支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削 孔工序专用夹具设计 (2)

课程设计题目支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削孔工序专用夹具设计4一、设计题目支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削孔工序专用夹具设计二、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摘要本课程设计的主要内容是机械加工工艺规程编制和钻削孔工序专用夹具设计。本课程设计是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。学生通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养，另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。通过该课程，学生应该在下述各方面得到锻炼1使学生具有制定工艺规程的初步能力。能综合运用机械制造技术基础和其他课程的基本理论和方法，正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。2具有设计专用夹具的初步能力，提高结构设计能力。3结合工艺设计内容，能够熟练的应用工艺计算方法，正确的进行工艺计算，如工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、夹紧力等。4进一步提高查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。5通过设计的全过程，使学生会进行工艺设计的程序和方法，培养独立思考和独立工作的能力。ABSTRACTTHISCOURSEDESIGNARETHEMAINCONTENTSOFAPOINTOFORDERPROCESSINGMACHINERYANDDRILLINGHOLESFORFIXTUREDESIGNPROCESSTHISCOURSEISDESIGNEDTOCOMPLETETHEPRODUCTIONINTERNSHIPS,COMPLETIONOFMACHINERYMANUFACTURINGANDTECHNOLOGICALFOUNDATIONANDOTHERPROFESSIONALCOURSESCONDUCTEDSTUDENTSTHROUGHTHECURRICULUMDESIGN,WILLLEARNTHEORYANDPRACTICEOFCOMBININGPRODUCTION,RESOLVEDTHEISSUEOFCAPACITYISSUESANDTHEINITIALTRAINING,ANDALSODOAGOODJOBAFTERGRADUATIONFORTHEDESIGNANDEMBARKEDONACOMPREHENSIVETRAININGFORJOBSTHROUGHTHECOURSES,STUDENTSINTHEFOLLOWINGAREASSHOULDBETEMPERED1SOTHATSTUDENTSHAVEDEVELOPEDAPOINTOFORDEROFTHEINITIALCAPACITYCANMAKECOMPREHENSIVEUSEOFMACHINERYMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDOTHERCOURSESBASEDONTHEBASICTHEORIESANDMETHODS,THERIGHTTODEVELOPAPARTSORDERPROCESSINGMACHINERY2FIXTUREWITHTHEPRELIMINARYDESIGNFORCAPACITYANDIMPROVESTRUCTURALDESIGNCAPACITY3COMBINATIONOFDESIGN,THEAPPLICATIONPROCESSCANBESKILLEDMETHODOFCALCULATINGTHECORRECTCONDUCTOFCALCULATION,SUCHASTECHNICALPARAMETERS,CUTTINGFORCE,CUTTINGPOWER,CUTTINGSPEED,POSITIONINGERROR,THECLAMPINGFORCE,ANDSOON4FURTHERIMPROVEACCESSTOINFORMATION,SKILLEDUSEOFDESIGNMANUAL,REFERENCEMATERIALS,SUCHASTHEABILITY5THROUGHTHEENTIREPROCESSOFDESIGN,PROCESSDESIGNSOTHATSTUDENTSWILLCARRYOUTTHEPROCEDURESANDMETHODS,ANDFOSTERINDEPENDENTTHINKINGANDTHEABILITYTOWORKINDEPENDENTLY目录1支架零件的机械加工工艺规程编制111支架零件的工艺分析及生产类型的确定1111零件用途1112分析零件的技术要求1113审查零件的工艺性1114确定支架的生产类型212确定毛坯、绘制毛坯简图2121选择毛坯2122确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2123绘制支架铸造毛坯简图313拟定支架工艺路线3131定为基准的选择3132表面加工方法的确定3133加工阶段的划分4134工序的集中与分散4135工序顺序的安排4136确定工艺路线514加工余量、工序尺寸和公差的确定515切削用量的计算62钻削孔工序钻用夹具设计821夹具设计任务822确定夹具的结构方案823画夹具装备图824夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求。8参考文献101支架零件的机械加工工艺规程编制11支架零件的工艺分析及生产类型的确定111零件用途支架零件主要起支撑作用。112分析零件的技术要求1零件材料为HT200。2支架零件技术要求汇集在下表表11支架零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/MM公差/MM及精度等级表面粗糙度|M形位公差/MM孔15M01850018，IT7RA32005B孔272070021，IT7RA32圆柱左8端面8IT9RA125圆柱右30M端面30IT9RA125连接板左端面8070IT10RA125圆柱上45端面45IT9RA63圆柱下60M端面60IT9RA63螺纹退刀槽32IT12RA63113审查零件的工艺性由零件图分析可知，支架头部两端面和尾部两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积且易于加工。肋板的存在增加了支架头部的接触刚度，的孔和的孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头1527钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面，虽然加工精度相对较高，但也可以在正常生产条件下采用较经济的方法保质保量的加工出来，因此该零件的加工工艺性好。114确定支架的生产类型依设计题目知Q5000件/年，M1件/年；结合生产实际，备品率A和废品率B分别取3和5。代入公式得N50/578/件年1件年件年支架重量为45KG，支架属轻型零件；该支架的生产类型为大批生产。12确定毛坯、绘制毛坯简图121选择毛坯由于该支架结构复杂，所以毛坯选用铸件，用于铸造的材料为HT200。此支架的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用金属模机器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为。5122确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由表2125可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。1、公差等级由支架的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT810，选择CT9。2、铸件分型面根据该铸件的形位特点，选择零件中间对称面为分型面。3、表面粗糙度由零件图可知，该支架各加工表面的粗糙度RA均大于等于32。M根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表中表12支架铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量项目/MM机械加工余量/MM尺寸公差/MM备注18表23厚度380305（两端面分别取04和05）表2416表23连接板厚120305（取05）表242表23距离57051（取1）表2425表23距离1100815（取15）表24123绘制支架铸造毛坯简图支架零件毛坯简图EXB13拟定支架工艺路线131定为基准的选择定位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。（1）精基准的选择根据该支架零件的技术要求和装配要求，选择支架底座底面、MM圆60柱轴线和支架头MM孔轴线作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作15基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则，MM圆柱轴线是设计基准，选60用其作精基准定位加工支架头MM孔，实现了设计基准和工艺基准的重合，15保证了被加工孔的轴线的垂直度要求。选用支架座底面和MM孔轴线作为精15基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该支架在MM圆柱轴线方向上的尺寸多以他们作为设计基准，即遵循了“基准统一”原则。（2）粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。选择支架头左端面作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。132表面加工方法的确定根据支架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法，如下表所示。表13支架零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度RA/加工方案备注支架头圆柱两端面IT11125粗铣表18支架连接板左端面IT11125粗铣表18支架座上下两端面IT963粗铣半精铣表18孔15IT716钻粗铰精铰表17孔27IT716钻扩铰表17M426H63钻扩车螺纹表110沉孔4IT732钻锪精铰表17M66H63钻车螺纹表110133加工阶段的划分该支架的加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工和半精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣支架头圆柱两端面、支架板左端面和支架座上下两端面。在半精加工阶段，完成MM孔、MM孔、M426H和支1527架座上端面的半精加工。134工序的集中与分散选用工序集中原则安排支架的加工工序。该支架的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。135工序顺序的安排机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准支架座底面。（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“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工支架底座端面，再加工MM孔、15MM孔。7136确定工艺路线表14支架工艺路线及加工设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具1粗铣支架底座上下两端面立式铣床端铣刀2粗铣支架头圆柱左右两端面和连接板左端面立试铣床端铣刀3半精铣支架底座上下两端面立试铣床端铣刀4钻粗扩精铰MM孔27四面组合钻床麻花钻，扩孔钻，绞刀5钻粗铰精铰MM孔15四面组合钻床钻头复合铰刀6钻扩MM孔42四面组合钻床麻花钻，扩孔钻7钻锪精铰MM沉孔四面组合钻床麻花钻，直柄锥面锪钻，铰刀908钻4M66H通孔四面组合钻床麻花钻9车M426H螺纹卧式车床内螺纹车刀10车4M66H通孔卧式车床内螺纹车刀14加工余量、工序尺寸和公差的确定工序7钻精铰MM孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定4由表228可查的，精铰余量01MM；钻孔余量39MM。查表1Z精铰Z钻20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰IT7钻IT12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰0012MM；钻012MM。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰MM；04钻孔MM，他们的相互关系如下图所示039加工方向012012390401001215切削用量的计算工序7钻、锪、精铰MM孔4（1）钻孔工步1）背吃刀量的确定取39MM。PA2）进给量的确定由表522，选取该工步的每转进给量F008MM/R。3）切削速度的计算由表522，工件材料为HT200，切削速度V可取为15M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序钻头转速N1225R/MIN，D参照表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N1360R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际钻削速度VND/1000167M/MIN。（2）锪钻工步1）刀具选择选用直柄锥面锪刀，D8MM。902）进给量的确定由表532，选取该工步的每转进给量F012MM/R。3）切削速度的计算由表532，切削速度V可取为12M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序锪钻转速N478R/MIN，参照表49所列DZ525型立式钻床的主轴转速，取转速N545R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际锪削速度VND/1000137M/MIN。（3）精铰工步1）背吃刀量的确定取01MM。PA2）进给量的确定由表531，选取该工步的每转进给量F03MM/R3）切削速度的计算由表531，切削速度V可取为4M/MIN。由公式（51）N1000V/可求得此工序铰刀转速N318R/MIN，参照表49所列Z525型D立式钻床的主轴转速,取转速N392R/MIN。再将此转速代入公式（51），可求出该工序的实际切削速度VND/1000492M/MIN。2钻削孔工序钻用夹具设计421夹具设计任务钻支架沉孔。已知工件材料为HT200，毛坯为铸件，所用机床为Z525型立式钻床，成批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。22确定夹具的结构方案（1）确定定位元件选用一长削边销与工件MM孔配合，限制两个自由15度，削边销轴肩与工件定位端面接触，限制三个自由度，定位板与底面接触限制两个自由度，但是其中绕主轴的转动被重复定位，出现过定位，可以通过保证轴肩端面与轴线的垂直度消除过定位的不良影响，从而实现正确定位。定位孔与削边销的配合尺寸取为对于工序尺寸10MM而言，定为基准与工序基准不重合，定H7N615位误差02M