支架机械加工工艺规程及工艺装备设计.docx
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支架机械加工工艺规程及工艺装备设计
课程设计
题目：
设计“支架”零件的机械加工工艺规程及加工φ30H7孔的工艺装备设计
班 级：
姓 名：
指导教师：
完成日期：
一、设计题目
二、设计要求
设计的要求包括如下几个部分：
1．绘制零件图。
1张
2.绘制零件毛坯图。
1张
3．编制零件的机械加工工艺卡片。
1套
4．绘制夹具装配图（A0或A1）1张
5．编写课程设计说明书（约5000——8000字）。
1份
说明书主要包括以下内容（章节）
（1）．目录
（2）．摘要（中外文对照的，各占一页）
（3）．零件工艺性分析
（4）．机械加工工艺规程设计
（5）．指定工序的专用机床夹具设计
（6）．方案综合评价与结论
（7）．体会与展望
（8）．参考文献
列出参考文献（包括书、期刊、报告等，15条以上）
三、上交材料
1.零件图1张
2.毛坯图1张
3.机械加工工艺过程卡片1张
4.零件的机械加工工艺卡片1张
5.夹具装配图
6.设计说明书1份
四、进度安排
1.第l～2天查资料，熟悉题目阶段。
2.第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。
3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。
4．第11～13天，完成夹具总装图的绘制。
5．第14～15天，零件图的绘制。
6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。
7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。
8．第20～21天，答辩
五、指导教师评语
成绩：
指导教师
日 期
摘 要
设计内容：
设计“支架”零件的机械加工工艺规程及加工φ30H7孔的工艺装备，并绘制出支架零件图、毛坯图、夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。
设计意义：
通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，锻炼了自己分析问题、发现问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，增强了专业技能，为今后的毕业设计及对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从而打下了良好的基础。
在设计中调整了心态，懂得做事要细心，有信心，磨练了意志，强化了自我。
Abstract
Design:
Design"stent"partsofthemachiningprocessoforderprocessingandφ30H7holeofequipmentandsparepartstomapoutsupportplans,roughmap,fixtureassembly,filledoutacardprocess,thepreparationofcurriculumdesignspecification.
Designsignificance:
theadoptionofthecurriculumdesign,willlearntheoryandpracticeofcombiningproduction,temperedhisanalysisoftheproblem,identifyproblemsandproblem-solvingabilities,intheprocessIamanindependentanalysisandsolutionofthemechanicalpartsofthemanufacturingprocessissues,Designamachineforthisfixturetypicalofequipment,improvethestructureofdesigncapability,enhancetheprofessionalskillsforfuturegraduatestodesigntheirownfutureandwillbeengagedintheworkofanadaptationtraining,thuslayingagoodfoundation.Inthedesignofadjustmentofthementality,knowhowtodothingscarefully,confidence,temperingthewilltostrengthentheself.
目录
序言……………………………………………………………1
一、零件的工艺分析及生产类型的确定……………………2
1.零件的工艺分析……………………………………………2
2.零件的生产类型…………………………………………2
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图………………2
1.选择毛坯…………………………………………………2
2.确定机械加工余量………………………………………3
3.确定毛坯尺寸……………………………………………3
4.设计毛坯…………………………………………………3
三、选择加工方法，制定工艺路线…………………………3
1.定位基准的选择……………………………………………3
2.零件表面加工方法的选择…………………………………4
3.制定工艺路线………………………………………………4
四、工序设计……………………………………………………5
1.选择加工设备与工艺装备…………………………………5
2.确定工序尺寸（工序Ⅸ）…………………………………5
五、确定切削用量及基本时间（工序Ⅸ）……………………6
1.切削用量的计算……………………………………………6
2.基本时间tm的计算…………………………………………6
六、夹具设计……………………………………………………7
1.定位方案……………………………………………………7
2.夹紧机构……………………………………………………7
3.导向装置……………………………………………………7
4.夹具与机床连接元件………………………………………8
5.夹具体………………………………………………………8
七、设计体会……………………………………………………8
参考文献………………………………………………………9
序言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。
这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。
一、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。
该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
以下是支架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1.R面粗糙度为6.3，通孔φ30H7，粗糙度为1.6，此孔为加工其他孔的基准。
2.孔φ8，粗糙度为12.5。
3.孔φ20，粗糙度为3.2。
4.M面，粗糙度为6.3
5.S面，粗糙度为6.3。
6.T面，粗糙度为6.3。
7.键槽b=8,粗糙度为3.2
。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
2.零件的生产类型
大批量生产。
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
1.选择毛坯
该零件材料为HT200，零件结构比较简单，生产类型为大批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用铸造成形。
这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。
2.确定机械加工余量
根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表得，单边余量在厚度方向为1.0-2.0mm，水平方向亦为1.0-2.0mm。
铸件孔的单面余量查表得0.7mm.
3.确定毛坯尺寸
毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。
4.设计毛坯图
三、选择加工方法，制定工艺路线
1.定位基准的选择
粗基准的选择：
按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。
现以零件的侧面为主要的定位粗基准。
精基准的选择：
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，选择以圆柱体的Φ30H7孔为精基准。
2.零件表面加工方法的选择
（1）R端面公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra6.3，需进行粗铣。
（2）Φ50外圆面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定起公差等级按IT14，需进行粗铣。
（3）N端面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定起公差等级按IT14，需进行粗铣。
。
（4）T端面公差等级按IT10，表面粗糙度为Ra6.3，粗铣即可。
（5）M端面公差等级按IT10，表面粗糙度为Ra6.3，粗铣即可。
（6）S端面公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra6.3，需钻和铰。
（7）Φ30H7通孔，倒角1.6×45公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra3.2，需钻、精扩、精铰。
（8）Φ8孔公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra12.5，需粗铣即可。
（9）Φ20半圆孔公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2，需钻-铰。
3.制定工艺路线
工序Ⅰ：
粗铣M面。
工序Ⅱ：
粗铣N面。
工序Ⅲ：
粗铣R面。
工序Ⅳ：
钻-精扩-铰孔至Ø30H7,孔口倒角1.6×45°。
工序Ⅴ：
粗铣键槽。
工序Ⅵ：
粗铣S面及T面。
工序Ⅶ：
粗铣-半精铣Ø18半圆面。
工序Ⅷ：
钻孔4-Ø8扩铰球形孔。
工序Ⅸ：
清洗。
工序Ⅹ：
终检。
四、工序设计
工序号
设备
工艺装备
工序Ⅰ
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具
工序Ⅱ
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具
工序Ⅲ
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具
工序Ⅳ
Z550
莫氏直柄麻花钻，扩孔钻，铰刀，卡尺，塞规
工序Ⅴ
立式铣床X51
直柄键槽铣刀，游标卡尺
工序Ⅵ
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具
工序Ⅶ
立式铣床X51
圆柱形铣刀，卡尺
工序Ⅷ
Z550
莫氏直柄麻花钻，游标卡尺
工序Ⅸ
清洗机
工序Ⅹ
塞规，百分表，卡尺等
1.选择加工设备与工艺装备
2.确定工序尺寸（工序Ⅸ）
钻Φ=28.6mm。
查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰：
IT9；钻：
IT12；根据上述结果，再由表可查得，Φ30mm的孔精铰余量Z精铰=0.2mm；钻孔余量Z查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：
0.030mm；钻：
0.120mm。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：
Φ30+0.0300mm；钻孔：
Φ28+0.1200mm.
五、确定切削用量及基本时间（工序Ⅸ）
1.切削用量的计算
（1）钻孔工步
①被吃刀量的确定取ap=5.8mm。
②进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。
③切削速度的计算由表，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为25m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=265r/min,参照表所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=351/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=33.06m/min.
（2）精铰工步
①背吃刀量的确定取ap=0.10mm。
②进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.40mm/r。
③切削速度的计算由表，切削速度v可取为4m/min。
由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=42.4r/min,参照表所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=47r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=4.42m/min.
2.基本时间tm的计算
（1）钻孔工步根据表，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。
式中l=53mm;l2=1mm;l1=（D/2）×cotkr+（1～2）=（15mm/2）×cot54°+1mm=11.89mm;f=0.4mm/r;n=351r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=（53mm+1mm+11.89mm）/（0.4mm/r×351r/min）=0.46min=28.1s。
（2）精铰工步根据表，可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得该工序的基本时间。
l1、l2由表按kr=15°、ap=（D-d）/2=（30mm-29.8mm）/2=0.10mm的条件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=53mm；f=0.4mm/r;n=47r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（53mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r×47r/min）=3.63min=218s。
六、夹具设计
1.定位方案
工件以R端面为定位基准，采用平面和定位销，V型块组合定位方案，在定位平面及定位销的圆柱面上定位，其中平面限制3个自由度、V行块限制2个自由度，共限制了五个自由度。
然后增加一个短销来限制旋转的自由度，所有六个自由度都被限制了。
2.夹紧机构
根据生产率要求，运用手动夹紧可以满足。
采用一般的螺旋夹紧机构，通过旋转螺母实现对工件表面夹紧。
夹紧力主要作用是防止工件在切削力的作用下产生震动。
由于夹紧力与钻孔时产生的力方向垂直，所以需要对夹紧力进行计算。
应用下面的公式进行计算：
其中：
--摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性才考虑。
K—安全系数，精加工时取1.5～2。
F—切屑力。
其中：
--切屑条件修正系数。
A—单位切屑面积。
3.导向装置
采用钻套作为导向装置，选用JB/T8045.2-1999。
钻套高度H=37mm，排削间隙h=9mm。
4.夹具与机床连接元件
在夹具体上设计座耳，用T形螺栓固定。
5.夹具体
由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面与定位圆柱销在安装时垂直度在Φ16范围内允差0.1mm.
七、设计体会
短暂的课程设计就要结束了，在这次设计中，我感受颇深。
首先，明确设计目的，要求.综合应用了所学专业知识,培养了自主动手与团结合作的能力.将理论与实际结合起来.在设计过程中,我遇到了很多的困难,出现过很多的错误,但是这并不影响我的斗志,不经历风雨，怎能见彩虹，错误是难免的，挫折时暂时的，只要认真努力，一切都会好的。
我懂得设计人员的艰辛,也对他们的付出表示敬意.经过这次课程设计,我有了更充分的自信.我相信一切困难都会有解决的办法.同时通过这次设计为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
参考文献
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机械工业出版社.1997.8。
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机械工业出版社.1991.9。
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机械工业出版社.1984。
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机械工业出版社.2000。
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机械工业出版社.2000。
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机械工业出版社.2000.10。
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上海科技技术出版社.1989。
[14]黄健求..《机械制造技术基础》.机械工业出版社.2005。
[15]杨叔子.《机械加工工艺师手册》.机械工业出版社.2000。
辽宁工程技术大学
机械加工工艺过程卡片
产品型号
零件图号
01
贾振华
产品名称
支架
零件名称
Ø30H7通孔
共
2
页
第
1
页
材料牌号
HT200
毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸
73×70Ⅰ×130
每毛坯件数
1
每台件数
1
备注
工
序
号
工序名称
工序内容
车
间
工
段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
铸造
铸造
铸
铸造
底漆
表
Ⅰ
粗铣M面
粗铣M面至18.29～19.11mm,Ra6.3
金工
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具
Ⅱ
粗铣N面
金工
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具
Ⅲ
粗铣R面
粗铣R面至75.55～74.45mm,Ra6.3
金工
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具
Ⅳ
钻-精扩-铰孔至Ø30H7,孔口倒角1.6×45°
钻-精扩-铰孔至Ø30H9尺寸为28.15～29.05mm,孔口倒角1.6×45°,
金工
Z550
莫氏直柄麻花钻，扩孔钻，铰刀，卡尺，塞规
51．3
0．9
Ⅴ
粗铣键槽
粗铣键槽至6.93～7.67mm
金工
立式铣床X51
直柄键槽铣刀，游标卡尺
Ⅵ
粗铣S面及T面
粗铣S面至8.67～9.33mm,T面至43.5～44.5mm
金工
立式铣床X51
高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具
Ⅶ
粗铣-半精铣Ø18半圆面
粗铣-半精铣Ø18半圆面至Ø18~18.4mm,Ra3.2
金工
立式铣床X51
圆柱形铣刀，卡尺
Ⅷ
钻孔4-Ø8扩铰球形孔
金工
Z550
莫氏直柄麻花钻，游标卡尺
Ⅸ
清洗
清洗机
Ⅹ
终检
塞规，百分表，卡尺等
辽宁工程技术大学
机械加工工序卡片
产品型号
零件图号
02
贾振华
产品名称
支架
零件名称
支架
共
13
页
第
7
页
车间
工序号
工序名称
材料牌号
70
粗扩-精扩-铰孔至Ø30H7
HT200
毛坯种类
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件数
每台件数
铸件
73×70×130
1
1
设备名称
设备型号
设备编号
同时加工件数
立式钻床
Z550
1
夹具编号
夹具名称
切削液
精扩铰孔Ф30H7夹具
工位器具编号
工位器具名称
工序工时（分）
准终
单件
工步号
工步内容
工艺装备
主轴转速
切削速度
进给量
切削深度
进给次数
工步工时
r/min
m/min
mm/r
mm
机动
辅助
1
钻孔Ф28H9
莫氏锥柄麻花钻Ф28，游标卡尺
351
33.06
0.4
53
1
2
精扩孔至Ф28.15～29.05
扩孔钻Ф28.15～29.05，内径千分尺
47
4.42
0.4
53
1
3
精铰孔Ф30H7
铰刀，内径千分尺
47
4.42
0.1
53
1
标记
处数
更改文件号
签字
日期
标记
处数
更改文件号
签字
日期
附件图纸
零件图
毛坯图
夹具零件图
夹具装配图
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