机械制造技术基础课程设计-支架零件的工艺规程及钻φ15孔的钻床夹具设计【全套图纸】 .pdf

题 目： 支架零件的机械加工工艺规程编制 及钻削15fmm 孔工序专用夹具设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级： 机电 05-2 班 姓 名： 指导教师： 完成日期： 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 一、设计题目一、设计题目 支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削支架零件的机械加工工艺规程编制及钻削15f孔工序专用夹具设计孔工序专用夹具设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图（草图） 1 张 (2) 生产类型: 5000 件/年 三、上交材料三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程综合卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (4) 夹具装配图 1 张 (5) 夹具体零件图 1 张 (6) 课程设计说明书(5000 字左右) 1 份 四、进度安排四、进度安排(参考参考) (1) 熟悉零件,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 摘摘 要要 本课程设计是重要的实践教学环节之一， 其主要内容是机械加工 工艺规程编制和钻削孔工序专用夹具设计。 本课程设计是在完成生产实习， 学完机械制造技术基础和其它专 业课程之后进行的。学生通过该课程设计，将所学理论与生产实践相 结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养，另外也为以后搞好 毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。通过该课程，学生应该 在下述各方面得到锻炼： 1.使学生具有制定工艺规程的初步能力。 能综合运用机械制造技 术基础和其他课程的基本理论和方法， 正确的制定一个零件的机械加 工工艺规程。 2.具有设计专用夹具的初步能力，提高结构设计能力。 3.结合工艺设计内容，能够熟练的应用工艺计算方法，正确的进 行工艺计算，如工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、 夹紧力等。 4.进一步提高查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面 的能力。 5.通过设计的全过程，使学生会进行工艺设计的程序和方法，培 养独立思考和独立工作的能力。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii abstract this course design is an important part of teaching ，itis the main contents of a point of order processing machinery and drilling holes for fixture design process. this course is designed to complete the production internships, completion of machinery manufacturing and technological foundation and other professional courses conducted. students through the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, resolved the issue of capacity issues and the initial training, and also do a good job after graduation for the design and embarked on a comprehensive training for jobs. through the courses, students in the following areas should be tempered: 1. so that students have developed a point of order of the initial capacity. can make comprehensive use of machinery manufacturing technology and other courses based on the basic theories and methods, the right to develop a parts order processing machinery. 2. fixture with the preliminary design for capacity and improve structural design capacity. 3. combination of design, the application process can be skilled method of calculating the correct conduct of calculation, such as technical parameters, cutting force, cutting power, cutting speed, positioning error, the clamping force, and so on. 4. further improve access to information, skilled use of design manual, reference materials, such as the ability. 5. through the entire process of design, process design so that students will carry out the procedures and methods, and foster independent thinking and the ability to work independently. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv 目 录 1.支架零件的机械加工工艺规程编制 1 1.1 支架零件的工艺分析及生产类型的确定 1 1.1.1 零件用途 . 1 1.1.2 分析零件的技术要求 . 1 1.1.3 审查零件的工艺性 . 1 1.1.4 确定支架的生产类型 . 2 1.2 确定毛坯、绘制毛坯简图 2 1.2.1 选择毛坯 . 2 1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 . 2 1.2.3绘制支架铸造毛坯简图 3 1.3 拟定支架工艺路线 3 1.3.1定位基准 3 1.3.2表面加工方法的确定 3 1.3.3 加工阶段的划分 . 4 1.3.4 工序的集中与分散 . 4 1.3.5 工序顺序的安排 . 4 1.3.6 确定工艺路线 . 5 1.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 5 1.4.1 工序5钻-粗铰-精铰 15f mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定 . 5 1.5 切削用量的计算 6 1.5.1 钻孔工步 . 6 1.5.2 粗铰工步 . 6 1.5.3 精铰工步 . 7 2.钻削 4f 孔工序钻用夹具设计 7 2.1.夹具设计任务 7 2.2.确定夹具的结构方案 7 2.3.画夹具装配图 8 2.4.夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求。 8 参考文献 8 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1.支架零件的机械加工工艺规程编制支架零件的机械加工工艺规程编制 1.1 支架零件的工艺分析及生产类型的确定支架零件的工艺分析及生产类型的确定 1.1.1 零件用途零件用途 支架零件主要起支撑作用。 1.1.2 分析零件的技术要求分析零件的技术要求 (1) 零件材料为 ht200。 (2) 支架零件技术要求汇集在下表 表表 1- 1 支架零件技术要求表支架零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏 差/mm 公差/mm 及精 度等级 表面粗糙 度|m 形位公差 /mm 15mmf 孔 0.018 0 15f 0.018，it7 ra1.6 0.05b 27mmf 孔 0.021 0 27f + 0.021，it7 ra1.6 28mmf 圆 柱左端面 28f it9 ra12.5 30mmf 圆 柱右端面 30f it9 ra12.5 连接板左 端面 8070 it10 ra12.5 45mmf 圆 柱上端面 45f it9 ra6.3 60mmf 圆 柱下端面 60f it9 ra6.3 螺纹退槽 32 it12 ra6.3 1.1.3 审查零件的工艺性审查零件的工艺性 由零件图分析可知，支架头部两端面和尾部两端面均要求切削加工，并在 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 轴向方向上均高于相邻表面，这样减少了加工面积且易于加工。肋板的存在增 加了支架头部的接触刚度， 15f 的孔和 27f 的孔的端面均为平面，可以防止加工 过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其 余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就 可以达到加工要求；而主要工作表面，虽然加工精度相对较高，但也可以在正 常生产条件下采用较经济的方法保质保量的加工出来，因此该零件的加工工艺 性好。 1.1.4 确定支架的生产类型确定支架的生产类型 依设计题目知：q=5000 件/年，m=1 件/年；结合生产实际，备品率 a%和 废品率 b%分别取 3%和 5%。代入公式得 () ()n5000/10.5%5175.8/=+=件 年 1件/年1+3%件 年 支架重量为 4.5kg，支架属轻型零件；该支架的生产类型为大批生产。 1.2 确定毛坯、绘制毛坯简图确定毛坯、绘制毛坯简图 1.2.1 选择毛坯选择毛坯 由于该支架结构复杂，所以毛坯选用铸件，用于铸造的材料为 ht200。此 支架的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和铸件精度，宜 采用金属模机器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5。 1.2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由表 2- 12- 5 可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如 下各项因素。 1）公差等级 由支架的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为 ct810，选择 ct9。 2）铸件分型面 根据该铸件的形位特点，选择零件中间对称面为分型面。 3）表面粗糙度 由零件图可知，该支架各加工表面的粗糙度 ra 均大于等于 3.2 mm 。 根据上述诸因素，可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量，所得结 果列于表中 表表 1- 2 支架铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量支架铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量 项目/mm 机械加工余量/mm 尺寸公差备注 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 /mm 厚度 38 1.8 表 2- 3 0.30.5（两端面分别取 0.4 和 0.5） 表 2- 4 连接板厚12 1.6 表 2- 3 0.30.5（取 0.5） 表 2- 4 距离 57 2 表 2- 3 0.51（取 1） 表 2- 4 距离 110 2.5 表 2- 3 0.81.5（取 1.5） 表 2- 4 1.2.3 绘制支架铸造毛坯简图绘制支架铸造毛坯简图 支架零件毛坯简图.exb 1.3 拟定支架工艺拟定支架工艺路线路线 1.3.1 定位基准定位基准 定位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。 1）精基准的选择 根据该支架零件的技术要求和装配要求，选择支架底座底面、 60f mm 圆柱 轴线和支架头 15f mm 孔轴线作为精基准， 零件上的很多表面都可以采用它们作 基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则， 60f mm 圆柱轴线是设计基准，选 用其作精基准定位加工支架头 15f mm 孔，实现了设计基准和工艺基准的重合， 保证了被加工孔的轴线的垂直度要求。 选用支架座底面和 15f mm 孔轴线作为精 基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该支架在 60f mm 圆柱轴线方向上 的尺寸多以他们作为设计基准，即遵循了“基准统一”原则。 2) 粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。选择支架头 左端面作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。 1.3.2 表面加工方法的确定表面加工方法的确定 根据支架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工各表面 的加工方法，如下表所示。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 表表 1-3 支架零件各表面加工方案支架零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 ra/ 加工方案 备注 支架头圆柱端面 it11 12.5 粗铣 表 1- 8 支架连接板端面 it11 12.5 粗铣 表 1- 8 支架座上下端面 it9 6.3 粗铣- 半精铣 表 1- 8 15f孔 it7 1.6 钻- 粗铰- 精铰 表 1- 7 27f孔 it7 1.6 钻- 扩- 粗铰- 精铰 表 1- 7 m42- 6h 6.3 钻- 扩- 车螺纹 表 1- 10 4f沉孔 it7 3.2 钻- 锪- 精铰 表 1- 7 m6- 6h 6.3 钻- 车螺纹 表 1- 10 1.3.3 加工加工阶段阶段的的划划分分 该支架的加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工和半精加工两个 阶段。 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；然后粗铣支架头圆柱两端面、支架板左端 面和支架座上下两端面。在半精加工阶段，完成 15f mm 孔、 27f mm 孔、m42- 6h 和支架座上端面的半精加工。 1.3.4 工序的工序的集中与集中与分分散散 选用工序集中原则安排支架的加工工序。该支架的生产类型为大批生产， 可以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 则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，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之间的相对位置精度要求。 1.3.5 工序工序顺顺序的安排序的安排 1)机械加工工序 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准支架座底面。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面。 （4） 遵循 “先面后孔” 原则， 先加工支架底座端面， 再加工 15f mm 孔、 27f mm 孔。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 1.3.6 确定工艺路线确定工艺路线 表表 1-4 支架工艺支架工艺路线路线及加工设及加工设备备、工、工装装的选用的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 1 粗铣支架底座 上下两端面 立式铣床 端铣刀 2 粗铣支架头圆 柱左右两端面和连 接板左端面 立试铣床 端铣刀 3 半精铣支架底 座上下两端面 立试铣床 端铣刀 4 钻-扩-粗铰- 精铰27fmm 孔 四面组合 钻床 麻花钻，扩孔钻，绞刀 5 钻-扩42fmm 孔 四面组合 钻床 麻花钻、扩孔钻 6 钻-粗铰-精铰 15fmm 孔 四面组合 钻床 麻花钻、铰刀、内径千分尺 7 钻-锪-精铰 4f沉孔 四面组合 钻床 麻花钻，90直柄锥面锪钻，铰刀 8 钻 4-m6-6h 通 孔 四面组合 钻床 麻花钻 9 车 m42-6h 螺纹 卧式车床 内螺纹车刀 10 车 4-m6-6h 通 孔 卧式车床 内螺纹车刀 1.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定 1.4.1 工序工序 5 钻钻-粗铰粗铰-精铰精铰 15f mm 孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定 由表 2- 28 可查的，精铰余量 z精铰 =0.05mm；粗铰余量 z粗铰 =0.95mm；钻孔 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 余量 z钻 =14.0mm。查表 1- 20 可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰： it7;粗铰：it10;钻：it12。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步 的公差值分别为，精铰：0.018mm ；粗铰：0.07mm；钻：0.18mm。 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰： 0.018 0 15f + mm； 粗铰： 0.07 0 14.95f + mm；钻孔： 0.18 0 14.0f + mm，他们的相互关系如下图所示： 1.5 切削用量的计算切削用量的计算 工序工序 5钻、钻、粗铰粗铰、精铰精铰15fmm 孔孔 1.5.1 钻孔工钻孔工步步 1）背吃刀量的确定 取 p a =14.0mm。 2）进给量的确定 由表 5- 22，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。 3）切削速度的计算 由表 5- 22，工件材料为 ht200，切削速度 v 可取为 18m/min。由公式（5- 1）n=1000v/pd可求得此工序钻头转速 n=409.5 r/min， 参照表 4- 9 所列 z535 型立式钻床的主轴转速，取转速 n=530r/min。再将此转 速代入公式（5- 1） ，可求出该工序的实际钻削速度 v=npd/1000=23.3m/min 。 1.5.2 粗铰粗铰工工步步 1）背吃刀量的确定 取 p a =0.95mm。 加工方向 0.95 0.05 +0.18 +0.07 +0.018 0.018 0 15.0f + 0.18 0 14.0f + 0.07 0 14.95f + 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 2）进给量的确定 由表 5- 31，选取该工步的每转进给量 f=1.00mm/r 3）切削速度的计算 由表 5- 31，切削速度 v 可取为 3m/min。由公式（5- 1） n=1000v/pd 可求得该工序铰刀转速 n=63.9r/min，参照表 4- 9 所列 z535 型立式 钻床的主轴转速, 取转速 n=68r/min。再将此转速代入公式（5- 1） ，可求出该工 序的实际切削速度 v=npd/1000=3.2m/min 1.5.3 精铰工步精铰工步 1）背吃刀量的确定 取 p a =0.05mm。 2）进给量的确定 由表 5- 31，选取该工步的每转进给量 f=0.8mm/r 3）切削速度的计算 由表 5- 31，切削速度 v 可取为 4m/min。由公式（5- 1） n=1000v/pd可求得此工序铰刀转速 n=84.9 r/min，参照表 4- 9 所列 z535 型立 式钻床的主轴转速, 取转速 n=100r/min。再将此转速代入公式（5- 1） ，可求出 该工序的实际切削速度 v=npd/1000=4.71m/min 2.钻削钻削15 f孔工序钻用夹具设计 孔工序钻用夹具设计 2.1.夹具设计夹具设计任务任务 钻支架 15mmf通孔。已知：工件材料为 ht200，毛坯为铸件，所用机床为 z535 型立式钻床，成批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。 2.2.确定夹具的确定夹具的结构方案结构方案 （1）确定定位元件 选用一短削边销与工件42mmf孔配合，限制一个自 由度，削边销轴肩与工件定位端面接触，限制三个自由度，支承板与连接板端 面接触限制两个自由度，工件的六个自由度被全部限制，实现了完全定位。定 位孔与削边销的配合尺寸取为 h7 n6 42mmf .对于钻孔工序，