机械制造技术课程设计-连接支架零件机械加工工艺规程及铣底面夹具设计【全套图纸】.doc

毕业设计说明书题目：支架零件的工艺规程及铣底面的工装夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：摘 要全套图纸，加153893706本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。支架加工工艺规程及其铣，底面的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；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 3二. 工艺规程设计42.1确定毛坯的制造形式 42.2基面的选择传 52.3制定工艺路线 82.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 112.5确定切削用量及基本工时14三 夹具设计163.1问题的提出163.2夹具设计173.3切削力及夹紧力计算183.4定位误差分析193.5夹紧误差203.6夹具设计及操作简要说明21总 结23致 谢24参考文献 25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。支架的加工工艺规程及其铣，铣底面的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、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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。一、 零件的分析1.1 零件的作用支架的作用，待查1.2 零件的工艺分析支架有2组加工面他们没有位置度要求。这2组加工面的分别为1，以底面为基准的加工面，这组加工面包括，左底面，20的孔，和2-15孔锪孔28深62：以20孔为基准的加工面，这组加工面主要包括18的端面，M10的螺纹孔，11孔和3mm宽的槽二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为HT1533，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.2 基面的选择的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对支架这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的上端的不加工平面作为粗基准。精基准的选择：根据基准重合原则，选取孔及一端面作为精基准。2.3 制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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。通过仔细考虑零件的技术要求后，制定以下两种工艺方案：方案一工序：铸造。工序：时效处理工序：铣35上下端面工序：钻，扩，铰20孔工序：铣40X80的面工序：铣50x80的面工序：钻2-15孔锪孔28深3工序：铣18的面工序：钻M10底孔工序X: 铣宽3mm的槽工序XI：扩孔11工序XII：攻丝M10工序XIII：终检，入库。方案二工序：铸造。工序：时效处理工序：铣35上下端面工序：钻，扩，铰20孔工序：铣40X80的面工序：铣50x80的面工序：铣18的面工序：钻2-15孔锪孔28深3工序：钻M10底孔工序X: 铣宽3mm的槽工序XI：扩孔11工序XII：攻丝M10工序XIII：终检，入库。工艺方案一和方案二的区别在于工序一把把钻2-15孔锪孔28放在了铣18孔的前面，这样可以在加工铣18端面的时间为其提供定位基准，而方案二则把他们放颠倒了不利于工序的加工，方案一省了夹具的制造成本，减少了我们的工时，能更好地适应大批量生产具体的加工路线如下工序：铸造。工序：时效处理工序：铣35上下端面工序：钻，扩，铰20孔工序：铣40X80的面工序：铣50x80的面工序：钻2-15孔锪孔28深3工序：铣18的面工序：钻M10底孔工序X: 铣宽3mm的槽工序XI：扩孔11工序XII：攻丝M10工序XIII：终检，入库。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HT1533，重量为0.66Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 支架底面由于支架架的底面要与其他接触面接触，同时又是孔的中心线的基准。作为后序的基准，所以要进行精铣，其加工余量为2.5mm。3、支架的轴孔毛坯为实心，不铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为钻 ，扩，绞孔钻孔：扩： 铰： 1、 孔端面采用铣一次走刀完表面加工，表面粗糙度为12.5，根据参考文献，其余量为Z=2.5mm2.5 确定切削用量及基本工时工序：铣支架35上下端面工步一：铣35上端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工步二：铣35下端面铣35下端面的切削用量及基本工时和铣35上端面完全相同，在此不在累述。工序II：钻，扩，绞20孔工步一钻孔至19钻孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序V：铣40x80的面铣40x80面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时： ，则机动工时为工序VI：铣50x80的面铣50x80面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则8） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取975当975r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时： ，则机动工时为钻2-孔，锪孔2-28工步VII：钻2-15孔钻孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：锪孔利用锪孔钻头将锪孔至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工序VIII：铣端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量10） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则11） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取12） 计算工时切削工时： ，则机动工时为工序IX：钻 孔钻孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工序X：铣3mm的槽，卧式铣床X62选择刀具刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量13） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则14） 决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取15） 计算工时切削工时： ，则机动工时为工序XI：钻孔11 立式钻床 Z525钻孔确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工序：攻丝M10攻螺纹M10mm。 按机床选取，则机动时，基本工时三、 夹具设计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，决定设计第五道工序铣40X80面的铣床夹具。 问题的提出 本夹具主要用于铣40X80端面，精度要求不高，和其他面没有任何为主度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑，我们采用20孔和20孔端面底面为定位基准，然后采用一定位档销定位，这样就限制了空间的5个自由度，同时以右侧平台来限制一个转动，达到6自由度完全限制。铣夹具的设计3.1 定位基准的选择由零件图以及零件的用途可知20孔和20孔的端面应作为零件的定位基准。我们采用20孔和20孔端面为定位基准。因为本道工序没有任何位置度要求，且余量不大，精度要求不高，故可以一次走刀完成。为了提高加工效率，现决定采用直径大于底面宽度的硬质合金端铣刀，一次走刀完成，同时为了减少加工成本采用手动夹紧。3.2 切削力及夹紧力计算 刀具：硬质合金端铣刀，（见切削手册表3.28）其中：所以 水平分力：垂直分力： 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数为其中：为基本安全系数1.5； 为加工性质系数1.1； 为刀具钝化系数1.1 ； 为断续切削系数1.1。 K5为人力操作疲劳系数 1.3所以 =672.5 N由于选用手动夹紧，由 机械设计手册查得，并经计算螺栓水平可承受剪切力Fh=1986.6N, 垂直螺纹剪切力Fv=133 6.3N 由此可见，在工人合理操作夹紧情况下本夹具可以安全工作。3.4 定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定 夹具的主要定位元件3个面。基准上个点的位移并不是彼此相等的，它取决于基准与定位平面想接触的情况。 设工件定位基准的最大误差为a,则在最坏的情况下，某一点的位移量即为a，这个数值可认为是定位误差： y=a但对于整个基准平面，由于基准上个点的位移不等，基准面发生倾斜后，定位误差y用倾斜角来表示就更为方便。 基准最大倾斜角p（计算角度）是y产生于接触点间的最小可能距离Lmin的时候，其值为： 由于基准可以向任意方向倾斜，故其两极端的夹角为2。被加工表面上任一点X计算定位误差，当基准倾斜时，可以认为：式中 基准极端位置两线的交点与点的距离。在研究上述两公式后，可以作出以下实际结论：a) 要减小p的数值，应减小，因此最好将定位平面各段的距离拉得大一些；b) 将加工表面最好直接位于基准之上，而不要偏在一边，以减少长度 进而减小 ；c) 不宜以小的基准面来加工大的表面。 在实际中很少要计算平面的定位误差。其原因：1）在一般情况下定位面就是规定的平面，定位件引起的误差很小；2）当工件以未加工的平面定位时，通常不以严格的数值规定此平面的精度；3）如果以已经加工的表面作为定位基准，当基准与定位表面很好接触时，所得误差很小，可以忽略。 本道工序的加工完全符合以上分析，当基准与定位表面很好接触时，所得误差很小，可以忽略。不须计算数值。 再者，以柱销定位加工时，它只起限制零件左右移动，对平面的各项精度几乎没有影响，因此可以不考虑。3.5 夹紧误差 夹紧误差与夹紧力大小，工件基准面光洁度，材料，工件和夹具的刚度等有关，计算极其复杂而且不准确，故通常不经过计算。3.6 夹具设计及操作简要说明 如前所叙述，在设计夹具时，应注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于快速夹紧而不用慢速夹紧。但所加工零件尺寸小壁厚小，夹紧力应较小，而且本工序加工，切削力较小，采用手动即可以满足夹紧需要，这样又可以简化机构减低成本，经过综合考虑，选取开口压板的手动螺旋夹紧机构。由于夹具体结构简单多为板状部分，故采用焊接制造以减小加工量，又可以达到一定位置精度。 夹具装配图附图如下夹具体附图如下总 结毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册