机械制造技术课程设计-支架上座工艺规程及铣R47两端面夹具设计右支架

目录TOC\o"1-3"\h\u4252第1章零件分析 第1章零件分析1.1零件的作用全套图纸加V信153893706或扣3346389411题目给出的零件是左支架上盖。左支架上盖的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此右支架上盖零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。图1-1左支座上盖零件图2.2零件的工艺分析由右支架上盖零件图可知。右支架上盖是一一个簿壁壳体零件，它的外表面上有四个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有-定的位置要求。现分析如下:

1.以孔为主要加工表面的加工面。这组加工表而包括:孔的加工:有表面粗糙度要求为Ra6.3。

2.以φ49mm的支承孔为主要加工表面的加工面。这组加工表面包括:2个前后端面。

3.以底面为主要加工平面的加工面。第2章工艺规程设计2.1毛坯的制造形式零件材料为铸钢，由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为9级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及左支架上盖零件知，选用R47端面及Φ44孔（即Φ49毛坯孔）作为定位粗基准。2.2.2精基准选择的原则精基准选择应当满足以下要求：1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及左支架上盖零件图知，选用前端面、Φ55孔及Φ20孔作为定位精基准。2.3制定工艺路线该支架具备较高的强度与抗冲击能力，毛坯件为铸件，材料为ZG310-570，公差等级为CT9级，零件的外形尺寸及技术要求参考零件图，由零件图知，该零件结构比较复杂，加工工序较多，在安排在零件工艺路线的过程中，主要考虑以下几个方面：1、底面B与Φ55孔一部分短孔为精基准，同时底面也是粗基准。根据“先面后孔”和“基面先行”的原则，首先加工顶面A与底面B，底面B与工艺凸台面C属于同一平面，装夹后一次加工。2、支架加工表面中Φ55孔精度最高，一切工序都是围绕保证该孔的精度来安排。根据“先主后次”的原则，Φ55孔应安排在工艺路线的前面进行，但不能一次加工到尺寸要求，否则在后续工序中利用该表面定位时，可能受到损伤。3、“先粗后精”是针对整个工艺路线而言的，而并非针对某一表面而言。对于Φ55孔，它是其他次要表面加工的基准，必须先加工。加工时可将Φ55孔半加工后作为统一的精基准来加工其他次要表面，之后再对其精加工至图纸要求。4、正确进行工序划分。在制订工艺路线时，要经过充分比较，认证，选择其中一种最佳的方案。同样，在选择加工方式及局部工艺路线时，也要对不同方案进行分析，确定最佳。最终工艺方案如下：工序01：铸造工序02：退火工序03：铣顶面工序04：铣R47两端面工序05：镗Φ49孔；镗退刀槽；粗镗Φ55孔工序06：钻2-Φ43.5；倒角C2工序07：钻6-Φ20孔工序08：将支架上盖与支架座铣断工序09：铣支架上盖上端面工序10：钻、攻4-M20螺纹工序11：用螺栓将支架上盖与支架座装配在一起工序12：精镗Φ55孔、倒角C2工序13：去毛刺工序14：非加工表面上涂上红色防锈漆工序15：检验至图纸要求工序16：入库2.4确定各工序的加工余量1.R47端面的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=3.0mm,铸件尺寸公差为CT9级，表面粗糙度Ra12.5，加工余量为MA-E级。一步铣削即可满足其精度要求。2.Φ49孔的加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4得铸件的单边加工余量Z=2.5mm,铸件尺寸公差为CT9级，表面粗糙度Ra12.5，加工余量为MA-E级。一步镗削即可满足其精度要求。3.Φ55孔的加工余量因其与Φ49孔落差不大，故采用同一毛坯Φ44,铸件尺寸公差为CT9级，表面粗糙度Ra6.3，加工余量为MA-E级。两步镗削即粗镗——精镗方可满足其精度要求。粗镗单边余量Z=2.5精镗单边余量Z=0.54.Φ56槽的加工余量因其与Φ49孔落差不大，故采用同一毛坯Φ44,铸件尺寸公差为CT9级，表面粗糙度Ra12.5，加工余量为MA-E级。一步镗削即可满足其精度要求。5.2-Φ43.5孔的加工余量为了简化模具，采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT9级，表面粗糙度Ra12.5，加工余量为MA-E级。一步钻削即可满足其精度要求。6.Φ20孔的加工余量为了简化模具，采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT9级，表面粗糙度Ra12.5，加工余量为MA-E级。一步钻削即可满足其精度要求。7.4-M202螺纹的加工余量为了简化模具，采用实心铸造,铸件尺寸公差为CT9级，表面粗糙度Ra12.5，加工余量为MA-E级。两步钻削即钻孔——攻丝方可满足其精度要求。8．其他不加工表面，铸造即可满足其精度要求。2.5确定切削用量及基本工时工序03：铣顶面1.选择刀具刀具选取端面铣刀铣刀直径，铣刀齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度预留余量3.5mm，故②决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，切削速度则按机床标准选取＝255③进给量当＝255r/min时按机床标准选取3.计算工时公式如下：=式中为铣削长度，由左支架知，=132mm，=，取=2mm故=≈0.268min工序04：铣R47两端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra12.5，一步铣削即可满足其精度要求，故②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X51说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝300③进给量当＝300r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为工序05：镗Φ49孔；镗退刀槽；粗镗Φ55孔工步一：镗Φ44孔至Φ491.切削深度单边余量为Z=2.5mm2.进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.74mm/r3.计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97≈42m/min4.确定机床主轴转速ns==273r/min与273r/min相近的机床转速为250r/min。现选取=250r/min。5.切削工时，t=i;其中l=100mm;=2.0mm;=3mm;t==min≈0.568min工步二：镗退刀槽1.切削深度单边余量为Z=3.5mm2.进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.74mm/r3.计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97≈42m/min4.确定机床主轴转速ns==239r/min与239r/min相近的机床转速为250r/min。现选取=250r/min。5.切削工时，t=i;其中l=3mm;=3.5mm;=0mm;t==min≈0.035min工步三：粗镗Φ49孔至Φ54孔1.切削深度单边余量为Z=2.5mm2.进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.74mm/r3.计算切削速度其中：=342,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。所以1.440.81.040.810.97≈42m/min4.确定机床主轴转速ns==248r/min与248r/min相近的机床转速为250r/min。现选取=250r/min5.切削工时，t=i;其中l=91mm;=2.5mm;=1mmt==min≈0.511min工序06：钻2-Φ43.5；倒角C2工步一：钻2-Φ43.5确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z575立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=2则机动工时为 工步二：倒角C2工序07：钻6-Φ20孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z575立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，通孔时，走刀次数i=6则机动工时为 工序08：将支架上盖与支架座铣断1、选择刀具刀具选取锯片铣刀，刀片采用YG8,铣刀，铣刀齿数，铣刀厚度H=4mm2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据X62型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，切削速度则按机床标准选取＝100当＝100r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，,则机动工时为工序09：铣支架上盖上端面1.选择刀具刀具选取端面铣刀铣刀直径，铣刀齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度预留余量0.5mm，故②决定每次进给量及切削速度根据X51型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，切削速度则按机床标准选取＝255③进给量当＝255r/min时按机床标准选取3.计算工时公式如下：=式中为铣削长度，由左支架知，=132mm，=，取=2mm故=≈0.268min工序10：钻、攻4-M20螺纹工步一：钻4-M20螺纹底孔Φ18确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z575立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=4则机动工时为 工步二：攻4-M20螺纹确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z575立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=4则机动工时为工序11：用螺栓将支架上盖与支架座装配在一起工序12：精镗Φ55孔、倒角C2工步一：精镗Φ54孔至Φ551.切削深度单边余量为Z=0.5mm2.进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.52mm/r3.计算切削速度其中：=500,=0.15,=0.35,m=0.2。修正系数见《切削手册》表1.28,即=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97所以1.440.81.040.810.97≈61m/min4.确定机床主轴转速ns==353r/min与353r/min相近的机床转速为315r/min。现选取=315r/min5.切削工时，t=i;其中l=91mm;=0.5mm;=1mmt==≈0.565min工步二：倒角C2第3章铣R47两端面夹具对于成批生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高效的前提下，亦可部分采用通用夹具。本加工工艺规程中，所用夹具均为专用夹具，需专门设计、制造，这里对R47两端面夹具进行分析。3.1定位分析支架顶面和侧面定位，对应的定位元件为两个支承板120×20×12、一个支承板80×20×12，定位分析如下：两个支承板120×20×12与支架顶面配合定位，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。一个支承板80×20×12与支架侧面配合定位，限制两个自由度，即X轴移和Z轴转动。因为同时铣削前后两端面，故此时欠定位是合理的。3.2切削力及夹紧力的计算查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa,即==1547N所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧，查表得夹紧力为5380N夹紧力远大于铣削力，故夹紧可靠。3.3误差分析1、定位误差：式中：T——工件定位孔的孔径公差T——定心心轴的轴径公差——工件定位孔与定位心轴的最小配合间隙2、夹紧安装误差，对工序尺寸的影响较小，取=03、磨损造成的加工误差：通过不超过0.005mm,误差总合：+=0.108mm<0.3mm从上分析，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.4定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。根据GB2207—80定向键结构如图所示：图3-1夹具体槽形与螺钉图根据T形槽的宽度a=18mm定向键的结构尺寸如下：表3.1定向键数据表BLHhDd1夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D18-0.013-0.03325127126.618+0.0774对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。对刀块选用圆形对刀块，其结构如下图所示：图3-2圆形对刀块图3-3圆形对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示：图3-4平塞尺图塞尺尺寸为：表3.2平塞尺尺寸表公称尺寸H允差dC20/-0.0180.25

总结课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入社会打下了好的基础。在课程设计的过程中，虽然感觉到了我的不足之处，但是我也学到了不少东西。在一定程度上，使我对以前学习过的东西有了加深理解和熟练操作。课程设计是机械专业学习的一个重要的、总结性的理论和实践相结合的教学环节，是综合运用所学知识和技能的具体实践过程。通过本次夹具设计，我对所学的专业知识有了更深刻的理解和认识。课程设计内容源于生产实践，使得课程设计和实践得到了充分的结合，有利于培养解决工程实际问题的能力。上学期在沈飞进工厂实习或参观的时候对夹具也有所了解，而这次课程设计的经历，使我对夹具有了更深刻的认识。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会。致谢这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了课程设计。这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的