1、辽宁工程技术大学课程设计11 前横架的工艺分析及生产类型的确定全套图纸，加 1538937061.1 前横架的技术要求前 横 架 零 件 技 术 要 求 表加 工 表 面 尺 寸 mm 表 面 粗 糙 度Ra/ m 形 位 公 差 /mm前 横 架 前 面 25前 横 架 底 面 不 允 许 有 凸 块 等缺 陷底 板 螺 纹 孔 M12 0.5 B凸 起 螺 纹 孔 M12 0.1 C垫 片 圆 槽 25 锪 平1.2 前横架的工艺分析分 析 零 件 图 可 知 ， 零 件 经 铸 造 后 前 面 需 要 粗 加 工 ， 用 立 式 铣 床 加 工 前面 。 保 证 螺 纹 孔 的 位 置
2、度 。 底 面 要 求 不 允 许 有 凸 块 等 缺 陷 。 其 余 表 面 均 为铸 造 面 ， 不 需 加 工 。 而 主 要 工 作 面 的 加 工 精 度 较 高 ， 但 也 可 以 在 正 常 的 生产 条 件 下 ， 采 用 较 经 济 的 方 法 保 质 保 量 的 加 工 出 来 。 所 以 ， 该 零 件 的 工 艺性 较 好 。辽宁工程技术大学课程设计21.3 确定前横架的生产类型Q=5000 件 /年由 14 表 知 ， 该 前 横 架 的 生 产 类 型 为 大 批 生 产 。2 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由 于 前 横 架 在 工 作 过 程 中 要 承
3、 受 载 荷 ， 毛 坯 选 铸 造 件 。 该 前 横 架 的 生产 类 型 为 大 批 生 产 。2.2 毛坯的尺寸公差和机械加工余量由 表 2-1 可 知 ， 该 前 横 架 采 用 熔 模 铸 造 （ 硅 溶 胶 ） ， 其 材 料 为 灰 铸铁 ， 所 以 公 差 等 级 选 46， 取 6.进 而 由 表 23 确 定 铸 件 尺 寸 公 差 为0.58mm。由 表 25 选 出 机 械 加 工 余 量 等 级 为 E。 又 由 表 24 查 得 铸 件 的 机械 加 工 余 量 （ RMA） 为 0.4mm。零 件 表 面 粗 糙 度由 零 件 图 可 知 ， 该 前 横 架 加
4、 工 表 面 的 粗 糙 度 Ra 等 于 25 m， 其 余均 为 铸 造 面 。项 目 /mm 机 械 加 工 余 量 /mm 尺 寸 公 差 /mm 备 注0.58 表 23底 板 厚 度 220.4 表 242.3 绘制前横架铸造毛坯结构简图辽宁工程技术大学课程设计324750 136 217 40R1598.5 2712854 57 2D 2.463 拟定前横架工艺路线3.1 定位基准的选择定 为 基 准 有 粗 基 准 和 精 基 准 之 分 ， 通 常 先 确 定 精 基 准 ， 然 后 再 确 定 粗基 准 。3.1.1 精基准的选择根 据 该 前 横 架 零 件 的 技 术
5、要 求 和 装 配 要 求 ， 选 择 前 横 架 前 面 和 底 面 作为 精 基 准 ， 以 此 来 加 工 底 板 上 4 个 螺 纹 孔 和 凸 起 上 1 个 螺 纹 孔 遵 循 了“基 准 统 一 ”原 则 。3.1.2 粗基准的选择作 为 粗 基 准 的 表 面 应 平 整 ， 没 有 飞 边 、 毛 刺 或 其 他 表 面 欠 缺 。 该 前 横架 选 择 后 面 为 粗 基 准 ， 以 加 工 前 面 ， 为 后 续 工 序 准 备 好 精 基 准 。辽宁工程技术大学课程设计43.2 表面加工方法的确定根 据 前 横 架 零 件 图 上 各 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度
6、 和 表 面 粗 糙 度 ， 确 定 加 工工 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/ m 加 工 方 案 备 注前 横 架 前 面 IT13 25 粗 铣 表 18底 板 螺 纹 孔M12 IT11 1.6钻 -丝 锥 攻 内螺 纹表 17、 110凸 起 螺 纹 孔M12 IT11 1.6钻 -丝 锥 攻 内螺 纹表 17、 110垫 片 圆 槽 25 IT12 12.5 钻 表 173.3 加工阶段的划分该 前 横 架 的 加 工 阶 段 可 分 为 粗 加 工 和 精 加 工 两 个 阶 段 。在 粗
7、 加 工 阶 段 ， 首 先 将 精 基 准 （ 前 横 架 前 面 和 底 面 ） 准 备 好 ， 是 后 续工 序 都 可 采 用 精 基 准 定 位 加 工 ， 保 证 其 他 表 面 的 精 度 要 求 ； 然 后 粗 铣 前 横架 前 面 。 在 精 加 工 阶 段 完 成 底 板 四 螺 纹 孔 以 及 凸 起 螺 纹 孔 和 垫 片 圆 槽 的 钻削 ， 再 用 丝 锥 攻 螺 纹 ， 进 行 螺 纹 加 工 。3.4 工序的集中与分散该 前 横 架 选 用 工 序 集 中 原 则 安 排 加 工 工 序 。 该 零 件 的 生 产 类 型 为 大 批生 产 ， 可 采 用 万
8、能 型 机 床 以 专 用 工 、 夹 具 ， 以 提 高 生 产 率 ； 而 且 运 用 工 序集 中 原 则 是 工 件 的 装 夹 次 数 少 ， 不 但 可 以 缩 短 辅 助 时 间 ， 而 且 在 一 次 装 夹中 加 工 了 许 多 孔 ， 有 利 于 保 证 各 孔 之 间 的 相 对 位 置 精 度 的 要 求 。3.5 工序顺序的安排机 械 加 工 工 序（ 1） 遵 循 “先 基 准 后 其 他 ”原 则 ， 首 先 加 工 精 基 准 前 横 架 前 面 。（ 2） 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 则 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工辽
9、宁工程技术大学课程设计5序 。（ 3） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 则 ， 先 加 工 前 面 ， 后 加 工 螺 纹 孔 以 及 垫 片圆 槽 。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 流 出 下 列 工 艺 路 线 。工 序 号 工 序 名 称 机 床 设 备 刀 具1 粗 铣 前 横 架 前 面 立 式 铣 床X51直 柄 粗 加 工 立 铣 刀2 锪 平 立 式 钻 床Z525直 柄 麻 花 钻3 钻 凸 起 螺 纹 孔 立 式 钻 床Z525直 柄 麻 花 钻4 钻 底 板 螺 纹 孔 立 式 钻 床Z525直 柄 麻 花
10、钻5 攻 螺 纹 立 式 钻 床Z525丝 锥6 攻 螺 纹 立 式 钻 床Z525丝 锥4 加工余量、工序尺寸和公差的确定4.1 工序 1前横架前面加工余量、工序尺寸和公差的确定以 后 面 B 定 位 ， 粗 铣 前 面 A， 保 证 工 序 尺 寸 P。辽宁工程技术大学课程设计6从 图 中 知 P=22mm， Z 为 粗 铣 余 量 。 查 表 24 得 Z=0.4mm， 则 P+Z为 铸 造 面 基 本 尺 寸 设 为 P1=P+Z=22.4mm。 由 于 工 序 尺 寸 P1 是 在 粗 铣 加工 中 保 证 的 ， 查 表 120 知 ， 粗 铣 工 序 的 精 度 等 级 可 达
11、到 A 面 的 最 终加 工 要 求 IT13， 因 此 确 定 该 工 序 尺 寸 公 差 为 IT13， 其 公 差 值 为0.33mm， 故 P1=（ 22.40.165） mm。为 验 证 确 定 的 工 序 尺 寸 及 公 差 是 否 合 理 ， 还 需 对 加 工 余 量 进 行 校 核 。余 量 Z 的 校 核Zmax=P1max Pmin=（ 22.4+0.165 22） mm=0.565mmZmin=P1min P max =（ 22.4 0.165 22） mm=0.235mm余 量 校 核 表 明 ， 所 确 定 的 工 序 尺 寸 公 差 是 合 理 的 。所 以 工
12、序 尺 寸 及 公 差 为 P1= mm。.034.2 工序 4底板螺纹孔（4xM12）的加工余量、工序尺寸及公差的确定由 表 228 知 ， 钻 孔 余 量 为 1mm。 由 239 知 ， 加 工 M12 的 螺 纹孔 使 用 直 径 为 11mm 的 麻 花 钻 。 加 工 完 后 ， 用 丝 锥 攻 螺 纹 ， 即 得 到辽宁工程技术大学课程设计7M12 的 螺 纹 孔 。5 切削用量的计算工 序 4钻 、 用 丝 锥 攻 螺 纹 （ 4M12 螺 纹 孔 ）5.1 钻孔（ 1） 背 吃 刀 量 的 确 定 取 =11mm。pa（ 2） 进 给 量 的 确 定 由 表 522， 选 取
13、 该 工 步 的 每 转 进 给 量f=0.2mm/r。（ 3） 切 削 速 度 的 计 算 由 表 522， 按 工 件 材 料 为 铸 铁 选 硬 度 为160-200HBS 的 参 数 ， 切 削 速 度 v 可 取 为 24m/min。 由 公 式 （ 51）n=1000v/ d 可 求 得 该 工 序 钻 头 转 速 n=694.8 r/min， 参 照 表 49 所列 的 Z525 型 立 式 钻 床 的 主 轴 转 速 ， 取 转 速 n=680 r/min。 再 将 此 转 速代 入 公 式 （ 51） ， 可 求 出 该 工 序 的 实 际 钻 削 速 度 v= n d/10
14、00=680 r/min 11mm/1000=23.5 m/min。5.2 攻螺纹（ 1） 被 吃 刀 量 的 确 定 由 表 241 查 得 ， M121mm 的 螺 纹 在 加 工前 孔 直 径 应 为 11mm， 一 次 攻 螺 纹 的 被 吃 刀 量 取 =12 11=1mm。pa（ 2） 进 给 量 地 选 择由 于 攻 螺 纹 的 进 给 量 就 是 被 加 工 螺 纹 的 螺 距 ， 因 此 f=1mm/r。（ 3） 切 削 速 度 的 选 择 由 表 537 查 得 攻 螺 纹 的 切 削 速 度 v=510m/min， 本 方 案 取v=5m/min。 由 公 式 （ 51）
15、 求 工 位 的 主 轴 转 速n=1000v/ d=51000/12/ =132.7 m/min,又 由 立 式 钻 床 主 轴 转 速 表49， 取 转 速 为 140 r/min.在 将 此 转 速 代 入 公 式 （ 51） ， 可 求 处 该工 序 的 实 际 切 削 速 度 v= n d/1000=140 r/min 12mm/1000=5.28 m/min.辽宁工程技术大学课程设计86 夹具设计6.1 确定工件的定位方案本 设 计 为 加 工 底 板 螺 纹 孔 ， 综 合 考 虑 ， 采 用 扁 头 定 位 销 可 以 限 制1 个 自 由 度 ， 即 将 工 件 与 板 用
16、一 个 定 位 长 销 连 接 在 一 起 ， B 面 在 底 面上 被 支 撑 钉 支 撑 ， 这 样 可 以 限 制 X 转 动 ， Y 转 动 ， Z 转 动 、 平 动 4 个方 向 的 自 由 度 。 再 将 底 板 夹 紧 即 共 限 制 了 6 个 方 向 的 自 由 度 。 遵 循 六点 定 位 原 则 。6.2 计算定位误差根 据 表 813 中 查 得 本 设 计 符 合 标 准 。 式)(2/1STddDw 中 表 示 孔 的 上 偏 差 ， 下 偏 差 为 0， 表 示 销 的 下 偏 差 ， 上 偏 差 为DTT0， 定 为 基 准 孔 与 定 位 销 间 的 最 小
17、 间 隙 。S=0.11mm， =0.027mm， = =0dTS maxinD所 以 =0.0685mm。w6.3 导向元件设计钻 床 夹 具 的 刀 具 导 向 元 件 为 钻 套 ， 钻 套 的 作 用 是 确 定 刀 具 相 对 夹 具 定为 元 件 的 位 置 ， 并 在 加 工 中 对 钻 头 等 孔 加 工 刀 具 进 行 引 导 ， 防 止 刀 具 在 加工 中 发 生 偏 斜 。本 设 计 采 用 可 换 式 钻 套 。钻 套 的 高 度 和 排 泄 间 隙钻 套 高 度 与 所 钻 孔 的 孔 距 精 度 、 工 件 材 料 、 孔 加 工 深 度 、 刀 具 刚 度 、工
18、 件 表 面 形 状 等 因 素 有 关 。 钻 套 高 度 越 大 ， 刀 具 的 导 向 性 越 好 ， 但 刀 具 与钻 套 的 摩 擦 越 大 ， 一 般 取 12.5 倍 的 孔 径 ， 孔 径 小 精 度 要 求 高 时 ， 取较 大 值 。钻 套 底 部 与 工 件 间 的 距 离 称 为 排 泄 间 隙 。 钻 套 高 度 应 适 当 选 取 ， 排 泄间 隙 较 小 时 切 削 难 以 自 由 排 出 ， 使 加 工 表 面 被 破 坏 ； 排 泄 间 隙 较 大 时 ， 会降 低 钻 套 对 钻 头 的 导 向 作 用 ， 影 响 加 工 精 度 。钻 套 高 度 和 排
19、泄 间 隙 可 按 表 913 选 取 。辽宁工程技术大学课程设计96.4 夹紧装置的选择6.4.1 夹紧装置的组成1 动 力 装 置动 力 装 置 是 产 生 夹 紧 力 的 装 置 。 通 常 是 指 机 动 加 紧 时 所 用 的 气 动 、 液压 、 气 动 装 置 。2 夹 紧 元 件夹 紧 元 件 是 夹 紧 装 置 的 最 终 执 行 元 件 。 通 过 它 和 工 件 受 压 面 的 直 接 接触 面 完 成 夹 紧 动 作 。3 中 间 传 动 机 构中 间 传 动 机 构 是 介 于 力 源 和 夹 紧 元 件 之 间 的 传 力 机 构 ， 它 将 原 动 力 以一 定
20、的 大 小 和 方 向 传 递 给 夹 紧 元 件 。6.4.2 夹紧基本要求1 夹 紧 时 不 破 坏 工 件 在 夹 具 中 占 有 的 正 确 位 置 ；2 夹 紧 力 要 适 当 ， 既 保 证 工 件 在 加 工 过 程 中 定 位 的 稳 定 性 ， 又 要 防 止因 夹 紧 力 过 大 损 伤 工 件 表 面 及 产 生 夹 紧 变 形 ；3 夹 紧 机 构 操 作 安 全 、 省 力 、 夹 紧 迅 速 ；4 夹 紧 机 构 的 复 杂 程 度 、 工 作 效 率 与 生 产 类 型 相 适 应 。 结 构 应 尽 量 简单 ， 便 于 制 造 与 维 修 ；5 具 有 良 好
21、 的 自 锁 性 。本 设 计 选 择 螺 旋 夹 紧 机 构 ， 定 位 基 准 关 于 对 称 分 布 。6.5 夹具体的设计6.5.1 夹具体设计的基本要求夹 具 体 是 夹 具 的 基 础 件 ， 夹 具 上 的 所 有 组 成 部 分 都 必 须 最 终 通 过 这 一基 础 件 组 成 一 个 有 机 整 体 。（ 1） 足 够 的 刚 度 和 强 度 设 计 夹 具 时 ， 应 保 证 在 夹 紧 力 和 切 削 力 等 外 力条 件 下 ， 不 产 生 过 大 的 变 形 和 振 动 。 必 要 时 ， 可 在 适 当 位 置 设 置 若 干 条 加强 筋 。（ 2） 夹 具
22、安 装 稳 定 机 床 夹 具 通 过 夹 具 体 安 装 在 机 床 工 作 台 上 ， 安 装 应稳 定 ， 为 此 ， 机 床 夹 具 重 心 和 切 削 力 等 力 的 作 用 点 应 处 在 夹 具 安 装 基 面 内 。机 床 夹 具 高 度 越 大 ， 要 求 夹 具 体 底 面 面 积 也 越 大 。 为 使 夹 具 体 平 面 与 机 床辽宁工程技术大学课程设计10工 作 台 接 触 良 好 ， 夹 具 体 底 平 面 中 间 部 位 应 适 当 挖 空 。（ 3） 夹 具 体 结 构 工 艺 性 良 好 设 计 时 应 注 意 夹 具 体 的 毛 坯 制 造 工 艺 性 、
23、机 械 加 工 工 艺 性 和 装 配 的 工 艺 性 。（ 4） 便 于 清 除 切 屑 为 防 止 加 工 中 切 屑 聚 积 在 定 为 元 件 工 作 表 面 或 其 他装 置 中 ， 影 响 工 件 的 正 确 定 位 和 夹 具 的 正 常 工 作 ， 在 设 计 家 具 时 ， 要 考 虑切 屑 排 除 问 题 。6.5.2 夹具体材料及制造方法夹 具 体 铸 造 或 焊 接 的 方 法 制 造 。 由 于 铸 造 夹 具 体 有 以 下 特 点 ， 所 以 得到 了 广 泛 的 应 用 。（ 1） 铸 造 工 艺 性 良 好 ， 几 乎 不 受 零 件 大 小 、 形 状 、
24、重 量 和 结 构 复 杂 程 度的 限 制 ；（ 2） 铸 造 夹 具 体 吸 振 性 良 好 ， 可 减 小 或 避 免 其 受 力 而 产 生 的 振 动 ；（ 3） 铸 造 夹 具 体 承 受 抗 压 能 力 大 ， 可 承 受 较 大 的 切 削 力 、 夹 紧 力 等 力 的作 用 。铸 造 材 料 一 般 采 用 HT200 或 HT150 两 种 。 夹 具 体 应 进 行 时 效 处 理 ，以 消 除 内 应 力 。本 设 计 采 用 HT200。参考文献邹 青 机 . 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 指 导 教 程 . M.北 京 ： 机 械 工 业 出 版 ，2004马 壮 . 赵 越 超 . 马 修 泉 . 工 程 材 料 与 成 型 工 艺 .M. 沈 阳 ： 东 北 大 学 出 版 社 ，2007徐 鸿 本 .机 床 夹 具 设 计 手 册 M.沈 阳 ： 辽 宁 科 学 技 术 出 版 社 ， 2004王 启 平 .机 床 夹 具 设 计 M.哈 尔 滨 ： 哈 尔 滨 工 业 大 学 出 版 社 ， 1996刘 守 勇 .机 械 制 造 工 艺 与 机 床 夹 具 M.北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ,1994龚 定 安 .机 床 夹 具 设 计 M.西 安 ： 西 安 交 通 大 学 出 版 社 ,1992
