【工装夹具类】支架零件的加工工艺设计【全套CAD图纸+毕业论文】
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工装
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【工装夹具类】支架零件的加工工艺设计【全套CAD图纸+毕业论文】,工装,夹具,支架,零件,加工,工艺,设计,全套,cad,图纸,毕业论文
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广东工业大学 华立学院 本科毕业设计（论文） 推动架毕业设计论文 系 部 机 电 学部 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2007 级 班级名称 07 机械 1 班 学 号 12010701029 学生姓名 潘建伟 指导教师 屈福康 2011 年 3 月 摘要 本设计的内容可分为机 械加工工艺规程设计和机床专用夹具设计两大部分。首先，通过分析 解到推动架在 用机械制造技术及相关课程的一些知识，解决推动架在加工中的定位、加紧以及工艺路线的安排等方面的相关问题，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件的加工质量。其次，依据推动架毛坯件和生产纲领的要求及各加工方案的比较，制定出切实可行的推动架加工工艺规程路线。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计的方案，设计 出高效、省力、经济合理并且能保证加工质量的夹具。 关键词 机械加工、工艺规程、专用夹具、推动架 he of be a of of 60656065 of of in to up of so on a of of to of a of in of of of of up to of To 录 第 1 章 绪论 2 2 3 3 第 2 章 零件的分析 4 4 4 第 3 章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 5 第 4 章 选择加工方法，制定工艺路线 7 7 7 8 第 5 章 选择加工设备及刀具、夹具、量具 10 艺设备 10 11 第 6 章 确定切削用量及基本时间 1 3 工序切削用量及基本时间的确定 1 3 工序切削用量及基本时间的确定 1 4 削用量及基本时间的确定 1 5 序切削用量及基本时间的确定 1 6 削用量及基本时间的确定 1 7 序的切削用量及基本时间的确定 1 8 切削用量及基本时间的确定 1 8 序的切削用量及基本时间的确定 20 序的切削用量及基本时间的确定 20 第 7 章 夹具设计 22 位基准的选择 22 22 22 22 结论 23 致谢 .考文献 25 第 1 章 绪 论 机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。生产的发展和产品更新换代速度的加快，对生产效率和制造质量提出了越来越高的要求，也就对机械加工工艺等提出了要求。 在实际生产中，由于零件的生产类型 、形状、尺寸和技术要求等条件不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上用某一种加工方法就能完成的，而是需要经过一定的工艺过程。因此，我们不仅要根据零件具体要求，选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，一步一步地把零件加工出来。 械加工工艺规程制订 产过程与机械加工工艺过程 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。 机械工工 艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。 机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。 规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下： 据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。 行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产 和低消耗。 据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。 械加工工艺规程的种类 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。 机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。 机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。 订机械加工工艺规程的 原始资料 制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料： 括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。 艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。 了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。 括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等 第 2 章 零件的分析 件的作用 据资料所示，可知该零件是 头刨床推动架，是牛头刨床进给机构的中小零件， 32近 32棘轮上方即 1616从电动机传来的旋转运动通过偏心轮杠杆使推动架绕 32心线摆动，同时拨动棘轮，带动丝杠转动，实现工作台的自动进给 。 件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承 受较大应力和要求耐磨零件。 由零件图可知， 32、 16 的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组： 为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 32两个端面及孔和倒角， 16两个端面及孔和倒角。 16为加工表面 这一组加工表面包括， 1610620倒角 2沟槽。 这两组的加工表面有着一定的位置要求，主要是： 内与 16心线垂直度公差为 端面与 16心线的距离为 12 由以上分析可知，对这两组加工表面而言，先加工第一组，再加工第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可行的。 第 3 章 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，毛坯重量约为 产类型为中小批量，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于 32孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进 行处理。 由参考文献可知，差得该铸件的尺寸公差等级 8 10 级，加工余量等级 级，故 0 级， G 级。 表 查表法确定各加工表面的总余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明 27 的端面 92 H 面降一级，单侧加工 16 的孔 16 H 面，孔降一级，双侧加工 50 的外圆端面 45 G 侧加工（取下行值） 32 的孔 32 H 降一级，双侧加工 35 的两端面 20 G 侧加工（取下行值） 16 的孔 16 H 降一级，双侧加工 表 参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表： 主要加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 27 的端面 92 6 16 的孔 16 6 10 50 的外圆端面 45 5 50 32 的孔 32 26 35 的两端面 20 5 25 16 的孔 16 6 10 示为本零件的毛坯图 263 2 5 2 . 55 0 2 . 543+0?35 零件毛坯图 第 4 章 选择加工方法，制定工艺路线 械加工工艺设计 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 基面的选择 对一般的轴类零件来说，以外圆作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的 时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知， 床推动架以外圆作为粗基准。 基面的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择32 的孔和 16 的孔作为精基准。 定机械加工工艺路线 艺路线方案一 工序 I 铣 32的端面 工序 铣 16的端面 工序 铣 32和 16在同一基准的两个端面 工序 铣深 6槽 工序 V 车 10和 16基准面 工序 钻 10钻、半精铰、精铰 16，倒角 45。用 式钻床加工。 工序 钻、扩、铰 32角 45。选用 式钻床加工 工序 钻半 、 精铰 、 精铰 16角 45。选用 式钻床 工序 钻螺纹孔 6孔，攻丝 用 式钻床加工 工序 钻 6孔，锪 120的倒角。选用 式钻床加工 工序 拉沟槽 工艺路线方案二 工序 I 铣 32的端面 工序 铣 16的端面 工序 铣 32和 16在同一基准的两个端面 工序 铣深 6槽 工序 V 车 10和 16基准面 工序 钻、扩、铰 32角 45。选用 式钻床加工 工序 钻 10钻、半精铰、精铰 16， 倒角 45。用 式钻床加工 工序 钻半 、 精铰 、 精铰 16角 45。选用 式钻床 工序 钻螺纹孔 6孔，攻丝 用 式钻床加工 工序 钻 6孔，锪 120的倒角。选用 式钻床加工 工序 拉沟槽 艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一是先加工钻 10精铰、精铰 16后以孔的中心线为基 准距离 12工钻、扩、铰 32角 45，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰 32角 45，然后以孔的中心线为基准距离 12 16孔，这时的垂直度容易保证，并且定位和装夹都很方便，并且方案二加工孔是在同一钻床上加工的 择方案二是比较合理的 定工艺过程方案 表 拟定工艺过程 工序号 工序内容 简要说明 010 一箱多件沙型铸造 020 进行人工时效处理 消除内应力 030 涂漆 防止生锈 040 铣 32的端面 先加工面 050 铣 16的端面 060 铣 32和 16在同一基准的两个端面 070 铣深 6槽 080 车 10和 16基准面 090 钻、扩、铰 32角 45 0100 钻 10钻、半精铰、精铰 16，倒角 45 0110 钻半 、 精铰 、 精铰 16角 45 0120 钻螺纹孔 6孔，攻丝 0130 钻 6孔，锪 120的倒角 后加工孔 0140 拉沟槽 0150 检验 0180 入 库 第 5 章 选择加工设备及刀具、夹具、量具 由于生产类型为中小批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成 . 择加工设备与工艺设备 择 机床，根据不同的工序选择机床 工序 040、 050 铣 32的端面和铣 16的端面，因定为基准相同。工序的工步数不多，成批生产要求不高的生产效率。故选用卧铣，选择 床。 工序 060 铣 32 和 铣 16孔在同一基准的两个端面，宜采用卧铣。选择 式铣床。 工序 070 铣深 6槽，由于定位基准的转换。宜采用卧铣，选择式铣床。 工序 080 车 10和 16基准面本工序为车端面，钻孔 10孔16口倒角。宜选用机床 床。 工序 090 钻、扩、铰 32角 45。选用 式钻床。 工序 0100 钻 10钻、半精铰、精铰 16，倒角 45。用 式钻床加工。 工序 0110 钻半、精铰 、精铰 16角 45。选用 式钻床。 工序 0120 钻螺纹孔 6孔，攻丝 用 式钻床加工。 工序 0130 钻 6孔，锪 120的倒角。选用 式钻床加工。 工序 0140 拉沟槽 用专用拉床。 择夹具 本零件除粗铣及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。 择刀具，根据不同的工序选择刀具 d=60数 z=10，及直径为 d=50数 z=8 及切槽刀直径 d=6 32孔选用锥柄麻花钻。 10钻、半精铰 16孔。倒角 45，选用专用刀具。 10和 16基准面并钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻， 10头采用双头刃磨法，后角0 120， 45 度车刀。 8锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。 3 选用专用拉刀。 择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形 状特点，参考相关资料，选择如下： 用分度值为 游标长尺测量，以及读数值为 量范围 10025外径千分尺。 因为孔的加工精度介于 间，可选用读数值 量范围 5025内径千分尺即可。 槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差等级为：粗铣时均为 精铣时，槽宽为 深为 可选用读数值为 量范围 0150游标卡尺进行测量。 定工序尺寸 的加工（所有面） 根据加工长度的为 50坯的余量为 4加工的量为 2据机械工艺手册表 工的长度的为 50工的宽度为 50粗加工后的加工余量为 精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 的加工 1. 32毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册定工序尺寸及余量。 钻孔： 31 2z=孔： 2z=铰： 2z=铰： 32. 16毛坯为实心，不冲孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册定工序尺寸及余量。 钻孔： 15 2z=孔： 2z=铰： 2z=铰： 16. 16孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺手册表 定工序尺寸及余量 。 钻孔： 15 2z=铰： 2z=铰： 168坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺 手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 2z=铰： 86 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于 间。查机械工艺 手册表 定工序尺寸及余量。 钻孔： 2z=铰： 6第 6 章 确定切削用量及基本时间 工序切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为铣 32的端面。已知工件材料为 择高速钢圆柱铣刀直径d=60数 z=10。根据资料选择铣刀的基本形状 ,0， 2， =45已知铣削宽度 削深度 50机床选用 式铣床。 根据资料所知， 卧式铣床的功率为 艺系统刚性为中等。查得每齿进给量 z、现取 z。 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 铣刀直径 d=60用度 T=180 根据资料所知 ，依据铣刀直径 d=60齿数 z=10，铣削宽度 削深度 50用度 T=180查取 98mm/s， n=439r/f=490mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0300475=z 根据 资料所知 ，铣削时的功率（单位 :当 z, 5090mm/削功率的修正系数 ，则 .8 根据 立式铣床 说明书可知：机床主轴主电动机允许的功率 此机床功率能满足要求。 本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 6050(2 =工序切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为铣 16的端面。选择高速钢圆柱铣刀直径 d=50数 z=8。已知铣削宽度 削深度 35机床选用 式铣床。 根据资料所知，查得每齿进给量 z、现取 z。 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 耐用度 T=180 给量 据上述参数，查取 73mm/s， n=350r/f=390mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 50r/50mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0150350=z 依据上道工序校验的方法，根据 资料所知 ， 切削功率的修 正系数 ，则.8 知 机床功率能够满足要求。 本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 203015(2 =4.3 序切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为铣 32和 16在同一基准上的两个端面，所选刀具为高速钢圆柱铣刀其直径为 d=60数 z=8。其他与上道工序类似。 根据资料 ， 查得每齿进给量 z，现取 z。 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 用度 T=180 齿 进给量 据上述参数 ， 查取 85mm/s， n=425r/f=438mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 50r/00mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 250400=z 根据 资料所知 ，根据以上参数可知， 切削功率的修正系数 ，则 .8 据上述校验方法可知机床功率能满足要求。 本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 605035(2 =5.8 序切削用量及基本 时间的确定 削用量的确定 本工序为铣深 6槽。所选刀具为切槽铣刀，铣刀直径 d=6据资料选择铣刀的基本形状 0， 0，已知铣削宽度 削深度 9式铣床。 根据资料所知， 用切槽铣刀加工铸铁，查得每齿进给量 z、现取 z。 根据资料所知，用切槽铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 用度 T=60 给量 据铣刀直径 d=6铣削宽度 削深度 =9用度 T=60查取 98mm/s， n=439r/f=490mm/s。 根据 立式铣床 主轴转速表查取， 00r/75mm/s。 则实际切削 ： 10000 c=1000 =际进给量 ： 0300475=z 据资料可知， 切削功率的修正系数 ，则 .8 知机床功率能满足要求。 本时间 根据 资料所知高速钢圆柱铣刀 铣面基本时间为： tm=zc 2 627(4 =序切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为车端面、钻孔 10、车孔 16、孔口倒角，加工条件为：工件材料为 用 床。刀具选择：选择高速钢麻花钻， 10头采用双头刃磨法，后 角 o 120， 45 度车刀。 查切削手册 所以， 按 钻 头 强 度 选 择 按 机 床 强 度 选 择， 最终决定选择机床已有的进给量 经校验m a F f 校验成功。 磨钝标准及寿命： 后刀面最大磨损限度（查切削手册）为 命 。 切削速度，查切削手册： c /10 修正系数 0.1 10 故 15 m 51 0 0 01 0 0 00vn s 查切削手册机床实际转速为 52 故实际的切削速度 0 00 c 73 m 所以 M 验成立。 算工时： m 2 1026 nf m 序的切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为钻 32，刀具选用高速钢复合钻头，直径 d=32用切削液 f 由于孔径和深度都很大，宜采用自动进给， r。 根据表 5头后刀面最大磨损量 为 用度 T=50 由表 5=670 加工性为 5 类，根据表 5给量f=r，由表 5可 查得 V=17m/n=1082r/据 式钻床说明书选择主轴实际转速 . 本时间 钻 32 45通孔，基本时间为 25s 序的切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为钻、半精铰，精铰 16孔。铰刀选用 标准高速钢铰刀，, ,铰孔扩削用量： 1. 确定进给量 f 根据参考文献三表 f 表 = 床说明书，取 f= 2. 确定切削速度 n 根据表 V 表 =削速度的修正系数可按表 出，。 1 5 . 8 1 1 5 3 . 8 92 0 0 . 1 0 4 故 =1= =01 0 0 0 1 0 0 0 1 2 . 3 5 2 4 8 . 6 / m i . 8 1v 表 根据 床说明书选择 n=275r/为： V= 0 1 5 . 8 1 2 7 5 1 3 . 6 5 / m i 0 0 1 0 0 0dn m 根据以上计算确定切削用量如下： 钻孔： 5f=r, n=400r/v=18m/精铰： f=r, n=574r/v=铰： f=r,n=275r/v= 时间计算： 12l l l 式中， n=400,f=0.3,l=l1=m= 2 7 . 5 5 5 0 . 3 1 m i 0 0 . 3 3. 半精铰基本工时： 1(452 1(2 1 c t gc t g k n=530r/f= 2 7 . 5 3 4 0 . 1 2 6 m i 0 0 . 5 1(452 1(2 1 c t gc t g k m= 2 7 . 5 4 2 0 . 1 8 5 m i 5 0 . 7 序的切削用量及基本时间的确定 削用量 本工序为钻螺纹孔 6丝 具选用锥柄阶梯麻花钻，直径 d=6及机用丝锥。钻床选用 用切削液。 f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 根据表 5头后到面最大磨损量为 用度 T=20 由表 5b =670 加工性为 5 类，根据表 5给量可取f=r；由表 5查 V=13m/n=1063r/据 基本时间 钻 6纹孔，攻丝，基本时间为 45s. 序的切削用量及基本时间的确定 本工序为钻 6孔， 锪 120倒角，选用 削用量 刀具采用高速钢复合钻头，直径 d=6用切削液。 f 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给 根据表 5头后刀面最大磨损量为 用度为 15 由表 5b =670 加工性为 5 类，据表 5定进给量f=r。由表 5查 v=16m/据 式钻床说明书选择主轴实际转速 n=1041r/ 本时间 钻一个 6 8本时间约为 6s. 第 7 章 夹具设计 经过与老师协商，决定设计第道工序的工装夹具，在给定的零 件中，对本序价格的主要要求考虑尺寸 60，由于公差要求较低，因此本步的重点应在加紧的方便与快速性上。 位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，选择孔 32端面为基准定位，侧面加定位销辅助定位，使工件完全定位，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 削力和卡紧力计算 本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。 钻削轴向力 ： 扭矩 紧力为 f 取系数 2=4=实际卡紧力为 F =F=用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。 位误差分析 本工序采用孔 32和端面为基准定位，使加工基准和设计基准统一，能很好的保证定位的精度。 具设计及操作的简要说明 夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用螺纹卡紧机构 本次设计中还按要求画出了夹具体的零件图，具体结构可参见附图。 结论 根据 推动架工艺规程及夹具设计要求
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