左支座机械加工工艺规程及钻25孔夹具设计-2[含高清CAD图]
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支座
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苏州科技学院天平学院课程设计说明书苏州科技学院天平学院课程设计 题 目 名 称 左支座课 程 名 称 制造工艺与装备课程设计学 生 姓 名 胡思超学 号 0930116115指 导 教 师 曹自洋2012年 7月 9日左支座的工艺分析及夹具设计胡思超（苏州科技学院天平学院 机械0921 ，江苏 苏州）指导教师：曹自洋摘要 左支座是机床上的中小零件，它的应用很广泛。因此，学习它的工艺和夹具设计是很有必要的。本文，首先对左支座的工艺进行了分析，先制造出毛坯。然后，从它的工艺出发，制定工艺路线和工序卡。接着，当把零件制造出来以后，从定位和夹紧出发，设计出一套加工零件的某一道工序的夹具，并画出夹具装配图和夹具零件图。关键词 左支座 工艺 夹具目录1 推动架工艺分析及生产类型的确定 1.1 推动架的用途 1.2 推动架的技术要求 1.3 推动架的工艺性1.4 确定推动架的生产类型2 确定毛坯，绘制毛坯简图 2.1 选择毛坯 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2.3 绘制推动架毛坯简图3 拟定推动架工艺路线 3.1 定位基准的选择 3.1.1 精基准的选择 3.1.2 粗基准的选择3.2 各表面加工方案的确定3.3确定工艺路线4确定加工余量和工序尺寸5 确定切削用量及时间定额6 夹具设计7参考文献一 左支座的工艺分析及生产类型的确定1.1 左支座的用途题目所给的是机床上用的一个支座.该零件的主要作用是利用横、纵两个方向上的5的槽.使尺寸为80的耳孔部有一定的弹性,并利用耳部的21的孔穿过M20的螺栓一端与25H7()配合的杆件通过旋紧其上的螺母夹紧,使装在80H9()的心轴定位并夹紧。1.2 左支座的技术要求 左支座的技术要求表加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法大端面、小端面Ra3.2IT8IT9铣80内圆Ra1.6IT7IT8镗13内圆Ra12.5IT11以下钻20内圆Ra12.5IT11以下钻倒角无IT11以下10锥销孔Ra1.6IT7IT8钻-精铰侧面21通孔Ra12.5IT11以下钻25H7孔Ra3.2IT8IT10钻38孔Ra12.5IT11以下钻1.3 审查左支座的工艺性左支座共有两组加工表面,它们互相之间有一定的位置要求,现分别叙述如下:（一）以80H9()内孔为中心的加工表面：加工表面包括:80H9()孔的大端面以及大端的内圆倒角，四个13的底座通孔和四个20的沉头螺栓孔,以及两个10的锥销孔,螺纹M8-H7的底孔以及5()的纵槽，主要加工表面为80H9()，其中80H9()的大端端面有表面粗糙度的要求为：Ra=3.2m，且对80H9()孔的轴心线有 垂直度要求为:0.03。（二）以25H7()的孔加工中心的表面：这一组加工表面包括21的通孔和38的沉头螺栓孔以及43的沉头孔,螺纹M10-7H的底孔以及尺寸为5()的横槽，主要加工表面为25H7()。由上述分析可知，对于以上两组加工表面,可以先加工其中一组，然后再借助于专用夹具加工另一组加工表面，并且保证其位置精度。1.4确定左支座的生产类型 该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=6000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领 N=6066件/年二 确定毛坯绘制、毛坯简图2.1 选择毛坯毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由参考文献可知，查得该铸件的尺寸公差等级CT为10级，加工余量等级G级。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上小端面距下大端面尺寸100mmG3.5mm单侧加工80孔80H5mm双侧加工25孔25mmH2mm双侧加工由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表：主要面尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CT上小端面距下大端面尺寸1003.5mm103.5mm4.480孔804mm76mm4425孔251.4mm24.6mm3.22.3 绘制左支座毛坯简图表见附表。三 拟定左支座工艺路线3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。3.1.1 精基准的选择精基准的选择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的时候，应该进行尺寸换算。80孔和A面既是装配基准，又是设计基准，用它们做精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺规程路线遵循了“基准统一”的原则。此外，A面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。由于生产类型为中批生产，故应该采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外还应降低生产成本。3.1.2 粗基准的选择按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表面的时候,应该选取这些不加工的表面为粗基准;若零件有若干个不加工表面时，则应以其加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。现取R55的外圆柱表面作为定位基准，消除X,Y的转动和X,Y的移动四个自由度,再用80H9()的小端端面可以消除Z向的移动。3.2 各表面加工方案的确定根据左支座零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表，确定各表面加工方案，如下表所示。加工表面经济精度表面粗糙度加工方案32的外圆两端面IT76.3粗铣35的外圆两端面IT132.5粗铣-半精铣-精铣深9.5宽6的槽IT1212.5粗铣27的端面IT136.3粗车32的孔IT76.3钻-扩16+0.019 0的孔IT73.2钻-扩-铰3.3 工序的集中与分散工序的集中与分散是确定工序内容多与少的依据，它直接影响整个工艺路线的工序数目及设备，工装的选用等。由于本例中左支座的生产类型为成批生产，确定选用工序集中原则组织工序内容，一方面可以采用万能，通用机床配以专用夹具加工，以提高生产率，另一方面也可以减少工件的装夹次数，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度，并可以缩短辅助时间。3.4 工序顺序的安排3.4.1 机械加工工序1 遵循“先基准后其他”原则，2 遵循“先粗后精”原则，3 遵循“先主后次”原则，4 遵循“先面后孔”原则3.4.2 辅助工序在半精工后，安排去毛刺，中检工序；精加工后，去毛刺，安排去毛刺，清洗和终检工序。综上所述，该左支座工序的安排顺序为：基准加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工和次要表面加工-热处理-主要表面精加工，其间穿插一些辅助工序。3.5 机床设备及工艺装备的选用3.5.1 机床设备的选用在大批生产条件下，可以选用通用万能设备和数控机床设备。3.5.2 工艺装备的选用由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。1、选择机床，根据第八加工锥销孔的工序选择机床：由于本零件加工精度比较高，因此我选用最常用的机床：摇臂钻床用Z3025。下面是这台机床的具体资料：钻床用Z3025A产品说明：型号Z3025A最大钻孔直径25mm主轴最大进给抗力9000N主轴最大扭距160Nm主电机功率2.2kw主钻孔锥度3主轴转速9(级)50-2000r主轴每转进给量9(级)主轴行程200mm主轴箱行程(手动)200mm工作台行程310mm工作台尺寸400550mm外型尺寸/包装尺寸9808072302mm/240010301360mm机床净重/毛重950/1300kg2、选择刀具：选用硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀,加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工选用10锥柄复合麻花钻，精加工为10铰刀。选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下：1.选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm125mm的外径千分尺。2.选择加工孔量具因为孔的加工精度介于IT7IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm125mm的内径千分尺即可。3.选择加工槽所用量具槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为IT14;半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。故可选用读数值为0.02mm测量范围0150mm的游标卡尺进行测量。3.6 确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具量具010020粗铣 80孔的大端端面X52K游标卡尺030镗80H9()内孔T611YG6硬质合金铣刀和专用夹具具、游标卡尺040精铣80H9()孔的大端面X52KW18Cr4V高速钢刀和专用夹、游标卡尺050精镗80H9()内孔T611YG6硬质合金铣刀和专用夹具、游标卡尺060钻削4x13的通孔,锪沉头螺栓孔4x20Z535（立式）YG8硬质合金镗刀和专用夹具、游标卡尺070钻削锥销孔2x10底孔，铰削锥销孔10Z5150立式钻床13的高速钢钻头、20高速钢锪孔钻和夹具内径千分尺080钻削21的通孔，扩、铰孔25H7()，锪铰38的沉头螺栓孔Z30802521的高速钢钻头、24.7、38的高速钢锪孔钻和专用夹具内径千分尺090锪削沉头螺栓孔43Z306020（）43的高速钢锪孔钻和专用夹具内径千分尺0100钻削M8-H7的螺纹底孔Z5150立式钻床7.2的高速钢钻头和专用夹具内径千分尺0110铣削尺寸为5的纵槽X61W高速钢锯齿铣刀和专用夹具0120铰削25H7()的沉头孔Z30802524.7的YG6铰刀和专用夹具0130钻削M10-H7的螺纹底孔Z5150立式钻床9.2的高速钢钻头和专用夹具塞规，百分表，卡尺等0140铣削尺寸为5的横槽X62K高速钢锯齿铣刀和专用夹具0150塞规，百分表，卡尺等01600170攻螺纹M10-H7和M8-H7M4210M8、M10的YG6硬质合金丝锥和专用夹具四 确定加工余量和工序尺寸详细介绍第一道工序的加工余量和工序尺寸的确定方法工序一粗铣 80孔的大端端面由表224平面第一次粗加工余量为2.0-2.7mm，现取2.5mm，由于大端面取11CT，尺寸公差为4，4,所以工序尺寸为d1=103.5+ -2.2。d1=101+0.22 0五 确定切削用量及时间定额详细介绍第七道工序的切削用量及时间定额。工序60钻削4x13的通孔,锪沉头螺栓孔4x20,下面我们就以钻削4-13的通孔为例一 切削用量的计算（1） 钻孔工步1确定被吃刀量:ap=Z钻/2=13/2mm=6.5mm.2 确定进给量：查表取该工步的每转进给量f=0.2 mm/r。3 计算切削速度：查表，取切削速度v=15m/min,由公式求得n=1000X15/（3.14X13）=367r/min。查表对照该工序所选Z535立式钻床的转速系列，取转速n=400r/min。则实际转速v=n3.14d/1000=16.3m/min.(二 时间定额的计算1基本时间的计算1 钻孔工步。 根据表格，钻孔的基本时间可由公式t=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。式中l=7mm，取l2为2.5mm，l1=13/2cot54+1=5.41mm,f=0.2mm/r,n=400r/min,将上述结果带入公式，则该工序的基本时间t=0.19。2辅助时间的计算辅助时间：t=0.180.19=0.03s3 其他时间的计算其他时间：t=9%(0.19+0.03)=0.02s4 单件时间定额的计算工步t=（0.19+0.03+0.02）=0.24s六 夹具设计本次设计中为左支座设计一台专用夹具，以便在加工过程中提高工作效率、保证加工质量。左支座零件在本次夹具设计为加工25H7mm孔的加工专用夹具。专用夹具的特点：针对性强、结构简单、刚性好、容易操作、装夹速度快、以及生产效率高和定位精度高。利用本夹具主要用来钻加工大端端面的四孔。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对80H9()mm孔的平行度公差要求。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。6.1 定位基准及定位元件的选择由零件图可知：根据大端端面四孔的轴线与80H9()mm孔的尺寸要求，在对孔进行加工前，80H9()mm孔及其大端端面已按其加工技术要求加工，因此，80H9()mm孔及其大端端面定位精基准（设计基准）来满足孔的尺寸要求。6.2 切削力及夹紧力的计算参照可得：切削力公式：式中 ，即：实际所需夹紧力：得：安全系数K可按下式计算：式中：为各种因素的安全系数（如加工余量不均匀，加工性质，刀具钝化，断续切削等），见参考文献可得：所以由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。螺旋夹紧时产生的夹紧力：式中参数由可查得： 螺纹升角其中：作用力臂由得：原动力计算公式：由上述计算易得：因此采用该夹紧机构工作是可靠的。6.3 定位误差分析与计算该夹具以80H9()孔及其大端端面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公
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