优秀毕设机械制造及其自动化专业毕业设计1.docx
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优秀毕设机械制造及其自动化专业毕业设计1
2010届毕业设计说明书
题目：
支架的机械加工工艺规程编制和专用夹具设计
学院：
机电工程学院
专业：
机械制造及其自动化
姓名：
班级：
机制***班
学号：
****
指导老师：
********
设计地点：
武汉职业技术学院
起止日期：
2009年12月至2010年4月
序言
随着机械制造业的不断发展，社会对生产率的要求也越来越高，因此，大批量生产成为时代的需求，而组合机床就可以满足这一需求，我们有必要来研究他。
另外，支架是主要起支撑作用的构架，承受较大的力，也有定位作用，使零件之间保持正确的位置。
因此支架加工质量直接影响零件加工的精度性能，我们有必要对其进行研究。
机械制造毕业设计涉及的内容比较多，它是基础课、技术基础课以及专业课的综合，是学完机械制造技术基础（含机床夹具设计）和全部专业课，并进行了实训的基础上进行的，是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年大学生活中占有重要的地位。
本次毕业设计使我们能综合运用机械制造的基本理论，并结合生产实践中学到的技能知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件（支架）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。
目录
一、对零件进行工艺分析并画零件图
1.1支架的作用及结构特点···························4
1.2支架的工艺分析·································4
1.3支架的零件图···································5
二、选择毛坯的制造方法并绘制毛坯简图
2.1选择毛坯的制造方式·······························5
2.2确定毛坯的形状、大小·····························6
三、制订零件的机械加工工艺路线
3.1确定零件各孔、平面加工方案·······················7
3.2定位基准的选择···································9
3.3制订工艺路线·····································9
3.4选择各工序机床及工、夹具，刀具，加工余量及工序间尺寸与公差的确定·····································10
3.5切削用量和时间定额的确定·························11
3.6机械加工工艺过程卡和工序卡·······················13
四、机床夹具设计计算和结构设计
4.1确定夹具设计方案，绘制结构原理示意图············15
4.2工件在夹具中加工的精度分析·····················18
4.3计算夹紧力·····································20
4.4画夹具装配图和零件图···························21
五、参考文献及毕业设计总结······························21
一、对零件进行工艺分析并画零件图
1.1支架的作用及结构特点
支架是起支撑作用的构架，承受较大的力，也具有定位作用，使零件之间保持正确的位置。
在支架高20mm处两个R12mm宽12mm的凸出部位之间相隔2mm，其中一个上有螺纹孔，另一个上有通孔，则此处构造比较复杂，且在支架高36mm处有2mm宽的一个缺口，这两部分刚度比较低。
中间有Ф30mm的孔，属于套类结构，伸出部分为一平台，上有螺纹盲孔，在端部有倾斜60°的凸出部分，起定位作用，此处应力教集中，强度要好。
在平台下面有增强其硬度的肋板。
两个R12mm凸出，2mm宽36mm高处缺口及R10mm凸出部分为复杂结构，其加工存在一定的难度，要求较高，防止其损坏，需要对其进行必要的热处理。
1.2零件的工艺分析
主要加工表面Ф30mm中心孔及两端倒角，上、下端面，M6↓12螺纹盲孔，右端部倾斜60°凸出部分中间孔Ф8mm，左端两个凸出部分外侧面及其中间M10螺纹孔和Ф11孔。
（1）选用灰铸铁HT150，硬度150～200HB，负荷低，磨损无关重要，变形很小，经过正火处理。
灰铸铁件的牌号和应用范围如表1-1所示。
（2）未标注圆角半径为R3mm。
（3）加工表面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷，并应清理清洁。
（4）所有加工表面应光洁，不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹杂物。
（5）上下表面应与中心孔轴线保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm，中心孔内表面表面粗糙度Ra≤1.6μm，左端两个凸出部分外表面Ra≤6.3μm，右端部倾斜60°凸出部分中间孔内表面Ra≤1.6μm，为较高精度，且Φ8
。
（6）在加工之前进行人工时效热处理，对毛坯预备性热处理，为降低零件硬度，在精加工阶段的磨削加工前进行淬火处理，淬火后工件硬度提高且易变形。
表1-1灰铸铁件的牌号和应用范围
牌号
硬度HB
应用范围
工作条件
用途举例
HT100
≤170
（1）负荷极低
（2）磨损无关重要
（3）变形很小
盖、外罩、油盘、手轮、手把、支架、坐板、重锤等形状简单、不重要的零件，这些铸件通常不经试验即被采用，一般不需要加工，或者只需经过简单的机械加工。
HT150
150～200
（1）承受中等载荷的零件
（2）摩擦面间的压力≤490KPa
（1）一般机械制造中的铸件，如支柱、坐板、齿轮箱、刀架、轴承座、轴承滑座、工作台，齿面不加工的齿轮和链轮，汽车、拖拉机的进气管，排气管、液压泵进油管等；
（2）薄壁（重量不大）零件，工作压力不大的管子配件，以及壁厚≤30mm的耐磨轴套等；
（3）圆周速度为6～12m/s的带轮以及其他符合左列工作条件的零件。
HT200
170～220
（1）承受较大负荷的零件
（2）摩擦面间的压力＞490KPa（大于10t的大型铸件＞1470Kpa）或需经表面淬火的零件
（3）要求保持气密性以及韧性的零件
（1）一般机械制造中较为中重要的铸件，如气缸、齿轮、链轮、棘轮、衬套、金属切削机床床身、飞轮等；
（2）汽车、拖拉机的汽缸体、汽缸盖、活塞、制动毂、联轴器盘、飞轮、离合器外壳、分离器本体、左右半轴壳等；
（3）承受7840KPa以下中等压力的液压缸、泵体、阀体等；
（4）汽油机和柴油机的活塞环；
（5）圆周速度为12～20m/s的带轮以及其他符合左列工作条件的零件。
HT250
190～240
1.3支架的零件图，见图纸所示。
二、选择毛坯的制造方式并绘制毛坯简图
2.1选择毛坯的制造方式
该零件加工要求高，加工面数量多，并且种类繁多，有车、磨端面，钻孔、扩孔、攻螺纹、车倒角、钻斜孔等，位置、形状、尺寸精度都各有要求。
支架材料为灰铸铁HT150，硬度为150～200HB，承受中等载荷的零件，摩擦面间的压力≤490KPa,用于一般机械制造，薄壁（重量不大）零件，工作压力不大的管子配件以及壁厚≤30mm的耐磨轴套等和圆周速度为6～12m/s的带轮以及其他符合表1-1中条件的零件。
毛坯种类的确定是与零件的结构形状、尺寸大小、材料的力学性能和零件的生产类型直接相关的，另外还和毛坯的具体生产条件相关。
铸件：
包括铸钢、铸铁、有色金属及合金的铸件等。
铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸振性能好，但铸件的力学性能差。
生产纲领为大批量生产，采用精度和生产率高的毛坯制造方法，如金属型铸造，可以使毛坯的形状接近于零件的形状，因此可以减少切削加工用量，从而提高材料的利用率，降低了机械加工成本。
金属型铸造就是将熔融的金属浇注到金属模具中，依靠金属自重充满金属模具型腔而获得的铸件，这种铸件比砂型铸造铸件精度高，表面质量和力学性能好，生产效率也高，但需要专用的金属型腔模，适用于大批量生产中的尺寸不大的有色金属铸件，综合上述生产此支架零件选择金属型铸造铸件的方式。
2.2确定毛坯的形状、大小
（1）毛坯的特点，如表2-1所示：
毛坯的特点及应用范围
制造精度
加工余量
原材料
工件尺寸
工件形状
适用生产类型
生产成本
IT11～13
大
铸铁、铸铜为主
各种尺寸
复杂
各种生产
较低
（2）铸件尺寸公差，如表2-2所示：
（/μm）
铸件基本尺寸
公差等级
大于
至
11
12
13
14
25
40
3.6
5.0
7
9
40
63
4.0
5.6
8
10
63
100
4.4
6
9
11
100
160
5.0
7
10
12
（3）铸件的机械加工余量，如表2-3所示:
（/mm）
尺寸公差等级CT
12
加工余量等级MA
F
G
H
J
基本尺寸
加工余量数值
大于
至
-
100
4.0
4.5
5.0
6.0
2.5
3.0
3.5
4.5
100
160
5.0
5.5
6.5
7.5
3.5
4.0
5.0
6.0
（4）铸造孔的最小尺寸,如表2-4所示：
（/mm）
铸造方法
合金种类
一般最小孔径
特殊最小孔径
金属及砂型铸造
全部
30
8～10
（5）机械加工余量，工序尺寸确定
由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有误差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。
铸件的机械加工余量见毛坯的制造表2-3所示，尺寸公差等级为12，加工余量等级MA为G，则可选取毛坯的加工余量有4.5mm和3.0mm两种数值，及其他分析，确定毛坯的基本尺寸，画出毛坯简图，如图2-5所示：
图2-5
三、制订零件的机械加工工艺路线
由于零件是大批量生产，它的主要工艺特征是广泛采用专用机床、专用夹具及专用刀具、量具，机床按工艺路线排列组织流水生产。
为减轻工人的劳动强度，留有进一步提高生产率的可能，该支架在工艺设计上采用了组合机床的流水线加工方式。
3.1确定零件各孔、平面的加工方式
（1）孔的加工方式，如表3-1所示：
表3-1孔的加工方案
序号
加工方案
经济加工精度等级（IT）
加工表面粗糙度Ra/μm
适用范围
1
钻
11～12
12.5
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但粗糙度稍高），孔径＜20mm。
2
钻-铰
8～9
3.2～1.6
3
钻-粗铰-精铰
7～8
1.6～0.8
4
钻-扩
11
12.5～6.3
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但粗糙度稍高），孔径＞20mm。
5
钻-扩-铰
8～9
3.2～1.6
6
钻-扩-粗铰-精铰
7
1.6～0.8
7
钻-扩-机铰-手铰
6～7
0.4～0.1
8
钻-（扩）-拉（或推）
7～9
1.6～0.1
大批量生产的中、小零件的通孔
由表3-1可以确定支架零件各孔的加工方案如下：
A、加工孔Φ30
，要求内表面粗糙度Ra≤6.3μm，则选择钻-扩-粗铰-精铰的加工方式；
B、加工Φ11，要求内表面Ra≤6.3μm，选择钻-铰的加工
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