支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削15mm孔工序专用夹具设计.docx

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支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削15mm孔工序专用夹具设计

支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削15mm孔工序专用夹具设计

课程设计

题目:

支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削mm孔工序专用夹具设计

班级:

姓名:

指导教师:

完成日期:

一、设计题目

支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削孔工序专用夹具设计

二、原始资料

1被加工零件的零件图（草图）1张

2生产类型:

5000件/年

三、上交材料

1被加工工件的零件图1张

2毛坯图1张

3机械加工工艺过程综合卡片1张

4与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张

4夹具装配图1张

5夹具体零件图1张

6课程设计说明书5000字左右1份

四、进度安排参考

1熟悉零件,画零件图2天

2选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天

3工艺装备设计画夹具装配图及夹具体图9天

4编写说明书3天

5准备及答辩2天

五、指导教师评语

成绩:

指导教师

日期

摘要

本课程设计是重要的实践教学环节之一,其主要内容是机械加工工艺规程编制和钻削孔工序专用夹具设计。

本课程设计是在完成生产实习,学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。

学生通过该课程设计,将所学理论与生产实践相结合,得到解决问题和分析问题能力的初步培养,另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。

通过该课程,学生应该在下述各方面得到锻炼:

1.使学生具有制定工艺规程的初步能力。

能综合运用机械制造技术基础和其他课程的基本理论和方法,正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。

2.具有设计专用夹具的初步能力,提高结构设计能力。

3.结合工艺设计内容,能够熟练的应用工艺计算方法,正确的进行工艺计算,如工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、夹紧力等。

4.进一步提高查阅资料,熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。

5.通过设计的全过程,使学生会进行工艺设计的程序和方法,培养独立思考和独立工作的能力。

Abstract

Thiscoursedesignisanimportantpartofteaching,itisthemaincontentsofapointoforderprocessingmachineryanddrillingholesforfixturedesignprocessThiscourseisdesignedtocompletetheproductioninternships,completionofmachinerymanufacturingandtechnologicalfoundationandotherprofessionalcoursesconducted.Studentsthroughthecurriculumdesign,willlearntheoryandpracticeofcombiningproduction,resolvedtheissueofcapacityissuesandtheinitialtraining,andalsodoagoodjobaftergraduationforthedesignandembarkedonacomprehensivetrainingforjobs.Throughthecourses,studentsinthefollowingareasshouldbetempered:

1.Sothatstudentshavedevelopedapointoforderoftheinitialcapacity.Canmakecomprehensiveuseofmachinerymanufacturingtechnologyandothercoursesbasedonthebasictheoriesandmethods,therighttodevelopapartsorderprocessingmachinery2.Fixturewiththepreliminarydesignforcapacityandimprovestructuraldesigncapacity3.Combinationofdesign,theapplicationprocesscanbeskilledmethodofcalculatingthecorrectconductofcalculation,suchastechnicalparameters,cuttingforce,cuttingpower,cuttingspeed,positioningerror,theclampingforce,andsoon4.Furtherimproveaccesstoinformation,skilleduseofDesignManual,referencematerials,suchastheability5.Throughtheentireprocessofdesign,processdesignsothatstudentswillcarryouttheproceduresandmethods,andfosterindependentthinkingandtheabilitytoworkindependently.

1.支架零件的机械加工工艺规程编制1

1.1支架零件的工艺分析及生产类型的确定1

1.1.1零件用途1

1.1.2分析零件的技术要求1

1.1.3审查零件的工艺性2

1.1.4确定支架的生产类型2

1.2确定毛坯、绘制毛坯简图2

1.2.1选择毛坯2

1.2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2

1.2.3绘制支架铸造毛坯简图3

1.3拟定支架工艺路线3

1.3.1定位基准3

1.3.2表面加工方法的确定4

1.3.3加工阶段的划分4

1.3.4工序的集中与分散4

1.3.5工序顺序的安排4

1.3.6确定工艺路线5

1.4加工余量、工序尺寸和公差的确定6

1.4.1工序5钻-粗铰-精铰mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定6

1.5切削用量的计算6

1.5.1钻孔工步6

1.5.2粗铰工步7

1.5.3精铰工步7

2.钻削孔工序钻用夹具设计7

2.1.夹具设计任务7

2.2.确定夹具的结构方案7

2.3.画夹具装配图8

2.4.夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求。

8

参考文献9

1.支架零件的机械加工工艺规程编制

1.1支架零件的工艺分析及生产类型的确定

1.1.1零件用途

支架零件主要起支撑作用。

1.1.2分析零件的技术要求

1零件材料为HT200。

2支架零件技术要求汇集在下表

表1-1支架零件技术要求表

加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等级表面粗糙度|μm形位公差/mm

孔0.018,IT7Ra1.6

孔0.021,IT7Ra1.6

圆柱左端面IT9Ra12.5

圆柱右端面IT9Ra12.5

连接板左端面8070IT10Ra12.5

圆柱上端面IT9Ra6.3

圆柱下端面IT9Ra6.3

螺纹退槽32IT12Ra6.3

1.1.3审查零件的工艺性

由零件图分析可知,支架头部两端面和尾部两端面均要求切削加工,并在轴向方向上均高于相邻表面,这样减少了加工面积且易于加工。

肋板的存在增加了支架头部的接触刚度,的孔和的孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度;另外,该零件除主要工作表面外,其余表面加工精度均较低,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,但也可以在正常生产条件下采用较经济的方法保质保量的加工出来,因此该零件的加工工艺性好。

1.1.4确定支架的生产类型

依设计题目知:

Q5000件/年,m1件/年;结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别取3%和5%。

代入公式得

支架重量为4.5kg,支架属轻型零件;该支架的生产类型为大批生产。

1.2确定毛坯、绘制毛坯简图

1.2.1选择毛坯

由于该支架结构复杂,所以毛坯选用铸件,用于铸造的材料为HT200。

此支架的轮廓尺寸不大,且生产类型属大批生产,为提高生产率和铸件精度,宜采用金属模机器造型方法制造毛坯。

毛坯的拔模斜度为。

1.2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

由表2-1~2-5可知,要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应先确定如下各项因素。

1）公差等级

由支架的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为CT8~10,选择CT9。

2）铸件分型面

根据该铸件的形位特点,选择零件中间对称面为分型面。

3）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3.2。

根据上述诸因素,可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果列于表中

表1-2支架铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量

项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注

厚度381.8表2-3

0.3~0.5（两端面分别取0.4和0.5）表2-4

连接板厚121.6表2-3

0.3~0.5（取0.5）表2-4

距离572表2-3

0.5~1（取1）表2-4

距离1102.5表2-3

0.8~1.5（取1.5）表2-4

1.2.3绘制支架铸造毛坯简图

支架零件毛坯简图.exb

1.3拟定支架工艺路线

1.3.1定位基准

定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。

1）精基准的选择

根据该支架零件的技术要求和装配要求,选择支架底座底面、mm圆柱轴线和支架头mm孔轴线作为精基准,零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工,即遵循了“基准统一”原则,mm圆柱轴线是设计基准,选用其作精基准定位加工支架头mm孔,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工孔的轴线的垂直度要求。

选用支架座底面和mm孔轴线作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则,因为该支架在mm圆柱轴线方向上的尺寸多以他们作为设计基准,即遵循了“基准统一”原则。

2粗基准的选择

作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。

选择支架头左端面作为粗基准,可以为后续工序准备好精基准。

1.3.2表面加工方法的确定

根据支架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工各表面的加工方法,如下表所示。

表1-3支架零件各表面加工方案

加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/加工方案备注

支架头圆柱端面IT1112.5粗铣表1-8

支架连接板端面IT1112.5粗铣表1-8

支架座上下端面IT96.3粗铣-半精铣表1-8

孔IT71.6钻-粗铰-精铰表1-7

孔IT71.6钻-扩-粗铰-精铰表1-7

M42-6H6.3钻-扩-车螺纹表1-10

沉孔IT73.2钻-锪-精铰表1-7

M6-6H6.3钻-车螺纹表1-10

1.3.3加工阶段的划分

该支架的加工质量要求一般,可将加工阶段划分成粗加工和半精加工两个阶段。

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,保证其他加工表面的精度要求;然后粗铣支架头圆柱两端面、支架板左端面和支架座上下两端面。

在半精加工阶段,完成mm孔、mm孔、M42-6H和支架座上端面的半精加工。

1.3.4工序的集中与分散

选用工序集中原则安排支架的加工工序。

该支架的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可以缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

1.3.5工序顺序的安排

1机械加工工序

（1）遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准?

?

支架座底面。

（2）遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。

（3）遵循“先主后次”原则,先加工主要表面,后加工次要表面。

（4）遵循“先面后孔”原则,先加工支架底座端面,再加工mm孔、mm孔。

1.3.6确定工艺路线

表1-4支架工艺路线及加工设备、工装的选用

工序号工序名称机床设备刀具

1粗铣支架底座上下两端面立式铣床端铣刀

2粗铣支架头圆柱左右两端面和连接板左端面立试铣床端铣刀

3半精铣支架底座上下两端面立试铣床端铣刀

4钻-扩-粗铰-精铰mm孔四面组合钻床麻花钻,扩孔钻,绞刀

5钻-扩mm孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻

6钻-粗铰-精铰mm孔四面组合钻床麻花钻、铰刀、内径千分尺

7钻-锪-精铰沉孔四面组合钻床麻花钻,直柄锥面锪钻,铰刀

8钻4-M6-6H通孔四面组合钻床麻花钻

9车M42-6H螺纹卧式车床内螺纹车刀

10车4-M6-6H通孔卧式车床内螺纹车刀

1.4加工余量、工序尺寸和公差的确定

1.4.1工序5钻-粗铰-精铰mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定

由表2-28可查的,精铰余量0.05mm;粗铰余量0.95mm;钻孔余量14.0mm。

查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为,精铰:

IT7;粗铰:

IT10;钻:

IT12。

根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为,精铰:

0.018mm;粗铰:

0.07mm;钻:

0.18mm。

综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰:

mm;粗铰:

mm;钻孔:

mm,他们的相互关系如下图所示:

1.5切削用量的计算

工序5?

?

钻、粗铰、精铰mm孔

1.5.1钻孔工步

1）背吃刀量的确定取14.0mm。

2）进给量的确定由表5-22,选取该工步的每转进给量f0.2mm/r。

3）切削速度的计算由表5-22,工件材料为HT200,切削速度v可取为18m/min。

由公式（5-1）n1000v/可求得此工序钻头转速n409.5r/min,参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速,取转速n530r/min。

再将此转速代入公式（5-1）,可求出该工序的实际钻削速度vnd/100023.3m/min。

1.5.2粗铰工步

1）背吃刀量的确定取0.95mm。

2）进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f1.00mm/r

3）切削速度的计算由表5-31,切削速度v可取为3m/min。

由公式（5-1）n1000v/d可求得该工序铰刀转速n63.9r/min,参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速,取转速n68r/min。

再将此转速代入公式（5-1）,可求出该工序的实际切削速度vnd/10003.2m/min

1.5.3精铰工步

1）背吃刀量的确定取0.05mm。

2）进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f0.8mm/r

3）切削速度的计算由表5-31,切削速度v可取为4m/min。

由公式（5-1）n1000v/可求得此工序铰刀转速n84.9r/min,参照表4-9所列Z535型立式钻床的主轴转速,取转速n100r/min。

再将此转速代入公式（5-1）,可求出该工序的实际切削速度vnd/10004.71m/min

2.钻削孔工序钻用夹具设计

2.1.夹具设计任务

钻支架通孔。

已知:

工件材料为HT200,毛坯为铸件,所用机床为Z535型立式钻床,成批生产规模。

试为该工序设计一钻床夹具。

2.2.确定夹具的结构方案

（1）确定定位元件选用一短削边销与工件孔配合,限制一个自由度,削边销轴肩与工件定位端面接触,限制三个自由度,支承板与连接板端面接触限制两个自由度,工件的六个自由度被全部限制,实现了完全定位。

定位孔与削边销的配合尺寸取为.对于钻孔工序,定位基准（圆柱面底面）与工序基准重合,定位误差0mm;同时基准位移误差0mm,所以0mm,由上述分析可知,该定位方案合理、可行。

（2）确定导向装置本工序要求对被加工孔依次进行钻、粗铰、精铰等3个工步的加工,最终达到规定要求,故选用快换钻套作为作为刀具的导向元件。

（3）确定夹紧机构由于本工序选用螺旋压板夹紧机构,通过拧紧螺母使压板夹紧工件,从而实现夹紧。

（4）工件的安装安装工件时先将六角厚螺母5拧松卸下,移开压板7,将工件从侧面装进夹具中,使孔套在短削边销7上,让工件靠紧各定位表面,保持正确的位置。

然后将压板移回工作位置,拧紧螺母5,放下钻模板4,便可加工。

2.3.画夹具装配图

夹具装配图.exb

2.4.夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求。

确定定位元件之间的尺寸:

1）根据规定的被加工孔的加工要求,确定钻套中心线与削边销定位轴肩之间的尺寸取为mm

2）钻套中心线对削边销中心线的位置度公差为

3）削边销与定位板上表面距离尺寸标注为。

4）削边销中心线与定位板上平面的平行度公差为0.02mm。

5）标注关键件的配合尺寸、、、。

参考文献

[1]卜昆等编.计算机辅助制造.北京:

科学出版社,2003

[2]唐应谦等编.机械加工工艺学.北京:

中国劳动与社会保障出版社,2000

[3]机械制造技术基础课程设计指导书[M].阜新:

辽宁工程技术大学.

[4]崇凯.机械制造技术基础课程设计指南[M].北京:

化学工业出版社,2007[5]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].北京:

机械工业出版社,2002.

[6]黄健求.机械制造技术基础[M].北京:

机械工业出版社,2005.

[7]袁国定编.机械制造技术基础.东南大学出版社,2000.

附录:

CAD图纸