前横架零件机械加工工艺规程及钻4-M12螺纹孔夹具设计【课程设计】【优秀】【通过答辩】
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机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 前横架 共 1 页 第 1 页 2 5 1 5 1 5 61 9 72 4 75 0 1 3 6 2 12014 . 5 M 12 0 . 1 59 8 . 5 271 2 85 4225762工序号 工序名称 材 料 牌 号 4 钻底板 起螺纹孔 坯 种 类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每 台 件 数 铸 件 247 54 64 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式 钻 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 钻底板 螺纹孔夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分 ) 准终 单件 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/m/mm/r 动 辅助 1 钻 4 专用 钻 夹具 、 直柄麻花钻 680 8 1 2 丝锥攻螺纹 专用螺纹夹具 140 18 1 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 2008 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 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 前横架 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 247 54 64 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 铸造 铸 1 铣 粗铣 前横架前 面 金工 用铣夹具 2 钻 钻底板 螺纹 孔 4口倒角 1x 45 。 金工 用钻夹具 3 锪 锪平 25 金工 用钻夹具 4 钻 钻凸起螺纹孔 口倒角 1x 45 。 金工 用钻夹具 攻 攻凸起螺纹 工 攻螺纹夹具 5 攻 攻底板螺纹 4x 工 攻螺纹夹具 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 2008 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 辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： 前横架零件的机械加工工艺 规程及工艺装备设计 班 级： 机电 06 3 姓 名： 孙艳波 指导教师： 岳立新 完成日期： 2009宁工程技术大学课程设计 1 一、设计题目 钻前横架上 4二、 原始资料 (1) 被加工零件的零件图（草图） 1 张 (2) 生产类型 : 5000 件 /年 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 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 (5000 字左右 ) 1 份 四、进度安排 (参考 ) (1) 熟悉零件 ,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案 ,确定工艺路线 ,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计 (画夹具装配图及夹具体图 ) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导教师评语 成 绩： 指导教师 日 期 辽宁工程技术大学课程设计 2 摘 要 本文主要介绍钻前横架上螺纹孔的工艺分析，怎样确定零件的生产类型，怎样拟定生产路线及工艺文件的编制。其中工艺卡片的绘制尤为重要。设计内容主要是夹具的设计。六点定位原理的应用在此得到应用。夹紧装置的设计应遵循夹紧力的基本原则 作用点、方向、大小。 夹具是为满足机械加工工艺要求而进行的一种工装设计，同时它又是一项较为独立的生产实用技能。本课 程的学习需要有机床、刀具、公差与技术测量、机械制图、工程材料及热处理、机械原理与机械零件、理论力学及材料力学等机械专业多门专业基础课程做支撑。 通过此次课程设计能够 掌握机床夹具的基本理论知识和设计计算方法，能对机床夹具进行结构设计和精度分析。 会查阅有关夹具设计的标准、手册、图册等技术资料。 掌握机床夹具设计的一般方法，具有设计一般复杂程度夹具的基本能力。 了解现代夹具设计的一般知识。 辽宁工程技术大学课程设计 3 n on of of to of of is is of 6:00 of be be to of to of a it is a of of as to do to be to be a on of to of of of of 目录 1 前横架的工艺分析及生产类型的确定 . 1 横架的技术要求 . 4 横架的工艺分析 . 1 定前横架的生产类型 . 1 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 . 1 择毛坯 . 1 坯的尺寸公差和机械加工余量 . 5 制前横架铸造毛坯结构简图 . 2 3 拟定前横架工艺路线 . 3 辽宁工程技术大学课程设计 4 位基准的选择 . 3 基准的选择 . 3 基 准的选择 . 3 面加工方法的确定 . 3 工阶段的划分 . 4 序的集中与分散 . 4 序顺序的安排 . 4 定工艺路线 . 8 4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 5 序 1 前横架前面加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 5 序 4 凸起螺纹孔（ 加工余量、工序尺寸及公差的确定 . 6 5 切削用量的计算 . 6 孔 . 6 螺纹 . 7 6 夹具设计 . 7 定工件的定位方案 . 7 算定位误差 . 7 向元件设计 . 8 紧装置的选择 . 8 紧装置的组成 . 8 紧基本要求 . 8 具体的设计 . 12 具体设计的基本要 求 . 12 具体材料及制造方法 . 9 参考文献 . 13 1 前横架的工艺分析及生产类型的确定 横架的技术要求 前横架零件技术要求表 辽宁工程技术大学课程设计 5 加工表面 尺寸 面粗糙度 m 形位公差 /横架前面 25 前横架底面 不允许有凸块 等缺 陷 底板螺纹孔 凸起螺纹孔 垫片圆槽 25 锪平 横架的工艺分析 分析零件图可知，零件经铸造后前面需要粗加工，用立式铣床加工前面。保证螺纹孔的位置度。底面要求不允许有凸块等缺陷。其余表面均为铸造面，不需加工。而主要工作面的加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。所以，该零件的工艺性较好。 定前横架的生产类型 Q=5000 件 /年 由 1 4 表知，该前横架的生产类型为大批生产。 2 确定毛坯、绘制毛坯简图 择毛坯 由于前横架在工作过程中要承受载荷，毛坯选铸造件。该前横架的生产类型为大批生产。 坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 2知，该前横架采用熔模铸造（硅溶胶），其材料为灰铸铁，所以公差等级选 4 6，取 3 确定铸件尺寸公差为辽宁工程技术大学课程设计 6 由表 2 5 选出机械加工余量等级为 E。又由表 2 4 查得铸件的机械加工余量（ 零件表面粗糙度 由零件图可知，该前横架加工表面的粗糙度 于 25 m，其余均为铸造面。 项目 /械加工余量 /寸公差 /注 底板厚度 22 2 3 表 2 4 制前横架铸造毛坯结构简图 2 4 75 0 1 3 6 2 1740R 159 8 . 5271 2 85 7 3 拟定前横架工艺路线 位基准的选择 定为基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 基准的选择 根据该前横架零件的技术要求和装配要求，选择前横架前面和底面作为精基准，以此来加工底板上 4 个螺纹 孔和凸起上 1 个螺纹孔遵循了“基准统一 ” 原则。 基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。该前横架选择后面为粗基准，以加工前面，为后续工序准备好精基准。 面加工方法的确定 根据前横架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件各表面的加工方法。如下表所示。 加工表面 尺寸精度等 级 表面粗糙度 m 加工方案 备注 前横架前面 5 粗铣 表 1 8 底板螺纹孔 表 1 7、 1 10 凸起螺纹孔 表 1 7、 1 10 垫片圆槽25 表 1 7 工阶段的划分 该前横架的加工阶段可分为粗加工和精加工两个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准（前横架前面和底面）准备好，是后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他表面的精度要求；然后粗铣前横架前面。在精加工阶段完成底板四螺纹孔以及凸起螺纹孔和辽宁工程技术大学课程设计 8 垫片圆槽的钻削，再用丝锥攻螺纹，进行螺纹加工。 序的集中与分散 该前横架选用工序集中原则安排加工工序。该零件的生产类型为大批生产，可采用万能型机 床以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则是工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且在一次装夹中加工了许多孔，有利于保证各孔之间的相对位置精度的要求。 序顺序的安排 机械加工工序 （ 1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 前横架前面。 （ 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （ 3）遵循“先面后孔”原则，先加工前面，后加工螺纹孔以及垫片圆槽。 定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上流出下列工艺路线。 工序号 工序名称 机床设备 刀具 1 粗铣前横架前面 立 式 铣 床柄粗加工立铣刀 2 锪平 立 式 钻 床柄麻花钻 3 钻凸起螺纹孔 立 式 钻 床柄麻花钻 4 钻底板螺纹孔 立 式 钻 床柄麻花钻 5 攻螺纹 立 式 钻 床锥 6 攻螺纹 立 式 钻 床 丝锥 辽宁工程技术大学课程设计 9 加工余量、工序尺寸和公差的确定 序 1 前横架前面加工余量、工序尺寸和公差的确定 以后面 B 定位，粗铣前面 A，保证工序尺寸 P。 从图中知 P=22Z 为粗铣余量。查表 2 4 得 Z= P+1=P+Z=于工序尺寸 在粗铣加工中保证的，查表 1 20 知，粗铣工序的精度等级可达到 A 面的最终加工 要求 因 此确 定该 工 序尺 寸公 差 为 其公 差 为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。 余量 Z 的校核 1 22） 1P （ 22） 量校核表明，所确定的工序尺寸公 差是合理的。 辽宁工程技术大学课程设计 10 所以工序尺寸及公差为 序 4 底板螺纹孔（ 4加工余量、工序尺寸及公差的确定 由表 2 28 知，钻孔余量为 1 2 39 知，加工 螺纹孔使用直径为 11麻花钻。加工完后，用丝锥攻螺纹，即得到 5 切削用量的计算 工序 4 钻、用丝锥攻螺纹（ 4纹孔） 孔 （ 1）背吃刀量的确定 取1 （ 2） 进 给 量 的 确定 由表 5 22， 选 取 该 工 步的 每 转 进 给量f=r。 （ 3）切削速度的计算 由表 5 22，按工件材料为铸铁选硬度为160参数，切削速度 v 可取为 24m/公式（ 5 1）n=1000v/ d 可求得该工序钻头转速 n=694.8 r/照表 4 9 所列的 立式钻床的主轴转速，取转速 n=680 r/将此转速代入公式（ 5 1），可求出该工序的实际钻削速度 v= n d/1000=680 r/ 11000=23.5 m/ 螺纹 （ 1）被吃刀量的确定 由表 2 41 查 得， 1螺纹在加工前孔直径应为 11次攻螺纹的被吃刀量取2 11=1 （ 2）进给量地选择 由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距，因此 f=1mm/r。 （ 3）切削速度的选择 由表 5 37 查得 攻螺纹 的切削 速度 v=5 10m/方 案取v=5m/公式（ 5 1）求工位的主轴转速 n=1000v/ d=5 1000/12/ =132.7 m/由立式钻床主轴转速表 4 9，取转速为 140 r/5 1），可求处该工序的实际切削速度 v= 11 d/1000=140 r/ 12000=m/6 夹具设计 定工件的定位方案 本设计为加工底板螺纹孔，综合考虑，采用扁头定位销可以限制1 个自由度，即将工件与板用一个定位长销连接在一起， B 面在底面上被支撑钉支撑，这样可以限制 X 转动， Y 转动， Z 转动、平动 4 个方向的自由度。再将底板夹紧即共限制了 6 个方向的自由度。遵循六点定位原则。 算定位误差 根据表 8 13 中查得本设计符合标准 )(2/1 。式中偏差为 0，偏差为 0，为基准孔与定位销间的最小间隙。 =0 所以 向元件设计 钻床夹具的刀具导向元件为钻套，钻套的作用是确定刀具相对夹具定为元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止刀具在加工中发生偏斜。 本设计采用可换式钻套。 钻套的高度和排泄间隙 钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取 1 的孔径，孔径小精度要求高时，取较大值。 钻套底部与工件间的距离称为排泄间隙。钻套高度应适当选取，排泄间隙较小时切削难以自 由排出，使加工表面被破坏；排泄间隙较大时，会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。 钻套高度和排泄间隙可按表 9 13 选取。 辽宁工程技术大学课程设计 12 紧装置的选择 紧装置的组成 1 动力装置 动力装置是产生夹紧力的装置。通常是指机动加紧时所用的气动、液压、气动装置。 2 夹紧元件 夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触面完成夹紧动作。 3 中间传动机构 中间传动机构是介于力源和夹紧元件之间的传力机构，它将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件。 紧基本要求 1 夹紧时不破坏工件在夹具 中占有的正确位置； 2 夹紧力要适当，既保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形； 3 夹紧机构操作安全、省力、夹紧迅速； 4 夹紧机构的复杂程度、工作效率与生产类型相适应。结构应尽量简单，便于制造与维修； 5 具有良好的自锁性。 本设计选择螺旋夹紧机构，定位基准关于对称分布。 具体的设计 具体设计的基本要求 夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件组成一个有机整体。 （ 1）足够的刚度和强度 设计夹具时，应保证在夹紧力和切削力等 外力条件下，不产生过大的变形和振动。
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