1、机械制造工艺学A项 目 报 告“支架”零件的机械加工工艺规程及“钻2-13孔”夹具设计08级机制一班080101010112陈胜康2011/7/14机械制造工艺学2目录1 零件的工艺性分析 21.1支架待加工表面的技术要求 .21.2 审查支架的工艺性 21.3 确定摇臂支架的生产类型 22 确定毛坯 23 拟定摇臂支架的工艺路线 23.1 定位基准的选择 23.2 表面加工方法的确定 23.3 加工阶段的划分 23.4 工序的集中和分散 23.5 工序顺序的安排 24 时间定额计算（略） 25工艺经济性分析 .25“钻2-13孔”夹具设计 .25.1 加工工艺要求 25.2 确定夹具的定位方
2、案 25.3 夹具精度验算 25.4方案综合评价与结论 .26总结 .2机械制造工艺学31 零 件 的 工 艺 性 分 析1.1支 架 待 加 工 表 面 的 技 术 要 求加工表面 公差/mm及精度等级 表面粗糙度 Ra/m耳面孔 12.525mm孔 IT9 12.540mm孔 IT7螺纹孔 IT7凸台耳面 6.3结合面 IT6 3.2半圆面 6.3左轴套上下端面 12.5注：1.未注公差按IT13选择2. 40mm孔与其相关零件同时加工机械制造工艺学41.2 审 查 支 架 的 工 艺 性分析零件图可知，该零件除了主要工作表面外，其余表面加工精度都比较低，不需要高精度的机床加工，通过通用机
3、床铣削，车削，钻床的粗加工就可以达到加工要求。主要工作表面加工精度虽然相对较高，但在正常的生产条件下，使用专用夹具，采用较经济的方法就可以保证质量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。1.3 确 定 摇 臂 支 架 的 生 产 类 型本零件产量4000件/年，支架属于轻型零件，大批量生产2 确 定 毛 坯毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产，毛坯选用铸件。为提高生产率和精度，采用金属模铸造的方法来制造毛坯，毛坯精
4、度高，加工余量小。3 拟 定 摇 臂 支 架 的 工 艺 路 线3.1 定 位 基 准 的 选 择定位基准有粗基准和精基准之分。通常先确定精基准，后确定粗基准。1.精基准的选择机械制造工艺学5根据该支架的技术要求和装配要求，选择左轴套孔轴线和左轴套的下端面作为精基准。零件上的很多表面都可以采用它们作为基准来进行加工。即遵循了“基准统一”的原则。支架左轴套的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工40孔和耳面孔以及铣半圆端面、耳面和结合面，这样就实现了设计基准和工艺基准的重合。半圆面做为精基准，可以钻耳孔和40m孔。同时也保证了被加工表面的平行度要求。2.粗基准的选择选择粗基准，要注意表面是否平整
5、，有没有铸造浇冒口，毛刺或者其他缺陷。我选择左轴套的外圆面做粗基准，保证了钻作为精基准的左轴套25孔和外圆的同轴度。3.2 表 面 加 工 方 法 的 确 定加工方案及相关要求加工表面1 2 3 4备注耳面孔钻IT13Ra 12.5m表4-13 25mm孔钻IT13Ra 12.5m扩IT11铰IT9表4-13 40mm孔钻IT13Ra 12.5m扩IT11粗铰IT9精铰IT6表4-13螺纹孔钻IT13机攻螺纹IT7机械制造工艺学6凸台粗铣IT13Ra 6.3m表 4-17耳面粗铣IT13Ra 12.5m半 精 铣IT8Ra6.3m精 铣IT6Ra3.2m表 4-17结合面粗铣IT13Ra 6.
6、3m半 精 铣IT13Ra3.2m表 4-17半圆面粗铣IT13Ra 6.3m表 4-17左轴套上下端面粗铣IT13Ra 12.5m表 4-173.3 加 工 阶 段 的 划 分该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工，半精加工和精加工。在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。然后粗铣各个待加工表面，在半精加工阶段，完成支架要求较高的耳面和结合面的粗铣。在精加工阶段，进行耳面的精铣，主要保证6级精度的结合面尺寸精度和表面粗糙度。机械制造工艺学73.4 工 序 的 集 中 和 分 散零件选用工序分散的原则安排支架的加工工序。该支架的
7、生产类型为大批大量生产，而且多数加工表面要求不高，可以采用万能型机床配以专用工夹具，以提高生产率，缩短加工时间。3.5 工 序 顺 序 的 安 排1.机械加工顺序（1）遵循“先基准后其他”的原则。首先加工精基准支架的底面和25孔。（2）遵循“先粗后精”的原则。先安排粗加工工序，然后再安排加工工序。（3）遵循“先主后次”的原则。先加工主要表面支架的结合面、支架耳朵端面、支架40孔。（3）遵循“先面后孔”的原则。首先加工各个端面和表面，后加工各个孔。2.热处理工序（略）3.辅助工序在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该摇臂支架的安排顺序为：基准加
8、工主要加工表面粗加工以及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。机械制造工艺学8摇 臂 支 架 的 工 艺 路 线 及 相 关 设 备 选 用工 序号 工 序 名 称 机 床 设 备 刀 具 量 具1 粗 铣 左 轴 套 下 端 面 立 式 铣 床 X5032 高 速 钢 铣 刀 游 标 卡 尺2 粗 铣 左 轴 套 上 端 面 立 式 铣 床 X5032 高 速 钢 铣 刀 游 标 卡 尺3 钻 25孔 台式钻床Z400 6A 麻 花 钻 塞 规4 扩 25孔 台式钻床Z400 6A 扩 孔 钻 塞 规5 铰 25孔 台式钻床Z400 6A 铰 刀 塞 规6
9、 粗 铣 前 后 半 圆 面 立 式 铣 床 X5032 高 速 钢 铣 刀 游 标 卡 尺7 粗 铣 凸 台 立 式 铣 床 X5032 高 速 钢 铣 刀 游 标 卡 尺8 粗 铣 双 耳 面 与 结 合 面 立 式 铣 床 X5032 高 速 钢 铣 刀 游 标 卡 尺9 半 精 铣 双 耳 面 与 结 合 面 、手 工 去 毛 刺 立 式 铣 床 X5032 高 速 钢 铣 刀 、锉 刀 游 标 卡 尺10 精 铣 双 耳 面 立 式 铣 床 X5032 高 速 钢 铣 刀 游 标 卡 尺11 钻 螺 纹 底 孔 台式钻床Z400 6A 麻 花 钻 塞 规12 钻 双 耳 孔 台式钻床
10、Z400 6A 麻 花 钻 塞 规13 钻 40孔 台式钻床Z400 6A 麻 花 钻 塞 规14 扩 40孔 台式钻床Z400 6A 扩 孔 钻 塞 规15 粗 铰 40孔 台式钻床Z400 6A 铰 刀 塞 规16 精 铰 40孔 台式钻床Z400 6A 铰 刀 塞 规17 攻 丝 台式钻床Z400 6A 丝 锥 螺 纹 塞 规18 清 洗 清 洗 机20 终 检 塞 规 、 百 分表 等机械制造工艺学94 时 间 定 额 计 算 （ 略 ）5工 艺 经 济 性 分 析立式铣床X5032 18元/小时台式钻床Z4006A 12元/小时加工中心 80元/小时在支架零件的加工过程中，以钻削、铣
11、削为主，采用具有钻铣功能的数控机床能够明显减少加工时间，主要是装夹时间，并且减少相关夹具的制造费用，在前5道工序加工出精基准后，其余6-17工序，全部可以在一台加工中心完成，可以大大减少装夹时间，并且保证精度，普通加工中心工时费是普通机床的4到6倍，但是减少的装夹、调整、辅助时间，远远大于这个数字，所以在大批量支架的加工中，使用数控加工中心，可以明显提高效率节约费用。使用普通机床加工时，由于铣削与钻削加工有连续型，如工序6到10都为铣削加工，工序11到16都在钻床加工，使用专用加床，组合机床，如组合铣床，组合钻床，和专用刀具，如钻-扩-铰刀，并且在夹具上大量使用快换零件和转位机构，能明显提高效
12、率。5“钻 2- 13孔 ”夹 具 设 计5.1 加 工 工 艺 要 求两个13孔精度要求虽不高，但其与40孔轴线有对称度的要求，且要保证两孔间的中心距，加工时应注意，必须保证。孔的内表面要求的粗糙度值为Ra12.5，属低精度 要求，加工时也要注意。 根据工艺要求，钻孔时需完全定位，限制6个自由度，才能在保证加工尺寸、形位精度要求。本工序的加工精度要求并不高，故加工本道工序时可考虑提高劳动生产率。机械制造工艺学105.2 确 定 夹 具 的 定 位 方 案“钻2- 13孔”夹具设计图中1为一个定位心轴，它限制了除轴向转动以外的所有自由度，图中2为一个和肋板配合的类似挡板的东西，它限制了绕轴套的
13、转动，六个自由度完全限制，实现了完全定位。 5.3 夹 具 精 度 验 算1.定位误差工件以25H9孔及其端面在心轴的外圆和轴肩上定位，保证底面与心轴轴线的垂直度公差即可保证定位的精确性。基准位置误差取决于心轴与轴套的配合尺寸，其最大配合间隙即位定位误差 dw。机械制造工艺学112.夹具制造与安装误差该项误差包括:钻模板衬套轴线与定位心轴轴线距离误差，钻套与衬套的配合间隙，钻套孔与外圆的同轴度误差，刀具引偏量（略）5.4 方 案 综 合 评 价 与 结 论由于孔的加工需采用完全定位的方法，定位较复杂，相对而言其精度就较难保证，其成本也就越高，在制造夹具时要保证足够的加工精度，以此保证工件的装夹
14、精度。此装夹方案，在夹具精度足够时，其定位与夹紧还是可靠的，故方案可行度足够。6 总 结这次课程设计是我认识到了自己在平时学习中的不足，有很多知识并没有完全掌握，概念不清，通过这次课设我发现了自己的不足，也努力的弥补了以前遗漏的知识。之前课本上讲解的关于夹具的知识只是有一个感性的认识，并没有深入的了解，通过此次对两个13孔的夹具的设计，我查阅了很多资料，还和同学讨论了设计的方案，对夹具的认识终于有了质的飞跃。此外，我对工件加工时应注意的加工原则，例如先粗加工后精加工，工序基准和设计基准相一致等也有了深刻的认识。今后我一定要努力的学习课本知识，并将其与实际相结合，在实践中提高自己，为将来工作积累经验。参考文献：1王先逵. 机械制造工艺学M. 第二版，北京：机械工业出版社，2005
