1、遼寧工程技術大學課程設計 12遼寧工程技術大學課 程 設 計題 目：支架零件的機械加工工藝規程及工藝裝備設計班級：機械09-3班姓名：指導教師：完成日期：2012.6.23一、設計題目支架零件的機械加工工藝規程及工藝裝備設計二、原始資料(1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張(2) 生產類型: 3000件/年三、上交材料(1) 被加工工件的零件圖 1張(2) 毛坯圖 1張(3) 機械加工工藝過程綜合卡片 1張(4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1張(5) 夾具裝配圖 1張(6) 夾具體零件圖 1張(7) 課程設計說明書(5000字左右) 1份四、進度安排(參考)(1) 第1-2天，查資

2、料，熟悉題目階段。 (2) 第3-7天，完成零件的工藝性分析，確定毛坯的類型，制造方法和機械加工工藝規程的設計并編制出零件的工藝過程綜合卡片和機械加工工藝卡片(3) 第8-10天，完成夾具總體方案設計(4) 第11-13天，完成夾具總裝圖的繪制（5）第14-15天，零件圖的繪制（6）第16-18天，整理并完成設計說明書的編寫（7）第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印五、指導教師評語全套圖紙，加153893706成 績： 指導教師日期摘 要在機械制造的機械加工，檢驗，裝配，焊接和熱處理等冷熱工藝過程中，使用著大量的夾具，用以安裝加工對象，使之占有正確的位置，以保證零件和工件的質量。本次設計主要是

3、進行支架的專用夾具的設計，是對我們以往所學知識的總結和對我們所掌握知識的一次擴展。本文主要從工藝規程的指定與夾具的設計兩方面出發。根據零件本身的特點，生產類型以及零件在具體工作時的作用選擇工藝規程和夾具。在工藝規程方面：確定生產類型，綜合考慮其準確度高，生產效率高，消耗經濟少等方面，選擇一個最優方案通過該課程，學生應該在下述各方面得到鍛煉：1.使學生具有制定工藝規程的初步能力。能綜合運用機械制造技術基礎和其他課程的基本理論和方法，正確的制定一個零件的機械加工工藝規程。2.具有設計專用夾具的初步能力，提高結構設計能力。3.結合工藝設計內容，能夠熟練的應用工藝計算方法，正確的進行工藝計算，如工藝參

4、數、切削力、切削功率、切削速度、定位誤差、夾緊力等。4.進一步提高查閱資料，熟練地使用設計手冊、參考資料等方面的能力。5.通過設計的全過程，使學生會進行工藝設計的程序和方法，培養獨立思考和獨立工作的能力。關鍵詞： 專用夾具 工藝規程 生產類型 最優方案abstractthis course design is an important part of teaching ，itis the main contents of a point of order processing machinery and drilling holes for fixture design process. th

5、is course is designed to complete the production internships, completion of machinery manufacturing and technological foundation and other professional courses conducted. students through the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, resolved the issue of capacity is

6、sues and the initial training, and also do a good job after graduation for the design and embarked on a comprehensive training for jobs. through the courses, students in the following areas should be tempered: 1. so that students have developed a point of order of the initial capacity. can make comp

7、rehensive use of machinery manufacturing technology and other courses based on the basic theories and methods, the right to develop a parts order processing machinery. 2. fixture with the preliminary design for capacity and improve structural design capacity. 3. combination of design, the applicatio

8、n process can be skilled method of calculating the correct conduct of calculation, such as technical parameters, cutting force, cutting power, cutting speed, positioning error, the clamping force, and so on. 4. further improve access to information, skilled use of design manual, reference materials,

9、 such as the ability. 5. through the entire process of design, process design so that students will carry out the procedures and methods, and foster independent thinking and the ability to work independently.key words: appropriation tongs craft rules produce a type superior project目 錄一.支架零件的機械加工工藝規程

10、編制11.1支架零件的工藝分析及生產類型的確定11.1.1 零件用途11.1.2 分析零件的技術要求11.1.3 審查零件的工藝性21.1.4 確定支架的生產類型21.2確定毛坯、繪制毛坯簡圖21.2.1 選擇毛坯21.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量21.2.3繪制支架鑄造毛坯簡圖31.3擬定支架工藝路線31.3.1定位基準31.3.2表面加工方法的確定41.3.3 加工階段的劃分41.3.4 工序的集中與分散41.3.5 工序順序的安排41.3.6 確定工藝路線51.4加工余量、工序尺寸和公差的確定61.4.1 工序6鉆-粗鉸-精鉸18mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定61.5

11、切削用量的計算61.5.1 鉆孔工步61.5.2 粗鉸工步71.5.3 精鉸工步7二.鉆削18mm孔工序鉆用夾具設計72.1.夾具設計任務72.2.確定夾具的結構方案72.3.畫夾具裝配圖82.4.夾具裝配圖上標注尺寸、配合及技術要求8參考文獻91.支架零件的機械加工工藝規程編制1.1支架零件的工藝分析及生產類1.1.1 零件用途支架零件主要起支撐作用。1.1.2 分析零件的技術要求(1) 零件材料為ht200。(2) 支架零件技術要求匯集在下表表1-1 支架零件技術要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差/mm及精度等級表面粗糙度|m形位公差/mm18mm孔180.1 it11ra1.616mm孔

12、160.4 it13ra3.2 13mm孔13it9ra12.5 20mm孔 20 it9ra12.5 槽36*40it7ra1.652mm孔52it7ra1.6上端面70*65it9ra6.3下端面120*95it9ra6.3左端面205*65it9ra6.31.1.3 審查零件的工藝性由零件圖分析可知，支架頭部兩端面和尾部兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣減少了加工面積且易于加工。52的孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；

13、而主要工作表面，雖然加工精度相對較高，但也可以在正常生產條件下采用較經濟的方法保質保量的加工出來，因此該零件的加工工藝性好。1.1.4 確定支架的生產類型根據老師給定要求，該支架的生產類型為中批1.2確定毛坯、繪制毛坯簡圖1.2.1 選擇毛坯由于該支架結構復雜，所以毛坯選用鑄件，用于鑄造的材料為ht200。此支架的輪廓尺寸不大，且生產類型屬中批生產，為提高生產率和鑄件精度，宜采用金屬模機器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為5。1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量由表2-12-5可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。1）公差等級由支架的功用和技術要求，確定該零件

14、的公差等級為ct810，選擇ct9。2）鑄件分型面根據該鑄件的形位特點，選擇零件中間對稱面為分型面。3）表面粗糙度由零件圖可知，該支架各加工表面的粗糙度ra均大于等于1.6。根據上述諸因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于表中表1-2 支架鑄造毛坯尺寸公差及機械加工余量項目/mm機械加工余量/mm尺寸公差/mm備注上端面長702.2表2-30.51（取1）表2-4下端面長1202.5表2-30.81.5（取1.5）表2-4高度205 2.8表2-312（取2） 表2-4寬度652.2表2-30.51（取1）表2-4孔522表2-30.30.5（取0.5）表2-4高度205

15、2.8表2-312（取2）表2-4高度902.2表2-30.51（取1）表2-4孔161.6表2-30.30.5（取0.5）表2-4高度361.8表2-30.30.5（取0.5）表2-4寬度401.8表2-30.30.5（取0.5）表2-4寬度652.2表2-30.51（取1）表2-4寬度952.2表2-30.51（取1）表2-41.2.3繪制支架鑄造毛坯簡圖1.3擬定支架工藝路線1.3.1定位基準定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。1）精基準的選擇根據該支架零件的技術要求和裝配要求，選擇支架底座底面、70mm軸線和支架頭18mm孔，52mm軸線作為精基準，零件上

16、的很多表面都可以采用它們作基準進行加工，即遵循了“基準統一”原則，70 mm軸線是設計基準，選用其作精基準定位加工支架頭52mm孔，實現了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工孔的軸線的垂直度要求。選用支架座底面和52mm孔軸線作為精基準同樣是遵循了“基準重合”的原則，因為該支架在70mm軸線方向上的尺寸多以他們作為設計基準，即遵循了“基準統一”原則。2) 粗基準的選擇作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。選擇支架頭下端面作為粗基準，可以為后續工序準備好精基準。1.3.2表面加工方法的確定根據支架零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工各表面的加工方法，如下表所示。表

17、1-3 支架零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等級表面粗糙度ra/加工方案備注支架頭上端面it116.3粗銑表1-8支架左右端面it116.3粗銑表1-8支架座上下端面it96.3粗銑-半精銑表1-852mm孔it71.6鉆-粗鉸-精鉸表1-718mm孔it71.6鉆-擴-粗鉸-精鉸表1-716mm孔it73.2鉆-粗鉸-精鉸表1-78mm孔it76.3鉆-锪-精鉸表1-7槽36*40it71.6粗銑-半精銑-精銑表1-820mm孔it712.5鉆表1-71.3.3 加工階段的劃分該支架的加工質量要求一般，可將加工階段劃分成粗加工和半精加工兩個階段。在粗加工階段，首先將精基準準備好，使后續工序

18、都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑支架頭圓柱兩端面、支架板左端面和支架座上下兩端面。在半精加工階段，完成18mm孔、52mm孔、支架座上端面的半精加工。1.3.4 工序的集中與分散選用工序集中原則安排支架的加工工序。該支架的生產類型為中批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可以縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。1.3.5 工序順序的安排1)機械加工工序（1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準支架座底面。（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加

19、工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。（4）遵循“先面后孔”原則，先加工支架底座端面，再加工18mm孔、52mm孔。2）熱處理工序及表面處理工序的安排（1）為改善工件材料切削性能和消除毛坯內應力而安排的熱處理工序。（2）為消除切削加工過程中工件的內應力而安排的熱處理工序（3）為改善工件材料力學性能而采用熱處理工序（4）為提高工件表面耐磨性，耐腐蝕性而采用熱處理工序3）輔助工序的安排（1）檢驗工序（2）去毛刺及清洗（3）特殊需要的工序1.3.6 確定工藝路線表1-4 支架工藝路線及加工設備、工裝的選用工序號工序名稱機床設備刀具1粗銑支架底座上下兩端

20、面立式銑床端銑刀2半精銑支架頭上端面和支架左右端面立式銑床端銑刀3半精銑支架底座上下兩端面立式銑床端銑刀4鉆-擴-粗鉸13mm孔四面組合鉆床麻花鉆，擴孔鉆，絞刀5鉆-粗鉸-精鉸52mm孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀，內徑千分尺6鉆-粗鉸-精鉸18mm孔四面組合鉆床麻花鉆、鉸刀、內徑千分尺7鉆-粗鉸-精鉸16mm孔四面組合鉆床麻花鉆，鉸刀，內徑千分尺8鉆-粗鉸16mm孔四面組合鉆床麻花鉆，鉸刀9粗銑-半精銑-精銑槽36*40mm立式銑床端銑刀10鉆-锪-粗鉸8mm孔立式銑床高速鋼麻花鉆，高速鋼90度直柄錐面锪鉆，鉸刀1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定1.4.1 工序6鉆-粗鉸-精鉸18mm孔的加工

21、余量、工序尺寸和公差的確定 由表2-28可查的，精鉸余量=0.06mm；粗鉸余量=0.94mm；鉆孔余量=17.0mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為，精鉸：it7;粗鉸：it10;鉆：it12。根據上述結果，再查標準公差數值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.018mm ；粗鉸：0.07mm；鉆：0.18mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：18 mm；粗鉸：17.94 mm；鉆孔：17 mm，他們的相互關系如下圖所示：加工方向0.940.06+0.18+0.07+0.0181.5切削用量的計算工序6鉆、粗鉸、精鉸18mm孔1.5.1 鉆孔工步1）背

22、吃刀量的確定 取=14.0mm。2）進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量f=0.2mm/r。3）切削速度的計算 由表5-22，工件材料為ht200，切削速度v可取為22m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得此工序鉆頭轉速n=389.24 r/min，參照表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=392r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=22.2m/min 。1.5.2 粗鉸工步1）背吃刀量的確定 取=0.95mm。2）進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=1.00mm/r3）切削速度的計算

23、 由表5-31，切削速度v可取為3m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得該工序鉸刀轉速n=53.08r/min，參照表4-9所列z525型立式鉆床的主軸轉速, 取轉速n=97r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際切削速度v=nd/1000=5.48m/min1.5.3 精鉸工步1）背吃刀量的確定 取=0.05mm。2）進給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉進給量f=0.8mm/r3）切削速度的計算 由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序鉸刀轉速n=70.77 r/min，參照表4-9所列z525型立式鉆

24、床的主軸轉速, 取轉速n=97r/min。再將此轉速代入公式（5-1），可求出該工序的實際切削速度v=nd/1000=5.48m/min1.6時間定額的計算1.6.1基本時間tm的計算1）鉆孔工步 根據表5-41，鉆孔的基本時間可由公式tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=73.1mm; l2=1mm; l1=1.1mm; f=0.2mm/r; n=392r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=（73.1+1+1.1）/0.2*392=57.55s2)粗鉸工序 根據表5-41，鉸圓柱孔的基本時間可由公式tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l1,l2

25、由表5-42按kr=15，=（d-d）/2=0.95的條件查得l1=1.1mm, l2=45mm;而l=73.1mm；f=1.0mm/r; n=97r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=（73.1+1.1+45）/（1*97）=73.73s3)精鉸工序 同上，根據表5-41可由公式tj=l/fn=(l+l1+l2)/fn求得該工步的基本時間.l1,l2由表5-42按kr=15,=(d-d)/2=0.05的條件查l1=0.19mm ;l2=13mm;而l=73.1mm;f=0.8mm/r;n=97r/min。將上述結果代入公式，則該工序的基本時間tj=（73.1+0.19+13

26、）/(0.8*97)=66.72s1.6.2輔助時間tf的計算根據第五章第二節所述，輔助時間tf與基本時間tj之間的關系為tf=（0.150.2）tj，本例取tf=0.15tj，則各工序的輔助時間分別為：工序6鉆孔工步的輔助時間：tf=0.15*57.55=8.63s工序6粗鉸工步的輔助時間：tf=0.15*73.73=11.06s工序6精鉸工步的輔助時間：tf=0.15*66.72=10s1.6.3其他時間的計算除了作業時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間，休息于生理需要時間和準備與終結時間。由于本例中撥叉的生產類型為中批生產，分攤到每個工件上的準備于終結時間甚微，可忽略不計；布

27、置工作的時間tb是作業時間的2%4%,本例均取為3%，則各工序的其他時間（tb+tx）可按關系式（3%+3%）*（tj+tf）計算，它們分別為：工序6鉆孔工步的其他時間：tb+tx=6%*（57.55+8.63）=3.97s工序6粗鉸工步的其他時間：tb+tx=6%*（73.73+11.06）=5.09s工序6精鉸工步的其他時間：tb+tx=6%*（66.72+10）=4.60s1.6.4單件時間tdj的計算鉆孔工步 tdj鉆=57.55+8.63+3.97=70.15s粗鉸工步 tdj粗=73.73+11.06+5.09=89.88s精鉸工步 tdj精=66.72+10+4.6=81.32s因此，工序6的單間時間tdj=70.15+89.88+81.32=241.35s2.鉆削18孔工序鉆用夾具設計2.1.夾具設計任務鉆支架18mm通孔。已知：工件材料為ht200，毛坯為鑄件，所用機床為z525型立式鉆床，成批生產規模。試為該工序設計一鉆床夾具。2.2.確定夾具的結構方案 （1）確定定位元件 選用一短削邊銷與工件18mm孔配合，限制一個自由度，削邊銷軸肩與工件定位端面接觸，限制三個自由度，支承板與連接板端面接觸限制兩個自由度，工件的六個自由度被全部限制，實現了完全定位。本夾具的主要定位元件18孔，而該定位元件的尺寸公差為0.01，_j=0