支架零件的工艺规程及铣右端面的工装夹具设计设计说明书.doc

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1、支架零件的工艺规程及铣右端面的工装夹具设计设计说明书 设计说明书题目:支架零件的工艺规程及铣右端面的工装夹具设计 学 生: 袁 俊 学 号: 专 业:机械设计制造及其自动化 班 级: 070212 班 指导老师: 孙波、万宏强 -02-25摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。支架加工工艺规程及其铣右端面的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各

2、个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。目 录序 言1一 零件的分析21.1零件的作用21.2 零件图21.3零件的工艺分析2二 工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式22.2毛坯图及其加工余量32.3表面加工方法的确定32.4基面的选择的选择42.5制定工艺路线42.6各工序加工设备、刀具、量具选用62.7机械加工余量、工序尺寸确定82.8确定切削用

3、量及基本工时10三 夹具设计333.1基准的选择343.2夹具三维图34总 结35致 谢36参 考 文 献37序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既能够直接供人们使用,也能够为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。支架的加工工艺规程及其铣右端面的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程

4、材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。因此在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。一 零件的分析1.1零件的作用支架的作用,待查1.2 零件图1.3零件的工艺分析支架没有形位误差要求,只有孔的表面粗糙度和两安装平面的表面粗糙度要求。其余平面粗糙度要求为Ra=6.3um

5、,粗铣加工就能满足要求。二 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件的材料为20钢,根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况,选用模锻。2.2毛坯图及其加工余量经过查1,表2.3-13 垂上模锻件机械加工余量及偏差选:单边余量2.0mm;上偏差+1.4mm,下偏差-0.7mm。查2,表3.1-50 模锻件的内、外圆角半径偏差和拔模角公差得:圆角半径上偏差+0.6mm,下偏差-0.4mm;拔模角公差5。2.3表面加工方法的确定加工表面尺寸精度等级/mm未注形位公差mm表面粗糙度Ra/um加工方案备注平面度垂直度端面阶梯面0.20.66.3粗铣GB/T1804- GB/T1184-1996安

6、装平面IT160.20.61.6粗铣-半精铣GB/T1800.3-1998GB/T1184-19963x18孔IT120.20.616钻-扩-铰GB/T1800.3-1998GB/T1184-199616 x70孔0.20.63.2钻-扩-铰GB/T1804- GB/T1184-199616x65孔0.20.66.3钻-扩GB/T1804- GB/T1184-199652孔0.20.61.6粗扩-精扩GB/T1804- GB/T1184-199614孔0.20.63.2钻-铰GB/T1804- GB/T1184-1996R3、R5圆角6.3粗铣GB/T1804- 2.4基面的选择的选择基面的选

7、择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理,能够使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择:对支架这样的零件来说,选择好粗基准是至关重要。以零件的右端的大平面作为粗基准。精基准的选择:根据基准重合原则,选取孔及一端面、12442下阶梯面为精基准。2.5制定工艺路线制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。经过仔细考虑零件的技术要求后,制定以下两种工艺方案:方案一:工序1:模锻工序2:退火工序3:粗铣左阶梯面工序4:粗铣右端面工序5:粗铣前阶梯面工序6:粗铣后阶梯面工序7:粗铣安装平面工序8:半精铣

8、安装平面工序9:粗铣上底面工序10:粗铣下底面工序11:粗铣R3、R5圆角工序12:粗铣30斜平面工序13:钻-14、16孔工序14:粗扩14孔、粗扩16孔工序15:粗绞14孔工序16:粗镗52孔工序17:精镗52孔-倒C1角工序18:钻 3x18、16孔工序19:扩3x18、16孔工序20:铰3x18、16孔工序21:钻2x6.8孔工序22:攻丝2xM8工序23: 去毛刺工序24:表面热处理发蓝工序25:清洗工序26:终检,入库方案二:工序1:模锻工序2:退火工序3:粗铣左阶梯面工序4:粗铣右端面工序5:粗铣前阶梯面工序6:粗铣后阶梯面工序7:粗铣安装平面工序8:半精铣安装平面工序9:粗铣上

9、底面工序10:粗铣下底面工序11:粗铣R3、R5圆角工序12:粗铣30斜平面工序13:钻14、16、2x6.8孔工序14:粗扩14孔、16孔工序15:粗绞14孔工序16:钻 3x18、16孔工序17:扩3x18、16孔工序18:铰3x18、16孔工序19:粗镗52孔工序20:精镗52孔-倒C1角工序21:攻丝2xM8工序22: 去毛刺工序23:表面热处理发蓝工序24:清洗工序25:终检,入库工艺方案一和方案二的区别在于,方案二把钻绞14、16孔放在了粗扩、精扩52孔、倒C1角的前面。因为14和48孔之间的壁厚只有7mm,这样能够减少加工时孔变形,保证14孔垂直度。而方案一则把她们放颠倒了不利于

10、工序的加工。工序13把钻14、16、2x6.8孔合为一个工序,节约了时间。2.6各工序加工设备、刀具、量具选用工序工序名称机床设备刀具量具1模锻模锻机床游标卡尺2退火3粗铣左阶梯面X52KYT15游标卡尺4粗铣右端面X52KYT15游标卡尺5粗铣前阶梯面X52KE325游标卡尺6粗铣后阶梯面X52KE325游标卡尺7粗铣安装平面X52KYT15游标卡尺样快8半精铣安装平面X52KYT15游标卡尺样快9粗铣上底面X52KYT15游标卡尺10粗铣下底面X52KYT15游标卡尺11粗铣R3、R5圆角X52K直柄立铣刀游标卡尺样快12粗铣30斜平面X52K直柄立铣刀游标卡尺13钻14、16、2x6.8

11、孔专用钻床直柄短麻花钻、阶梯麻花钻游标卡尺塞规14粗扩14孔、16孔专用钻床直柄短麻花钻游标卡尺塞规、样快15粗铰14孔Z525B直柄短麻花钻游标卡尺塞规、样快16钻3x18、16孔专用钻床直柄短麻花钻游标卡尺塞规样快17粗扩3x18、16孔专用钻床直柄扩孔钻游标卡尺塞规18铰3x18、16孔专用钻床硬质合金铰刀游标卡尺塞规、样快19粗镗52孔T68游标卡尺塞规20精镗52孔-倒C1角游标卡尺塞规、样快21攻丝2xM8Z525B麻花钻螺纹千分尺22去毛刺钳工锉刀23表面热处理发蓝24清洗清洗机25终检,入库2.7机械加工余量、工序尺寸确定根据”入体原则”计算安装平面及各孔的工序尺寸,毛坯表面余

12、量mm。工序工步内容经济精度切削量/mm加工余量/mm最 大余 量最 小余 量3456910121 粗铣各阶梯面及底面IT112+3.02-1.471粗铣安装平面IT111.5+3.02-1.481 半精铣安装平面IT90.5+0.09-0.22111 粗铣R3圆角IT112+0.37-0.62 粗铣R5圆角IT112+0.37-0.613钻孔IT1212+2+1.821 钻孔IT1215+1+0.82孔IT126.8+1.2-0.18141 粗扩孔至IT111.8+0.11-0.18 粗扩孔至IT111+0.11-0.18151 粗铰孔至IT100.2+0.07-0.11161 钻孔IT12

13、3x16+2+1.28钻 孔IT1214+2+1.28171粗扩孔至IT111.8+0.11-0.18粗扩 孔至 IT111.8+0.11-0.18181粗铰孔至IT90.2+0.04-0.11粗铰 孔至IT90.2+0.04-0.11191粗镗孔至IT123-1.1-2.8201精镗孔至 -倒C1角IT101+0.12-0.32.8确定切削用量及基本工时工序3:粗铣左阶梯面1. 选择刀具刀具选取硬质合金套式立铣刀,刀号YT15。, 。2.机床的选择选择X52K型立式铣床3. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2） 决定切削速度及每次进给量 根据X52K

14、型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则查1,表3.1-74,按机床标准选取1180当1180r/min时查1,表3.1-75,按机床标准选取4.机械加工单件时间定额的计算基本时间辅助时间查1,表2.5-45,选 装卸工件时间、准备时间查1,表2.5-46、表2.5-48,单件时间定额工序4:粗铣右端面粗铣右端面的刀具和机床选择参数,切削用量和单件时间定额与粗铣左阶梯面完全相同,在此不在累述。工序5: 粗铣前阶梯面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合斜齿锥柄立铣刀,刀片号E325。, ,2.机床的选择选择X52K型立式铣床3. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工

15、余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则查1,表3.1-74,按机床标准选取1500当1450r/min时查1,表3.1-75,按机床标准选取4.机械加工单件时间定额的计算基本时间辅助时间查1,表2.5-45,选 装卸工件时间、准备时间查1,表2.5-46、表2.5-48,单件时间定额工序6:粗铣后阶梯面粗铣后阶梯面的刀具和机床选择参数,切削用量和单件时间定额与粗铣前阶梯面完全相同,在此不在累述。工序7:粗铣安装平面工步一:粗铣安装平面124401. 选择刀具刀具选取硬质合金套式面铣刀,刀片采

16、用YT15,。2.机床的选择选择X52K型立式铣床3. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则查1,表3.1-74,按机床标准选取600当600r/min时查1,表3.1-75,按机床标准选取4.机械加工单件时间定额的计算基本时间辅助时间查1,表2.5-45,选 装卸工件时间、准备时间查1,表2.5-46、表2.5-48,单件时间定额工步二:粗铣安装平面12436刀具选择、机床选择、铣削用量与上一工步一致,不再赘述。工序8:半精铣安装平面工步一:半精铣安装平面124401. 选择刀具刀具选取硬

17、质合金套式面铣刀,刀片采用YT15,。2.机床的选择选择X52K型立式铣床3. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则查1,表3.1-74,按机床标准选取475当600r/min时查1,表3.1-75,按机床标准选取4.机械加工单件时间定额的计算基本时间辅助时间查1,表2.5-45,选 装卸工件时间、准备时间查1,表2.5-46、表2.5-48,单件时间定额工步二:半精铣安装平面12436刀具选择、机床选择、铣削用量与上一工步一致,不再赘述。工序9:粗铣上底面1. 选择刀具刀具选取硬质合金套式

18、立铣刀,刀号YT15。, 。2.机床的选择选择X52K型立式铣床3. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2） 决定切削速度及每次进给量 根据X52K型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则查1,表3.1-74,按机床标准选取1180当1180r/min时查1,表3.1-75,按机床标准选取4.机械加工单件时间定额的计算基本时间辅助时间查1,表2.5-45,选 装卸工件时间、准备时间查1,表2.5-46、表2.5-48,单件时间定额工序10:粗铣下底面粗铣下底面的刀具和机床选择参数,切削用量和单件时间定额与粗铣上底面完全相同,在此

19、不在累述。工序11:粗铣R3、R5圆角工步一:粗铣R3圆角1. 选择刀具刀具选取直柄立铣刀,。2.机床的选择选择X52K型立式铣床3. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则查1,表3.1-74,按机床标准选取1500当1500/min时查1,表3.1-75,按机床标准选取4.机械加工单件时间定额的计算基本时间辅助时间查1,表2.5-45,选 装卸工件时间、准备时间查1,表2.5-46、表2.5-48,单件时间定额工步二:粗铣R5圆角1. 选择刀具刀具

20、选取直柄立铣刀,。2.机床的选择选择X52K型立式铣床3. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2） 决定每次进给量及切削速度 根据X52型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则查1,表3.1-74,按机床标准选取950当950/min时查1,表3.1-75,按机床标准选取4.机械加工单件时间定额的计算基本时间辅助时间查1,表2.5-45,选 装卸工件时间、准备时间查1,表2.5-46、表2.5-48,单件时间定额工序12:粗铣30斜平面粗铣30斜平面的刀具和机床选择参数,切削用量和单件时间定额与粗铣左阶梯面完全相同,在此不在累述

21、。工序13:钻、2mm孔1.刀具的选择查1 ,表4.3-6,选直柄短麻花钻d=12mm,d=15mm,d=6.8mm,2.机床选择:选择专用立式钻床,根据Z525B机床做参照。3.确定进给量。4.切削速度查5,表14-45,查得切削速度因此:根据机床说明书,取,故实际切削速度为5. 机械加工单件时间定额的计算(以钻孔为准)基本时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.3-41,取装卸工件时间、准备时间查1 ,表2.5-42、表2.5-43取单件时间定额工序14:粗扩孔至、粗扩孔至mm1.刀具的选择查1 ,表4.3-30,选直柄扩孔钻d=13.8mm,d=16mm,2.机床选择:选择专用

22、立式钻床,根据Z525B机床做参照。3.确定进给量。4.切削速度查5,表14-45,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 5. 机械加工单件时间定额的计算(以粗扩孔为准)基本时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.5-41,取装卸工件时间、准备时间查1 ,表2.5-42、表2.5-43取单件时间定额工序15:粗铰mm孔至mm1.刀具的选择查1 ,表4.3-53,选硬质合金直柄机用铰刀d=14mm,L=160mm, 2.机床选择:选择专用立式钻床Z525B。3.确定进给量。4.切削速度查5,表14-45,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 5. 机械加工单件时间定额的计算基本

23、时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.5-41,取装卸工件时间、准备时间查1 ,表2.5-42、表2.5-43取单件时间定额工序16:钻,孔1.刀具的选择查1 ,表4.3-6,选直柄短麻花钻d=16mm,d=15mm,2.机床选择:选择专用立式钻床,根据Z525B机床做参照。3.确定进给量。4.切削速度查5,表14-45,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 5. 机械加工单件时间定额的计算(以钻孔为准)基本时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.5-41,取装卸工件时间、准备时间查1 ,表2.5-42、表2.5-43取单件时间定额工序17:粗扩孔至,粗扩 孔至 1.

24、刀具的选择查1 ,表4.3-30,选直柄扩孔钻d=17.8mm,d=15.8mm,2.机床选择:选择专用立式钻床,根据Z525B机床做参照。3.确定进给量。4.切削速度查5,表14-45,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 5. 机械加工单件时间定额的计算(以粗扩孔为准)基本时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.5-41,取装卸工件时间、准备时间查1 ,表2.5-42、表2.5-43取单件时间定额工序18:粗铰孔至,粗铰 孔至1.刀具的选择查1 ,表4.3-53,选硬质合金直柄机用铰刀d=18mm,L=175mm, 2.机床选择:选择专用立式钻床,根据Z525B机床做参照。3

25、.确定进给量。4.切削速度查5,表14-45,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 5. 机械加工单件时间定额的计算基本时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.5-41,取装卸工件时间、准备时间查1 ,表2.5-42、表2.5-43取单件时间定额工序19:粗镗孔至1.刀具的选择查5 ,表10-28,选硬质合金可调节浮动镗刀D=51mm, 2.机床选择: T68型立式钻床。3.确定进给量。4.切削速度查5,表14-45,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 5. 机械加工单件时间定额的计算基本时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.5-37,取装卸工件时间、准备时间查

26、1 ,表2.5-38、表2.5-39取单件时间定额工序20:精扩孔至-倒C1角工序一:精扩孔至1.刀具的选择查5 ,表10-28,选硬质合金可调节浮动镗刀D=52mm, 2.机床选择: T68型立式钻床。3.确定进给量。4.切削速度查5,表14-15,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 5. 机械加工单件时间定额的计算基本时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.5-37,取装卸工件时间、准备时间查1 ,表2.5-38、表2.5-39取单件时间定额工步二:倒 孔两端倒角,C11.刀具的选择查1 ,表4.3-63,选45镗刀d=12mm,L=125mm,l=40mm2.机床选择:

27、T68型立式钻床。3.确定进给量。4.切削速度查5,表14-15,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 工序21:攻丝2xM81.刀具的选择查1 ,表4.6-8,选短柄螺母丝锥代号:M82.机床选择: Z525B型立式钻床。3.确定进给量4.切削速度查5,表2-13及表2-14,查得切削速度因此:取,故实际切削速度为: 5. 机械加工单件时间定额的计算基本时间查1 ,表2.5-7,有辅助时间查1 ,表2.5-41,取装卸工件时间、准备时间查1 ,表2.5-42、表2.5-43取单件时间定额三 夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。决定设计第13道工序钻床

28、夹具。本夹具主要用于钻14、16、2x6.8孔时工件的定位加紧。 3.1基准的选择夹具的定位:(1)下底面2个支承板限制3个自由度,以及一个辅助支撑(2)后侧面1个支承钉限制1个自由度;(3)左侧面2个支承钉限制2个自由度。实现完全定位。3.2夹具三维图总 结课程设计结束了,时间虽然短暂可是它对我们来说受益匪浅的,经过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论,不再是纸上谈兵,而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计,使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领,使我们更好的利用图书馆的资料,更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AutoCAD、Pro/E等制图软件,为我们踏入设计打

29、下了好的基础。本次课程设计使我们认识到了只学好书本上的知识是不够的,还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导,使我们学到了好多,也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会,它将为我们完成毕业设计打下坚实基础。致 谢经过近一段时间的紧张思考设计,我的课程设计工作如期完成了,并取得了比较满意的成果。在此向所有热心帮助我的老师、同学,以及我的家人致以最真挚的谢意。首先,感谢万宏强、孙波老师在我设计过程中给予我的耐心指导和诸多宝贵意见。两位老师渊博的专业知识、严谨的治学态度、兢兢业业的工作精神无一不深深地感染和影响着我。其次,感谢班里同学在方案的提出和完善过程中给予我的诸多宝

30、贵意见,还有我宿舍的所有舍友对我的支持与鼓励,在此我向她们表示最诚挚的谢意。最后,深深地感谢我的家人,她们是我完成学业的坚强后盾,她们的支持、关爱和鼓励是我进取的最大动力。 参 考 文 献1.机械加工工艺手册,李洪 主编,北京出版社出版,1990年12月第1版2.机械制造工艺设计简明手册,李益民主编,机械工业出版社出版,1994年3.机床夹具设计,哈尔滨工业大学、上海工业大学主编,上海科学技术出版社出版,1983年4.机床夹具设计手册,东北重型机械学院、洛阳工学院、一汽制造厂职工大学编,上海科学技术出版社出版,1990年5.金属机械加工工艺人员手册(三),赵如福 主编,上海科学技术出版社,1981年10月6.机械制造工艺学,郭宗连、秦宝荣主编,中国建材工业出版社出版,1997年7.切削用量简明手册,艾兴、肖诗纲主编,机械工业出版社出版,1994年8.机械制造工艺与过程综合设计实践设计指导,孙波 万宏强 编,西安工业大学, .9