1、第 1 页 共 22 页哈尔滨理工大学荣成学院专科生课程设计课程设计题目：制定支架 5-5（2）的加工工艺，设计钻2-14 孔的钻床夹具全套图纸，加 153893706专业年级： 机电 09-2 学生姓名： 学 号： 指导教师： 第 2 页 共 22 页哈 尔 滨 理 工 大 学 荣 成 学 院完成时间： 2011 年 10 月 16 日第 3 页 共 22 页目 录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2 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 基面的选择传 22.3 制定工艺路线 32.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 32.5 确定
2、切削用量及基本工时5三 夹具设计123.1 问题的提出123.2 夹具设计123.3 切削力及夹紧力计算183.4 定位误差分析193.5 夹紧误差203.6 夹具设计及操作简要说明21总 结23致 谢24参考文献 25第 4 页 共 22 页摘 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钻孔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
3、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。第 5 页 共 22 页序 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可以直接供人们使用，也可以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
4、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，钻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。所以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
5、们批评指正。第 6 页 共 22 页一 零件的分析1.1 零件的作用支架的作用，支架是机床上用于支撑轴的的机构1.2 零件的工艺分析支架有 3 组加工面且有位置度要求，2 组加工孔。加工面的是 54上下端面， 32上下端面，2- 2端面孔是以端面为基准加工的，所以断面的加工精度至关重要。二. 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为 HT200，根据生产纲领以及零件在工作过程中所受的载荷情况，选用砂型机铸造。2.2 基面的选择基面的选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，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。粗基准的选择：对支架这样的
6、零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的上端的不加工平面作为粗基准。泵体外轮廓用短 V 形块定位，可以消除 、 两个自由度，再用一个底面定位，xy精基准的选择：根据基准重合原则，选取泵体外轮廓及已加工的第 7 页 共 22 页底面作为精基准。2.3 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。通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：铸造工序：时效处理工序：铣 54上下端面工序：铣 32上下端面工序：钻，扩， 8孔工序：钻，扩， 孔工序：铣 2- 端面工序：钻，扩 2- 14孔工序：钻 6孔工序 X：去毛刺工序
7、 XI：终检、入库方案二工序：铸造工序：时效处理工序：铣 54上下端面工序：铣 32上下端面工序：铣 2- 端面工序：钻，扩， 8孔工序：钻，扩， 孔工序：钻，扩 2- 14孔工序：钻 6孔第 8 页 共 22 页工序 X：去毛刺工序 XI：终检、入库工艺方案一和方案二的区别在于工序一把把钻孔首先进行了，而方案二把铣端面放在了一起，铣 2- 2端面在前面，我们先做钻孔的话，方便我们的夹具设计，但是却不能更好地保证工件的位置度要求，所以我们应该先进行铣削端面的加工，再进行钻孔。所以应该采用方案一。工序：铸造工序：时效处理工序：铣 54上下端面工序：铣 32上下端面工序：钻，扩， 8孔工序：钻，扩
8、， 孔工序：铣 2- 端面工序：钻，扩 2- 14孔工序：钻 6孔工序 X：去毛刺工序 XI：终检、入库2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定支架材料为 HT200，重量为 3.074Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、支架的底面第 9 页 共 22 页由于支架底面要与其他接触面接触。作为后序的基准，所以要进行精铣，其加工余量为 2.5mm。3、支架的轴孔毛坯为除了两个大孔外的实心，其他不铸造出孔。孔的精度要求介于 IT7IT8 之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量2.5 确定切削用量
9、及基本工时工序：铣 54上下端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d60min/125v4z2. 决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap5.2）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzin48.631510rdvns按机床标准选取 750wn/min/3.140751vw当 750r/min 时nrzfwm /607542.第 10 页 共 22 页按机床标准选取 rmf/603）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为l59l
10、1ml32in94.07.).079(2)(21XxXfnXtwm工序：铣 32上下端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d60min/150v4z2. 决定铣削用量4）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ap15）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzin1.796510rdvns按机床标准选取 750wn/min/3.140561vw当 750r/min 时n第 11 页 共 22 页rmznfwm /607542.0按机床标准选
11、取 fm6）计算工时切削工时：l=59 ， ，则机动工时为l91l32min94.0).75()(22xfnltwm工序：钻，扩， 38孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f，d=38 时， 。由于MPab0 rmf/47.039.本零件在加工 52 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rf /35.029.75.04.39.0根据 Z525 机床说明书，现取 rmf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vin/2.37180rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度i/5rn为 min/72.41032dvw第
12、 12 页 共 22 页切削工时： ， ， ，则机ml72l91ml32动工时为 in86.025.3721fnltwm工序：钻，扩， 2孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f，d=22 时， 。由于MPab80 rmf/47.039.本零件在加工 16 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rf /35.029.75.04.39.0根据 Z525 机床说明书，现取 rmf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vin/2.37180rdvws 根据机床说明书，取 ，故实际切削速度i/5rn为 min/72.41032dv
13、w切削工时： ， ， ，则机ml7l9l2第 13 页 共 22 页动工时为 min896.025.3721fnltwm工序：铣 2- 2端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用 YG8,， ， ， 。map5.1d60min/125v4z2. 决定铣削用量7）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成ap5.18）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2.0mfzin48.631510rdvns按机床标准选取 750wn/min/3.140751vw当 750r/min 时nrzfwm /60754
14、2.按机床标准选取 mf第 14 页 共 22 页9）计算工时切削工时： ， ， ，则机动工时为ml59l1ml32in94.07.).079(2)(21XxXfnXtwm工序I：钻，扩 2- 4孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f，d=14 时， 。由于MPab80 rmf/47.039.本零件在加工 16 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rf /35.029.75.04.39.0根据 Z525 机床说明书，现取 rmf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vin/2.37180rdvws 根据机床说明书，取
15、，故实际切削速度i/5rn为 min/72.41032dvw切削工时： ， ， ，则机ml7l9l2动工时为 in86.025.3721fnltwm第 15 页 共 22 页工序 IX：钻 6孔确定进给量 ：根据参考文献表 2-7，当钢的f，d=6.8 时， 。由于MPab80 rmf/47.039.本零件在加工 16 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 0.75，则 rf /35.029.75.04.39.0根据 Z525 机床说明书，现取 rmf/.切削速度：根据参考文献表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/18vin/2.37180rdvws 根据机床说明书，取 ，
16、故实际切削速度i/5rn为 min/72.41032dvw切削工时： ， ， ，则机ml7l9l2动工时为 in86.025.3721fnltwm第 16 页 共 22 页三、 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。由指导老师的分配，决定设计和第八道工序的钻 14 孔的钻床夹具。第 17 页 共 22 页3.1 定位基准的选择采用心轴和端面定位，用开口压板压紧来限制空间的六个自由度。3.2 切削力及夹紧力计算 刀具：硬质合金端钻刀， （见切削手册表 3.28）ndafFFwqueyzxPzc0其中： 6,2.0,3.1,40 1,.( 7508.,.,5.,
17、9FuzmmuqayfFe zpF 值 ） ，在 加 工 面 上 测 量 的 近 似所以 N278654943.103.175. 水平分力： 28N1.实H垂直分力： 65.703V实F在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数为 4321K其中： 为基本安全系数 1.5；1K为加工性质系数 1.1；2为刀具钝化系数 1.1 ；3为断续切削系数 1.1。4KK5 为人力操作疲劳系数 1.3第 18 页 共 22 页所以 =672.5 N1.2593.1.5.13.3 定位误差分析定位元件尺寸及公差确定。(1) 夹具的主要定位元件为一平面和和一端面，面与面配合。（2） 工件的工序基准为端面
18、和圆柱面，故端面的平面度和圆柱面的援助度对定位误差影响最大.则其定位误差为：Td=Dmax-Dmin 本工序采用一平面，一圆柱面定位，工件始终平面，而定位块的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件在定位块正上方呦倾斜，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。3.4 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比夹紧设计及操作的简要说明但是考虑到本零件结构的特殊性，以及所需的夹紧力较大等原因，螺旋夹紧机构成了首选的方案。这种结构的优点就是夹紧过程快，
19、且装卸方便。本夹具的最大优点就是结构紧凑,承受较大的夹紧力。夹具图附图如下第 19 页 共 22 页第 20 页 共 22 页总 结毕业设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益匪浅的，通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 等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。毕业设计使我们认识到了只努力的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
20、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，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。第 21 页 共 22 页致 谢这次毕业设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次毕业设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，
21、严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。第 22 页 共 22 页参 考 文 献1. 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，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
