课程设计张紧轮支架机械加工工艺规程及机床加工夹具设计Word文件下载.docx
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2.4绘制毛坯简图3
3工艺规程设计3
3.1定位基准的选择3
3.2拟定工艺路线4
3.3加工设备及工艺装备的选用5
3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定6
3.5切屑用量的计算7
3.6时间定额的计算9
图索引
图1毛胚简图3
图2零件图13
图3毛胚图14
表索引
表1零件各表面加工方案4
表2张紧轮支架机械加工工序安排（初拟）4
表3张紧轮支架机械加工工艺路线（修改）5
表4加工设备及工艺装备表5
1零件分析
1.1零件的工艺分析
由零件图可知，其材料为HT200。
该材料抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。
1.2确定零件的生产类型
由设计题目以及生产实际可知：
产品的年产量为8000件/年，每台产品中该零件数量为1件/台；
结合生产实际，备品率α和废品率β分别为3%和0.5%，零件年产量为：
N=8000台/年*1件/台*（1+3%）*（1+0.5%）=8281.2件/年。
由“机械加工零件生产分类”知，张紧轮支架为轻型零件。
查表可知，张紧轮支架的生产类型为大批量生产。
2确定毛坯类型绘制毛坯简图
大批量生产
2.2选择毛坯
由于零件生产类型为大批量生产，零件较为复杂，且零件所使用的材料灰铸铁属于脆性材料，不能锻造和冲压，而铸造生产成本低，成形性高，力学性能好，故采用砂型铸造方法制造毛坯。
根据所学的《金属工艺学》可知该毛坯零件的铸造方法选用砂型机器造型，根据相关资料可查得，该零件在铸造过程中的拔模斜度为3°
。
由于铸件从开始铸造到铸造出成型零件，该零件存在很多的内应力，为了保证铸件的质量，在铸造后需安排热处理。
在热处理后，要对铸件进行涂料，以免铸件表面被破坏。
2.3确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
1.铸件的公差等级
由于该毛胚采用砂型铸造，且材料为灰铸铁，查表确定该铸件的公差等级为CT10~CT13。
2.毛胚的尺寸公差
3.毛胚的加工余量
毛胚加工余量分别如下：
长：
3mm，高2mm，
4.零件表面粗糙度
由零件图可知，该支架各加工表面的粗糙度Ra均大于等于6.3um。
2.4绘制毛坯简图
毛坯简图如下图所示
图1毛胚简图
3工艺规程设计
3.1定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后在确定粗基准。
1.精基准的选择
底面是加工有台阶平面的设计基准，张紧轮支架的两个侧面是张紧轮支架上台阶平面在垂直方向上的设计基准，所以在加工台阶平面时选用张紧轮支架的侧面作为精基准定位，实现了设计基准和工艺基准的重合。
而且在加工时装夹是在张紧轮支架两端的底面，不会因为装夹变形而导致工件作废。
钻两个孔也是同样以底面和张紧轮支架的右侧面作为精基准，同样也起到了设计基准和工艺基准重合的效果。
这样，便于装夹又能保证精度。
2.粗基准的选择
选择张紧轮支架底面作为粗基准。
采用张紧轮支架底面作为粗基准可以保证空的壁厚的均匀程度和相对于外圆的平行度，采用张紧轮支架的左端面作为粗基准进行加工，可以保证上平面相对于侧面的垂直度和内孔加工后相对于侧面的平行度。
3.2拟定工艺路线
工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中于分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。
它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。
因此，拟定工艺路线是制定工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。
1.表面加工方法的确定
根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；
查表孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定张紧轮支架各表面的加工方法，如表1：
表1零件各表面加工方案
加工表面
尺寸及偏差/mm
尺寸精度等级
表面粗糙度/µ
m
加工方案
支架底面
Ra12.5
粗铣
支架上表面
IT9
Ra6.3
粗铣—半精铣
四周表面
上表面台阶
13孔
IT14
钻、粗绞
18孔
Ra25
2.加工阶段的划分
根据该张紧轮支架加工质量要求，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
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，保证其他加工表面和精度要求；
然后粗铣张紧轮支架底面、上表面和四周表面，再钻孔Φ13、Φ18。
在半精铣加工阶段，完成表面的精铣加工和孔Φ13、Φ18的加工。
3.加工顺序的确定
1）机械加工工序
遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即张紧轮支架的底面；
遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；
遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——张紧轮支架底面，后加工上表面和四周表面；
遵循“先面后孔”原则，先铣张紧轮支架表面，后加工张紧轮支架孔Φ13、Φ18。
由此初次拟张紧轮支架机械加工工序安排，见表2：
表2张紧轮支架机械加工工序安排（初拟）
工序号
工序内容
简要说明
10
粗铣底面
先基准后其他
20
粗铣四周表面
先基准后其他、先主后次
30
粗铣上表面台阶
先面后孔、先主后次
40
钻、铰2
Φ13mm孔
先面后孔
50
钻、铰Φ18mm孔
2）辅助工序
粗加工张紧轮支架热处理后，应安排校正直工序；
在半精加工后，安排去毛刺和中间检验；
精加工后，安排去毛刺，清洗。
综合所述，该张紧轮支架工序顺序的安排顺序为：
基准加工——主要表面粗加工及一些余量的表面加工——主要表面半精加工和次要表面加工——钻孔——主要表面精加工。
4.确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟订张紧轮支架的机械加工工艺路线，见表3：
表3张紧轮支架机械加工工艺路线（修改）
定位基准
粗铣、半精铣支架底面
前后面
粗铣、半精铣支架上表面
粗铣、半精铣四周表面
支架底面和马蹄形孔
粗铣、半精铣上表面台阶
粗铣、半精铣马蹄形孔
60
钻、粗铰2
70
钻，粗铰Φ18mm孔
80
去毛刺，清洗
3.3加工设备及工艺装备的选用
机床和工艺装备的选择应在满足零件的加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量与生产节拍相适应，并优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。
自行车张紧轮支架生产类型为大批量生产，可以选用高效的转用设备和组合机床，也可以选用通用设备，所选的夹具均为专用夹具。
各工序加工设备的选用如表4。
表4加工设备及工艺装备表
工序名称
设备
工艺装备
立式铣床
铣床专用夹具、高速钢套式面铣刀、游标卡尺
粗铣
钻孔
钻Φ13mm孔
钻Φ18mm孔
去毛刺
去毛刺、清洗
3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定
1.工序10：
粗铣半精铣支架底面
查表铣平面加工余量表，粗铣和半精铣的余量分别为1.5mm和1.7mm。
2.工序60：
钻——孔——绞ø
13mm孔
由一般孔的加工余量可知，扩孔余量Z扩=0.8mm，半精镗余量0.5，绞孔余量0.3，粗绞孔余量0.2，半精绞孔余量0.1。
查表孔加工方案的经济度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级，半精绞：
IT8-IT9,Ra1.25~Ra10扩孔：
IT13Ra1.25~Ra10;
钻孔:
IT12,Ra20~Ra80;
根据上述结果，再查标准公差数值表可以确定各工步的公差值，扩孔：
0.058mm；
钻孔：
0.09mm。
综上所述，按入体原则确定工序各工步的工序尺寸及公差，钻孔ø
13+0.09mm；
扩孔：
ø
13+0.058mm。
3.工序70——钻—扩—粗铰—精铰ø
18mm孔
由表基孔制7、8、9级孔的加工余量可得，精铰余量Z精=0.05mm;
c粗铰余量Z粗=0.10mm；
扩孔余量Z扩=0.85mm;
钻孔余量Z钻=ø
15mm；
查表2.24孔加工方案的经济度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级，精铰：
IT7;
粗铰：
IT10;
IT11;
IT12;
根据上述结果，再查标准公差数值表可以确定各工步的公差值，精铰:
0.018mm;
0.070mm；
0.110mm；
0.18mm;
综上所述，按入体原则确定工序各工步的工序尺寸及公差，精铰：
18+0.018；
17.95+0.07；
17.85+0.110mm；
钻孔ø
17+0.18mm。
3.5切屑用量的计算
1.工序10粗铣张紧轮支架底面
1）背吃刀量
工步10的背吃刀量ap1取4mm;
工序20的背吃刀量取6.5mm。
2）进给量
X51型立式铣床功率为4.5KW，查表高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度中等系统选取。
该工序的每步进给量取为0.08mm/r。
3）铣削速度
由本工序采用高速镶齿铣刀dw=40mm，齿数Z=6。
查表高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度Ve=42.7m/min。
则主轴转速如下：
Ns=
=
r/min=339.97r/min
由本工序采用X51型立式铣床，查表，取转速nw=300r/min,故实际铣削速度
Vc=3.14dnw/1000=3.14*40*300/1000=37.68m/min
当nw=300r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为
Fm=fe*Z*nw=0.08*6*300mm/min=144mm/min
也可根据表查得机床的进给量为125mm/min。
2.工序20、30、40、50切削用量计算同工序10，详略。
3.工序60钻——铰ø
1）钻ø
12.8+0.15孔工步
由工件材料为HT200，孔ø
12.8+0.15mm,高速钢钻头，查表高速钢麻花钻钻削碳钢的切削用量得：
切削速度Vc=20m/min，进给量f=0.20min/r，取ap=7.8mm，则
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