机械制造技术课程设计-支架零件的加工工艺及铣φ20半圆孔夹具设计.doc

目录前言12 支架加工工艺规程设计22.1零件的分析22.1.1零件的作用22.1.2零件的工艺分析32.2支架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施32.2.1确定毛坯的制造形式32.2.2基面的选择42.2.3确定工艺路线42.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.2.5确定切削用量72.3小结15第三章铣20半圆孔夹具设计163.1 定位分析163.2切削力及夹紧力的计算163.3定位误差分析173.4 夹具设计及操作的简要说明184总结19参考文献20致 谢21全套图纸加扣3012250582 前言我们国家的制造机械生产的零件与产品,并且把其加工成制造行业的设备或者部件。制造的的设备或者部件不仅能自己行业使用,也又能给其他的的行业使用,机械加工的行业中有着多种多样的设备或者部件。制造产业在生活当中是人们所不能离开的, 所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。,这也是对国家基础经济的发展里面当中,比较主要的重大的支撑。因此说从当中一种层面的来说,机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。我自己对本工装夹具的设计是在学完了了机械制图。以及工艺学课程以后,对所学知识的检验。用合理的方法解决支架零件,零件生产当中,零件的定位与夹紧。正确的安排支架加工过程当中的方法,合理地解决工序的尺寸这些的问题,和对50端面工序；进行加工的专用钻夹具设计，确保了支架加工工序的尺寸和支架的加工的质量。我的这个设计主要就是培养,我自学以及创新的知识水平。我的这个设计是综合层次性,实习所起到的作用很大,许多知识面也要被广泛的使用。所以在制造加工的时候,不仅要分析到基本的制造的原理和基础的理论的知识,还要仔细研究生活当中制造的需求,只有把许多种理论知识和现实制造互相的结合在一起,本支架设计才能够顺利的完成。我自己对支架设计不是太好,能力有有限制,所以难免容易出现些许缺陷等问题,在这我能够给我批评以及指导。2 支架加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用老师所规定的我的课题是，支架零件的工艺的编制；与的50左端面的专用夹具的设计，支架是机器比较主要的的部件，支架的主要起到支撑并且固定的作用，支架承受着容易变动的冲击的载荷，故支架的强度就要求非常的高；因此在平常的生活工作当中，使用得比较广泛，也因此起到了比较重要的作用。2.1.2零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。支架需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：（1）主要加工面：1）铣50左端面2）钻铰30孔3）铣20半圆孔上下端面4）拉8mm键槽面.5）钻4-8孔6）铣20半圆孔（2）主要基准面：1）以50外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：支架30孔、支架两端表面2）以30孔为基准的加工表面这一组加工表面包括：主要是各孔与其它各表面2.2支架加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施2.2.1确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不小，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.2基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的50端表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用端面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的30孔及端平面作为精基准。2.2.3确定工艺路线工艺路线方案一工 号 工 名序 称 工 序 内 容1铸铸造2时效热处理3钻钻铰30孔4铣铣20半圆孔上下端面5铣铣50左端面6铣铣8mm厚侧面7拉拉8mm键槽面8铣铣20半圆孔9钻钻4-8孔10钳钳工11检验检验工艺路线方案二工 号 工 名 序 称 工 序 内 容1铸铸造2时效热处理3铣铣50左端面4铣铣20半圆孔上下端面5钻钻铰30孔6铣铣8mm厚侧面7拉拉8mm键槽面8铣铣20半圆孔9钻钻4-8孔10钳钳工11检验检验工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将铣平面工序放到前面。加工完50左端面后以平面为基准加工其它工序,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。 采用互为基准的原则，先加工50左端面，然后以50左端面为精基准再加工平面上的孔，这样便保证了，50左端面的平行度要求同时为加工平面上孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工时不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先平面后加工孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证30的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。2.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定支架的材料是HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。 1）加工支架的50左端面，根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm，保证尺寸45mm2）加工宽度为8mm的槽时，用拉削的方法加工槽面。由于槽面的加工表面有粗糙度的要求，而拉削的精度可以满足。3）加工30孔，根据参考文献8表4-23考虑加工余量8mm。可一次钻削加工余量7mm，精加工1mm，可达到要求。4）加工4-8孔时，根据参考文献8表4-23考虑加工余量4mm。.2.2.5确定切削用量工序：铣50孔左端面粗铣50孔左端面：选择支架的材质料为HT200，铸件。取X62W式的机床。查阅参考书籍7的表3135取的材料的硬质合金的铣刀， ，深度加工：进给量：查参考资料2的附表2.1-75，取加工切削的速度：由参考书籍7的表3236，选择。铣床主轴的转动速度： 式（2.1）式中 V切削的速度； d铣刀的宽度。由式2.3铣床主轴的转速：参照参考书籍4的资料表3.4-76 实际切削的速度：进给量： 工作台60秒的进给量： ：查参考书籍7资料表2.2-86,加工时间加工层的距离：按照支架毛坯的大小得， 刀具切入时长度： 刀具切出的长度：选择走刀次加工的时间：按照参考书籍1的表2.4-48加工的辅助用时精铣50孔左端面深度加工：进给量每齿：查参考书籍2的表3235，选择切削的加工的速度：查参考书籍3的表1832，选择铣床主轴的转速，查书籍的公式式（2.2）知道：查参考书籍8的表3.2-37 切削加工的实际的速度：加工进给的量，查书籍的表（1.4）得：工作台60秒的进给量： 得加工切削层的长度：由支架毛坯的长度得 刀具切入的长度：得铣刀切出的尺寸长度：得切削为1次机加工的用时：查参考书籍3的表2.2-47知道切削的辅助的用时工序 钻铰30孔选取Z535钻床，查相关参考文献3表4.210.0的选高速钢锥形柄的麻花钻头。钻孔到29.7，进给量：参考选用相关书籍文献3表2.238，取。切削速度：查阅书籍文献2的表2.442选择，取。主轴转动速度：，根据参考书3的表3.2236，取故加工的实际速度：加工时间 切削层的距离：刀具切入时距离： 刀具切出时的距离： 取1次走刀加工用时： 铰30孔按照查阅书籍文献4表4. 356，选择硬质合金铰刀。切削深度：。进给量：查阅书籍文献3表2.356，取。切削加工的速度：根据参考书籍4附表2.662，选择。主轴转动速度：根据参考书籍8的表3.237选择实际切削速度：加工用时切削层的距离：切入距离，刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：工序：铣20半圆孔上下端面粗铣20半圆孔上下端面所给的条件，使用HT200的材料，铸件。使用X62W式的铣床。依据教科书7的表3137选择材质为的硬质合金铣刀， ，齿数，此为粗齿铣刀。 ，按照参考书籍9附表3.7与3.6 参考书籍9附表3.8 依据铣床使用的说明书加工的实际速度：每一分钟工作台进给的距离： 工作台进给的距离： 所使用的时间：（2）精铣20半圆孔上下端面所知道的条件，使用HT200的材料，铸件。使用X62W式的铣床。依据教科书7的表3435刀具使用材料做的铣刀， ，齿的个数是12，这个为细齿形状的铣刀。加工端面的一个边的余量： 深度加工： 加工工序的余量选择 被加工的零件切削加工的速度为 铣床主轴是 机床工作台的进给量： 基本工时：工序：铣20半圆孔根据工序的加工要求，选用铣床X62W。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。粗铣20半圆孔刀具的材质，选用硬质合金的铣刀。所选铣刀的宽度。刀具的几何的参数查参考书籍7的表9.1-25选用：、。深度的加工：刀具的耐用度：查参考书籍3的表9.6-9的表9.4-7取后刀面磨损的极限选取，使用年限。实际的加工的速度V：查参考书籍3的表9.3-11选择 铣床主轴转速： 根据铣床加工的说明知： 加工实际速度：工作台60秒的进给量加工： 根据铣床机床的使用的说明书得： 校验铣床的机动的功率：由参考书籍3P5-107页3.2的式子： 其中， ，把上面的代入式（2-6）知道： =2361.46NV=0.99m/s把、V算入1-3知：由于电机的功率为7.5KW铣床机床主轴的，故加工切削用量能够满足加工。确定加工用时：由参考书籍2的表9.3-36加工的切削加工的时间得： 其中：，查参考书籍2的表9.2-37知，计入式2-5得： 精铣20半圆孔根据工序的加工要求，选用铣床。由参考书籍4的表4.1-37与4.3-35可得出它的技术参数。选用刀具的材质为硬质合金的铣刀。刀具的宽度取选择，其几何的参数查参考书籍4的表9.1-25选用：、。深度的加工：每一转的加工的进给量为，故加工的速度计算转速的计算：根据铣床加工的说明： 实际加工速度： 工作台60秒进给量加工： 参照铣床使用说明： 切削用时：查参考书籍4的表9.2-37加工的时间得： 其中：，查参考书籍3的表9.1-36知，算入式2-5知： 工序 钻4-8孔使用Z535式的钻床，刀具使用高速钢钻头加工进给的距离：加工进给的距离速度加工：按照参考书籍5资料表2.3.106，取依据式子.机床主轴制造速度：，取钻头的转速：使用加工实际的速度： 被切削加工层的距离：钻头切入时的距离：钻头切出时的距离：1次加工机动所用的时间：按照参考书籍5附表2.3.41能够知道钻3锥的辅助的时间所以该方案满足生产要求。2.3小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。15第三章铣20半圆孔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，决定设计铣20半圆孔的铣床夹具。3.1 定位分析选择工件50端面、30H7孔及后端面定位，对应的定位元件为心轴、A型支承钉。定位分析如下所述：工件50端面与心轴端面相配合，限制三个自由度，即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。工件30H7孔与心轴30f6外圆相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动。工件后端面与A型支承钉相配合，限制一个自由度，即X轴转动。工件被限制六个自由度，属于完全定位，故设计合理。3.2切削力及夹紧力的计算本夹具是铣20半圆孔，粗糙度Ra3.2，二步铣削方可满足要求，粗铣是切削用量大，切削力也大，故按粗铣时计算切削力。计算切削力如下：查简明机床夹具设计手册表3-3得切削力计算公式：由铣20半圆孔的工时计算知，=0.2mm，由简明机床夹具设计手册表3-3知即 1016N所需夹紧力，查表5得，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K=2.153，当计算K2.5时，取K=2.5孔轴部分由M12螺母锁紧，查表得夹紧力为2715N3.3定位误差分析基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。工件以30H7孔在轴上定位铣20半圆孔，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算 式中 基准位移误差，mm 孔的最大直径，mm 轴的最小直径，mm =0.027mm基准不重合误差 加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用表示。基准不重合误差为= 式中 基准不重合误差，mm 工件的最大外圆面积直径公差，mm = 3.4 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择用心轴、六角螺母、圆垫圈和快换垫圈等组成的夹紧机构进行夹紧工件。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。4总结经过接近两周的设计，使我自己比较充分的了解了正常的设计的方法以及步骤，不仅仅是对所学过的专业知识的一个复习，也从设计当中得到了新的启发以及感受，而且也增强了自己使用理论的知识，解决实际问题的能力也有所提高，并且比较全面的了解了，零件机械加工工艺以及夹具设计的整个的过程。在整个的工艺与夹具的设计的过程当中，我本着脚踏实地理念，抱着科学与严谨的学习的态度，主要就是根据教科书上的步骤，到图书馆查看相关的资料，也在网上查找一些与本课题有关的资料。在设计当中不时的需要计算与比较，然后修改，再来比较然后再来修改，我自己也付出了比较多的心血与汗水，在设计当中也遇到了很多的困难以及挫折，幸亏有了xxx老师的指导以及帮助，我才能够在这次的设计当中少走了许多的弯路，还算