设计张紧轮支架零件机械加工工艺规程及工艺设备Word文档格式.docx

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张紧轮支架加工工艺及2*Φ13孔钻削夹具设计

二、原始资料

（1）被加工零件的零件图1张

（2）生产类型:

（中批或大批大量生产）

三、上交材料

1．所加工的零件图1张

2．毛坯图1张

3．编制机械加工工艺过程卡片1套

4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套

5．绘制夹具装配图（A0或A1）1张

6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。

装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。

1张

7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。

（约5000-8000字）1份

四、进度安排

本课程设计要求在3周内完成。

1．第l～2天查资料，绘制零件图。

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，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。

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，完成夹具装配图的绘制。

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～21天，完成图纸和说明书的输出打印。

答辩

五、指导教师评语

该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写，答辩表现。

摘要

本次课程设计的目的是对我们以前所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展，也对我所学的各科课程进行了一次深入的综合性复习。

主要内容：

设计连接座的机械加工工艺规程和加工2*φ13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：

本次课程设计加强了我的理论与实践相结合的能力，并在设计过程中渐渐了解本专业的专业技能知识，使我更加了解加工与设计零件的方法，同时锻炼了我分析问题的能力，让我对以后的工作方向有了较为明确的目标。

一、零件的工艺分析及生产类型的确定……………………1

1.零件的工艺分析……………………………………………1

2.零件的生产类型…………………………………………2

二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图………………3

1.毛坯的选择………………………………………………3

2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差……………………3

3.确定机械加工……………………………………………3

4.确定毛坯尺寸……………………………………………3

5.确定毛坯尺寸公差…………………………………………4

6.设计毛胚图…………………………………………………4

三、选择加工方法，拟定工艺路线…………………………6

1.基面的选择…………………………………………………6

2.精基面的选择………………………………………………6

3.制定机械加工工艺线………………………………………6

四、加工设备及刀具、夹具、量具的选择…………………9

1.选择加工设备及工艺装备…………………………………9

2.确定工序尺寸……………………………………………11

五、切削用量的选择（工序Ⅸ）……………………………12

1.切削用量的介绍…………………………………………12

2.切削用量的计算…………………………………………13

六、基本时间的确定…………………………………13

1.工时定额…………………………………………………13

2.基本时间的计算…………………………………………14

七、夹具设计…………………………………………………14

1.定位方案…………………………………………………14

2.夹紧机构…………………………………………………14

3.夹紧力分析………………………………………………15

4.对刀装置…………………………………………………16

5.夹具体……………………………………………………16

6.误差分析…………………………………………………17

7.使用说明…………………………………………………17

七、设计体会…………………………………………………18

八、参考文献…………………………………………………19

一、零件的工艺分析及生产类型的确定

1.零件的工艺分析

：

.

由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。

连接座共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。

现分述如下：

1.1加工表面：

表面包括下端面粗糙度为Ra6.3加工方法为粗车-半精车-经车，下端面粗糙度为Ra12.5加工方法为粗车半粗车，小凸台下端面粗糙度为Ra6.3加工方法为粗钻-半精钻-精钻，右Φ30通孔粗糙度为Ra25加工方法为粗钻-半精钻-精钻，2*Φ13通孔无粗糙度要求加工方法为钻通孔，然后是右端面也无粗糙度要求加工方法为粗车-半精车-精车，最后是小凸台内侧粗糙度为Ra12.5加工方法为粗车-半精车。

其具体过程如下表：

加工表面

表面粗糙度

公差/精度等级

加工方法

上端面

Ra6.3 

IT8~IT10

粗车-半精车-精车

下端面

Ra12.5

IT11以下

粗车-半精车

小凸台下端面

Ra6.3

粗镗-半精镗-精镗

右Φ18通孔

Ra25

粗钻-半精钻-精钻

2*Φ13通孔

无

钻通孔

右端面

小凸台内侧

2.零件的生产类型

该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。

依据设计要求Q=5000台/年，件/台；

n=1结合生产实际，备品率α和废品率β分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领

N=50005555件/年

二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

1.毛坯的选择

毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：

a、型材b、锻造c、铸造d、焊接e、其他毛坯。

根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。

该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。

依据设计要求Q=5000台/年，件/台；

n=1结合生产实际，备品率α和废品率β分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领

2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差

（1）求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径Ф18mm，高34mm。

（2）选择铸件公差等级查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为8～12级，取为11级。

（3）求铸件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。

（4）求机械加工余量等级查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为HT200，得机械加工余量等级E-G级选择F级。

3.确定机械加工余量

根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，根据查表5-4取铸件加工表面的单边余量为1.5mm，所以最后铸件加工表面的单边余量取2mm。

4.确定毛坯尺寸

上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≥1.6。

Ra﹤1.6的表面，余量要适当加大。

分析本零件，加工表面Ra≥1.6，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。

（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值）生产类型为大批量，可采用两箱砂型铸造毛坯。

由于所有孔无需铸造出来，故不需要安放型心。

此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工进行时效处理。

5.确定毛坯尺寸公差

毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛坯尺寸允许偏差见下表：

毛坯尺寸允许公差/mm

铸件尺寸

偏差

参考资料

169

±

1.3

机械制造工艺

设计手册

84

6.设计毛坯图

（1）确定拔模斜度根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为5度。

（2）确定分型面由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为分型面。

（3）毛坯的热处理方式为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效处理。

下图为该零件的毛坯图:

四、选择加工方法，拟定工艺路线

1.基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。

否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

2.精基面的选择

精基准的选择主要考虑基准重合的问题。

选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。

采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。

3.制定机械加工工艺路线

3.1工艺路线一：

工序一：

1.粗车上端面2.钻Φ13*2通孔3.粗车右端面4.粗钻Φ18孔5.粗车下端面6.粗车凸台端面

工序二：

1.半精车下端面2.半精车右端面3.半精钻Φ18孔4.精车车上端面5.半精车凸台端面

工序三：

1精车上端面2.精车右端面3.精车凸台端面

工序四：

1.精钻Φ18孔

工序五：

休整右端面

3.2工艺路线二：

1.粗车下端面2.粗车右端面3.粗钻Φ18孔4.粗车上端面5.粗车凸台端面

1.半精车上端面2.钻Φ13*2通孔3.半精车右端面4.半精钻Φ18孔5.半精车下端面6.半精车凸台端面

1精车上端面2.精车右端面3.精车凸台端面

1.精钻Φ18孔

3.3工艺路线比较：

上述两个工艺路线，第一条工艺路线做得比较精细，每一道工序都安排的很到位，但是做起来很复杂；

第二条工艺路线比较简洁明了，基本上可以达到精度要求，但最后的磨工感觉有点多余。

相比之下我们选择第二条工艺路线，然后对其进行修改：

去掉磨式。

因为零件精度要求不高，半精车就可以达到目的

。

拟定工艺过程

工序号

工序内容

简要说明

01

沙型铸造

02

进行人工时效处理

消除内应力

03

涂漆

防止生锈

04

精车工件上端面、

下端面、

右端面、

粗车凸台下端面、

05

半精车小凸台下端面

06

直接钻至Φ13孔

07

去毛刺

08

封存入库

五、加工设备及刀具、夹具、量具的选择

由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。

1.选择加工设备及工艺装备

1.1选择机床

根据不同的工序选择机床：

（1）工序1、2、3主要是粗车、半精车、精车、，由于加工零件的外廓尺寸不大，但不是是回转体，故不宜在车床上镗孔。

各工序的工步不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求，所以选用的C620-1型卧式车床即可。

（2）工序6为钻孔、扩钻和扩孔，选用立式钻床Z535即可。

1.2选择夹具

本零件除粗铣、精铣、钻孔、攻螺纹需要专用夹具外，其他各工序均可使用通用夹具。

1.3选择刀具

根据不同的工序选择刀具。

（1）在车床上加工的工序一般都选用硬质合金车刀，加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。

为提高身产率及经济性，应选用可转位车刀。

（2）钻Φ13孔，根据表5-83选用直柄麻花钻头Φ13，l=109mm,l1=69mm,d=13mm。

（3）钻Φ18孔，根据表5-83选用直柄麻花钻头l=123mm,l1=62mm,d=18mm

1.4选择量具

本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。

根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考资料，选择如下。

（1）选择各外圆的加工面得量具

加工所有内圆时的量具选用读数值0.02，测量范围0-150的游标卡尺。

（2）选择加工孔用量具。

Φ13，Φ18孔各经过三次加工，所以各选用测量范围0-150的游标卡尺。

5-40的内径千分尺和25-50的内径千分尺。

（3）选择加工轴向尺寸所用量具

根据零件尺寸可选用读数值0.02、测量范围0-150的游标卡尺。

2.确定工序尺寸

2.2确定轴向工序尺寸

前面总加工余量已经确定，将毛坯余量分为各个工序的加工余量，如下表：

工序单边余量

粗

半精

精

车上端面

1.25

0.75

0.25

车下台阶面

车内端面

粗车下小凸台端面

车上小凸台端面面

六、切削用量的选择

1.切削用量的介绍

切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。

它们是影响工件加工质量和生产效率的重要因素。

车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度，v=πdn/1000（m/min）

式中：

d——工件待加工表面的直径（mm）n——车床主轴每分钟的转速（r/min）工件每转一周，车刀所移动的距离，称为进给量，以f（mm/r）表示；

车刀每一次切去的金属层的厚度，称为切削深度，以ap（mm）表示。

为了保证加工质量和提高生产率，零件加工应分阶段，中等精度的零件，一般按粗车一精车的方案进行。

粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状和尺寸。

粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有利，其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。

使用高速钢车刀进行粗车的切削用量推荐如下：

切削深度ap=0.8～1.5mm，进给量f=0.2～0.3mm/r，切削速度v取30～50m/min（切钢）。

粗车铸、锻件毛坯时，因工件表面有硬皮，为保护刀尖，应先车端面或倒角，第一次切深应大于硬皮厚度。

若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不宜过大。

粗车应留有0.5～1mm作为精车余量。

粗车后的精度为IT14-IT11,表面粗糙度Ra值一般为12.5～6.3μm。

精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽可能提高。

一般精车的精度为IT8～IT7，表面粗糙度值Ra=3.2～0.8μm,所以精车是以提高工件的加工质量为主。

切削用量应选用较小的切削深度ap=0.1～0.3mm和较小的进给量f=0.05～0.2mm/r，切削速度可取大些。

精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。

减上表面粗糙度Ra值的主要措施有如下几点：

（1）合理选用切削用量。

选用较小的切削深度ap和进给量f,可减小残留面积，使Ra值减小。

（2）适当减小副偏角Kr′,或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，Ra值减小。

（3）适当加大前角γ0，将刀刃磨得更为锋利。

（4）用油后加机油打磨车刀的前、后刀面，使其Ra值达到0.2～0.1μm,可有效减小工件表面的Ra值。

（5）合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度Ra值。

低速精车使用乳化液或机油；

若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。

具体计算略，详见工序卡。

七、基本时间的确定

1.工时定额

工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额

Td=Tj+Tf+Tb+Tx+Tz/N

其中：

Td—是指但见时间定额

Tj—是指基本时间（机动时间），通过计算求得

Tf—是指辅助时间，一般取（15~20）%；

Tj与Tf和称为作业时间

Tb—是指布置工作时间，一般按作业时间的（2~7）%估算

Tx—是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（2~4）%估算

Tz—是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计

N—是指一批零件的个数

2.基本时间的计算

在俩个工位上钻孔Φ13的基本时间

T1=l/n1f1=45/1360*0.2=0.17

七、夹具设计

本夹具是工序用钻头给端面打两个个孔的专用夹具，在立式钻床Z518上加工这两个个孔，所设计夹具装配图及工序简图如下图

1.定位方案

工件以一个端面和两个定位销来进行定位，并且运用螺栓加紧，一个面限制一个自由度，两个定位销限制四个自由度，螺栓限制一个自由度，一共限制六个自由度.

2.夹紧机构:

根据生产率的要求，运用手动夹紧就可以满足要求。

采用一面两销定位，实现夹紧，有效提高了工作效率。

3.夹紧力分析

夹紧机构的结构图如下图：

4.对刀装置

采用钻模上面对刀块对刀。

选用JB/T8045.1——1999固定钻套通过钻模固定在夹具体上，保证加工过程中孔的被加工的位置精度。

5.夹具体

夹具体是整个夹具基体，夹具体上要安装组成以及夹具体种元件、机构和装置等，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具体上各个组成元件的分布情况、零件形状和尺寸、加工特性等。

该夹具是以下模版固定零件下土台，用两个定位销与小凸台下模版内侧接触并固定零件前后方向的自由度，用钻套来确定钻到下刀位置。

所以夹具能满足零件加工精度的要求。

6.误差分析

定位误差主要由基准不重合和基准位置误差引起。

由于基准重合，所以

Δd1=δ1+δ2+Δmin=Δ1max

δ1---工件内槽尺寸的公差Td=0.025

δ2---夹具销的公差Td=0.025

Δd2=Δd1+2δld=δD2+δd2=Δ2max

ΔD=2arctan（Δ1max+Δ2max）/2L=0.46

7.使用说明

安装工件时，把钻套去下，然后把零件放到夹具体上使零件固定到夹具体上，然后用螺母把钻套按放到夹具体上，然后对刀，下刀，钻孔，完成零件的加工要求

八、设计小结

三周的课程设计结束了，对于作为一名即将步入大四的我而言，这次课设是非常有意义。

这次课程设计让我深深的体会到作为一名机械专业的学生必须要掌握一门计算机绘图方法。

在现代社会，机械与计算机是不可分割的。

计算机绘图既节省了时间，加快了效率，又方便简洁，易修改。

在这次课设过程中，我也掌握了很多关于机械方面的电脑使用方法，还复习，巩固了课堂上所学的知识，真可谓收获颇丰。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解

就我个人而言，这次课程设计是一项重要的实践性教学环节，也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，和一次理论联系实际的训练。

同时，也锻炼我的分析问题，解决问题的能力。

因此，它在我们的大学四年生活中占有重要的地位。

由于能力有限、我的课程设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。

最后，感谢于英华老师对我耐心的引导与帮助，让我在设计过程中少走了不少弯路，学到了很多的知识与技巧，谢谢。

九、参考文献

（1）机械制造技术基础课程设计指导书邹青主编北京机械工业出版社2005

（2）机械制造工艺学郑修本主编北京机械工业出版社1999

（3）机械制造技术基础黄健求主编北京机械工业出版社2005

（4）机械制造装备设计李庆余主编北京机械工业出版社2005

（5）金属切削原理与刀具陆剑中主编北京机械工业出版社2005

（6）机械加工工艺师手册杨叔子主编北京机械工业出版社2003

（7）机械制造技术基础课程设计指南崇凯主编化学工业出版社

（8）机械制造技术李华主编高等教育出版社2008

（9）机床夹具设计手册王光斗，王春福主编上海上海科学技术出版社2000

（10）机械制图手册叶玉驹主编北京机械工业出版社2002等

浙江海洋大学东海科学技术学院课程设计成绩考核表

2017—2018学年第一学期

系（院、部）工程系班级专业机械设计制造及其自动化

学生姓名（学号）

课程设计名称

机械制造技术基础

题目

指导教师评语

指导教师签名：

年月日

答辩评语及成绩评定

答辩小组教师签名：