左支座设计说明书

1、东莞理工学院城市学院机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：左支座机械制造工艺规程及钻孔夹具设计学生姓名：黄华柱学号：0214系别：机电工程系专业班级：12机械设计制造及自动化专业2班指导教师：谭海欧起止时间：2015年6月29日2015年7月10日东莞理工学院城市学院机械制造技术基础课程设计任务书学生姓名黄华柱专业班级自动化2班学号0214指导教师姓名及职称谭海欧设计题目左支座机械制造工艺规程及钻孔夹具设计1、产品零件图1张2、产品毛坯图1张设3、机械加工工艺过程卡片1份计4、机械加工工序卡片1张内5、夹具设计装配图（1号图、手工绘图）1份容6、夹具零件图：夹具体零件图1张7、课程设计说明书

2、1份注：零件年产量5000台/年1、零件工艺审查，选择毛坯并绘制毛坯图（1天）。2、机械加工工艺规程设计:1）选择加工方法和方案，拟定工艺路线（1天）。2）进行工序设计计算（2天）3）填写工艺过程卡和钻加工工序卡（2天）度3、夹具设计:安1）设计钻孔工序的钻床夹具机构方案，绘制夹具设计装配图草图（2排大）。2）绘制夹具装配图（手工绘制），1#图幅1张（2天）。3）绘制夹具体零件图1张（2天）。4、编写课程设计说明书10页（2天）5、课程设计答辩（1天）主要参考文献1、黄健求机械制造技术基础第二版机械工业出版社2、崇凯机械制造技术基础课程设计指南化学工业出版社任务下达人（日期）6月29日任务接受

3、人（日期）6月29日本任务书与课程设计说明书一并装订（封面后一页）存档。设计计算说明书提纲目录一、零件分析11 .零件的作用12 .零件工艺分析1二、工艺规程设计21.毛坯的选择与设计21 ）毛坯种类22 ）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差23 ）设计毛坯图22.定位基准的选择31 ）粗基准的选择32 ）精基准的选择33 .制定工艺路线41 ）工艺路线方案一42 ）工艺路线方案二43 ）工艺路线方案比较分析54 .选择夹具、刀具和量具61 ）选择夹具62 ）选择刀具63 ）选择量具65、工序尺寸、加工余量的确定66、确定切削用量及基本时间8三、夹具设计121、定位基准及定位元件的选择122、切

4、削力及夹紧力的计算123、定位误差分析及计算134、夹具总体设计及操作说明13四、总结14五、参考文献14、零件分析1、零件的作用题目所给的是机床上用的的一个支座.该零件的主要作用是利用横、纵两个方向上的5；mm勺槽.使尺寸为80mmi勺耳孔部有一定的弹性，并利用耳部的?21mm勺孔穿过M20mlmJ螺栓一端与？25H7（0.021）配合的杆件通过旋紧其上的螺母夹紧，使装在？80H9(0.087)mm的心轴定位并夹紧。2、零件工艺分析左支座共有两组加工表面，它们互相之间有一定的位置要求，现在分别叙述如下：一、以？80H9(0.087)内孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：？80H9(000

5、87)mm孔的大端面以及大端的内圆倒角，四个？13mmi勺底座通孔和四个？20的沉头螺栓孔，以及两个？10的锥销孔，螺纹M8-H7勺底孔以及尺寸为5(02)mm的纵槽，主要加工表面为？80H9(0)087)mm其中？80H9(0)087)mm的大端端面对？80H9(0087)mmJL的轴心线有垂直度要求为：。二、以？25H7(00.25)mm的孔加工中心的表面：这一组加工表面包括？21mm的通孔和？38的沉头螺栓孔以及？43的沉头孔，螺纹M10-7H的底孔以及尺寸为5(%)mm的横槽，主要加工表面为？25H7(00.25)mm由上述分析可知，对于以上两组加工表面，可以先加工其中一组，然后再借助

6、于专用夹具加工另一组加工表面，并且保证其位置精度。二、工艺规程设计1、毛坯的选择与设计1）毛坯种类左支座零件材料为：HT200在机床工作过程中起支撑作用，所受的动载荷和交变载荷较小.由于零件的生产类型是中批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采取金属模机械砂型铸造成型，这样有助于提高生产率，保证加工质量.根据零件材料确定毛坯为铸件。毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造成型。又由于支座零件？80孔需铸出，故还应安放型芯，止匕外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。由参考文献可知，该种铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级M©G级，故选取尺寸公差等级CT为10级，力口工余量等

7、级MAJG级。2）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（参考指南P10-11,P118-121。步骤：求零件最大轮廓尺寸一查表5-5选择毛坯铸件的机械加工余量等级一查表5-4求出铸件机械加工余量RM空查表5-1选取铸件公差等级CR查表5-3求铸件尺寸公差一计算毛坯基本尺寸P118一制作毛坯尺寸公差与加工余量表P11）项目A面直径80孔公差等级CT1010加，向基本尺寸14080铸件尺寸公差机械加工余量等级GH机械加工余量RMA毛坯基本尺寸144833）设计毛坯图2、定位基准的选择1 ）粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精

8、基准。一般按下列原则选择：1 .为保证不加工面与加工面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。2 .合理分配个加工面的余量。3 .粗基准应避免重复使用。4.选作粗基准的表面应平整，没有注口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。2）精基准的选择1 .基准重合原则应当尽量使定位基准与设计基准相重合，以避免因基准不重合而引起定位误2 .基准统一原则在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个(或一组)定位基准来定位，称为基准统一原则。3 .自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表

9、面作为基准，称为自为基准原则。4 .互为基准原则对于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基准反复加工的方法，这称为互为基准原则。5 .便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面。3、制定工艺路线1)工艺路线方案一工序一：粗链、精链孔？80H9(0Dmm孔的内圆工序二：粗铳、精铳？80H9(0087)mm的大端端面工序三：镇?80H9(0.087)mm大端处的2X45°倒角。工序四：钻4-?13mm勺通孔，车忽?20mm勺沉头螺栓孔。工序五：钻2-?10mmi勺锥销底孔，粗较、精较2-?10mmi勺锥销孔。工

10、序六：铳削尺寸为5mm勺纵槽。工序七：钻削通孔？20mm扩、较孔？25H7(00.25)mm翎沉头螺栓孔？38mm和?43mm工序九：钻削M10-H7和M8-H7的螺纹底孔。工序十：铳削尺寸为5mm勺横槽。工序H一：攻螺纹M10-H7和M8-H7工序十二：终检。2 )工艺路线方案二工序一：粗铳、精铳削？80H9(0.087)mmi的大端端面。工序二：粗链、精链?80H9(0.087)mm内孔，以及倒2X45°的倒角。工序三：钻削底板上的4-?13mmi勺通孔，车忽4-?20mmi勺沉头螺栓孔。工序四：钻削锥销孔2-?10mna孔，较肖IJ锥销孔？10mm工序五：钻削？21mmi勺通孔

11、，扩、较孔？25H7(00.25)mm钩沉头螺栓孔?38m话口?43mm工序六：铳削尺寸为5mm勺纵槽。工序七：钻削M10-H7和M8-H7的螺纹底孔。工序八：铳削尺寸为5mm勺横槽。工序九：攻螺纹M10-H7和M8-H%工序十：终检。3 )工艺路线方案比较分析工艺方案路线一：本路线是先加工孔后加工平面，再以加工后的平面来加工孔。这样减少了工件因为多次装夹而带来的误差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因铸造原因引起的圆柱R55mrmj底端不平整，则容易引起?80H9(%87)mm的孔在加工过程中引偏。使？80H9(mm的内孔与R55的圆柱的同心度受到影响，造成圆筒的局部强度不够而

12、引起废品。工艺路线方案二则是先加工平面再加工孔。本工艺路线可以减小？80H9(0.087)mm的孔与底座垂直度误差，以及？80H9(：087)mmR55圆柱的同心度，使圆筒的壁厚均匀外，还可以避免工艺路线一所留下的部分缺陷(即：工艺路线一中的工序六加工后再加工下面的工序的话，会由于工序六降低了工件的刚度，使后面的加工不能保证加工质量和加工要求)。工艺方案的确定由上述分析，工艺路线二优于工艺路线一，可以选择工艺路线二进行加工，在工艺路线二中也存在问题，粗加工和精加工放在一起也不能保证加工质量和加工要求，所以我们得出如下的工艺路线：工序一：粗铳？80H9(0.O87)mmi的大端端面，以R55外圆

13、为粗基准，选用X52K立式升降铳床和专用夹具。工序二：粗链?80H9(O.087)mm内孔，以孔？80H9(O.087)mm孔的轴心线为基准，选用X620卧式升降铳床和专用夹具。工序三：精铳？80H9(mmfl的大端面，以？80H9(0.087)mm内圆为基准，选用X52K立式升降台铳床和专用夹具。工序四：精链?80H9(0.087)mm内孔，以及？80H9(0.087)mm大端处的倒角2X45°,以？80H9(0)087)mmL的小端端面为基准。选用T611卧式链床和专用夹具。工序五：钻削4-？13mmi勺通孔，钩沉头螺栓孔4-？20mm以？80H9(0.087)mm内圆为基准。选

14、用Z5150立式钻床和夹具。工序六：钻削？21mmi勺通孔，扩、较孔？25H7(00.25)mm铜钱？36mmi勺沉头螺栓孔。以？80H9(0087)mm?L大端端面为基准，选用Z3080卧式钻床和专用夹具。工序七：物削沉头螺栓孔？43mm以孔？80H9(0.087)mm的大端端面为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。工序八：钻肖UM8-H7的螺纹底孔，以？80H9(0)087)mm内圆为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。工序九：铳削尺寸为5mm勺纵槽。以？80H9(0.087)mm大端端面为基准。琦磨？80H9(0.O87)mm的内圆，以？80H9(%87)mm内圆为基准，选用X6

15、2K卧式铳床和专用夹具。工序十：钻削M10-H7ffiM8-H7的螺纹底孔。选用Z5150立式钻床和专用夹具。工序H一：钳工台去毛刺，攻丝，加工倒角R15,R10,R3工序十二：终检。4 .选择夹具、刀具和量具1 )选择夹具专用夹具和分度夹具2 )选择刀具工序一：YG6®质合金铳刀工序二：W18Cr4病速钢刀工序三：YG6®质合金铳刀工序四：YG8®质合金链刀工序五：？13高速钢钻头，？20高速钢钢孔钻工序六：？12高速钢钻头，？、？38高速钢钢孔钻工序七：？43高速钢钢孔钻工序八：？高速钢钻头工序九：镶齿套式面铳刀工序十：高速钢复合钻头3 )选择量具内径千分尺，

16、千分表，深度游标卡尺，外径千分尺5、工序尺寸、加工余量的确定左支座零件的材料是HT200抗拉弓虽度为195Mpa-200Mpa零件的毛坯质量为。零件的生产类型是中批生产；参考指南毛坯的制造方法及其工艺特点，选择左支座零件的毛坯制造类型选择为金属模机械砂型铸造成型。由上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：一、1.?80H9(0)087)mm大端其加工尺寸为140m佛140mm勺平面。保证高度尺寸100mm此尺寸是自由尺寸表面粗糙度值Ra=(im需要精加工。根据指南成批生产铸件机械加工余量等级，可得：金属模机械砂型铸造成型的灰铸铁加工余量等级可取810级我

17、们取9级，加工余量MAaG级，铸件尺寸公差可得的铸造尺寸公差，可得的加工余量。二、2.?80H9(0087)mmi内表面，具加工长度为100mm表面粗糙度值Ra=Nm.需要精钱和琦磨。查指南铸件尺寸公差可得的铸造尺寸公差，可得的加工余量。三、?80H9(mmL大端端面4个螺栓孔。只需要钻底孔和钩沉头孔即可。则加工余量为：钻肖(J?13mm勺通孑L双边力口工余量2Z=13mm钩沉头孔？20mm双边加工余量2Z=7mm四、内表面？21mm?25H7(0025)mm?38mmF口?43mmi勺力口工余量，这些内表面中有些需要多次加工才才能完成。加工余量分别为：1 .钻削？21mmi勺通孔双边加工余量

18、2Z=21mm2 .?25H7(00.25)mm内表面(1) ?21mnT孔到？双边加工余量2Z=(2) ?钱孔到？双边加工余量2Z=(3) ?琦磨到？25H7(00.25)mm双边加工余量2Z=3 .?38mm(勺沉头孔，可以一次性物成型。则双边加工余量2Z=17mm4 .?43mm勺沉头孔，也可以一次性加工出来。则双边加工余量2Z=22mm五、尺寸为5mmi勺横、纵两条槽，每一条槽都可以一次性铳削成型，则双边加工余量2Z=5mm六、M10-H7和M8-H72个螺纹孔，机加工车间只需要加工螺纹的底孔，攻螺纹的工作可以放在钳工室。则：双边加工余量2Z=双边加工余量2Z=七、内孔？80H9(00

19、87)mm的加工余量计算：1 .内孔？80H9(0087)mm为9级加工精度，铸件的毛坯重量约为。指南铸件机械加工余量可以得到内圆的单边加工余量为Z=。指南铸件公差，可得：IT2 .琦磨加工余量：查指南琦磨的加工余量，可得：琦磨的单边加工余量3 .精链加工余量：查指南扩孔、镇孔、较孔的加工余量Z=。查指南卧式链床的加工公差，可得：IT=±±。这里取±。镇。查指南卧式链床的加工公差，可得IT=±土，我们这里取±。由于毛坯及以后各道工序(或工步)的加工都有加工公差，因此规定都有加工公差，所以规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上的加工余量有

20、最大及最小之分。由于本次设计规定的零件为中批生产，应该采用调整法加工。因此在计算最大、最小加工余量时应该按照调整法加工方式予确定。由此可知：毛坯的名义尺寸：X2=75mm毛坯的最大尺寸：=毛坯的最小尺寸：75+=粗链后最小尺寸：X2=77mm粗链后最大尺寸：77+=精链后最小尺寸：X2=精链后最大尺寸：+=琦磨后尺寸与零件图纸尺寸相同，即：?80H9（%87）mm最后将上述的计算的工序间尺寸及公差整理成下表2-1:工序加工尺寸公士、铸件毛坯八0.087、?80H9(0)粗镇精镇珀磨加工前取大77最小加工后取大7780最小加工余量（单边余量）取大最小加工公差（单边）/2/2/2/2（单位：mn）

21、表2-1?80H9（Olmm孔的加工余量计算6、确定切削用量及基本时间工序一粗铳？80H9（0.087）mmi大端端面本工序采用计算法确定切削用时1、数据的确定加工材料：HT20Q加工要求：粗铳孔？80H9（0.087）mm的大端端面机床和夹具：X52K立式升降台铳床专用夹具，用R55mm勺外圆柱面为基准刀具：材料为YG6D=160mm,L=45mm,d=50mm,Z=16=10°,丫1=15an=12°。查机械制造技术基础课程设计指南常用铳刀参考几何角度和镶齿套式面铳刀，可得以上的参数。并查出铳刀的刀具耐用度为T=10800s。2、计算切削用量确定？80H9大端端面最大加

22、工余量,已知毛坯长度方向的加工余量Z=±,考虑3°的拔模斜度，则毛坯长度方向的加工余量Z=。但是实际上此平面还要进行精铳所以不用全部加工，留的加工余量给后面的精加工。因此实际大端端面的加工余量可以按照Z=计算。可以分两次加工则每次加工的加工余量Z=。铳削的宽度为140mm则可以分两次加工，？80H9孔的小端端面在铸造时也由留了3°的拔模斜度，所以也留了加工余量Z=3mm长度方向的加工按照IT=12级计算,则取的加工偏差。确定进给量f:查机械制造技术基础课程设计指南端铳刀（面铳刀）的进给量，由刀具材料为YG阴口铳床功率为，可取：f=z,这里取z3、计算切削速度查机械

23、制造技术基础课程设计指南各种铳削速度及功率的计算公式:245d00.2KvV=:0.320-150.350.20.68Tapafae60其中：Kv=Kmv&KsvevKyvKg（人旷,查机械制造技术基础课程设计指南工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力和切削功率修正系数，可得:Kmv=,Ktv=,Ksv=,Kaev=,Kyv=,Kkrv=,245d00.2Kv2451600.20.7224v二一TKmvKtvKsvKaevKyvKkrvKvKOv=XXXXXXX=0则切削速度为:0.320.150.350.2-0.680.32oo0.150.350.20.68apafae601080

24、02.80.27060=min4、计算主轴转速1000v-100059.64.n=7=-min160查机械制造技术基础课程设计指南铳床（立式、卧式、万能）主轴转速,与min相近的转速有118r/min和150r/min,取118r/min,若取150r/min则速度太大。则实际切削速度:118160y实=-min5、计算切削工时查机械制造技术基础课程设计指南铳削机动时间的计算，可得:111l2i=111l2ifmzafzn其中当匹时，|1=Dq+（13）,这里生=,DD则：l=JaeDae+(13)=82mml2=25mnS4mm|=140mmf=x16X118=mno/min查机械制造技术基

25、础课程设计指南铳床（立式、卧式、万能）工作台进给量，可取375mmzmin。ll1l2i_1408244fmz3756、计算机床切削力查机械制造技术基础课程设计指南圆周分力的计算公式，可得:0.90.741.0.1.Fz=9.8154.5anafapzd0kF7zpez查机械制造技术基础课程设计指南工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数，可得kFz=，则:zd°kFz1616011.00.90.741.0Fz=9.8154.5apafae=9.8154.52.80.90.20.74701.07、机床机加工的验证(1)验证机床切削功率查机械制造技术基础课程设计指南各

26、种铳削切削速度及功率计算公式，可得：50.90.741.0Pm=167.910apaf%znkPm其中：Kpm=KmPmKaePmKvpm,查机械制造技术基础课程设计指南工件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数和其他使用条件改变时切削速度、切削力及切削功率修正系数，可得：Kmpm=,KaePm=,KkrPm='KroPm=,KvPm=>则：KPm=KmPmKaePmKkrPmKroPm&Pm=XXXX=,则机床切削功率为:50.90.741.0Pm=167.9102.80,270161180.7204860=查机械制造技术基础课程设计指南铳床(立式、卧式

27、、万能)参数，可得X52K铳床的电机总功率为，主电机总功率为，所以机床的功率足够可以正常加工。(2)验证机床进给系统强度已知主切削力Fz=。查机械制造技术基础课程设计指南各种铳刀水平分力、垂直分力、轴向力与圆周分力的比值，可得：ae=()mmaf=()mm/z,不对称铳刀铳削顺铳，水平分力Fl/Fz=()，R/Fz=()，Fx/Fz=()。则取：FL=FZ=X=,Fv=Fz=x=,Fx=FZ=X=。查取机床工作台的摩擦系数以=可得切削刀具在纵向进给方向对进给机构FF=Fl+n(Fz+Fx+Fv)=+X(+)而机床纵向进给机构可以承受的最大纵向力为，故机床进给系统可以正常工作。2.5.2工序二粗

28、镇？80H9内孔选用T611卧式链床核专用夹具。刀具：材料为W18Cr4VB=16mmH=16mmL=200mml=80mmd=16mnpKr=60°。参考机械制造技术基础课程设计指南链刀可以得刀以上数据。确定？80H9的最大加工余量，已知毛坯厚度方向的加工余量为Z=±，考虑3。的拔模斜度，则厚度方向上的最大加工余量是Z=,由于后面要精链核培磨则加工余量不必全部加工，留给后面的精链的加工余量Z=,琦磨的加工余量留Z=。则加工余量可以按照Z=,加工时分两次加工，每次加工的链削余量为Z=。查机械制造技术基础课程设计指南链刀时的进给量及切削速度，可得进给量f=r,切削速度v=s。

29、参考机械制造技术基础课程设计指南卧式链床主轴进给量，取进给量f=r,切削速度v=s=18m/min。则主轴的转速nn=1000v=100018=min75查机械制造技术基础课程设计指南卧式链床的主轴转速，可得与min相近的转速有80r/min和64r/min,取80r/min,若取64r/min则速度损失太大。则实际切削速度：8075丫实=min计算链削加工工时：Jil1l2l3ifnfn.a其中：l1=(23);l235mml30。则链削时间为:tankr10055232j0.378029.6三、夹具设计本次设计中为左支座设计一台专用夹具，以便在加工过程中提高工作效率、保证加工质量。左支座零

30、件在本次夹具设计为加工？80H9(0.°87)mmi的大端端面上4个孔螺栓孔的加工专用夹具。专用夹具的特点：针对性强、结构简单、刚性好、容易操作、装夹速度快、以及生产效率高和定位精度高。利用本夹具主要用来钻、物加工顶面的四孔。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对？80H9(0°87)mm?l的平行度公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。1、定位基准及定位元件的选择由零件图可知：根据顶面四孔的轴线与？80H9(0°87)mmfL的尺寸要求，在对孔进行加工前，？80H9(0)087)mmJL及其大端端

31、面已按其加工技术要求加工，因此，？80H9(00087)mm孔及其大端端面定位精基准(设计基准)来满足其面上四孔加工的尺寸要求。2、切削力及夹紧力的计算由资料机床夹具设计手册可得：切削力公式：Ff412D1.2f0.75Kp式中D13mm,f0.3mm/r查表手册得：Kp(HB)。60.95p190即：Ff1980.69(N)实际所需夹紧力：机床夹具设计手册得：WkFfK安全系数K可按下式计算：KK0K1K2K3K4K5K6式中：KoK6为各种因素的安全系数，见参考文献机床夹具设计手册可得：K1.21.21.01.21.31.01.02.25所以WkKFf1980.692.254456.55(N)由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺