支架零件的机械加工工艺规程及钻φ40H7孔夹具设计 工艺路线及夹具.docx
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支架零件的机械加工工艺规程及钻φ40H7孔夹具设计工艺路线及夹具
机械制造工艺学A
项目报告
“支架”零件的机械加工工艺规程及“钻φ40H7孔”夹具设计
2011/7/14
姓名
机械制造一班
学号：
1111111111111
目录
1零件的工艺性分析3
1.1支架待加工表面的技术要求3
1.2审查支架的工艺性4
1.3确定摇臂支架的生产类型4
2确定毛坯4
3拟定支架的工艺路线4
3.1定位基准的选择4
3.2表面加工方法的确定5
3.3加工阶段的划分6
3.4工序的集中和分散7
3.5工序顺序的安排7
4时间定额计算（略）9
5工艺经济性分析9
5“钻φ40H7孔”夹具设计9
5.1加工工艺要求9
5.2完全定位10
5.3确定夹具的定位方案10
5.4夹具精度验算10
5.5方案综合评价与结论11
6．体会与展望11
1零件的工艺性分析
1.1支架待加工表面的技术要求
加工表面
公差/mm及精度等级
表面粗糙度Ra/μm
耳面孔
12.5
Φ25mm孔
IT9
12.5
Φ40mm孔
IT7
螺纹孔
IT7
凸台
耳面
6.3
结合面
IT6
3.2
半圆面
6.3
左轴套上下端面
12.5
注：
1.未注公差按IT13选择
2.Φ40mm孔与其相关零件同时加工
1.2审查支架的工艺性
分析零件图可知，该零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比较低，不需要高精度的机床加工，通过通用机床铣削，车削，钻床的粗加工就可以达到加工要求。
主要工作表面加工精度虽然相对较高，但在正常的生产条件下，使用专用夹具，采用较经济的方法就可以保证质量的加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
1.3确定摇臂支架的生产类型
本零件产量4000件/年，支架属于轻型零件，大批量生产
2确定毛坯
毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。
根据生产纲领为大量生产，毛坯选用铸件。
为提高生产率和精度，采用金属模铸造的方法来制造毛坯，毛坯精度高，加工余量小。
3拟定摇臂支架的工艺路线
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，后确定粗基准。
1.精基准的选择
根据该支架的技术要求和装配要求，选择左轴套孔轴线和左轴套的下端面作为精基准。
零件上的很多表面都可以采用它们作为基准来进行加工。
即遵循了“基准统一”的原则。
支架左轴套的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工Φ40孔和耳面孔以及铣半圆端面、耳面和结合面，这样就实现了设计基准和工艺基准的重合。
半圆面做为精基准，可以钻耳孔和Φ40m孔。
同时也保证了被加工表面的平行度要求。
2.粗基准的选择
选择粗基准，要注意表面是否平整，有没有铸造浇冒口，毛刺或者其他缺陷。
我选择左轴套的外圆面做粗基准，保证了钻作为精基准的左轴套Φ25孔和外圆的同轴度。
3.2表面加工方法的确定
加工表面
加工方案及相关要求
备注
1
2
3
4
耳面孔
钻
IT13
Ra12.5μm
表4-13
Φ25mm孔
钻
IT13
Ra12.5μm
扩
IT11
铰
IT9
表4-13
Φ40mm孔
钻
IT13
Ra12.5μm
扩
IT11
粗铰
IT9
精铰
IT6
表4-13
螺纹孔
钻
IT13
机攻螺纹
IT7
凸台
粗铣
IT13
Ra6.3μm
表4-17
耳面
粗铣
IT13
Ra12.5μm
半精铣
IT8
Ra6.3μm
精铣
IT6
Ra3.2μm
表4-17
结合面
粗铣
IT13
Ra6.3μm
半精铣
IT13
Ra3.2μm
表4-17
半圆面
粗铣
IT13
Ra6.3μm
表4-17
左轴套上下端面
粗铣
IT13
Ra12.5μm
表4-17
3.3加工阶段的划分
该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工，半精加工和精加工。
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。
然后粗铣各个待加工表面，在半精加工阶段，完成支架要求较高的耳面和结合面的粗铣。
在精加工阶段，进行耳面的精铣，主要保证6级精度的结合面尺寸精度和表面粗糙度。
3.4工序的集中和分散
零件选用工序分散的原则安排支架的加工工序。
该支架的生产类型为大批大量生产，而且多数加工表面要求不高，可以采用万能型机床配以专用工夹具，以提高生产率，缩短加工时间。
3.5工序顺序的安排
1.机械加工顺序
（1）遵循“先基准后其他”的原则。
首先加工精基准——支架的底面和Φ25孔。
（2）遵循“先粗后精”的原则。
先安排粗加工工序，然后再安排加工工序。
（3）遵循“先主后次”的原则。
先加工主要表面——支架的结合面、支架耳朵端面、支架Φ40孔。
（3）遵循“先面后孔”的原则。
首先加工各个端面和表面，后加工各个孔。
2.热处理工序（略）
3.辅助工序
在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述，该摇臂支架的安排顺序为：
基准加工——主要加工表面粗加工以及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——热处理——主要表面精加工。
摇臂支架的工艺路线及相关设备选用
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗铣左轴套下端面
立式铣床X5032
高速钢铣刀
游标卡尺
2
粗铣左轴套上端面
立式铣床X5032
高速钢铣刀
游标卡尺
3
钻Φ25孔
台式钻床Z4006A
麻花钻
塞规
4
扩Φ25孔
台式钻床Z4006A
扩孔钻
塞规
5
铰Φ25孔
台式钻床Z4006A
铰刀
塞规
6
粗铣前后半圆面
立式铣床X5032
高速钢铣刀
游标卡尺
7
粗铣凸台
立式铣床X5032
高速钢铣刀
游标卡尺
8
粗铣双耳面与结合面
立式铣床X5032
高速钢铣刀
游标卡尺
9
半精铣双耳面与结合面、手工去毛刺
立式铣床X5032
高速钢铣刀、锉刀
游标卡尺
10
精铣双耳面与结合面
立式铣床X5032
高速钢铣刀
游标卡尺
11
钻螺纹底孔
台式钻床Z4006A
麻花钻
塞规
12
钻双耳孔
台式钻床Z4006A
麻花钻
塞规
13
钻Φ40孔
台式钻床Z4006A
麻花钻
塞规
14
扩Φ40孔
台式钻床Z4006A
扩孔钻
塞规
15
粗铰Φ40孔
台式钻床Z4006A
铰刀
塞规
16
精铰Φ40孔
台式钻床Z4006A
铰刀
塞规
17
攻丝
台式钻床Z4006A
丝锥
螺纹塞规
18
清洗
清洗机
20
终检
塞规、百分表等
4时间定额计算（略）
5工艺经济性分析
立式铣床X503218元/小时
台式钻床Z4006A12元/小时
加工中心80元/小时
在支架零件的加工过程中，以钻削、铣削为主，采用具有钻铣功能的数控机床能够明显减少加工时间，主要是装夹时间，并且减少相关夹具的制造费用，在前5道工序加工出精基准后，其余6-17工序，全部可以在一台加工中心完成，可以大大减少装夹时间，并且保证精度，普通加工中心工时费是普通机床的4到6倍，但是减少的装夹、调整、辅助时间，远远大于这个数字，所以在大批量支架的加工中，使用数控加工中心，可以明显提高效率节约费用。
使用普通机床加工时，由于铣削与钻削加工有连续型，如工序6到10都为铣削加工，工序11到16都在钻床加工，使用专用加床，组合机床，如组合铣床，组合钻床，和专用刀具，如钻-扩-铰刀，并且在夹具上大量使用快换零件和转位机构，能明显提高效率。
5“钻φ40H7孔”夹具设计
5.1加工工艺要求
Φ40孔要求有自身尺寸精度，轴线和Φ25孔的位置度要求，与其外圆的同轴度要求，且作为一个合件，需要和其相关零件先行进行组装，同时加工。
5.2完全定位
根据工艺要求，钻孔时需要限制6个自由度，即完全定位，才能在保证尺寸，形位精度要求的同时，和相关零件组装时不过大影响精度。
由于本工序的加工精度不高，在加工本道工序时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。
5.3确定夹具的定位方案
“钻Φ40H7孔”夹具定位方案（附图）
根据零件图和和规定的定位基准，为了减小定位误差，按基准重合原则选Φ25H9孔、Φ40端面和右方半圆柱连接体的下端面为定位基准。
选用长圆柱销（Φ25H9孔）限制4个自由度，其一端的小端面（Φ40端面）限制一个自由度，以定位螺钉在右方半圆柱端面处限制最后一个自由度。
5.4夹具精度验算
1.定位误差
工件以Φ25H9孔及其端面在心轴的外圆和轴肩上定位，对加工尺寸115±0.27而言，工序基准与定位基准重合，基准不重合误差为零，基准位置误差取决于心轴与工件大头孔的配合尺寸，其最大配合间隙即位定位误差Δdw。
取定位心轴与孔配合尺寸为Φ25H9/g6，则最大配合间隙可确定为0.05㎜。
2.夹具制造与安装误差
该项误差包括:
钻模板衬套轴线与定位心轴轴线距离误差，钻套与衬套的配合间隙，钻套孔与外圆的同轴度误差，刀具引偏量（略）
5.5方案综合评价与结论
这种定位方案采取了完全定位的方法，对夹具的制造要求较高，成本较大，同时，作为组合件加工时的夹具，可以有效减少两个配合的组装零件之间相互位置变化，提高加工精度。
6．体会与展望
通过对支架的机械加工工艺及对Φ40mm孔的夹具的设计，使我学到了许多有关机械加工的知识,支架外形较复杂，所以适当的选择机械加工中的定位基准,是能否保证支架技术要求的重要问题之一。
对于加工主要表面，按照“先基准后一般”的加工原则。
而支架的机械加工路线是围绕主要加工表面来安排的。
摇臂支架的加工路线可以分为三个阶段：
划分为粗加工，半精加工和精加工。
在这次设计中，我学会了更多专业知识，培养了创新的能力。
在过去的课程中，我们只是学习了一些重要的理论知识，而没有切合实际的练习与测试。
在这次课程设计中我遇到了许多难题和问题，我又重新学习了以往遗漏和没有完全掌握的知识。
这次课程设计也是在为我们将来的课程设计打基础，为我们以后的工作积累更多的经验。
在今后的学习中，我会更加努力，不仅努力学好专业知识而且要积累更多的设计经验。
参考文献：
[1]王先逵.机械制造工艺学[M].第二版，北京：
机械工业出版社，2005
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