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头架支架.docx

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头架支架

第1章零件分析1

1.1零件的作用1

1.2零件的工艺性分析和零件图的审查1

第2章选择毛坯1

2.1确定毛坯的成形方法1

2.2铸件结构工艺性分析1

2.3铸造工艺方案的确定2

2.4铸造工艺参数的确定2

第3章工艺规程设计2

3.1定位基准的选择2

3.2制订工艺路线2

3.3选择加工设备及刀、夹、量具5

3.4加工工序设计7

3.5填写加工工艺卡片..............................................13

第4章夹具设计14

4.1确定设计方案14

4.2机械加工工序卡................................................16

4.3绘出总装图

参考文献17

前言

机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。

这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（转速器盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。

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导。

第1章零件工艺分析

1.1零件的作用

支架是机床上用于支撑轴的机构，支架以Φ31和Φ22孔套在轴上。

本设计任务给定的零件转支架即传递运动并保持其他零件正确工作方式，和保持互相之间的正确位置。

其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。

1.2零件的主要加工表面

左端面d=48mm的圆台，右端面有Ra3.2的要求，右端直径为48mm的半圆与直径为60mm圆组成的凹槽，需钻直径为31mm和22mm的两个孔，两个孔有配合性质的要求，所以必须保证它的精度。

同时左、右端面，凹槽和孔壁均有各自的粗糙度要求，此外两孔的平行度也有要求，这些都是精加工时需要注意的。

另外，该零件除主要工作表面和定位表面外，其余表面加工精度均要求较低，不需要高精度机床加工，通过铣削，钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较为经济的方法保证质量地加工出来。

1.3确定零件的生产类型

由课程设计题目要求，该头架支架的生产类型为成批生产。

二、支架零件的机械加工工艺规程设计

1.确定毛坯、画毛坯图

根据零件材料确定毛坯为铸件，支架的材料为HT250，该材料具有良好的铸造性能，能吸收振动，阻隔振动传播，消振性好，适用于承受较大应力和较重要的零件。

有原始资料可知其生产类型为成批量生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效，毛坯最大外形尺寸：

78+584+1118+1（mm）

2.定位基准的选择

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，选择以直径为22mm圆孔和右端面为精基准。

3.制定工艺路线

本设计任务给的零件需要加工的表面有：

左右端面、孔、凹槽等，其加工方法如下；

（1）右端面：

是定位基准面，表面粗糙度Ra3.2用铣车进行端铣平面，先粗铣，在进行半精铣和精铣。

（2）左端面：

表面粗糙度Ra6.3用铣车进行端铣平面，先粗铣，在进行半精铣和精铣。

（3）孔：

两孔的精度要求一样，粗糙度要求ra3.2,精度等级都是6，先粗加工后精加工。

（4）凹槽：

先粗洗---精铣。

（5）螺纹孔：

用麻花钻（钻头）钻出螺纹底孔,再用丝锥攻丝,即可。

工序顺序的安排

（1）机械加工工序的安排如下：

遵循“先粗后其他”原则，首先加工精基准----右端面和直径为22mm的孔。

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-----左右端面和两个孔，后加工次表面----凹槽。

遵循“先面后孔”原则，先加工左右端面，再去加工两个孔，最后加工凹槽。

（2）热处理工序的安排如下;

模锻成型后切边，进行调制，调制硬度为190~220HBS，并进行酸洗，喷丸处理。

喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛胚表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响；支架竖起两端面在加工之前局部高频淬火，提高耐磨性和工作中冲击载荷的能力。

（3）辅助工序的安排如下；

粗加工下表面和热处理后，安排校直工序；半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检。

方案一：

工序号

工序内容

铸造

粗磨轮廓外表面

粗铣右端面

精铣右端面

粗铣左端圆台表面

精铣左端圆台表面

粗扩，精扩，倒角，精铰Φ22孔

粗扩，精扩，倒角，精铰Φ31孔

麻花钻钻孔，再攻丝，加工螺纹孔

粗铣右端凹槽

精铣右端凹槽

去毛刺

中检

热处理

清洗

终检

方案二：

工序号

工序内容

铸造，粗磨轮廓外表面

粗磨轮廓外表面

粗铣右端面

精铣右端面

粗铣左端圆台表面

精铣左端圆台表面

先钻孔，粗扩，精扩，倒角，精铰Φ22孔

先钻孔，粗扩，精扩，倒角，精铰Φ31孔

麻花钻钻孔，再攻丝，加工螺纹孔

粗铣右端凹槽

精铣右端凹槽

去毛刺

中检

热处理

清洗

终检

方案一在孔加工方面少了钻孔的工序，节省材料和工时，从经济和劳动量的方面考虑，故选择方案一进行加工。

3.3选择加工设备及刀、夹、量具

3.31选择加工设备

（1）工序中用到铣床，分别进行粗铣，精铣。

用普通的卧铣床X51型万能卧铣床即可。

（2）工序中需要钻直径为31和22的孔，所以选用z5032型立式钻床。

3.32选择刀具

（1）铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。

（2）钻孔有Φ31,Φ22，需要留一定的加工余量，可用Φ30,Φ20麻花钻直接钻出来。

3.33选择量具

本零件是单件成批量生产，故采用的是通用量具。

选择量具的方法有两种：

一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。

在这里选的是第一种方法。

3.33.1选择平面的量具：

由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.02mm，选用分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺就行了，因为其不确度为0.02mm，显然满足要求。

3.33.2选择内孔的量具：

此零件对孔的精度要求较高，其中例如I孔的上偏差要求在0.013之内，故可选用分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺，其不确定度为0.008，满足测量精度的要求。

3.34加工量计算表

工序

加工位置

毛坯

（mm）

粗加工

（mm）

精加工（mm）

总加工余量

（mm）

支架周面

0.5

右端面

80.5

2.5

左端面

80.5

78.5

2.5

Φ22

Φ20

Φ21.5

Φ22H6

Φ31

Φ30

Φ30.5

Φ31H6

M10-6H

凹槽

2.5

3.35工序加工尺寸尺寸公差使用量具

3.4加工工序设计

２　工序粗、精铣左右端面

（２）粗铣

1）、选择刀具：

根据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：

铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。

2）、确定铣削深度ap：

单边加工余量Z=2±0.27，余量不大，一次走刀内切完，则：

ap=2mm

3）、确定每齿进给量fz:

根据《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。

现取：

fz=0.18mm/z

4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，根据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。

5）、确定切削速度Vc：

根据《切削手册》表3.16可以查Vc：

由ap=2mmfz=0.18mm/z，查得

Vc=77mm/zn=245mm/zVƒ=385mm/z

根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）

nc=255r/minVƒc=400mm/min（横向）

6）、计算基本工时：

l=50mml2=2T=0.28min

（２）精铣

1）、选择刀具：

根据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10

2）、确定铣削深度ap：

由于单边加工余量Z=0.5，故一次走刀内切完，则：

ap=0.5mm

3）、确定每齿进给量fz:

由《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，半精铣取较小的值。

现取：

fz=0.14mm/z

4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，根据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。

5）、确定切削速度Vc：

根据《切削手册》表3.16可以查Vc：

由ap≤4mmƒz=0.14mm/z，查得：

Vc=110mm/zn=352mm/zVƒ=394mm/z

根据X62W型立铣床说明书（表4.2-35）

nc=380r/minVƒc=400mm/min（横向）

6）、计算基本工时：

l=40mml2=2

所以本工序的基本时间为：

T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min

（３）工序扩φ22工序

钻孔后尺寸为22H6,各工部余量和工序尺寸公差列于表２－３

加工表面

加工方法

余量

公差等级

工序尺寸及公差

Φ20

粗镗

1.5

____

Ø21.5

精镗

0.5

Ø22H6

（4）工序扩φ31工序

钻孔后尺寸为31H6,各工部余量和工序尺寸公差列于表２－4

加工表面

加工方法

余量

公差等级

工序尺寸及公差

Φ30

粗镗

0.5

____

Ø30.5

精镗

0.5

Ø31H6

孔轴线到精基准位置尺寸为46+-0.02mm，与Ø22H6的中心孔的平行度为0.02mm。

（4）加工凹槽

粗铣

1）、选择刀具：

根据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：

铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。

2）、确定铣削深度ap：

单边加工余量Z=2±0.27，余量不大，一次走刀内切完，则：

ap=2mm

3）、确定每齿进给量fz:

根据《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。

现取：

fz=0.18mm/z

4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，根据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。

5）、确定切削速度Vc：

根据《切削手册》表3.16可以查Vc：

由ap=2mmfz=0.18mm/z，查得

Vc=77mm/zn=245mm/zVƒ=385mm/z

根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）

nc=255r/minVƒc=400mm/min（横向）

精铣

1）、选择刀具：

根据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10

2）、确定铣削深度ap：

由于单边加工余量Z=0.5，故一次走刀内切完，则：

ap=0.5mm

3）、确定每齿进给量fz:

由《切削手册》表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量fz=0.14～0.24mm/z，半精铣取较小的值。

现取：

fz=0.14mm/z

4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，根据《切削手册》表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。

5）、确定切削速度Vc：

根据《切削手册》表3.16可以查Vc：

由ap≤4mmƒz=0.14mm/z，查得：

Vc=110mm/zn=352mm/zVƒ=394mm/z

根据X62W型立铣床说明书（表4.2-35）

nc=380r/minVƒc=400mm/min（横向）

钻、粗铰M10孔

（1）钻孔工步

①被吃刀量的确定取ap=1.8mm。

②进给量的确定取该工步的每转进给量f=0.2mm/r

③切削速度的计算按工件材料为30钢的条件选取，

3.5机械加工工艺过程卡片

河南理工大学

机械与动力工程学院

机械加工工艺过程卡片

零件图号

KTSZ-6

共　1　页

零件名称

头架支架

第　1　页

材料牌号

HT250

毛坯种类

铸造成型

毛坯外形尺寸

83*85*119

每件毛坯可制件数

每台件数

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

砂型模具

粗磨轮廓外表面

锉刀

粗铣右端面

粗铣右端面81mm

立式铣床X51

高速钢套式铣刀，游标卡尺

0.28min

精铣右端面

精铣右面至80.5mmRa3.2

立式铣床X51

高速钢套式铣刀，游标卡尺

0.26min

粗铣左端面

粗铣至78.5mmRa6.3

立式铣床X51

高速钢套式铣刀，游标卡尺

精铣左端面

精铣至78mm

立式铣床X51

高速钢套式铣刀，游标卡尺

粗扩，精扩，倒角，精铰Φ22孔

粗铰，精饺孔至Φ22H6mmRa3.2

四面组合机床

复合麻花钻，铰刀，内径千分尺

粗扩，精扩，倒角，精铰Φ31孔

粗铰，精饺孔至Φ31H6mmRa3.2

四面组合机床

复合麻花钻，铰刀，内径千分尺

钻，粗铰M10孔，攻丝

四面组合机床

复合麻花钻，铰刀，丝锥内径千分尺

粗铣内端面

卧式双面铣床

三面刃铣刀，游标卡尺，专用套具

精铣内端面

卧式双面铣床

三面刃铣刀，游标卡尺，专用套具

去毛刺

钳工台

平锤

中检

赛规，百分表，卡尺

热处理

局部淬火

淬火机等

清洗

清洗机

终检

赛规，百分表，卡尺

精铣内端面（双面）

精铣至Φ75mm~Φ75.043mmRa3.2um

卧式双面铣床

三面刃铣刀，游标卡尺，专用套具

0.82min

4.2.机械加工工序卡片

河南理工大学机械学院

机械加工工序卡片

零件图号

KCSJ-05

共1页

零件名称

头架支架

第1页

车间

工序号

工序名称

材料牌号

端铣

HT250

毛坯种类

毛坯外形尺寸

每件毛坯可制件数

每台件数

铸件

83×85×119

设备名称

设备型号

设备编号

同时加工件数

铣床

立式铣床X51

夹具编号

夹具名称

切削液

台虎钳

工位器具编号

工位器具名称

工序工时

准终

单件

工步号

工步内容

工艺装备

主轴转速

/（r／min）

切削速度

/（m／min）

进给量/（mm／r）

背吃刀量/mm

走刀

次数

工时定额

基本

辅助

粗铣右端面

铣刀刀、游标卡尺、专用套具

255

400

0.18mm/z

2mm

精铣右端面

铣刀刀、游标卡尺、专用套具

380

400

0.14

0.5

河南理工大学机械学院

机械加工工序卡片

零件图号

KCSJ-05

共1页

零件名称

头架支架

第1页

车间

工序号

工序名称

材料牌号

端铣

HT250

毛坯种类

毛坯外形尺寸

每件毛坯可制件数

每台件数

铸件

83×85×119

设备名称

设备型号

设备编号

同时加工件数

铣床

立式铣床X51

夹具编号

夹具名称

切削液

台虎钳

工位器具编号

工位器具名称

工序工时

准终

单件

工步号

工步内容

工艺装备

主轴转速

/（r／min）

切削速度

/（m／min）

进给量/（mm／r）

背吃刀量/mm

走刀

次数

工时定额

基本

辅助

粗铣左端面

铣刀刀、游标卡尺、专用套具

255

400

0.18mm/z

2mm

精铣左端面

铣刀刀、游标卡尺、专用套具

380

400

0.14

0.5

河南理工大学机械学院

机械加工工序卡片

零件图号

KCSJ-05

共1页

零件名称

头架支架

第1页

车间

工序号

工序名称

材料牌号

HT250

毛坯种类

毛坯外形尺寸

每件毛坯可制件数

每台件数

铸件

83×85×119

设备名称

设备型号

设备编号

同时加工件数

铣床

立式铣床X51

夹具编号

夹具名称

切削液

双V形块专用夹具

工位器具编号

工位器具名称

工序工时

准终

单件

工步号

工步内容

工艺装备

主轴转速

/（r／min）

切削速度

/（m／min）

进给量/（mm／r）

背吃刀量/mm

走刀

次数

工时定额

基本

辅助

粗扩，Φ22孔

复合麻花钻，铰刀，内径千分尺

300

400

2mm

精铰Φ22孔

复合麻花钻，铰刀，内径千分尺

380

200

0.14

0.5

粗扩，Φ31孔

复合麻花钻，铰刀，内径千分尺

300

400

2mm

精铰Φ31孔

复合麻花钻，铰刀，内径千分尺

380

400

0.14

0.5

钻，M10孔

复合麻花钻，铰刀，丝锥内径千分尺

500

400

0.2

0.5

粗铣内端面

卧式双面铣床

255

400

精铣内端面

卧式双面铣床

255

400

0.5

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