工艺学支架课程设计.docx
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工艺学支架课程设计
机械制造工艺学
课程设计说明书
题目支架的机械加工工艺规程
专业机械设计制造及其自动化
班级机制三班
学生姓名郭浩琛
指导教师赵艳红、陶林
2015年12月31日
沈阳工学院
课程设计（论文）任务书
一、原始资料
（1）被加工零件的零件图
（2）生产类型:
大批大量生产
二、上交材料
（1）被加工工件的零件图（图5-5）1张
（2）机械加工工艺毛坯图1张
（3）支架
（二）机械加工工序卡片1张
（4）课程设计说明书1份
说明书主要包括以下内容（章节）
1摘要及关键词
2目录
3序言
4零件工艺性分析
5机械加工工艺规程设计
6方案综合评价与结论
7设计心得体会表
8参考文献
三、进度安排
（1）熟悉零件,画零件图1天
（2）选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程与工序卡片2天
（3）编写说明书1天
被加工工件的零件图：
摘 要
设计内容：
设计“支架
（二）”零件的机械加工工艺规程及工艺装备，并绘制出支架零件图、支架毛坯图、夹具装配图，夹具体零件图。
填写机械加工工艺过程综合卡片、机械加工工艺卡片。
编制课程设计说明书。
设计意义：
本课程设计是重要的实践教学环节之一。
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。
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、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，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。
关键词：
支架;课程设计;工艺规程；工艺装备；
序言.............................................................1
一、零件工艺性分析.............................................2
二、支架零件的机械加工工艺规程设计.......................2
1.确定毛坯、画毛坯图...................................2
2.定位基准的选择.......................................3
3.制定工艺路线.........................................3
4.工序尺寸的确定.......................................4
5.选择加工设备及刀、夹、量具...........................5
三、加工工序设计.........................................6
四、方案综合评价和总结........................................11
五、设计心得体会表.............................................12
参考文献.........................................................14
序言
本次设计是在我们学完了相关的基础课、技术基础课及大部分专业课之后进行的这是我们在毕业设计之前的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练。
因此它在我们四年的大学生活中占有非常重要的地位。
在学完机械制造工艺学的基础上进行这样的设计和练习，我觉得是很有必要的，它对我们的理论提高有了一定启发，让我们知道了学习的重点和怎么根据具体的情况设计出可行的夹具。
也让我提高了分析问题、解决问题的能力，为以后的进一步发展打下了良好的基础。
由于时间比较仓促，设计尚有很多的不足之处，恳请各位老师给予指教。
一、零件工艺性分析
（1）零件的作用：
直径为6mm的孔可以浇注润滑物，直径为22mm的孔和直径为38mm的孔可以装轴，起到支撑轴的作用，而直径为24mm的两个孔可以装细轴，起到固定轴的作用。
（2）零件的主要加工面：
直径为34mm的左端面，直径为46mm的右端面，直径为54mm的左右端面，直径为16mm的孔，直径为14mm的孔两个，直径为6mm的孔，直径为16mm的孔直接影响到装配精度，所以必须保证它的精度，直径为38mm的圆柱的轴线与直径为54mm的轴线要保证垂直度。
然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。
（3）确定手柄座的生产类型
由课程设计题目要求，该手柄座的生产类型为中批或大批生产。
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HT200，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中批量生产，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：
97mmX85mmX138mm
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34mm圆柱体为精基准。
粗基准的选择：
按有关基准的选择原则，既当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要有相对位置精度高的不加工表面做粗基准，现已零件的直径为34mm和54mm外圆柱面为主要的定位粗基准。
3.制定工艺路线
工序1：
粗铣及精铣A、B、C面
确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=2.0mm 一次走刀即可完成
根据《切削手册》表选择主轴转速nc=375r/minVfc=475mm/min
因此实际切削速度和没齿进给量为 Vc=πd0 n/1000=3.14³80³375/1000=0.942mm/min Fz=Vfc/ncz=475/（375³10）=0.127mm/z
计算基本工时
Tm=l/Vf=L=l+y+Δ l=46
查《切削手册》表，入切量及超切量为y+Δ=18 则 Tm=L/Vfc=（46+18）/475=0.14min
确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=2.0mm一次走刀即可完成,确定每齿进给量fz。
由于工序所加工的表面没有粗糙度要求不高，只在该表面经行一次粗铣以作定位基准用。
故可以再允许范围内尽可能大的选取每齿进给量，以提高进给
量来提高加工效率，根据《切削手册》表使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5kw（根据《简明手册》表4.2—3.8X62卧式铣床）时：
选择fz=0.14~0.24mm/z，因为对称铣削，取fz=0.14mm/z
粗铣2xΦ14孔端面，以Φ54外圆为基准。
1）工件材料：
HT200，δb=170~240mpa 金属型铸造
2）工件尺寸：
最大宽度 ae=24mm 最大长度l=64mm
3）加工需求：
粗铣2xΦ14孔端面，加工余量2.0mm
4）X62卧式铣床 （见表4.2—38）
5）刀具 YG6硬质合金端铣刀 铣削宽度ae=24mm≤60mm 深度 ap=2.0mm≤4mm
确定切削深度ap
因为余量较小，故选择ap=2.0mm 一次走刀即可完成
6）确定每齿进给量fz
由于工序所加工的表面没有粗糙度要求不高，只在该表面经行一次粗铣以作定位基准用。
故可以再允许范围内尽可能大的选取每齿进给量，以提高进给量来提高加工效率，根据《切削手册》表3.5使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5kw（根据《简明手册》表，时：
选择fz=0.14~0.24mm/z，因为对称铣削，取fz=0.14mm/z 8）确定刀具寿命及磨钝标准
根据《切削手册》表，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，由于铣刀直径d0=80mm，
故根据《切削手册》表，刀具使用寿命T=180min
因此实际切削速度和每齿进给量为
Vc=πd0 n/1000=3.14³80³375/1000=94.2m/min Fzc=Vfc/ncz=475/（375³10）=0.127mm/z
工序2：
粗铣及精铣D面
根据《切削手册》因此实际切削速度和没齿进给量为VC=πd0n/1000=3.14³80³375/1000=0.942m/minFZC==475/（375³10）=0.127mm/z
计算基本工时
查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为y+Δ=18 则 Tm=L/Vfc=（54+18）/475=0.15min
工序3：
粗铣及精铣E面
1）工件材料：
HT200，δb=170~240mp金属型铸造
2）工件尺寸：
最大宽度aemax=54mm最大长度l=54mm
3）加工需求：
粗铣大轴前端面，加工余量2.0mm
4）铣床（见表4.2—38）
5）刀具YG6硬质合金端铣刀铣削宽度ae=54mm≤60mm深度ap=2.0mm≤4mm 根据《机械制造设计简明手册》取刀具直径d0=80mm 齿数z=10（表3.16）细齿铣刀几何形状（表3.2）：
由于δb≤800mpa故选择Kr=60°Kre=30ºKr’=5 º
α0=10ºλs=-15ºΥ0=-5º 6）确定切削深度ap
因为余量较小，故选择ap=2.0mm一次走刀即可完成 7）确定每齿进给量fz
由于工序所加工的表面没有粗糙度要求不高，只在该表面经行一次粗铣以作定位基准用。
故可以再允许范围内尽可能大的选取每齿进给量，以提高进给量来提高加工效率，根据《切削手册》表3.5使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5kw（根据《简明手册》表4.2—3.8
X62卧式铣床）时：
选择fz=0.14~0.24mm/z，因为对称铣削，取fz=0.14mm/z 8）确定刀具寿命及磨钝标准
根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，由于铣刀直径d0=80mm，
故根据《切削手册》表3.8，刀具使用寿命T=180min
计算基本工时
查《切削手册》表3.26，入切量y+Δ=18 则 Tm=L/Vfc=（64+18）/475=0.15min
工序4：
粗铣及精铣F面
1）工件材料：
HT200，δb=170~240mp金属型铸造
2）工件尺寸：
最大宽度aemax=54mm最大长度l=54mm
3）加工需求：
粗铣大轴前端面，加工余量2.0mm
4）铣床（见表4.2—38）
5）刀具YG6硬质合金端铣刀铣削宽度ae=54mm≤60mm深度ap=2.0mm≤4mm 根据《机械制造设计简明手册》取刀具直径d0=80mm 齿数z=10（表3.16）细齿铣刀几何形状（表3.2）：
由于δb≤800mpa故选择Kr=60°Kre=30ºKr’=5 º
α0=10ºλs=-15ºΥ0=-5º 6）确定切削深度ap
因为余量较小，故选择ap=2.0mm一次走刀即可完成 7）确定每齿进给量fz
由于工序所加工的表面没有粗糙度要求不高，只在该表面经行一次粗铣以作定位基准用。
故可以再允许范围内尽可能大的选取每齿进给量，以提高进给量来提高加工效率，根据《切削手册》表3.5使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5kw（根据《简明手册》表4.2—3.8
X62卧式铣床）时：
选择fz=0.14~0.24mm/z，因为对称铣削，取fz=0.14mm/z 8）确定刀具寿命及磨钝标准
根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.5mm，由于铣刀直径d0=80mm，
故根据《切削手册》表3.8，刀具使用寿命T=180min
计算基本工时
查《切削手册》表3.26，入切量y+Δ=18 则 Tm=L/Vfc=（64+18）/475=0.15min
工序5：
粗铣F面
确定切削深度ap
因为余量较小，故选择ap=2.0mm 一次走刀即可完成，确定每齿进给量fz
由于工序所加工的表面没有粗糙度要求不高，只在该表面经行一次粗铣以作定位基准用。
故可以再允许范围内尽可能大的选取每齿进给量，以提高进给量来提高加工效率，根据《切削手册》表3.5使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5kw（根据《简明手册》表4.2—3.8 X62卧式铣床）时：
选择fz=0.14~0.24mm/z，因为对称铣削，取fz=0.14mm/z
计算基本工时
tm=nfL
式中 L=l＋y十Δl＝90mrn，入切量及超切量由表 2.29查出y十Δ= 10mm
故tm=min=0.766min
计算基本工时
Tm=l/Vf=L=l+y+Δ l=54
查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为y+Δ=18 则 Tm=L/Vfc=（54+18）/475=0.15min
计算切削速度vc和每分钟进给量vf
根据《切削手册》表3.16，当d0=80mm z=10 ap=2.0mm fz=0.14mm/z时，vt=110m/min nt=439m/min vft=492mm/min
各修正系数为 Kmn=Kmv=Kmv=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.85 故Vc=VtKv=110³1³0.85=93.5m/min n=ntKn=439³1³0.85=373.15r/minVf=VftKvt=492³1³0.85=418.2mm/min
根据X62型卧式铣床说明书（表3.30）选择主轴转速nc=375r/min Vfc=475mm/min
因此实际切削速度和没齿进给量为
Vc=94.2m/min Fzc=Vfc/ncz=0.127mm/z
工序6：
钻----粗扩孔至直径为22mm，孔口倒角C1
切削速度的计算公式vc=zv（m /min） 其中 Cv=9.5，ZV=0.25 ，Xv=0 ，Yv=0.55 ，m=0.125 =3mm
切削速度的修正系数为：
ktv=1.0，kCV＝ 1.0， klv＝1.0， kt= 1.0，故 Vc=75 n=1000v/πdo=1000³34.14（π³6）=1811.2r/min 根据 Z525钻床说明书，选择 nc＝1360r／min，
因此实际切削速度 Vc=nπdo /1000=1360*π*6/1000=25.64 m/min f＝0.28mm／r， n＝nc＝1360r／min，vc＝25.64m／min.
计算基本工时tm=nfL式中 L=l＋y十Δl＝12.5mrn，入切量及超切量由表2.29查出y十Δ=3mm
故tm=0.041min
工序7：
钻----粗扩孔至直径为38mm
工艺要求：
孔径 φ37mm ，孔深78mm ，经济精度12级，表面粗糙度Ra=12.5μm
1）机床选择：
钻床
2）刀具选择：
钻
3）单边余量Z=1.0mm可一次切除，则ap=1.0mm 根据《切削手册》10-15查表得fz= 0.3-1.0mm/r，v=40-80m/min，取vc=40m/min。
根据《简明手册》查得4-2-21，取f=0.8mm/r。
ns=1000vc/（πdw）=344r/min
根据《简明手册》查得4-2-20，取nw=370r/min，故实际切削速度为 v=πnwdw/1000=42.98m/min Fm=fz ns=276mm/min
计算切削基本工时：
由表6.2-1根据孔加工的入切量和超切量如下 ，本工序
切削时间为；切入长l1=ap/（tankr）+（2--3）= 1/（tan30o）+3=4.7mm ，切入长l2=3--5mm取l2=5mm
（1）计算基本工时
tm=nfL
式中 L=l＋y十Δ， l＝90mrn，入切量及超切量由查出y十Δ= 10mm 故tm=0.18min
（2）实际切削速度
Vc=1360*π*6/1000=25.64 m/min f＝0.28mm／r，n＝nc＝1360r／min，vc＝25.64m／min
工序8：
钻孔至直径为6mm，孔口为90
工艺要求：
孔径d=6mm，孔深l=12.5mm，通孔，精度为H12，不加切削液
1.选择钻头和机床
选择φ22的高速钢直柄麻花钻,参数：
GB1436-85，do=6 L=66 l=28 钻头几何形状：
标准钻头，β=30°，2φ=118°，2Φ1=70，a。
= 16°。
机床选择Z525立式机床
2.选择切削用量
l）按加工要求决定进给量：
根据表2.7，当加工要求为H12精度，铸件的强度ζb=200MPa，do＝20mm时，f＝0.27～0.33mm／r。
由于l／d＝12.5/6=2，故应乘孔深修正系数 klf =1.0， 则 ：
f=（0.27～0.33）³1.09mm／r=0.27～0.33 mm／r
2）按钻头强度决定进给量：
根据表 2.8，当ζb =200MPa，d。
＝ 6mm。
，钻头强度决定的进给量f=0.65mm／r。
3）按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9，当ζb=200 MPa，灰
铸铁硬度≤210 HBS，d。
＝6mm ，床进给机构允许的轴向力为8830N时，进给量为2.0mm/r。
计算基本工时
tm=nfL
式中 L=l＋y十Δ，l＝12.5mrn，入切量及超切量由表查出y十Δ=3mm 故tm==0.041min
实际切削速度
Vc=1360*π*6/1000=25.64m/minf＝0.28mm／r，n＝nc＝1360r／min，vc＝25.64m／min
工序9：
钻扩铰孔至直径为14mm两个，孔口倒角C1
1）工件材料：
HT200，δb=170~240mpa金属型铸造
2）工件尺寸：
最大宽度 ae=24mm 最大长度l=64mm
3）加工需求：
粗铣2xΦ14孔端面，加工余量2.0mm
4）X62卧式铣床（见表）
5）刀具 YG6硬质合金端铣刀铣削宽度ae=24mm≤60mm深度 ap=2.0mm≤4mm
确定切削深度ap
因为余量较小，故选择ap=2.0mm 一次走刀即可完成
6）确定每齿进给量fz
由于工序所加工的表面没有粗糙度要求不高，只在该表面经行一次粗铣以作定位基准用。
故可以再允许范围内尽可能大的选取每齿进给量，以提高进给量来提高加工效率，根据《切削手册》表3.5使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5kw（根据《简明手册》X62卧式铣床）时：
选择fz=0.14~0.24mm/z，因为对称铣削，取fz=0.14mm/z
计算基本工时
Tm=l/Vf=L=l+y+Δ l=64
查《切削手册》入切量及超切量为y+Δ=18 则Tm=L/Vfc=（64+18）/475=0.15min
切削速度
Vc=37.02m/min
工序10：
清洗
工序11：
终检
4.工序尺寸的确定
①铣A、B、C面
工序名称
工序余量/mm
工序公差
工序尺寸/mm
表面粗糙度/Ra
铣A、B、C
94
IT16
94
3.2
铣A、B、C
93.5
IT14
93.5
3.2
②铣D面
工序名称
工序余量/mm
工序公差
工序尺寸/mm
表面粗糙度/Ra
铣D
90.5
IT16
90.5
3.2
铣D
90
IT14
90
3.2
③铣E面
工序名称
工序余量/mm
工序公差
工序尺寸/mm
表面粗糙度/Ra
铣E
82
IT16
82
3.2
铣E
81.5
IT14
81.5
3.2
④铣F面
工序名称
工序余量/mm
工序公差
工序尺寸/mm
表面粗糙度/Ra
铣F
78.5
IT16
78.5
3.2
铣F
78
IT14
78
3.2
工序名称
工序余量/mm
工序公差
工序尺寸/mm
表面粗糙度/Ra
钻
20
IT14
88
3.2
扩
22
IT14
88
3.2
⑤钻----扩孔至直径为22mm，孔口倒角为C
⑥钻----粗扩孔至直径为38mm
工序名称
工序余量/mm
工序公差
工序尺寸/mm
表面粗糙度/Ra
钻
20
IT14
88
3.2
钻
36
IT14
88
3.2
扩
38
IT14
88
3.2
⑦钻孔至直径为6mm，孔口为90°
工序名称
工序余量/mm
工序公差
工序尺寸/mm
表面粗糙度/Ra
钻
5.8
IT14
18
6.4
扩
6
IT14
18
6.4
⑧钻、扩、铰孔至直径为14mm两个，孔口倒角C1
工序名称
工序余量/mm
工序公差
工序尺寸/mm
表面粗糙度/Ra
钻
13.0
IT14
40
6.4
扩
13.85
IT14
40
6.4
粗铰
13.95
IT8
40
3.2
精铰
14
IT7
40
3.2
5.选择加工设备及刀、夹、量具
工序1：
立式铣床X51
工序2：
立式铣床X51
工序3：
立式铣床X51
工序4：
立式铣床X51
工序5：
Z550莫氏直柄麻花钻、扩孔钻、CA6140A
工序6：
Z550莫氏直柄麻花钻、扩孔钻
工序7：
莫氏直柄麻花钻
工序8：
莫氏直柄麻花钻、扩孔钻、铰刀、CA6140A
工序9：
清洗
工序10：
终检
三、加工工序设计
工序号
工序说明
工艺装备
1
粗铣及精铣
A、B、C面
立式铣床X51
2
粗铣及精铣D面
立式铣床X51
3
粗铣及精铣E面
立式铣床X51
4
粗铣及精铣F面
立式铣床X51
5
钻----粗扩孔至直径为22mm，孔口倒角C1
Z550莫氏直柄麻花钻、扩孔钻、CA6140A
6
钻----粗扩孔至直径为38mm
Z550莫氏直柄麻花钻、扩孔钻
7
钻孔至直径为6mm，孔口为90°
莫氏直柄麻花钻
8
钻、扩、铰孔至直径为14mm，孔口倒角C1
莫氏直柄麻花钻、扩孔钻、铰刀、CA6140A
四、方案综合评价和总结
该夹具结构简单，操作方便。
采用手动夹紧装置，使工件的夹紧与卸下过程更为方便快捷。
夹具上装有固定钻套，可使夹具可以更好的保证钻孔质量利于钻、拉加工。
五、设计心得体会
这次课程设计是对我所学机械设计制造及其自动化专业知识的一次综合运用，把所学的知识运用到实际加工中。
通过这次课程设计，我巩固且扩充了“机械设计原理、机械设计、机械制图、计算机辅助技术”等课程所学的内容，掌握支架设计的方法和步骤，知道如何运用已学到相关资料、书籍与手册、图表等来查阅设计中所需的相关数据和内容。
另外还学会了如何扩充我们专业知识的空缺，通过网络、图书馆相关书籍资料的查找、询问有经验的专家教授等，了解我机械专业关于机械设计的专业知识和设计的注意事项，且学会了综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识。
进行机械构件设计工作的实际训练，培养和提高了独立工作的能力。
在做课程设计时，我才慢慢了解自己对已学的专业知识
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