“支架”零件的机械加工工艺规程及孔的工艺装备与夹具设计

陕陕西西航航天天技技术术学学院院 题 目 支架 零件的机械加工工艺规程及 孔 的工艺装备与夹具设计 班 级 机电 0922 班 姓 名 肖敏奇 指导教师 张艳梅 陕西航天技术学院 I 一一 设设计计题题目目 支架 零件的机械加工工艺规程及 孔的工艺装备与夹具设 计 二二 设设计计要要求求 设计的要求包括如下几个部分 1 绘制零件图 1 张 2 绘制零件毛坯图 1 张 3 编制零件的机械加工工艺卡片 1 套 4 绘制夹具装配图 A0 或 A1 1 张 5 编写课程设计说明书 约5000 8000 字 1 份 说明书主要包括以下内容 章节 1 目录 2 摘要 中外文对照的 各占一页 3 零件工艺性分析 4 机械加工工艺规程设计 5 指定工序的专用机床夹具设计 6 方案综合评价与结论 7 体会与展望 8 参考文献 列出参考文献 包括书 期刊 报告等 15 条以上 三三 上上交交材材料料 陕西航天技术学院 II 1 零件图 1 张 2 毛坯图 1 张 3 机械加工工艺过程卡片 1 张 4 零件的机械加工工艺卡片 1 张 5 夹具装配图 6 设计说明书 1 份 四四 进进度度安安排排 1 第 l 2 天查资料 熟悉题目阶段 2 第 3 7 天 完成零件的工艺性分析 确定毛坯的类型 制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加 工工艺卡片 3 第 8 10 天 完成夹具总体方案设计 画出草图 与指 导教师沟通 在其同意的前提下 进行课程设计的下一步 4 第 11 13 天 完成夹具总装图的绘制 5 第 14 15 天 零件图的绘制 6 第 16 18 天 整理并完成设计说明书的编写 7 第 19 天 完成图纸和说明书的输出打印 8 第 20 21 天 答辩 陕西航天技术学院 III 摘摘 要要 设计内容 设计 支架 零件的机械加工工艺规程及加 工 30H7 孔的工艺装备 并绘制出支架零件图 毛坯图 夹 具装配图 填写工艺卡片 编制课程设计说明书 设计意义 通过该课程设计 将所学理论与生产实践相 结合 锻炼了自己分析问题 发现问题 解决问题的能力 在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问 题 设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备 提高了结构 设计能力 增强了专业技能 为今后的毕业设计及对自己未 来将从事的工作进行了一次适应性训练 从而打下了良好的 基础 在设计中调整了心态 懂得做事要细心 有信心 磨 练了意志 强化了自我 陕西航天技术学院 IV 目目录录 序言 1 一 零件的工艺分析及生产类型的确定 2 1 零件的工艺分析 2 2 零件的生产类型 2 二 选择毛坯 确定毛坯尺寸 设计毛坯图 2 1 选择毛坯 2 2 确定机械加工余量 3 3 确定毛坯尺寸 3 4 设计毛坯 3 三 选择加工方法 制定工艺路线 3 1 定位基准的选择 3 2 零件表面加工方法的选择 4 3 制定工艺路线 4 四 工序设计 5 1 选择加工设备与工艺装备 5 2 确定工序尺寸 工序 5 五 确定切削用量及基本时间 工序 6 1 切削用量的计算 6 2 基本时间 tm的计算 6 六 夹具设计 7 1 定位方案 7 2 夹紧机构 7 3 导向装置 7 4 夹具与机床连接元件 8 陕西航天技术学院 V 5 夹具体 8 七 设计体会 8 参考文献 9 序序言言 机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机 车和大部分专业课 并进行了生产实习的基础上进行的又一 个实践性教学环节 这次设计使我们能综合运用机械制造技 术基础中的基本理论 并结合生产实习中学到的实践知识 独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题 设计了机床专 用夹具这一典型的工艺装备 提高了结构设计能力 为今后 的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础 由于能力所限 经验不足 设计中还有许多不足之处 希望各位老师多加指教 陕西航天技术学院 2 一一 零零件件的的工工艺艺分分析析及及生生产产类类型型的的确确定定 1 1 零零件件的的工工艺艺分分析析 通过对该零件图的重新绘制 知原图样的视图正确 完 整 尺寸 公差及技术要求齐全 该零件需要加工的表面均 需切削加工 各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得 以下是支架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求 1 R 面粗糙度为 6 3 通孔 30H7 粗糙度为 1 6 此 孔为加工其他孔的基准 2 孔 8 粗糙度为 12 5 3 孔 20 粗糙度为 3 2 4 M 面 粗糙度为 6 3 5 S 面 粗糙度为 6 3 6 T 面 粗糙度为 6 3 7 键槽 b 8 粗糙度为 3 2 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置 精度 该零件没有很难加工的表面 上述各表面的技术要求 采用常规加工工艺均可以保证 2 2 零零件件的的生生产产类类型型 大批量生产 陕西航天技术学院 3 二二 选选择择毛毛坯坯 确确定定毛毛坯坯尺尺寸寸 设设计计毛毛 坯坯图图 1 1 选选择择毛毛坯坯 该零件材料为HT200 零件结构比较简单 生产类型为大批生产 为 使零件有较好的力学性能 保证零件工作可靠 故采用铸造成形 这从提 高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的 2 2 确确定定机机械械加加工工余余量量 根据工艺手册中的铸件质量 零件表面粗糙度 形状复 杂系数查表得 单边余量在厚度方向为1 0 2 0mm 水平 方向亦为 1 0 2 0mm 铸件孔的单面余量查表得0 7mm 3 3 确确定定毛毛坯坯尺尺寸寸 毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可 4 设设计计毛毛坯坯图图 三三 选选择择加加工工方方法法 制制定定工工艺艺路路线线 1 1 定定位位基基准准的的选选择择 粗基准的选择 按有关基准的选择原则 即当零件有不 加工表面时 应以这些不加工表面作粗基准 若零件有若干 不加工表面时 则应以与加工表面要求相对位置精度高的不 加工表面作粗基准 现以零件的侧面为主要的定位粗基准 精基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确 陕西航天技术学院 4 方便 依据 基准重合 原则和 基准统一 原则 选择 以圆柱体的 30H7 孔为精基准 2 2 零零件件表表面面加加工工方方法法的的选选择择 1 R 端面 公差等级为 IT10 表面粗糙度 为 Ra6 3 需进行粗铣 2 50 外圆面 为未注公差尺寸 根据GB 1800 79 规定起公差等级按IT14 需进行粗铣 3 N 端面 为未注公差尺寸 根据GB 1800 79 规定起公差等级按IT14 需进行粗铣 4 T 端面 公差等级按 IT10 表面粗糙度为 Ra6 3 粗铣即可 5 M 端面 公差等级按 IT10 表面粗糙度为 Ra6 3 粗铣即可 6 S 端面 公差等级为 IT10 表面粗糙度为 Ra6 3 需钻和铰 7 30H7 通孔 倒角 1 6 45 公差等级为 IT7 表面粗糙度为 Ra3 2 需钻 精扩 精铰 8 8 孔 公差等级为 IT10 表面粗糙度为 Ra12 5 需粗铣即可 9 20 半圆孔 公差等级为 IT8 表面粗糙度为 Ra3 2 需钻 铰 3 3 制制定定工工艺艺路路线线 工序 粗铣 M 面 工序 粗铣 N 面 工序 粗铣 R 面 工序 钻 精扩 铰孔至 30H7 孔口倒角 1 6 45 陕西航天技术学院 5 工序 粗铣键槽 工序 粗铣 S 面及 T 面 工序 粗铣 半精铣 18 半圆面 工序 钻孔 4 8 扩铰球形孔 工序 清洗 工序 终检 四四 工工序序设设计计 1 选择加工设备与工艺装备 工序号设备工 艺 装 备 工 序 立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀 游标卡尺 专用夹具 工 序 立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀 游标卡尺 专用夹具 工 序 立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀 游标卡尺 专用夹具 工 序 Z550 莫氏直柄麻花钻 扩孔钻 铰刀 卡尺 塞规 工 序 立式铣床 X51 直柄键槽铣刀 游标卡尺 工 序 立式铣床 X51 高速钢套式面铣刀 游标卡尺 专用夹具 工 序 立式铣床 X51 圆柱形铣刀 卡尺 工 序 Z550莫氏直柄麻花钻 游标卡尺 工 序 清洗机 工 序 塞规 百分表 卡尺等 陕西航天技术学院 6 2 确定工序尺寸 工序 钻 28 6mm 查表可依次确定各工步尺寸的加工精度 等级为 精铰 IT9 钻 IT12 根据上述结果 再由表可 查得 30mm 的孔精铰余量 Z 精铰 0 2mm 钻孔余量 Z 查 标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为 精铰 0 030mm 钻 0 120mm 综上所述 该工序各工步的工序尺寸及公差分别为 精 铰 30 0 0300mm 钻孔 28 0 1200mm 5 确确定定切切削削用用量量及及基基本本时时间间 工工序序 5 5 1 1 切切削削用用量量的的计计算算 1 钻孔工步 被吃刀量的确定 取 ap 5 8mm 进给量的确定 由表 选取该工步的每转进给量 f 0 4mm r 切削速度的计算 由表 按工件材料为HT200 的条 件选取 切削速度v 可取为 25m min 由公式 n 1000v d 可求得该工序钻头转速n 265r min 参照表所 列 Z550 型立式钻床的主轴转速 取转速n 351 min 再将 此转速代入公式 可求出该工序的实际钻削速度 v n d 1000 33 06m min 2 精铰工步 背吃刀量的确定 取 ap 0 10mm 进给量的确定 由表 选取该工步的每转进给量 f 0 40mm r 切削速度的计算 由表 切削速度 v 可取为 4m min 由公式 n 1000v d 可求得该工序铰刀转速 陕西航天技术学院 7 n 42 4 r min 参照表所列 Z550 型立式钻床的主轴转速 取转速 n 47r min 再将此转速代入公式 可求出该工序的实 际切削速度 v n d 1000 4 42m min 5 5 2 2 基基本本时时间间 t tm m的的计计算算 1 钻孔工步 根据表 钻孔的基本时间可由公式 tj L fn l l1 l2 fn 求得 式中 l 53mm l2 1mm l1 D 2 cotkr 1 2 15mm 2 cot54 1mm 11 89mm f 0 4mm r n 351r min 将上述结果代入公式 则该工序的基 本时间 tj 53mm 1mm 11 89mm 0 4mm r 351r min 0 46min 28 1s 2 精铰工步 根据表 可由公式 tj L fn l l1 l2 fn 求得该工序的基本时间 l1 l2由 表按 kr 15 ap D d 2 30mm 29 8mm 2 0 10mm 的条 件查得 l1 0 37mm l2 15mm 而 l 53mm f 0 4mm r n 47r min 将上述结果代入公式 则该工序基本时间 tj 53mm 0 37mm 15mm 0 4mm r 47r min 3 63min 218s 5 5 3 3 辅辅助助时时间间的的计计算算 f t 根据第五章第二节所述 辅助时间与基本时间之间 f t j t 的关系为 可取 0 15 则各工序的辅助时间 0 15 0 2 fj tt f t j t 分别为 钻孔工步的辅助时间 精铰 f t3 228 10 15 孔工步的辅助时间 f t32 72180 15 5 5 4 4 其其他他时时间间的的计计算算 除了作业时间以外 每道工序的单件时间还包括布置工 陕西航天技术学院 8 作的时间 休息与生理需要时间和准备与终结时间 由于 右端盖 的生产类型为大批生产 分摊到每个工件上的准备与 终结时间甚微 可忽略不计 布置工作的时间是作业时 b t 间的 休息与生理需要时间是作业时间的 2 7 x t 2 4 本工件均取 3 则各工序的其他时间 可按关系式 bx tt 3 3 X 计算 分别为 钻孔工步的其他时间 jf tt 精铰孔工步的其他时间 bx tt 5 1 1 282 3 6 bx tt 04 15 2187 32 6 5 5 5 5 制制订订 11 孔孔工工序序卡卡片片 在本次课程设计中 我所被指定的工序是加工孔 根据 表 11 孔铣削用量的计算和基本工时的计算即可制订出该 工序的工序卡片 具体内容详见机械加工工序卡片 六六 夹夹具具设设计计 1 1 定定位位方方案案 工件以 R 端面为定位基准 采用平面和定位销 V 型 块组合定位方案 在定位平面及定位销的圆柱面上定位 其 中平面限制 3 个自由度 V 行块限制 2 个自由度 共限制了 五个自由度 然后增加一个短销来限制旋转的自由度 所有 六个自由度都被限制了 陕西航天技术学院 9 2 夹夹紧紧机机构构 根据生产率要求 运用手动夹紧可以满足 采用一般的 螺旋夹紧机构 通过旋转螺母实现对工件表面夹紧 夹紧力 主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动 由于夹紧 力与钻孔时产生的力方向垂直 所以需要对夹紧力进行计算 应用下面的公式进行计算 1 LHfKFLFJ 其中 摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性才考虑 1 f K 安全系数 精加工时取1 5 2 F 切屑力 pFA KF 其中 切屑条件修正系数 F K A 单位切屑面积 3 3 导导向向装装置置 采用钻套作为导向装置 选用JB T 8045 2 1999 钻 套高度 H 37mm 排削间隙 h 9mm 4 4 夹夹具具与与机机床床连连接接元元件件 在夹具体上设计座耳 用T 形螺栓固定 5 5 夹夹具具体体 由于被加工零件的孔有垂直度要求 所以定位平面与定 位圆柱销在安装时垂直度在 16 范围内允差 0 1mm 此外 因为夹具体受力不打可以选用HT200 材料铸造出 陕西航天技术学院 10 七七 设设计计体体会会 短暂的课程设计就要结束了 在这次设计中 我感受颇 深 首先 明确设计目的 要求 综合应用了所学专业知识 培 养了自主动手与团结合作的能力 将理论与实际结合起来 在设计过程中 我遇到了很多的困难 出现过很多的错误 但是这并不影响我的斗志 不经历风雨 怎能见彩虹 错误 是难免的 挫折时暂时的 只要认真努力 一切都会好的 我懂得设计人员的艰辛 也对他们的付出表示敬意 经过这 次课程设计 我有了更充分的自信 我相信一切困难都会有 解决的办法 同时通过这次设计为今后的毕业设计及未来从 事的工作打下了良好的基础 综上所述 本次课程设计的基 本目的已经达到 较好的反映了零件加工过程中的定位需要 同时 在专用夹具设计过程中 通过查阅大量资料 所设计 的夹具在使用上十分方便 定位准确 绘制夹具体装配图时 很好运用了机械制图的知识 图幅表达合理 线条准确 整理了以前学到过的知识 加强了实际操控与运算的能力 在此真心的感谢指导老师一直以来的关心和帮助 参参考考文文献献 陕西航天技术学院 11 1 哈尔滨工业大学 机床夹具设计 上海科学技术出 版社 1990 2 顾崇衡 机械制造工艺学 陕西科学出版社 1995 3 邹青 机械制造技术基础课程设计指导教程 机械工业出版社 200 8 4 崇凯 机械制造技术基础课程设计指南 化学工业 出版社 2006 12 5 周开勤 机械零件手册 高等教育出版社 1994 6 大连组合机床研究所 组合机床设计 机械工业出 版社 1978 7 李云 机械制造及设备指导手册 北京 机械工业出 版社 1997 8 8 孟少农 机械加工工艺手册 北京 机械工业出版社 1991 9 9 李庆寿 机床夹具设计 北京 机械工业出版社 1984 10 于骏一 机械制造技术基础 北京 机械工业出版 社 2000 陕西航天技术学院 12 11 薛源顺 机床卡具设计 北京 机械工业出版社 2000 12 赵家奇 机械制造工艺学课程设计指导书 2 版 北京 机械工业出版社 2000 10 13 陶崇德 葛鸿翰 机床夹具设计 第二版 上海 上 海科技技术出版社 1989 14 黄健求 机械制造技术基础 机械工业出版社 2005 15 杨叔子 机械加工工艺师手册 机械工业出版社 2000 产品型号零件图号 陕陕西西航航天天技技术术学学院院机机械械加加工工工工艺艺过过程程卡卡片片 产品名称支架零件名称共1页 第1页 材 料 牌 号HT150毛 坯 种 类铸件 毛坯外形尺 寸 每毛坯件数1每 台 件 数1 备 注 工 时 工序号 工 序 名 称 工 序 内 容 车间 工段设 备工 艺 装 备 准终 单件 划划孔 2 打冲眼 16 右侧线及 B 面位置线1