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1、辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：托架机械加工工艺规程及铣宽3槽夹具设计 班级：加工09-3 姓名： 指导教师： 完成日期：2012年9月2日一、设计题目：托架的机械加工工艺规程及铣宽3槽工艺装备设计二、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绘制零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 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，
2、一般为夹具体）。 1张7编写课程设计说明书（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l2天查资料，熟悉题目阶段。2第37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810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1113天，完成夹具总装图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618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2021天，答辩五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要本论文通过对托架进行
3、分析，在给定的生产条件下，总结实际生产经验和科学分析的基础上，由多个加工工艺方案优选制定出加工工艺过程。工艺规程是指导生产的重要技术文件，实际生产必须按照工艺规程规定的加工方法和加工顺序进行。制定工艺规程应在一定的生产条件下，以最少的劳动量和最低的生产成本，在规定的期间内，可靠地加工出符合图样及技术要求的零件。在编制零件的工艺规程时，提出了相应的夹具,量具和刀具设计任务书。根据任务书进行夹具的结构设计。确定夹具的结构方案中，在定位、夹紧、对定等各个部分的结构以及总体布局等方面的几个不同方案中，经过分析比较，确定合理的方案，最后绘制出夹具总图。关键词：工艺规程设计 工序、切削用量、夹紧 定位Ab
4、stractThe graduation thesis analyze to the trestle,seltting at the given production condition,on the summing up the actual production experience and science analysis base,be processed by many the craft optimization establish to process planning.The rules of the craft is the important technique which
5、 guide the produce document, the actual production must rule according to the craft gage distance of process the method and process the in proper order progress. The parts that establishment craft gage distance is at the request of under certainly of the production condition, with at least of labor
6、quantisty and minimum production cost, in the prescriptive the inside of term, process to match drawing and techniques dependablely.At the craft gage distance of the establishment parts hour, put forward the homologous fixture,gauge and tool design mission book. Proceed the construction design of th
7、e fixture according to the mission book. The construction project inside of the certain fixture, in position, clip tightly, to a few and different project that settle a partial construction and total layout etc., compare through analysis, make sure the reasonable project, draw the fixture general dr
8、awing finally. As mentioned above, I also designed rule and knife.Key words: process planning the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization目 录1托架的分析11.1基准加工面的选择11.2技术要求12、确定毛坯、绘制毛坯简图22.1毛坯的选择22.2确定毛坯的机械加工余量及公差等级.22.2.1公差等级.22.2.2托架铸造毛坯尺寸工差及加工余量.22.2.3绘制托架毛坯简图.33 拟定托架工艺路线
9、33.1 表面加工方法的确定33.2加工阶段的划分33.3工序的集中与分散43.4工序顺序的安排43.5机械加工工序43.5.1机械加工工序.43.5.2热处理工序.53.5.3辅助工序.53.6轴承座的工艺路线54、公差等级、加工余量和工差的确定65、切削用量的计算76.夹具设计76.1提出问题86.2设计思想86.3夹具设计86.3.1定位分析.86.3.2切削力及夹紧力的计算.96.3.3夹具操作说明.107.个人体会与总结12参考文献131托架的分析1.1托架的工艺分析支架有2组加工面他们没有位置度要求。这2组加工面的分别为：（1）以底面为基准的加工面，这组加工面包括，左底面，16的孔
10、，和2-15孔锪孔28深3（2）以26孔为基准的加工面，这组加工面主要包括18的端面，M10的螺纹孔，11孔和3mm宽的槽1.2 托架的技术要求该托架的各项技术要求如下表所示：加工表面尺寸偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)面40*8240*820.3mm IT93.2面8*828*820.3mm IT93.218上端面0.2mm IT116.311内孔壁0.27mm IT106.3M10螺纹孔12.53mm宽槽0.2mm IT116.326两端面0.4mm IT116.316内壁16H80.027mm IT83.22*15 沉孔28深32*15 沉孔28深30.043
11、mm IT912.52、确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛胚对于常见的托架类零件而言，其结构比较复杂要求有良好的刚度和减震性，所以一般选用铸件毛坯较为合适（由教材219页表7-5）。因选用零件的材料为HT200,零件承受的冲击载荷不是很大，且零件的轮廓尺寸较大，又是中，大批量生产，所以选用砂型机铸造。2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量2.2.1公差等级由托架的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。2.2.2托架铸造毛坯尺寸工差及加工余量项目机械加工余量/mm尺寸工差/mm毛坯尺寸/mm备注面40*8242.2201.126两侧端面42542两侧18上端面21.8230.9面8*8
12、242.2141.1无特殊要求的地方，设其加工余量为1mm。2.2.3绘制托架毛坯简图3 拟定托架工艺路线3.1 基面的选择定位基准的选择是制订工艺规程的重要工作。而基面选择的正确可使加工质量得到保证，因此要选择好粗基准和精基准。（1）粗基准的选择：粗基准是以未加工的毛坯面作为定位的所以以选择零件的50*82不加工面。（2）精基准的选择：根据已加工面及保证加工精度和装夹的准确方便，选取孔及一端面作为精基准。3.2 、表面加工方法的确定 根据托架零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案面40*82IT93
13、.2粗铣半精铣面8*82IT93.2粗铣半精铣18上端面IT116.3粗铣11孔IT106.3钻8.5mm，扩孔至11mmM10螺纹孔12.5钻孔8.5mm，攻丝M103mm宽槽IT116.3粗铣26两端面IT116.3粗铣16孔IT103.2钻，扩，绞16mm2*15 沉孔28深312.5钻2-孔，锪孔2-28深3mm3.3、加工阶段的划分当零件的加工质量要求很高时，要经过粗加工、半精加工和精加工三个阶段，而该托架加工质量要求一般，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。（1）粗加工阶段：首先将粗基准（零件的50*82不加工面为粗基准）准备好（保证后续工序其他表面的精度要求），然后粗铣托
14、架的26两端面，钻，扩，绞16mm孔，面40*82及面8*82, 18上端面。（2）半精加工阶段：完成托架的面40*82及面8*82半精铣加工和2*15 沉孔28深3等其他孔的加工。3.4、工序的集中与分散由于工序的集中和分散各有特点，要根据生产纲领和零件本身的结构等做全面的考虑。本方案中因为大批量生产，所以选用工序集中原则安排轴承座的加工工序，采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则可使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。3.5、工序顺序的安排3.5.1机械加工工序（1）根据“基面先行”原
15、则：首先加工精基准孔及一端面作为精基准。（2）根据“先主后次”原则：先加工零件的主要工作表面，可穿插进行螺孔及键槽的加工。（3）根据“先粗后精”原则：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（4）根据“先面后孔”原则：先加工面40*82及面8*82，再加工2*15 沉孔28深3；先铣26两侧端面，再加工16的孔。3.5.2热处理工序铸造成型后，对铸件进行退火处理。该轴承座在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。3.5.3辅助工序检查、检验工序，去毛刺、平衡、清洗等也是工艺规程的重要组成部分。所以在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该托架工序
16、的安排顺序为：热处理基准加工粗加工精加工。3.6、确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了轴承座的工艺路线工序号工 序 内 容设 备工 艺 装 备工 时1铣26两侧端面，粗铣至长为50mm，表面粗糙度为6.3微米立式铣床X51硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8、游标卡尺、专用夹具2钻，扩，绞16mm孔：工步一钻15mm孔，工步二利用钻头扩孔至15.85mm，工步三：铰孔四面组合钻床麻花钻，铰刀、游标卡尺、专用夹具3铣40x82的面，加工余量不大，故可在一次走刀内铣完立式铣床X51硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8、游标卡尺、专用夹具4铣50x80的面，加工余量不大，故可在
17、一次走刀内铣完立式铣床X51硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8、游标卡尺、专用夹具5钻2-孔，锪孔2-28深3mm，表面粗糙度要求不高，一次钻孔完成即可Z550立式钻床麻花钻、游标卡尺、专用夹具6以铣好的表面为基准，铣上端面，粗铣至21mm，表面粗糙度6.3微米立式铣床X51硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8、游标卡尺、专用夹具7钻M10底孔8.5mmZ550立式钻床麻花钻、专用夹具8铣宽3mm的槽立式铣床X62直齿三面刃铣刀游标卡尺、专用夹具9扩孔至11Z550立式钻床麻花钻、专用夹具10攻螺纹M10mm立式钻床丝锥，专用夹具11去毛刺钳工台平锉12清洗清洗机13终检，入库塞规、百分表、卡尺
18、等4、加工余量、工序尺寸和工差的确定在这里只确定铣宽3mm槽的加工余量、工序尺寸和公差。由表2-27可查得铣宽3mm槽加工余量为1mm。查表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：IT11，公差为0.2mm。5、切削用量、时间定额的计算直齿三面刃铣刀63*3GB/T6119.1-1996铣刀参数：L=3 D=63mm d=22mm d1=34 ro=15v=75mm/minao=12an=6Z=16 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则由于槽的深度为10mm, 故一次走完，ae=10mm ap=3mm 根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机
19、床标准选取375当375r/min时按机床标准选取6.夹具设计夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。6.1提出问题（1）怎样限制零件的自由度；“一面两销”限制6个自由度。（2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。（3）怎样使夹具使用合理，便于装卸。6.2设计思想夹具设计是工艺装备设计中的
20、一个重要组成部分，是保证产品质量的重要技术措施。设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间。本夹具主要用来对宽3mm槽进行铣削，槽尺寸精度要求为IT11，表面粗糙度Ra6.3，粗铣就可以满足其精度要求。所以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率，降低劳动强度。6.3夹具设计6.3.1定位分析（1）定位基准的选择定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故铣宽3mm槽时，采用孔及8*82面作为定位基准。（2）定位误差的分析定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个销定位，两个销A型固定式定
21、位销和B型固定式定位销（既菱形销）。因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合，基准不重合误差b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。L=40mm 6.3.2切削力及夹紧力的计算铣槽铣削力：查切削用量简明手册+第3版P111表3.28，得铣削力计算公式： （ ）求铣槽夹紧力 理论夹紧力考虑安全系数，粗加工，取K=3，则实际夹紧力Q为6.3.3夹具操作说明如前所叙述，在设计夹具时，应注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于快速夹紧而不用慢速夹紧。但所加工零件尺寸小壁厚小，夹紧力应较小，而且本工序加工，切削力较小，采用手动即可以满足夹紧需要，这样又可以简化机构减低
22、成本，经过综合考虑，选取构形压板的手动螺旋夹紧机构。由于夹具体结构简单多为板状部分，故采用焊接制造以减小加工量，又可以达到一定位置精度。使用对刀块，便于对刀。定位元件：定位元件是用以确定正确位置的元件。用工件定位基准或定位基面与夹具定位元件接触或配合来实现工件定位。两个销定位，两个销A型固定式定位销和B型固定式定位销（既菱形销）夹具装配图附图如下夹具体附图如下7.总结这次夹具设计与以往的机械设计有很大不同之处，我感觉这次课程设计即是对以往所学知识的实践，又是对大学三年来知识的整合。以前课程设计只是设计一些简单零件或者两级减速器，并没有提及这些设计加工方法及问题，这次夹具设计是“理论联系实际”的
23、典例，让我们认识到了理论用于实际并不是那么容易的。通过这次课程设计，我了解了一些机床的相关知识，及各种刀具，夹紧装置的材料性能，用法。在设计中遇到过很多问题，我深深的认识到知识掌握不牢固造成的后果。但是有时即使在掌握以后也无法在实际运用中左右逢源，在这次课程设计中我获得了很多经验，对现有的知识也有进一步加深和巩固。在这一过程中感受最深的就是实际的东西和理论的东西有一定的差距，而且在设计中要实践和理论相结合，及时灵活的解决问题。在此次设计中，我们参阅了不少有关书籍和资料，通过自己的思考和在老师的精心指导下完成了此次设计任务。在设计过程中，应用到了大学三年来所学的所有知识，发现自己还有许多欠缺的地
24、方，通过看书和老师指导弥补了不少，其它不足之处我会在今后的学习中尽快弥补上。在设计中遇到的不少困难和难题，在指导老师的指导帮助下解决了，我从中受益非浅，巩固了所学的知识和缺乏的地方。本次设计是我们大学四年来所担任完成的规模最大的一次设计，由于知识结构和经验不足，其中可能有不少疏漏和不合理的地方，希望各位老师给予指正。参考文献1黄健求主编.机械制造技术基础.机械工业出版社，2005.11（2010.7重印）2彭林中，张宏主编.机械切削刀具及应用速查手册.化学工业出版社，20083（译者）吴家驹 合理化夹具设计方法及附件 徐氏基金会出版世界图书出版公司 19904王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，19875黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，20046赵丽娟 冷岳峰主编.机械几何量精度设计与检测. 辽宁工程技术大学，2010.06 7司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，19918教研室 机械制造技术基础及课程设计指导书.辽宁工程技术大学，20119艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册(第三版)械工业出版社，200210 张 平.铣床夹具优化设计的研究D.阜新：辽宁工程技术大学硕士学位论文，2006
