支架零件的机械加工工艺规程的编制课程设计说明书.doc

机械制造工艺与夹具课程设计说明书设计题目： 支架 零件的机械加工工艺规程的编制（批量生产） 系 别： 机械工程系 专 业： 机械制造与自动化 姓 名： 学 号： 班 级： 起讫时间： 指导教师： 目录1零件分析51.1 零件的作用51.2零件的工艺分析51.2.1热处理工序的安排51.2.2支架加工工艺5工艺规程设计72.1确定毛坯的制造形式72.2 基准的选择72.3加工顺序的安排72.4工艺卡1373技术要求8.支架的技术要求8机械加工余量及毛胚尺寸的选择94.1毛胚选用94.2粗加工底面和左侧面9 4.3半精镗内孔4.4精加工准备阶段94.4.1精加工前各种加工94.4.2精加工94.5详见，工序卡1169加工计算105.1工时计算105.1.1机动时间105.1.2辅助时间105.1.3休息时间105.1.4作业时间105.1.6准备与终结时间105.1.7更件时间105.1.8总工时105.2切削用量的计算11小结13主要参考文献14绪 论机械制造业是我国国民济的重要支柱产业，机械制造设备为各类产品的物化提供平台和载体，机械制造设备的生产水平是衡量社会生产力的重要标志。机械制造工艺学课程设计，是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并在进行了生产实习的基础上，进行的一个总结，是为毕业设计进行的一个全面复习，是一次理论结合实践的训练。本次设计的内容为支架。本次设计是我们第一次对自己所学的专业课学习的程度、掌握程度的一个总结，故选择支架这个零件作为机械制造工艺与夹具课程设计的对象，画出零件图，设计夹具，编写设计说明书。由于我们能力有限，本次设计可能有许多不足之处，希望各位老师及同学给予指正。 1零件分析1.1 零件的作用附图1为支架图，对轴其支撑作用。提高轴的刚度，并且保护轴。1.2零件的工艺分析该件在加工中主要起承受弯矩和扭矩的作用，因此需足够的刚性、耐磨性和抗震性，支架孔的精度直接会影响轴的作用，因此对支架的加工工艺有以下几方面要求：1.21铣底面保证长度240和铣左侧面保证长度14，并且保证粗糙度为1.6.1.22镗内孔保证直径为80，同轴度为0.005，直线度为0.01，平行度为0.0051.3热处理工序的安排在机加工前，对毛胚进行热处理的主要是改善材料的切割加工性，消除毛胚制造过程中产生的内应力，对铸件毛胚，通过调质处理或正火处理可以有效地改善切削加工。支架材料为灰铸铁15-33 ，为达到表面硬、耐磨，中心韧性好的要求，安排如下热处理工序：毛胚铸造后退火，通过退火工序，消除铸造内应力，细化晶粒、降低硬度、改善机加工时的切削性能进行调质处理，在粗加工阶段经过粗铣、等工序、支架的大部分余量被切除。粗加工过程中切削力和发热都很大，在力和热的作用下，支架产生很大内应力，通过调质处理可消除内应力代替时效处理，同时可以得到所有要求的韧性。消除机加工内应力是支架加工工艺安排中所必须考虑的问题，在支架工艺中，由于该支架是普通精度，仅在粗加工后进行调质处理以消除应力。1.4支架加工工艺在支架加工工艺中，定位基准的正确选择，体现和转换是一个很重要的问题，在某种程度上说，工艺过程实质是定位基准的准备与转换的过程，各表面的加工也是在此基础上实现的。因此定位基准在很大程度上决定着加工顺序。工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式 支架的材料为灰铸铁15-33，大批生产，采用金属型浇铸。根据表格确定铸件大批生产，采用金属型浇铸。根据表格确定铸件2.2确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于设计十字轴的加工工艺来说，应选择能够满足内孔加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。2.2.1选择加工方法时，需考虑的因素（1） 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（2） 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。（3） 考虑被加工材料的性质。（4） 考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。（5） 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法。2.3 基准的选择2.3.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：（1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。2.3.2 精基准选择的原则（1） 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。（2） 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。（3） 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。2.4加工顺序的安排该支架的加工路线安排大体如下：毛胚铸造退火粗铣底面和左侧面调质粗镗内孔半精镗内孔精铣底面和左侧面精镗内孔 2.4.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：（1） 工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。（2） 工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部基本无杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留物。2.4.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 （1） 工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。（2） 工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。2.4.3 加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：（1） 粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。（2） 半精加工阶段半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9IT10。表面粗糙度为Ra=101.25m。（3） 精加工阶段精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般为IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。（4） 光整加工阶段对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5IT6,表面粗糙度为Ra1.250.32m。3技术要求.支架的技术要求加工表面粗糙度硬度HRC精度要求允许值底面1.64050平面度左侧面1.64050平面度内孔1.645以上圆度，平行度，直线度IT5机械加工余量及毛胚尺寸的选择4.1毛胚选用灰铸铁15-33 铸造 退火4.2粗加工荒铣底面和侧面和内孔。4.3半精铣内孔4.4精加工底面和侧面和内孔。4.5详见，工序卡17加工计算5.1工时计算5.1.1机动时间 根据80版机械工人手册得拉荒计算公式 Tj=D-d/2/ap*l*Vc Tj=3h5.1.2辅助时间 开停车0.4h 工前准备工后保养 1.h 清楚铁削 0.3h 测量 0.5h 主轴运转 0.2h Ta=(0.5+1.5+0.3+0.5+0.2)min=3min5.1.3休息时间 Tr=*3%=0.45h5.1.4作业时间 TB=Ta+Tb=2h+0.4h5.1.5准备与终结时间 Te=0.1h5.1.6更件时间 Tu=0.1h5.1.7总工时 Tp=3+0.4+1+0.3+0.5+0.2+0.45+0.45+0.1+0.1=6.5h5.2切削用量的计算Vc=nd/1000粗铣底面和侧面：s 600 切削速度=n*d/1000 =600*3.14*180/1000 =339.12 取 340m/s粗镗内孔：普通内孔镗刀 s500 切削速度=n*d/1000 =500*3.14*60/1000 =94.2 半精镗内孔：内孔精镗刀 s700 切削速度=n*d/1000 =700*3.14*60/1000 =131.88 取 130m/s精铣底面和侧面：s 1200 切削速度=n*d/1000 =1200*3.14*180/1000 =678.24 取 680m/s精镗内孔：内孔精镗刀 s900 切削速度=n*d/1000 =900*3.14*60/1000=169.56取 170m/s6.专用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。在加工十字轴零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工两个相互垂直的通孔的专用夹具。6.1 镗孔夹具设计6.1.1 研究原始质料利用本夹具主要用来通镗孔，该通孔要满足尺寸要求以及垂直度，同轴度，平行度的要求。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。6.1.2 定位基准的选择由零件图可知：通孔的中心线有尺寸要求及垂直度要求，其设计基准为底面，为了使定位误差达到要求的范围之内，因此选用两块铁板夹紧并且在两边加两个定位快，这种定位在结构上简单易操作。6.1.3夹具方案的设计选择根据任务书要求，镗孔要保证孔80，内表面粗糙度1.6，现设计夹具方案有：方案一：采用压板用螺栓联接，利用汽缸夹紧，这种夹紧方式夹紧力可靠，辅助时间短，工人劳动强度小，但是成本高。方案二：采用压板，用螺栓、螺母联接，利用手动夹紧，这种夹紧方式夹紧力小，但成本低。 本次设计零件为大批量生产，要求成本低，且在加工过程中夹紧力要求不高，因此夹具夹紧方案选用方案二，利用螺栓、螺母手动夹紧。压板选择为内菱形中间向上凹压板。附图26.1.4 夹具设计及操作的简要说明如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，轴套可采用可换的。以便随时根据情况进行调整。7小结 通过这次课程设计，使我进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。熟练的掌握了Word，电子图版，CAD等多个实用软件对零件的工艺分析是整个设计的前提，一个好的工艺规程应考虑加工工艺装备等，如工序的合理性、工人的劳动强度等。设计夹具时综合分析夹具发展现状，即高精、高效、经济。 通过这次课程设计，使自己对工艺人员从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。通过实力对工艺规程的编制和切削用量的选择计算做了一次练习。 在这次课程设计中，通过自己动手，动脑及指导教师的帮助，研究分析了支架的工艺路线、工艺规程使我受益匪浅，为我今后的学习与工作打下一个坚实而良好的基础。在此，衷心的感谢各位老师的帮助和指导。在本次设计中，对零件的工艺分析是整个设计的前提，一个好的工艺规程应考虑加工工艺装备等，如工序的合理性、工人的劳动强度等。设计夹具时综合分析夹具发展现状，即高精、高效、经济。 主要参考文献1机械制造技术 李华主编 机械工业出版社 19972.机械零件课程设计 浙江大学 浙江大学印刷厂 19833.机械制造工艺与机床夹具 刘守勇主编 机械工业出版社 20074.机床夹具设计 薛源顺 机械工业出版社 19985.机械设计基础课程设计 孙德志 科学出版社 20066.机械夹具工艺课程设计 邓子龙7. 96新版车工工艺学 中国劳动出版社 1997 黑龙江工商职业技术学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号及 名 称支架零件名称支架零件号01工序号03工序名称粗铣底面车间铣工部材料名称灰铸铁硬度零件毛重零件净重冷却液切削液共 页第 页工步号工 步 内 容设 备夹具及附具刀具及附具量 具fn负荷1粗铣底面保证尺寸262 mm铣床专用夹具端面铣刀卡尺更改拟 制校 对审 核日期签名黑龙江工商职业技术学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号及 名 称支架零件名称支架零件号01工序号03工序名称粗铣侧面车间铣工部材料名称灰铸铁硬度零件毛重零件净重冷却液切削液共 页第 页工步号工 步 内 容设 备夹具及附具刀具及附具量 具fn负荷1粗铣侧面保证尺寸242 mm铣床专用夹具端面铣刀卡尺更改拟 制校 对审 核日期签名黑龙江工商职业技术学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号及 名 称支架零件名称支架零件号01工序号05工序名称粗铣底面车间铣工部材料名称灰铸铁硬度零件毛重零件净重冷却液切削液共 页第 页工步号工 步 内 容设 备夹具及附具刀具及附具量 具fn负荷1粗镗70的内孔镗床专用夹具粗镗刀卡尺黑龙江工商职业技术学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号及 名 称支架零件名称支架零件号01工序号06工序名称粗铣底面车间铣工部材料名称灰铸铁硬度零件毛重零件净重冷却液切削液共 页第 页工步号工 步 内 容设 备夹具及附具刀具及附具量 具fn负荷1半精镗78的内孔镗床专用夹具粗镗刀卡尺更改拟 制校 对审 核日期签名黑龙江工商职业技术学院机 械 加 工 工 序 卡产品型号及 名 称支架零件名称支架零件号01工序号07工序名称粗铣底面车间铣工部材料名称灰铸铁硬度零件毛重零件净重冷却液切削液共 页第 页工步号工 步 内 容设 备夹具及附具刀具及附具量 具fn负荷1精铣底面保证尺寸