“支架”零件的机械加工工艺规程及孔的工艺装备与夹具设计

陕西航天技术学院题目：“支架”零件的机械加工工艺规程及孔的工艺装备与夹具设计班级：机电0922班姓名：肖敏奇指导教师：张艳梅陕西航天技术学院I一、设计题目“支架”零件的机械加工工艺规程及孔的工艺装备与夹具设计二、设计要求设计的要求包括如下几个部分：1．绘制零件图。1张2.绘制零件毛坯图。1张3．编制零件的机械加工工艺卡片。1套4．绘制夹具装配图（A0或A1）1张5．编写课程设计说明书（约5000——8000字）。1份说明书主要包括以下内容（章节）（1）．目录（2）．摘要（中外文对照的，各占一页）（3）．零件工艺性分析（4）．机械加工工艺规程设计（5）．指定工序的专用机床夹具设计（6）．方案综合评价与结论（7）．体会与展望（8）．参考文献列出参考文献(包括书、期刊、报告等，15条以上)三、上交材料1.零件图1张陕西航天技术学院II2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程卡片1张4.零件的机械加工工艺卡片1张5.夹具装配图6.设计说明书1份四、进度安排1.第l～2天查资料，熟悉题目阶段。2.第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4．第11～13天，完成夹具总装图的绘制。5．第14～15天，零件图的绘制。6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8．第20～21天，答辩摘要陕西航天技术学院III设计内容：设计“支架”零件的机械加工工艺规程及加工φ30H7孔的工艺装备，并绘制出支架零件图、毛坯图、夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。设计意义：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、发现问题、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，增强了专业技能，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。在设计中调整了心态，懂得做事要细心，有信心，磨练了意志，强化了自我。目录陕西航天技术学院IV序言………………………………………………………1一、零件的工艺分析及生产类型的确定……………………21.零件的工艺分析…………………………………………22.零件的生产类型………………………………………2二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图………………21.选择毛坯………………………………………………22.确定机械加工余量……………………………………33.确定毛坯尺寸…………………………………………34.设计毛坯………………………………………………3三、选择加工方法，制定工艺路线…………………………31.定位基准的选择…………………………………………32.零件表面加工方法的选择………………………………43.制定工艺路线……………………………………………4四、工序设计…………………………………………………51.选择加工设备与工艺装备………………………………52.确定工序尺寸（工序Ⅸ）…………………………………5五、确定切削用量及基本时间（工序Ⅸ）……………………61.切削用量的计算…………………………………………62.基本时间tm的计算………………………………………6六、夹具设计…………………………………………………71.定位方案…………………………………………………72.夹紧机构…………………………………………………73.导向装置…………………………………………………74.夹具与机床连接元件……………………………………85.夹具体……………………………………………………8七、设计体会…………………………………………………8参考文献……………………………………………………9序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，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未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。陕西航天技术学院2一、零件的工艺分析及生产类型的确定1.零件的工艺分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该零件需要加工的表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。以下是支架需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.R面粗糙度为6.3，通孔φ30H7，粗糙度为1.6，此孔为加工其他孔的基准。2.孔φ8，粗糙度为12.5。3.孔φ20，粗糙度为3.2。4.M面，粗糙度为6.35.S面，粗糙度为6.3。6.T面，粗糙度为6.3。7.键槽b=8,粗糙度为3.2。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。2.零件的生产类型大批量生产。陕西航天技术学院3二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1.选择毛坯该零件材料为HT200，零件结构比较简单，生产类型为大批生产，为使零件有较好的力学性能，保证零件工作可靠，故采用铸造成形。这从提高生产效率保证加工精度上考虑也是应该的。2.确定机械加工余量根据工艺手册中的铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表得，单边余量在厚度方向为1.0-2.0mm，水平方向亦为1.0-2.0mm。铸件孔的单面余量查表得0.7mm.3.确定毛坯尺寸毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即可。4.设计毛坯图三、选择加工方法，制定工艺路线1.定位基准的选择粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的侧面为主要的定位陕西航天技术学院4粗基准。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，选择以圆柱体的Φ30H7孔为精基准。2.零件表面加工方法的选择（1）R端面公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra6.3，需进行粗铣。（2）Φ50外圆面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定起公差等级按IT14，需进行粗铣。（3）N端面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定起公差等级按IT14，需进行粗铣。。（4）T端面公差等级按IT10，表面粗糙度为Ra6.3，粗铣即可。（5）M端面公差等级按IT10，表面粗糙度为Ra6.3，粗铣即可。（6）S端面公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra6.3，需钻和铰。（7）Φ30H7通孔，倒角1.6×45公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra3.2，需钻、精扩、精铰。（8）Φ8孔公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra12.5，需粗铣即可。（9）Φ20半圆孔公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra3.2，需钻-铰。3.制定工艺路线工序Ⅰ：粗铣M面。工序Ⅱ：粗铣N面。工序Ⅲ：粗铣R面。陕西航天技术学院5工序Ⅳ：钻-精扩-铰孔至Ø30H7,孔口倒角1.6×45°。工序Ⅴ：粗铣键槽。工序Ⅵ：粗铣S面及T面。工序Ⅶ：粗铣-半精铣Ø18半圆面。工序Ⅷ：钻孔4-Ø8扩铰球形孔。工序Ⅸ：清洗。工序Ⅹ：终检。四、工序设计工序号设备工艺装备工序Ⅰ立式铣床X51高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具工序Ⅱ立式铣床X51高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具工序Ⅲ立式铣床X51高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具工序ⅣZ550莫氏直柄麻花钻，扩孔钻，铰刀，卡尺，塞规工序Ⅴ立式铣床X51直柄键槽铣刀，游标卡尺工序Ⅵ立式铣床X51高速钢套式面铣刀，游标卡尺，专用夹具工序Ⅶ立式铣床X51圆柱形铣刀，卡尺工序ⅧZ550莫氏直柄麻花钻，游标卡尺工序Ⅸ清洗机工序Ⅹ塞规，百分表，卡尺等陕西航天技术学院61.选择加工设备与工艺装备2.确定工序尺寸（工序Ⅸ）钻Φ=28.6mm。查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为，精铰：IT9；钻：IT12；根据上述结果，再由表可查得，Φ30mm的孔精铰余量Z精铰=0.2mm；钻孔余量Z查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.030mm；钻：0.120mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：Φ30+0.0300mm；钻孔：Φ28+0.1200mm.5.确定切削用量及基本时间（工序Ⅸ）5.1切削用量的计算（1）钻孔工步①被吃刀量的确定取ap=5.8mm。②进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r。③切削速度的计算由表，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度v可取为25m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序钻头转速n=265r/min,参照表所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=351/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际钻削速度v=nΠd/1000=33.06m/min.(2)精铰工步①背吃刀量的确定取ap=0.10mm。②进给量的确定由表，选取该工步的每转进给量f=0.40mm/r。③切削速度的计算由表，切削速度v可取为陕西航天技术学院74m/min。由公式n=1000v/Πd可求得该工序铰刀转速n=42.4r/min,参照表所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速n=47r/min.再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度v=nΠd/1000=4.42m/min.5.2基本时间tm的计算（1）钻孔工步根据表，钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。式中l=53mm;l2=1mm;l1=(D/2)×cotkr+(1～2)=（15mm/2）×cot54°+1mm=11.89mm;f=0.4mm/r;n=351r/min.将上述结果代入公式，则该工序的基本时间tj=(53mm+1mm+11.89mm)/(0.4mm/r×351r/min)=0.46min=28.1s。（2）精铰工步根据表，可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(30mm-29.8mm)/2=0.10mm的条件查得l1=0.37mm；l2=15mm；而l=53mm；f=0.4mm/r;n=47r/min.将上述结果代入公式，则该工序基本时间tj=（53mm+0.37mm+15mm）/（0.4mm/r×47r/min）=3.63min=218s。5.3辅助时间ft的计算根据第五章第二节所述，辅助时间ft与基本时间jt之间的关系为(0.150.2)fjtt，可取ft=0.15jt，则各工序的辅助时间分别为：钻孔工步的辅助时间：ft=3.228.10.15精铰孔工步的辅助时间：ft=32.72180.15。陕西航天技术学院85.4其他时间的计算除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作的时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于右端盖的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作的时间bt是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间xt是作业时间的2%4%，本工件均取3%，则各工序的其他时间（bxtt）可按关系式（3%+3%）X（jftt）计算，分别为：钻孔工步的其他时间：bxtt=5.1)1.282.3%(6。精铰孔工步的其他时间：bxtt=04.15)2187.32%(65.5制订Φ11孔工序卡片在本次课程设计中，我所被指定的工序是加工孔。根据表Φ11孔铣削用量的计算和基本工时的计算即可制订出该工序的工序卡片，具体内容详见机械加工工序卡片。六、夹具设计1.定位方案工件以R端面为定位基准，采用平面和定位销，V型块组