左支座加工工艺和钻4-φ13孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 河南机电高等专科学校 毕业设计说明书 论文题目 ： 左支座零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计 系 部： 机械工程系 专 业： 计算机辅助设计与制造 班 级： 机计 074 学生姓名： 马帅 学 号： 070115442 指导教师： 王学让 2010 年 05 月 10 日 河南机电高等专科学校毕业设计 I 摘 要 在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生 直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。 关键词 ：工艺规程；定位误差；夹紧；加工余量；夹紧力 in of of on of if is it In of is it of to of of of of of a of of a of of of of of 南机电高等专科学校毕业设计 目 录 摘 要 . I 绪 论 . 1 第 1 章 车床左支座零件的分析及毛坯的确定 . 2 床左支座的作用和工艺分析 . 2 件的作用 . 2 件的工艺分析 . 3 件毛坯的确定 . 3 坯材料的制造形式及热处理 . 3 坯结构的确定 . 4 第 2 章 车床左支座的加工工艺设计 . 5 艺过程设计中应考虑的主要问题 . 5 工方法选择的原则 . 5 工阶段的划分 . 5 工顺序的安排 . 6 序的合理组合 . 7 准的选择 . 7 基准和精基准的具体选择原则 . 7 择本题零件的基准 . 8 床左支座的工艺路线分析与制定 . 9 序顺序的安排的原则 . 9 艺路线分析及制定 . 9 械加工余量 . 12 响加工余量的因素 . 12 械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 . 12 定切削用量及基本工时 . 15 序一 粗铣 80 ). 15 序二 粗镗 80孔 . 18 序三 精铣 80端端面 . 19 第 3 章 专用夹具设计 . 22 位基准及定位元件的选择 . 22 削力及夹紧力的计算 . 22 位误差分析与计算 . 23 具设计及操作的简要说明 . 24 致 谢 . 25 参考文献 . 26 附 录 . 27 河南机电高等专科学校毕业设计 河南机电高等专科学校毕业设计 河南机电高等专科学校毕业设计 河南机电高等专科学校毕业设计 1 绪 论 一、设计目的 毕业设计是高等院校学生在学完了大学所有科目，进行了生产实习之 后的一项重要的实践性教学环节。毕业设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产实际问题的能力，使学生进一步巩固大学期间所学的有关理论知识，掌握设计方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。 另外，这次毕业设计也是大学期间最后一项实践性教学环节。通过本次毕业设计，应使学生在下述各方面得到锻炼： 械制造技术和其他有关课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等 问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。 一步提高结构设计 (包括设计计算、工程制图等方面 )的能力。 有关国家标准、手册、图册、规范等。 二、设计任务 毛坯合图及左支座零件图。 河南机电高等专科学校毕业设计 2 第 1 章 车床左支座零件的分析及毛坯的确定 机械加工工艺是实现产品设 计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。 在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理地安排加工顺序，逐步地把零件 加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。 床左支座的作用和工艺分析 件的作用 题目所给的是机床上用的的一个支座 两个方向上的 5 02 槽 0耳孔部有一定的弹性 ,并利用耳部的21孔穿过 螺栓一端与 25)配合的杆件通过旋紧其上的螺母夹紧 ,使装在 80 )心轴定位并夹紧 。 河南机电高等专科学校毕业设计 3 件的工艺分析 左支座共有两组加工表面 ,它们互相之间有一定的位置要求 ,现分别叙述如下 : 一、以 80 )内孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括 :80 )个 1320的沉头螺栓孔 ,以及两个 10的锥销孔 ,螺纹 2 )要加工表面为 80 )中 80 )大端端面对 80 )二、以 25：这一组加工表面包括 21通孔和 38的沉头螺栓孔以及 43的沉头孔 ,螺纹 (02 )要加工表面为 25 由上述分析可知，对于以上两组加工表面 ,可以先加工其中一组，然后再借助于专用夹具加工另一组加工表面，并且保证其位置精度。 件毛坯的确定 坯材料的制造形式及热处理 一、左支座零件材料为 :所受的 动载荷和交变载荷较小 而且零件的轮廓尺寸不大 ,故可以采取金属模机械砂型铸造成型，这样有助于提高生产率 ,保证加工质量 . 灰铸体一般的工作条件： 90 二、毛坯的热处理 灰铸铁（ 的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁河南机电高等专科学校毕业设计 4 厚较薄的部位可能出现的白口组织（有 大量的渗碳体出现），以便于切削加工。 坯结构的确定 根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的年生产纲领 500 件 /年。由参考文献可知，其生产类型为中批生产。毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造成型。又由于支座零件 80孔需铸出，故还应安放型芯，此外，为清除残余应力，铸造后应安排人工时效。 由参考文献可知，该种铸件的尺寸公差等级 10级，加工余量等级 级，故选取尺寸公差等级 0级，加工余量等级 级。 铸件的分型面选择通过从基准孔轴线，且与侧面平行的面。浇冒口位置 分别位于 80孔的上顶面。 由参考文献用查表法确定参考面的总余量如表 1 表 1各加工表面总余量（ 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量 说明 A 面 140 G 面，单侧加工 80 孔 80 H 降 1 级大侧加工 由参考文献可知铸件主要尺寸的公差，如表 1示 。 表 1毛坯主要尺寸及公差（ 主要尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 面中心距尺寸 100 04 80 孔 80 5 南机电高等专科学校毕业设计 5 第 2 章 车床左支座的加工工艺设计 艺过程设计中应考虑的主要问题 工方法选择的原则 （ 1） 所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。 （ 2） 所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。 （ 3） 所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 （ 4） 加工方法要与生产类型相适应。 （ 5） 所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。 工阶段的划分 为保证零件加工质量和合理地使用设备、人力，机械加工工艺过程一般可分为一下几个阶段： 主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽可能接近成品。因此，此阶段应采取措施尽可能提高生产率。 完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备。 保证各主要表面达到图样的全部技术要求，此阶段的主要目标是保证加工质量。 对质量要求很高的表面，应安排光整加工，以进一步提高尺寸精度和减少表面粗糙度。但一般不能用以纠正形状误差和位置误差。 河南机电高等专科学校毕业设计 6 通过划分加工阶段：（ 1）可以逐步消除粗加工因余量大、切削力大等因素造成的加工误差，保证加工质 量。（ 2）可以合理使用机床设备。（ 3）便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合得更好。（ 4）可以及时发现毛坯缺陷，及时修补或决定报废，以免因继续盲目加工而造成工时浪费。 工顺序的安排 零件的加工顺序包括切削加工顺序、热处理先后顺序及辅助工序。在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。 一、机械加工顺序的安排原则 有些表面的最后精加工安排在部装或总装工程中进行，以保证较高的配合精度。 二、热处理工序的 安排 热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于零件材料及热处理的目的。 预热处理的目的是改善材料的切削工艺性能、消除残余应力和为最终热处理作好组织准备。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的残余应力：调质一般安排在粗加工和半精加工之间进行，为最终热处理作好组织准备：时效处理用以消除毛坯制造和机械加工中生产的内应力。 最终热处理的目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性及防腐美观等。淬火及渗碳淬火、氰化、氮化等安排在精加工磨削之前进行；由于调质后零件的综合机械性能较好，对某些硬度和耐磨 性要求不高的零件，也可作为最终热处理，其工序位置安排在精加工之前进行；表面装饰性镀层、发蓝处理，安排在机械加工完毕后进行。 三、辅助工序的安排 辅助工序主要包括：检验、清洗、去毛刺、去磁、到棱边、涂防锈油及平衡等。其中检验工序是主要的辅助工序，是保证产品质量的主要措施。除各工序操河南机电高等专科学校毕业设计 7 作者自检外，在关键工序之后、送往外车间之前、粗加工结束之后，精加工之前、零件全部加工结束之后，一般均安排检验工序。 序的合理组合 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定 工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则： 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设 备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。中批及大批大量生产中，多采用工序工序分散的加工原则，生产中可以采用结构简单的专用机床和通用夹具，组织流水线生产。 准的选择 基准和精基准的具体选择原则 一、粗基准的选择 粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各河南机电高等专科学校毕业设计 8 加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。一般按下列原则选择： 与加工面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。 有注口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。 二、精基准的选择 应当尽量使定位基准与设计基准相重合，以避免因基准不重合而引起定位误差。 在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个(或一组 )定位基准来定位，称为基准统一原则。 则 当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面作为基准，称为自为基准原则。 对于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基准反复加工的方法，这称为互为基准原则。 所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面。 三、辅助基准的选择 选择辅助基准时应尽可能使工件安装定位方便，便于实现基准统一，便于加工。 择本题零件的基准 一、粗基准的选择原则 河南机电高等专科学校毕业设计 9 按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表 面的时候 ,应该选取这些不加工的表面为粗基准 ;若零件有若干个不加工表面时，则应以其加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。现取 外圆柱表面作为定位基准，消除 X,Y 的转动和 X,Y 的移动四个自由度 ,再用 80 )小端端面可以消除 Z 周的移动。 二、精基准的选择原则 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算。 80 孔和 是设计基准，用它们做精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，其余各面 和孔的加工也能用它定位，这样使工艺规程路线遵循了“基准统一”的原则。此外， 位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。 由于生产类型为中批生产，故应该采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外还应降低生产成本。 床左支座的工艺路线分析与制定 序顺序的安排的原则 寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准 基准后其他”的顺序，首先加工精基准面 主 后次，先粗后精”的顺序 艺路线分析及制定 河南机电高等专科学校毕业设计 10 一、工艺路线方案一 工序一：粗镗、精镗孔 80 )工序二：粗铣、精铣 80 ) 工序三：镗 80 ) 45倒角。 工序四：钻 4通孔，锪 20 工序五：钻 2锥销底孔，粗铰、精铰 2 工序六：铣削尺寸为 5 工序七：钻削通孔 20、铰孔 25沉头螺栓孔 38 工序九：钻削 8 工序十：铣削尺寸为 5 工序十一：攻螺纹 8 工序十二：终检。 二、工艺路线方案二 工序一：粗铣、精铣削 80 ) 工序二：粗 镗、精镗 80 )及倒 2 45的倒角。 工序三：钻削底板上的 4 4 工序四：钻削锥销孔 2削锥销孔 10 工序五：钻削 21通孔，扩、铰孔 25沉头螺栓孔 3843 工序六：铣削尺寸为 5 工序七：钻削 8 工序八：铣削尺寸为 5 工序九：攻螺 纹 8 工序十：终检。 三、工艺方案分析 工艺方案路线一：本路线是先加工孔后加工平面，再以加工后的平面来加工孔。这样减少了工件因为多次装夹而带来的误差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因铸造原因引起的圆柱 容易引起80 )孔在加工过程中引偏。使 80 )内孔与 圆柱的同心度受到影响，造成圆筒的局部强度不够而引起废品。工艺路线方案二 则河南机电高等专科学校毕业设计 11 是先加工平面再加工孔。本工艺路线可以减小 80 )孔与底座垂直度误差，以及 80 ) 柱的同心度，使圆筒的壁厚均匀外，还可以避免工艺路线一所留下的部分缺陷（即：工艺路线一中的工序六加工后再加工下面的工序的话，会由于工序六降低了工件的刚度，使后面的加工不能保证加工质量和加工要求）。 四、工艺方案的确定 由上述分析，工艺路线二优于工艺路线一，可以选择工艺路线二进行加工，在工艺路线二中也存在问题 ，粗加工和精加工放在一起也不能保证加工质量和加工要求，所以我们得出如下的工艺路线： 工序一：粗铣 80 ) 用 工序二：粗镗 80 )孔 80 )用 工序三：精铣 80 ) 80 )用 工序四：精镗 80 )及 80 )45，以 80 )用 工序五：钻削 4通孔，锪沉头螺栓孔 4 80 )用 式钻床和夹具。 工序六：钻削 21通孔，扩、铰孔 25铰 36沉头螺栓孔。以 80 )用 工序七：锪削沉头螺栓孔 43孔 80 )用 工序八：钻削 80 )用 工序九：铣削尺寸为 5 80 )用 工序十：钻削 80 )用 工序十一：铣削尺寸为 5 80 )用 河南机电高等专科学校毕业设计 12 工序十二：珩磨 80 )孔 80 ) 工序十三：攻螺纹 8 工序十四：终检。 械加工余量 工艺路线确定以后，就需要安排各个工序的具体加工内容，其中最主要的一项任务就是要确定各个工序的工序尺寸及上下偏差。工序尺寸的确定与工序的加工余量有关。加工余量是指加工过程中从加工表面切 去材料层厚度。余量有由工序余量和加工总余量之分。工序余量是同一被加工表面相邻两工序尺寸之差；加工总余量是某一表面毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差。 响加工余量的因素 确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，越小越好。在确定时应该考虑一下因素： 械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 左支座零件的材料是 拉强度为 195件的毛坯质量为 件的生产类型是中批生产；参考机械加工工艺简明手册毛坯的制造方法及其工艺特点，选择左支座零件的毛坯制造类型选择为金属模机械砂型铸造成型。 由上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸河南机电高等专科学校毕业设计 13 及毛坯尺寸如下： )端其加工尺寸为 140140证高度尺寸100尺寸是自由尺寸表面粗糙度值 要精加工。根据机械加工工艺简明手册成批生产铸件机械加 工余量等级，可得：金属模机械砂型铸造成型的灰铸铁加工余量等级可取 8 10级我们取 9级，加工余量 级，铸件尺寸公差可得 得 加工余量。 )内表面，其加工长度为 100面粗糙度值 要精铰和珩磨。查机械加工工艺简明手册铸件尺寸公差可得 铸造尺寸公差，可得 加工余量。 三、 80 )个螺栓孔。只 需要钻底孔和锪沉头孔即可。则加工余量为： 钻削 13 双边加工余量 2Z 13沉头孔 20 双边加工余量 2Z 7、内表面 212538 43些内表面中有些需要多次加工才才能完成。加工余量分别为： 21 双 边加工余量 2Z 21表面 （ 1） 21 双边加工余量 2Z 2） 双边加工余量 2Z 3） 25 双边加工余量 2Z 以一次性锪成型。 则双边加工余量 2Z 17可以一次性加工出来。 则双边加工余量 2Z 22、尺寸为 5两条槽，每一条槽都可以一次性铣削成型，则双边加工余量 2Z 5 六、 8螺纹孔，机加工车间只需要加工螺纹的底孔，攻螺纹的工作可以放在钳工室。则： 双边加工余量 2Z 双边加工余量 2Z 、内孔 80 ) 河南机电高等专科学校毕业设计 14 80 )级加工精度，铸件的毛坯重量约为 机械加工工艺简明手册铸件机械加工余量可以得到内圆的单边加工余量为 Z 械加工工艺简明手册铸件公差，可得： 机械加工工艺手册珩磨的加工余量，可得：珩磨的单边加工余量 Z 机械加工工艺手册扩孔、镗孔、铰孔的加工余量 Z 查机械加工工艺手册卧式镗床的加工公差，可得： 里取 珩磨的加工余量和精镗的加工余量剩下的余量都给粗镗。查机械加工工艺手册卧式镗床的加工公差，可得 们这里取 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此规定都有加工公差，所以规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上的加工余量有最大及最小之分。 由于本次设计规定的零件为中批生产，应该采用调整法加工。因此在计算最大、最 小加工余量时应该按照调整法加工方式予确定。 由此可知： 毛坯的名义尺寸： 2 75坯的最大尺寸： 坯的最小尺寸： 75 镗后最小尺寸： 2 77镗后最大尺寸： 77+镗后最小尺寸： 2 镗后最大尺寸： 磨后尺寸与零件图纸尺寸相同，即： 80 )后将上述的计算的工序间尺寸及公 差整理成下表 2 河南机电高等专科学校毕业设计 15 表 280 )的加工余量计算 （单位： 工序 加工尺寸公差 铸件毛坯80 ) 粗镗 精镗 珩磨 加工前 最大 7 小 工后 最大 7 0 最小 工余量（单边余量） 大 小 工公差（单边） 2 2 2 2 定切削用量及基本工时 序一 粗铣 80 )本工序采用计算法确定切削用时 加工材料： 加工要求：粗铣孔 80 ) 机床和夹具： 式升降台铣床专用夹具，用 刀具： 材料为 D=160=45mm,d=50=16, 10 ， 1 15 ，n 12 。查机械加工工艺手册常用铣刀参考几何角度和镶齿套式面铣刀，可得以上的参数。并查出铣刀的刀具耐用度为 T 10800s。 确定 80知毛坯长度方向的加工余量 Z 虑 3 的拔模斜度，则毛坯长度方向的加工余量 Z 是实际上此平面还要进行精铣所以不用全部加工， 留 加工余量给后面的精加工。河南机电高等专科学校毕业设计 16 因此实际大端端面的加工余量可以按照 Z=算。可以分两次加工则每次加工的加工余量 Z 削的宽度为 14