销铣80两端面，再将零件顶部加一个手动压板上下两面夹紧定位，镗80孔。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复。2.3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的技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为中，大批量生产的条件下，可以考虑采用铣床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。 .工艺路线工序1 粗铣支架两端面至341.175-340.825mm,Ra12.5m；工序2 粗镗80的孔，分两次进行，第一次粗镗至75mm第二粗镗至78.0mm；工序3 精镗80mm孔至79.5mm，按照H11公差+0.19mm；工序4 粗铰80mm孔至79.9mm；工序5 精铰80mm孔至80mm；工序6 粗铣支架底面至241.175-240.825mm，Ra12.5m工序7 半精铣支架支架底面至240-239.7mmRa3.2m；工序8 去毛刺。工序9 中检。工序10 热处理，机加工前时效处理。工序11 清洗工序12 终检2.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定支架零件材料为HT200,生产类型为大批量产.根据上诉资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸以及毛坯尺寸如下:1.两端面及底面的加工参照,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12.5m),故可直接对其表面进行铣销;铣销厚度为16mm,故毛坯两端面之间的厚度为340mm+16=356mm厚，由于底面粗糙度为3.2m,因此要分粗铣，半精铣两次完成，两表面的厚度为260mm+16mm=276mm厚;2.80孔的加工参照,其加工余量为4mm,粗镗3mm,精镗1mm,故毛坯的尺寸80mm-4mm=76mm;2.5切削用量以及机床的确定工序1： 铣两端面,选用X51式铣床,采用w18Cr4V立刀,dw=16mm,z=3,切削速度:参考有关手册,V=37m/min.进给量为0.25mm/r; 工序2： 粗镗80mm孔, 选用T611卧式镗床,采用通空镗刀,d=25mm,镗销速度:参考有关手册V=25m/min,进给量为0.2mm/r;精镗80mm孔,选用T611卧式镗床,采用通空镗刀,d=20mm,镗销速度:参考有关手册V=20m/min,进给量为0.15mm/r工序3. 铣支架底面面,选用X51式铣床采用采用w18Cr4V立铣刀,dw=16mm,z=3,切削速度:参考有关手册,V=37m/min.进给量为0.25mm/r;3零件专用夹具的设计本次课程设计所设计的是支架的专用夹具.其具体设计思路及方案如下:3.1设计方案的确定本夹具是固定支架用,该零件表面规则,故能用通用的机床夹具来装夹,又因其是大批量生产,所以要设计专用夹具以提高加工精度和加工效率.分析零件,加工支架80mm孔是在加工两端面及底面之后加工的,故定位的时候可以考虑用这几个已加工的面来作定位基准加工支架的孔,这样可以提高加工的精度.再者,虽然支架底面与支架80mm孔轴线没有夹角,但钻销的时候也会会产生相对工件几个方向的力,所以要把六个自由度全部限制了.因为在加工80mm孔之前,两端面还有底面也已加工完成.所以可以考虑一面两销定位,再利用一个手动压板即可实现完全定位,这样就可以对零件进行精确的定位,可以保证加工精度.综上所述,本夹具可采用定位销 ,手动压板和支撑板等主要元件组成.3.2夹紧力的分析本到工序是用镗床钻孔,因此对工作台将产生一个扭矩,但因切销量很小,故其扭矩也不会太大,根据夹紧的基本原则,确定工件的夹紧方式,底面两侧的定位削可将铣销时产生的扭矩平衡掉.在通过压板压紧在夹具体座上,这样夹紧机构即可以保证工件夹紧的可靠,安全,又不会破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度.3.3 精度的分析本夹具设计的是钻支架80mm孔，由于该加工孔的精度要求不是很高，那么零件的加工精度可以完全由钻的制造精度和安装精度来保证，为此本夹具在装配好后应对钻的安装精度进行检测，如果不符合要求可以进行修配。3.4误差的分析定位尺寸及公差的确定。夹具的主要是底面的一侧及顶面，并且要求不是很高，可以满足。4课程设计总结就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己所学的专业知识做出总结,同时为将来工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后自己的工作打下一个良好的基础。但是这次课程设计的确显得有点心有余而力不足:首先是自己的心态问题,轻视这次课程设计,以为可以像以前一样轻轻松松地通过,其次就是基本知识问题,以前对基础知识没有很好的掌握，以后需要多加巩固。总的说来,在这次设计中自己学到了很多的东西,取得一定的成绩,但同时也存在一定的不足和缺陷,我想这都是这次设计的价值所在,以后的日子以后自己应该更加努力认真,以冷静沉着的心态去办好每一件事情。5体会与展望 面对新世纪，机遇与挑战并存，机械制造业只有与先进技术相结合，不断出新品、精品，才富有生命力。展望21世纪，集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是改变传统制造系统，使之成为信息时代、知识经济时代的先进制造系统的最主要的内容。除此以外，新的切削机理、新材料以及与其相对应的结构和工艺等方面也会有大的发展。在计算机、通讯等行业成为人们追逐热点的今天，可以相信，一个以人为本，以产品创新为龙头，以先进技术为支撑，以全球化、信息化、智能化为发展方向的机械制造业将会蓬勃发展。参考文献1.机械制造技术基础课程设计指导书，辽宁工程技术大学。2机械加工工艺手册，孟少农主编，机械工业出版社3机械加工工艺设计手册，张耀宸，航空工业出版社4机械制造技术基础，曾志新主编，武汉理工大学出版社5机械设计课程设计手册，吴宗泽主编，高等教育出版社6肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社,19937机械制造工艺设计简明手册作者：李益民，出版社：机械工业出版社，19998金属切削技术基础手册主编：陈宏钧，出版社：机械工业出版社， 20069机械制造技术基础主编：黄健求，出版社： 机械工业出版社，2005.1110机床夹具设计主编：秦宝荣，出版社：中国建材工业出版社，1998.211机械制造与模具制造工艺学主编：陈国香，出版社： 清华大学出版社 2006.5 PAGE 6 1 PAGE I () (1) 1 (2) : (1) 1 (2) 1 (3) (1) 1 (4) 1 (4) 1 (5) 1 (6) (50008000) 1 壨壬200300210.9 Abstract Times New Roman210.9 壬210.9 11 1.1 PAGE 1 1 1.1 3400.41mm12.5m240mm3.2m 1.2 缰(mm) Ra(m)/12012.52403.280mm80H83.2 2 2.1 HT200,档 2.2 240mm?80棬80 绻 2.3 羫 . 1 341.175-340.825mm,Ra12.5m 2 8075mm 78.0mm 3 80mm79.5mmH11+0.19mm 4 80mm79.9mm 5 80mm80mm 6 241.175-240.825mmRa12.5m 7 240-239.7mmRa3.2m 8 9 10 11 12 2.4,缰 HT200,.,: 1.漰 ,(12.5m),;16mm,340mm+16=356mm3.2m,260mm+16mm=276mm; 2.80 ,4mm,3mm,1mm,80mm-4mm=?76mm; 2.5 1 ,X51,w18Cr4V,dw=16mm,z=3,:,V=37m/min.0.25mm/r; 2 80mm, T611,d=25mm,:V=25m/min,0.2mm/r; 80mm,T611,d=20mm,:V=20m/min,0.15mm/r 3. ,X51w18Cr4V,dw=16mm,z=3,:,V=37m/min.0.25mm/r; 3 .: 3.1 ,.,80mm漰,. ,80mm,.80mm,滹.,弴,. , ,. 3.2 ,.,. 3.3 80mmİ 3.4 缰棬 4 ,: , ,侲顣 5 棬 21绯 1.顷 2 3巣 4人 5 6,1993 7磺磬1999 8磺磬 2006 9磺 磬2005.11 10磺磬1998.2 11磺 廪 2006.5 机械加工过程卡片产品型号 零（部）件图号 共（6）页产品名称 机床尾座体零（部）件名称 尾座体 第（1）页材料牌号 HT150毛坯种类 铸件毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件10 铸造铸造毛坯铸20时效处理时效处理铸 30 铣粗铣上顶面金工立铣床X51YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺 40 铣粗铣精铣240x240面金工立铣床X51YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺 50 铣粗铣精铣左右端底侧面金工卧铣床X6140YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺 60铣粗铣精铣120x120端面金工卧铣床X6140YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺 70镗粗镗精镗80孔金工卧式镗床T68高速钢镗刀 80去毛刺倒角和毛刺金工 90 质检按图纸要求检验 100 入库 设计（日期）审核（日期）标准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013.5.1机械加工工序卡片产品型号零件图号 共（6）页产品名称 机床尾座体零件名称 尾座体 第（2）页车间工序号工序名称材 料 牌 号金30 铣端面HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.55工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助粗铣上顶面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺750141.32310.55设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013.5.1机械加工工序卡片产品型号零件图号 共（6）页产品名称机床尾座体零件名称 尾座体 第（3）页车间工序号工序名称材 料 牌 号金40 铣端面HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液专用夹具 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件2.6工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣240x240端面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺200150.732.511.02精铣240x240端面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺200150.720.511.6设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013.5.1机械加工工序卡片产品型号零件图号 共（6）页产品名称机床尾座体零件名称 尾座体 第（4）页车间工序号工序名称材 料 牌 号金50 铣端面HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X61401夹具编号夹具名称切削液 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件1.0工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/smm/rmm机动辅助1粗铣左端底侧面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺750141.33210.32精铣左端底侧面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺100015720.510.213粗铣右端底侧面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺750141.33210.28 4精铣右端底侧面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺1000157 2 0.5 10.21设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013.5.1机械加工工序卡片产品型号零件图号 共（6）页产品名称车床尾座体零件名称 尾座体 第（5）页车间工序号工序名称材 料 牌 号金60 铣端面HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具 工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.65工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗铣120x120端面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺480 180.9 3210.222精铣120x120端面YG8硬质合金套式面铣刀、游标卡尺480180.920.510.43 设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013.5.1机械加工工序卡片产品型号零件图号 共（6）页产品名称车床尾座体零件名称 尾座体 第（6）页车间工序号工序名称材 料 牌 号金70 镗孔HT150毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式镗床T681夹具编号夹具名称切削液专用夹具 亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件24.8工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1粗镗80孔高速钢镗刀125310.521112精镗80孔高速钢镗刀80200.40.5113.8 设 计（日 期）校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期2013.5.1 第3章 铣B面的铣床夹具3.1 研究原始质料利用本夹具主要用来加工铣B面.采用立式铣床X52K 进行加工。需要设计铣床专用夹具。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计铣B面铣床夹具。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1支承钉 常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图6-1 常用支承钉的结构形式2支承板 常用的支承板结构形式如图6-2所示。平面型支承板（图a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2 常用支承板的结构形式3可调支承 常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。3.2 定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面30孔进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有：为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面一销再加上2个浮动调节支撑的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。3.3 切削力及夹紧力的计算刀具：面铣刀（硬质合金） 刀具有关几何参数： 由参考文献55表129 可得铣削切削力的计算公式： 有：根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5121可知其公式参数： 由此可得： 所以 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm3.4 误差分析与计算该夹具以采用一面一销再加上一挡销的定位方式，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： = 1 * GB2 销的定位误差 ： 其中：， 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：3. 5 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示： 图5.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4：表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。塞尺选用平塞尺，其结构如图5.3所示： 图5.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表5.5：表5.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.25上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要