支撑块说明书

1、郑州科技学院课程设计说明书班 级 ： 机制本13班姓 名 陈宇森指导老师 ： 韩彦勇学 号： 201233403 郑州科技学院二零一五年十月 课程设计任务书课程名称： 机械制造技术基础课程设计题 目： 支撑块机械加工工艺规程及其夹具设计学 院： 机械工程学院专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 十三班学 号： 201233403 姓 名： 陈宇森 起讫日期：指导教师： 韩彦勇目录1.设计任务11.1设计题目11.2 设计内容12.零件分析12.1 零件的作用12.2 零件的尺寸及技术要求23.确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯形状33.1选择毛坯的制造方式33.2毛坯尺寸确定33.3绘制毛坯

2、图44.工艺规程设计54.1定位基准的选择54.2工件表面加工方法的选择54.3制定加工工艺路线64.4确定加工余量、工序尺寸及公差74.5选择机床及对应夹具、量具、刃具104.6确定切削用量、基本工时（机动时间）115.夹具设计145.1设计要求145.2夹具设计的有关计算145.3夹具结构设计及操作简要说明15主要参考资料181.设计任务1.1设计题目 设计年产量为5000件的支撑块的机械加工工艺规程及典型夹具。1.2 设计内容（1） 零件图 1张（2） 毛坯图 1张（3） 机械加工工艺过程卡 1份（4） 机械加工工序卡 1份（5） 夹具设计装配图 1张（6） 夹具体零件图 1张（7） 课

3、程设计说明书 1份2.零件分析2.1 零件的作用对工作零件起支撑、定位作用。图2-1零件图 如图2-1 支承块阶梯孔、60mm表面、50mm表面是重要加工表面。根据零件的尺寸、形位要求，60mm表面有平行度要求，50mm表面对阶梯孔37的中心线有垂直度要求。零件材料：支承块的工作性能要求选择45号钢，45号钢为优质碳素结构钢，硬度不高，易切削加工，但要进行热处理。调制处理后45号钢零件具有良好的机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是一些在交变荷载下工作的连杆、螺栓、齿轮、及轴类等。但表面硬度低，不耐磨。可用调制+表面淬火提高零件表面硬度。2.2 零件的尺寸及技术要求如表2-2 粗糙面度

4、尺寸精度尺寸公差形位公差阶梯孔1.6IT7与上表面有垂直度要求0.02阶梯孔阶梯端面3.2左右表面AB1.6IT8AB表面有对称度要求0.02上下表面CD3.2外圆3.2螺纹底孔3-M5深126.3螺纹底孔M16X1.56.33.确定毛坯的制造方法、初步确定毛坯形状3.1选择毛坯的制造方式根据生产纲领的要求，本零件是中批、大批大量生产，还有零件的材料要求（45号钢）及加工表面与非加工表面的技术要求，我们选择毛坯的制造方式为锻造。根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为45钢，采用模锻，精度可达到IT11-15，因此毛坯的加工余量一般。3.2毛坯尺

5、寸确定（1） 锻件质量 （2） 锻件的形状复杂系数 所以为。 （3） 分模线形状：平直对称（4） 锻件的材质系数：45号钢含碳量0.420.5%，所以材质系数为级。根据上述数据参照模锻件机械加工余量与公差标准（JB3834-1985）执行。锻件的公差范围为普通级。查表的尺寸及公差如下：阶梯孔 ，左右表面AB ，外圆 43 ，上下表面CD 53，GH面98，EF面偏离零件设计面1.5mm。3.3绘制毛坯图 4.工艺规程设计4.1定位基准的选择（1）精基准的选择：根据该零件的技术要求，选择37的孔为精基准。零件上的很多表面都可以用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一原则”。为了保证50mm表面

6、与其中心线垂直和保证60mm表面和零件的对称面平行，须先将37的孔加工出来，再用它定位满足其他尺寸要求。（2）粗基准的选择:作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。对于本零件而言，选择50mm表面作为粗基准。该表面毛坯质量好，余量均匀。4.2工件表面加工方法的选择（1） 阶梯孔加工方法：粗镗、半精镗、精镗（2） 50mm面CD：粗铣、精铣（3） 60mm面AB：粗铣、半精铣、精铣（4） 直径40mm外圆表面：粗车、精车（5） 95mm面GH：粗铣（6） EF面：粗铣（7） 螺纹孔M16X1.5：钻孔、攻螺纹（8） 螺纹孔3-M5：钻孔、攻螺纹（9） 半圆孔4-R3：插齿4.3制定

7、加工工艺路线 加工工艺方案分析：遵循“先基准后其他”原则，应先加工37的孔。按照“先粗后精”的原则，先安排粗加工工艺，后安排精加工工艺。遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面直径37的孔级台阶孔端面，50mm表面，60mm表面，40mm外圆；后加工次要表面M16X1.5螺纹孔和3个M5深12的螺纹孔。遵循“先面后孔”原则，先加工支承块四个表面、外圆表面，在加工3个孔。由于生产类型为成批生产，故采用通用机床配专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应降低成本。因此确定加工路线如下：工序10： 粗铣上下面CD工序20： 粗镗、半精镗、精镗37阶梯孔。粗镗至尺寸31和、半精镗至尺寸、 精

8、镗至尺寸工序30： 精铣上下面CD工序40：粗车、精车40外圆并倒角工序50： 精车37阶梯孔的阶梯端面工序60： 粗铣、半精铣、精铣左右面AB；工序70：粗铣G、H面工序80：粗铣E、F面工序90： 钻螺纹孔、攻螺纹；工序100：钻螺纹孔、攻螺纹；工序110： 插齿工序120：清洗、检验入库4.4确定加工余量、工序尺寸及公差阶梯孔孔径，表面粗糙度为1.6，加工方案为粗镗、半精镗、精镗， 阶梯孔端面表面粗糙度为3.2而且有尺寸要求，加工方案为精车，下面求解各道工序尺寸及公差。（1）用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下（见课程设计手册表）精镗加工余量=0.5mm 半精镗加工余量=2mm

9、粗镗加工余量=4.5mm毛坯总余量=各工序余量之和=（0.5+2+4.5）mm=7mm 精车加工余量=0.2mm（2）计算各工序尺寸的基本尺寸精镗后孔径应达到图样规定尺寸，因此磨削工序尺寸即图样上的尺寸=mm（设计尺寸）。其他各道工序基本尺寸依次为半精镗=（37-0.5）mm=36.5mm粗镗=(36.5-2)mm=34.5mm毛坯=（34.5-4.5）mm=30mm（3）确定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-9进行选择。 精镗前半精镗取IT10级，查

10、表得=0.10mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)粗镗取IT12级，查表得=0.25mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)毛坯公差取自毛坯图，这里查阅机械零件工艺性手册（GB/T 6414-1999），取=0.7mm。（4）工序尺寸偏差按“入体原则”标注精镗：mm半精镗：mm粗镗：mm毛坯孔：mm为了清楚起见，把上述结果汇于表5-1中。表5-1 孔的工序尺寸及公差的计算 mm工序名称工序间双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差精镗0.5IT7（H7）半精镗2IT10粗镗3.5IT12毛坯孔- mm 镗孔深度40-0.2=39.8mm 上下面C、D经过了粗铣和精铣，用查表法确定各道工序的加工

11、余量计算各工序尺寸的基本尺寸。 粗铣（单边）余量 =1.0mm 表面粗糙度6.3 精铣（单边）余量=0.5mm 表面粗糙度3.2外圆表面经过了粗车、精车两道工步用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下粗车加工余量=2.8mm(见课程设计手册表)精车加工余量=0.2mm(见课程设计手册表)毛坯总余量=各工序余量之和=（2.8+0.2）mm=3mm用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定，查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-9进行选择。 精铣前半精铣取IT11级，查表得=0.22m

12、m(机械制造技术基础课程设计表) 粗镗取IT12级，查表得=0.35mm(机械制造技术基础课程设计表)为了清楚起见，把上述结果汇于表中。 AB表面的工序尺寸及公差的计算 mm工序名称工序间双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差精铣0.5IT8半铣镗1IT11粗铣1.5IT12毛坯孔- mm由于G、H、E、F表面只要粗铣就可以达到加工要求所以它们工序的加工余量均为1.5。五、选择机床及对应夹具、量具、刃具4.5选择机床及对应夹具、量具、刃具 （1）工序10、30、60、70、80是铣削加工，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，根据工件尺寸选用X5020A立式铣床。（机械制造技术基础课程

13、设计表5-5）（2）工序90、100是钻孔、攻螺纹。根据工件尺寸可以选用Z5125A型立式钻床。（机械制造技术基础课程设计表5-6）（3）工序20是粗镗、半精镗、精镗孔，根据工件尺寸可以选用T618型卧式镗床。（机械制造技术基础课程设计表5-9） （4）工序40、50是车削加工。根据工件尺寸可以选用CA6140型卧式车床。 （5）工序110是插孔。根据工件尺寸选用Y54B型插齿机。 为了提高劳动生产率、保证加工质量、降低劳动强度。可以设计专用夹具。 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。（1）选择加工孔用量具。mm孔经

14、粗镗、半精镗、精镗三次加工。粗镗至mm，半精镗mm。 a. 粗镗孔mm，公差等级为ITl2，选择测量范围0mm-60mm的内径千分尺即可。 b. 半精镗孔mm，公差等级为IT10，选择测量范围0mm-60mm的内径千分尺即可。c. 精镗孔mm，由于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量，故宜选用极限量规。根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规（GB/T 6322-1986)。（2）15螺纹孔、4螺纹孔，选择测量范围0mm-20mm的内径千分尺即可。（3）其他尺寸如：AB面、CD面、GH面的尺寸可以选用0mm-100mm游标卡尺。（1）铣削AB、CD、EF、GH面时，选用镶齿套式硬质合金端面铣刀，直径D

15、=80mm（2）镗孔时选用机夹单刃硬质合金镗刀直径D=20mm（3）车阶梯孔阶梯端面时选用端面车刀。（4）钻孔mm时，选用直柄麻花钻，直径mm。（5）钻孔mm时，选用直柄麻花钻，直径mm。（6）攻螺纹时用M16、M5的螺纹刀。（7）插齿时选用的插刀。4.6确定切削用量、基本工时（机动时间） (A)确定切削用量 a.确定背吃用量粗镗时，为提高效率，一般选择镗削背吃刀量等于加工余量，一个工作行程镗完，所以粗镗大孔时加工余量为4.5mm，选择背吃刀量b.确定进给量和切削速度1）根据机械制造技术基础课程设计表5-83，选择进给量为0.8mm/r 切削速度为0.45m/s.2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度

16、根据机械制造技术基础课程设计表3-7取粗镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min。3）确认机床主轴转速ns=60000vd=600000.453.1434.5=249.23r/min(B)确定时间定额基本时间Tb=l+l1+l2fn=0.23min查机械制造技术基础课程设计表3-10得：l=40mm，l1=3mm，l2=3mm。（A）确定切削用量a 确定背吃用量半精镗时，半精镗时一般为1.53mm或更小，所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即ap=2mm。0b确定进给量和切削速度1)根据机械制造技术基础课程设计表5-83，选择进给量为0.6mm/r 切削速度为0.45m/s.2）确定镗刀的磨

17、钝标准及耐用度根据机械制造技术基础课程设计表3-7取半精镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min。103）确认机床主轴转速ns=60000vd=600000.453.1436.5=235.58r/min（B）确定时间定额基本时间Tb=l+l1+l2fn=0.33min查机械制造技术基础课程设计表3-10得：l=40mm，l1=3mm，l2=3mm。精镗（A）确定切削用量a. 确定背吃用量取背吃刀量等于其在此工序的加工余量，即ap=0.5mm。b. 确定进给量和切削速度1）根据机械制造技术基础课程设计表5-83，选择进给量为0.3mm/r 切削速度为0.45m/s.2）确定镗刀的磨钝标准及耐用度根

18、据机械制造技术基础课程设计表3-7取半精镗时单刃镗刀刀具的耐用度T=50min。3）确认机床主轴转速ns=60000vd=600000.453.1437=232.40r/minTb=l+l1+l2fn=0.66min技术基础课程设计表3-10得：l=40mm，l1=3mm，l2=3mm。5.夹具设计5.1设计要求 根据课程设计的要求，设计一个车40外圆的专用夹具。加工要求为：加工外圆，保证同轴度。因此，必须限制的自由度为X、Z方向的旋转自由度。夹具的主要结构为：莫氏5号锥度轴、过渡盘、2个定位元件、夹紧装置、平衡块、螺母等。具体见附图。5.2夹具设计的有关计算 必要的加工精度分析、计算：定位形式为两垂直平面定位，定位误差计算公式为机床Z方向上误差 =2（50-45）=10机床Y方向上误差=2x（63-51.5）=13为两定位元件垂直度误差。 必要的夹紧力的分析、计算：工件以两个垂直平面定位，侧向夹紧。所需的夹紧力为5.3夹具结构设计及操作简要说明车床专用夹具设计要点 在车床上加工回转面时，要求工件被加工面的轴线与车床主轴的旋转轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置，必须保证这一点。选择50mm表面中的一个表面和60mm表面中的一个，共两个相互垂直的表面作定位面，如图所示。 在车削过程中，由于工件和夹具随主轴旋转，除工件受切削扭矩的作用外，整个夹具还受到离心力的作用。此外，工件定