飞锤支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

一、设计题目学生空出，由指导教师填写飞锤支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计二、原始资料1被加工零件的零件图1张2生产类型中批或大批大量生产三、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参附表11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50008000字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、指导教师评语成绩摘要本课程设计主要内容包括飞锤支架的加工工艺过程设计和钻孔专用夹具的设计，在课程设计过程中完成零件图、毛64坯图、夹具装配图和夹具体零件图的绘制。机械制造技术基础课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。能够顺利完成这次课程设计，首先得益于朱占平老师的悉心指导，同学们的耐心解答。在设计过程中，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多问题。但在同学们的帮助下，通过请教老师，翻阅资料、查工具书，解决设计中的一个又一个问题。在此，十分感谢朱占平老师的细心指导，感谢同学们的帮助。ABSTRACTTHISCURRICULUMPROJECTPRIMARYCOVERAGEINCLUDINGFLIESTHEHAMMERSUPPORTSPROCESSINGPROCESSENGINEERINGANDTHEDRILLHOLEUNITCLAMPSDESIGN，COMPLETESTHEDETAILDRAWING,THESEMIFINISHEDMATERIALSCHART,THEJIGASSEMBLYDRAWINGANDTHEJIGBODYDETAILDRAWINGPLANINTHECURRICULUMPROJECTPROCESS。THEMACHINEMANUFACTURETECHNOLOGYBASECURRICULUMPROJECTISAFTERWEHAVECOMPLETEDTHECOMPLETEBASICCOURSE,THETECHNICALBASICCOURSE,THEMAJORITYOFPROFESSIONALCOURSESCARRIESONTHISISWETOSTUDIESVARIOUSCURRICULAATHOROUGHCOMPREHENSIVEREVIEW,ISALSOAAPPLYTHEORYTOREALITYTRAININGCANCOMPLETETHISCURRICULUMPROJECTSMOOTHLY,FIRSTBENEFITSFROMTHEMRZHUZHANPINGTENDERGUIDANCE,SCHOOLMATESPATIENTEXPLANATIONINTHEDESIGNPROCESS,LACKSTHEACTUALPRODUCTIONEXPERIENCE,CAUSEDTOBUMPINTOMANYQUESTIONSINTHEDESIGNBUTUNDERSCHOOLMATESHELP,THROUGHCONSULTSTEACHER,GLANCESTHROUGHTHEMATERIAL,TOLOOKUPTHEREFERENCEBOOK,INASOLUTIONDESIGNANOTHERQUESTIONHERE,THANKSTHEMRZHUZHANPINGCAREFULINSTRUCTION,THANKSSCHOOLMATESHELP目录1零件工艺性分析111零件的用途112零件的技术要求113审查零件的工艺性12零件毛坯的确定221零件的生产类型222毛坯的种类和制造方法223零件个表面的加工方法324各工序间加工余量325确定毛坯图尺寸63机械加工工艺规程设计631拟定工艺路线6311定位基准的选择6312工序顺序的安排632孔切削用量的计算764321钻孔工步切削用量的计算7322铰孔工步切削用量的计算733孔基本工时的计算8331基本时间的计算8JT332辅助时间的计算8F333其他时间的计算9334单件时间的计算9DJT34制订孔的加工工艺卡片964孔专用机床夹具设计941定位方案的设计942定位误差的分析与计算943导向元件的设计1044加紧装置的设计1145夹具结构设计及操作简要说明115方案综合评价与结论116设计体会与展望12参考文献131零件工艺性分析11零件的用途飞锤支架为盘类零件，主要用于柴油发动机上。用于安装柴油发动机减速器的飞锤，便于发动机进行调速。12零件的技术要求飞锤支架属于盘类零件，材料为QT622，毛坯制造完成后需要进行时效处理，硬度要求为HB250300。其全部技术要求如下表表1飞锤支架的技术要求加工表面尺寸及偏差/MM公差/MM及精度等级表面粗糙度/形位公差/MM飞锤支架右端面330062，IT932右圆台面02710027，IT81619MM圆柱面19030033，IT81615MM圆柱面15018，IT1212511MM圆柱面110043，IT9637MM孔70360036，IT916左凹槽底面5030030，IT963左凹槽侧面1802070，IT121256MM孔612040030，IT96365MM螺栓孔65018，IT1212513审查零件的工艺性根据老师发给的零件图，审查了零件的结构工艺性，其结构利于机械加工，故对零件结构不做修改。经仔细读图，发现所给的零件图有错误，有的尺寸不清楚，通过与老师沟通，解决以上问题，最后运用机械制图知识更正了零件图，用电子图版绘图，详见零件图。2零件毛坯的确定21零件的生产类型零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的年生产纲领N可按下式计算1QMAB其中是零件的生产纲领（件/年）；产品的年产量（台、辆/年）；每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）；备品率，一般取；A23废品率，一般取；B07根据上式结合题目给定数据，即可算出飞锤支架的生产纲领，进而确定出其生产类型。取飞锤支架的生产类型为大批大量生产。22毛坯的种类和制造方法飞锤支架的材料在产品设计时已经确定，在制订零件机械加工工艺规程时，毛坯的选择主要是选定毛坯的制造方法。用于铸造的材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、铸钢、有色金属合金等。由于飞锤支架选用QT622作为材料，加之零件形态以外圆为主，为了减少加工余量，提高劳动生产率，决定毛坯采用铸件。金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，使用于大批大量生产。该飞锤支架的生产类型为大批大量生产，所以在铸件造型上采用金属模机器造型。23零件个表面的加工方法工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求，加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。通过对飞锤支架各加工表面的分析，根据表16至111选择各表面的加工方法。表2各表面加工方法加工表面粗糙度要求加工方法飞锤支架右端面32粗铣精铣19MM圆柱面16粗车半精车精车15MM圆柱面125粗车11MM圆柱面63粗车半精车7MM孔16钻粗铰精铰右圆台面16粗车半精车精车左凹槽底面63粗铣半精铣左凹槽侧面125粗铣6MM孔63钻铰65MM螺栓孔125锪24各工序间加工余量根据表16至111和215至240，将各加工表面的工艺路线、工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度填入表3中。表3各工序间加工余量加工表面工步名称工步余量基本尺寸公差等级精度公差工步偏差粗糙度精铣1029IT90052052932粗铣2030IT12021021125飞锤支架右端面毛坯33218903精车091IT800330316半精车11IT90052052963粗车2IT1202102112519MM圆柱面毛坯4324213粗车415IT12018018512515MM圆柱面毛坯4924219半精车071IT900430436311MM圆柱面粗车33IT120180187125毛坯4152215精铰0047IT9003603716粗铰016IT100058058963钻68IT120151501257MM孔毛坯实心精车0522IT8003303216半精车10215IT9005205232粗车15205IT12021021125右圆台面毛坯31924219半精铣055IT9003003563粗铣1055IT12012012125左凹槽底面毛坯156520156粗铣218IT12070028125左凹槽两侧面毛坯216242166MM孔铰026IT900300363钻5858IT1201212085125毛坯实心12IT120150156125锪65IT1201801812565MM螺栓孔毛坯实心25确定毛坯图尺寸根据表3，得出毛坯尺寸。利用电子图板绘出毛坯图，毛坯尺寸详见毛坯图3机械加工工艺规程设计31拟定工艺路线工艺路线的拟定包括定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工序顺序的安排。考虑到实际经验的缺乏，加之时间的限制，主要进行了定位基准的选择、各表面加工方法的确定和工序顺序的安排工作311定位基准的选择拟定工艺路线的第一步是选择定位基准，为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。飞锤支架的未加工面只有左面的凸台面，所以应先以左凸台面为粗基准加工右圆台面和右端面，然后以右圆台面加工三个外圆1,59面，钻孔，粗铣左凹槽。粗加工完成后，进一步进行半精加工和精加7工。312工序顺序的安排根据表2各加工表面的加工方法和表3各工序间加工余量，考虑加工过程中定位基准的选择原则，确定工序顺序。在工序顺序安排中，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理和辅助工序，遵循先基准后其他、先粗后精、先主后次、先面后孔的原则，最终确定的工序顺序详见表4，以此为依据，填写机械加工工艺过程卡片。表4飞锤支架的加工工序工序工序名供需内容1备料热处理2铣粗铣右端面至303车粗车右圆台面至2054车粗车外圆面至，外圆面至，外圆1915面至75铣粗铣左凹槽底面至55，粗铣左凹槽侧面至186铣精铣右端面至297车半精车右圆台面至115，精车右圆台面至118车半精车孔至，精车9孔至，半精车1孔至9铣半精铣左凹槽底面至510钻钻孔至，粗铰孔至，精铰孔至786796711钻钻孔至，铰孔至12锪锪孔至，至51213钳工却毛刺，尖角，锐边14检验检验各尺寸32孔切削用量的计算6321钻孔工步切削用量的计算背吃刀量的确定，取58MM。进给量的确定，由表522，选PA取该工步每转的进给量F005MM/S。切削速度的确定，由表522，工件材料为铸铁、硬度度HBS300的条件选择，切削速度可取为V8M/MIN由公式（51）N1000V/D可求得该工序钻头转速为N4933R/MIN，参照表49所列Z525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，可求出实际转速VND/00054531458/1000993M/MIN。322铰孔工步切削用量的计算背吃刀量的确定，取。进给量的确定，由表531，选AP2取该工步每转的进给量F030MM/R。切削速度的计算，由表531，切削速度可取为V4M/MIN。由公式51，可求得该工序钻头的转速为N2123R/MIN。参照表49所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速N272R/MIN。再将此转速代入公式51，可求出实际转速VND/10002723146/1000512M/MIN33孔基本工时的计算64331基本时间的计算JT钻孔工步，根据表541钻孔的基本时间可由公式FNLFNLTJ/21求得。式中L6MM,L23COT9COT/1RKDLF005M/S,N545R/MIN。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间。STJ42I070/2136铰孔工步，根据表541，铰圆柱孔基本时间公式FNLFNLTJ/21求得。式中的由表542按,15RK的条件查得，而MDDAP0/86MLL15,3702L6MM,F03MM/R,N272R/MIN将上述结果代入公式中计算出该工序的基本时间STJ715MIN26073/15706332辅助时间的计算FT根据第五章第二节所述，辅助时间与基本时间之间的关系为FTIT，可取015，则各工序的辅助时间分别为钻孔工JFTT2015FTIT步的辅助时间铰孔工步的辅助时间SF6342。STF367333其他时间的计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于飞锤支架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间的，休息与生理需要时间是作业时间BT27XT的，本工件均取3，则各工序的其他时间（）可按关系24B式（33）X（）计算，分别为钻孔工步的其他时间FJT铰孔工步的其他时间STXB68106。02715334单件时间的计算DJT钻孔工步SSTJ7429681342钻铰孔工步DJ0715铰因此，工序的单件时间。由于STTDJJDJ841铰钻工件有四个孔，可以分两次加工，所以总时间STDJ6984234制订孔的加工工艺卡片根据表3中孔的加工余量，上述孔的切削用量、加工时6464间可制订出该工序的工艺卡片，具体内容详见机械加工工艺卡片。4孔专用机床夹具设计641定位方案的设计本夹具的定位方案如夹具体装配图所示，采用了支承钉和定位套筒定位。支承钉限制的自由度YZ,定位套筒限制的自由度X,综上，该定位方案限制了工件的6个自由度，较好的满足了零件的加工要求，定位方案合理。42定位误差的分析与计算所谓定位误差，是指由于工件定位造成的加工面相对工序基准的位置误差。因为对一批工件来说，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。造成定位误差的原因有由于定位基准与工序基准不一致所引起的定位误差，称基准不重合误差，即工序基准相对定位基准在加工尺寸方向上的最大变动量，以表示；由于定位副制B造误差及其配合间隙所引起的定位误差，称基准位移误差，即定位基准的相对位置在加工尺寸方向上的最大变动量，以表示。J。DBJ分析和计算定位误差的目的，就是为了判断所采用的定位方案能否保证加工要求，以便对不同方案进行分析比较，从而选出最佳定位方案，它是决定定位方案时的一个重要依据。夹具的主要定位误差为定位套筒。所以该定位套筒的尺寸公差规定为与本零件在工作时相配的尺寸公差相同，所以定位误差为0033MM43导向元件的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位元件的位置，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。由于该孔的加工方法是先钻孔，后铰孔。所以，采用快换式钻套，由于飞锤支架的特殊结构，为了便于装夹工作，所以自行设计了快换钻套。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，刀具的导向性能越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取H（125）D，孔径小、精度要求高时，H取较大值。考虑到孔的加工精度和排屑间隙，取H23MM。钻套与工件的距离称为排屑间隙，H值应适当选取，H值太小时，切屑难以自由排出，使加工表面被破坏；H值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。加工铸铁时，H0307D，由于飞锤支架的材料为QT622，所以取排屑间隙H25MM。44夹紧装置的设计加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用，为了保证在这些力的作用下工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定得加紧机构，把工件压紧夹牢在定位元件上。在该夹具设计中，由于支承钉的定位方向与切削力的方向一致，所以只须较小的加紧力。故采用了滑块螺杆衬套式夹紧机构。45夹具结构设计及操作简要说明在设计夹具时应注意提高劳动生产率。因此，使用铰链式钻模板，一次固定2个钻套，在一次装夹中可以加工2个孔。本工序是粗加工，切削力较大，但是由于钻削时产生的切削力沿轴向指向定位面，所以夹紧力不直接消除切削力。装夹工件时，先翻开钻模板，放上支承钉再放上工件，再用定位套筒定位，然后用夹紧机构将工件夹紧固定，最后，盖上钻模板，装夹好钻套就可以进行钻削了。本夹具装配图和零件图见附图。5方案综合评价与结论本方案采用支承钉定位套筒定位方式，限制了工件的6个自由度。很好的确定了工件在夹具中的位置，但也可能造成过定位，原因在于定位套筒的端面限制的自由度可能与已限制的自由度重合，但是，只要装夹加工时设计的精度能得到保证，加工出来的零件仍是合格的。综上所述，本次课程设计的基本目的已经达到，较好的反应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。绘制夹具装配图和零件图时，很好的运用了机械制图的基本知识，图幅表达合理，线条明确。6设计体会与展望为期三周的机械制造技术课程设计就要结束了。这三周让我受益匪浅，我既学到了许多新知识，复习巩固了许多以前的知识，也发现了自己存在的许多不