机械制造技术课程设计-叉形支架的加工工艺及铣叉口的铣床夹具设计【全套图纸】.doc

哈尔滨理工大学课程设计说明书完整设计不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录序言I课程设计说明书正文：第1章 零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析1第2章 工艺规程设计22.1 确定毛坯的制造形式22.2 基面选择22.3 制定工艺路线22.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定32.5 确定切削用量及基本工时4第3章 专用夹具设计103.1设计主旨103.2夹具设计103.2.1定位基准的选择103.2.2切削力和加紧力计算103.2.3定位误差分析113.2.4卡具设计及操作的简要说明11课程设计心得体会12参考文献14全套图纸，加153893706千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行第1章 零件的分析1.1 零件的作用叉形支架是用来起支撑作用的构架，承受较大的力，也具有定位的作用，使零件之间保持正确的位置。1.2 零件的工艺分析在支架高60mm处两个R15mm宽20mm的凸出部位之间相隔97mm其中一个上有对称通孔。则此处构造比较复杂且在支架高底部处有10mm宽的一个缺口这两部分刚度比较低。中间有10mm的孔属于套类结构伸出部分为一平台上有螺纹通孔在端部有倾斜60的凸出部分起定位作用此处应力教集中强度要好。在平台下面有增强其硬度的肋板。两个R12mm凸出2mm宽36mm高处缺口及R10mm凸出部分为复杂结构其加工存在一定的难度要求较高防止其损坏需要对其进行必要的热处理。主要加工表面30mm中心孔及两端倒角上、下端面M1225螺纹通孔右端部倾斜60凸出部分中间孔8mm左端两个凸出部分外侧面及其中间M10螺纹孔和11孔。 (1) 选用灰铸铁HT150硬度150200HB负荷低磨损无关重要变形很小经过正火处理。灰铸铁件的牌号和应用范围如表1-1所示。 (2) 未标注圆角半径为R3mm。 (3) 加工表面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷并应清理清洁。 (4) 所有加工表面应光洁不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹杂物。 (5) 上下表面应与中心孔轴线保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm中心孔内表面表面粗糙度Ra1.6m左端两个凸出部分外表面Ra6.3m右端部倾斜60凸出部分中间孔内表面Ra1.6m为较高精度且8015.00。 (6) 在加工之前进行人工时效热处理对毛坯预备性热处理为降低零件硬度在精加工阶段的磨削加工前进行淬火处理淬火后工件硬度提高且易变形。 第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为灰铸铁。选用铸造零件为中批量生产，零件的轮廓尺寸不大，故可采用铸造成型，这对于提高生产率、保证加工质量也是有利的。2.2 基面选择定位基准就是工件上直接与机床或夹具的定位元件相接触的点线面。基准的选择是工艺规程设计的重要工作之一。基准选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺路线问题百出，严重的还会造成零件大批报废，试生产无法进行。1粗基准的选择对平板类零件而言，以底面作为粗基准完全合理。2精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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，使工序集中来提高生产效率。除此之外还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线方案工序1:铸件工序2: 粗铣M面工序3: 粗铣N面。工序4: 粗铣R面工序5: 粗铣S面及T面工序6；铣支架叉口工序7: 钻2X8孔，3X9孔和6孔工序8: 钻突出缘10mm通孔工序9: 钻孔4mm工序10: 终检2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“叉形支架”零件材料为灰铸铁，毛坯重量为5kg，生产类型为中批量生产，为获得较高的表面质量，可采用铸造中的压力铸造。毛坯加工表面高度为25mm，直接取其毛坯表面高度为105mm，表面粗糙度值为1.6。两端表面粗糙度值为6.3，粗铣余量为1.6mm，查工艺手册表2.3-2，精铣余量为0.2mm，查工艺手册表2.3-3。2.内孔8、6以及10的表面粗糙都值为1.6un和6.3um，查工艺手册表2.3-8表2.3-12。钻孔：7mm 扩孔：7.9mm 2z=0.75 mm 铰孔：7.98mm 2z=0.1mm磨孔：8mm 钻孔：13mm扩孔：13.75mm 2z=0.75mm铰孔：13.98mm 2z=0.1mm磨孔：14mm 3.螺纹M12工艺手册表2.320钻孔：11.2mm攻丝M12 P=0.84.螺纹M6工艺手册表2.320钻孔：5.4mm攻丝M12 P=0，65.钻孔：10mm2.5 确定切削用量及基本工时1）铣削叉形支架的叉口：选择刀具：根据工艺手册表3.1-27，选择二把高速钢镶齿三面刃铣刀，同时铣削两侧面。铣刀外径do=225，铣刀齿数Z=20。确定铣削深度 sp：由于单边加工余量z=2.1，故可一次走刀内切完， sp=2.1。确定每齿进给量fz：由切削手册表3.3，在X63铣床上p=10kw、工艺系统刚性为低等，用高速钢盘铣刀加工时，选fz=0.08/z。选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：由切削手册表3.7，铣刀刀齿后面最大磨损量为0.6，根据切削手册表3.8，铣刀直径do=225的高速钢镶齿三面刃铣刀的耐用度T=240min。确定Vc：确定Vc查=27m/min，则 n查=1000Vc查/（do）=1000/（225）= 38 r/min由X63机床使用说明书，选主轴转速n机=37.5r/min，则实际的切削速度为Vc机=（n机do ）/1000=（37.5225）/1000=26.5m/min当n机=37.5r/min时，工作台每分钟进给量Vf=fzZ机=0.082037.5=60/min。由X63机床使用说明书选铣床工作台进给量，刚好有Vf=60/min，故直接选用该值。计算基本工时：由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得铣刀行程l=l+l1+l2=129+9.92+3=142 t=l/fm=142/60=2.37min工序：钻、扩、铰10孔。本工序采用计算法确定切削用量。2）钻10孔：莫式圆锥2号，d=9，L=90，根据工艺手册表3.1-10=30，2=118，=40，当20，钻头后刀面磨损极限值为0.8，耐用度T=60min。查切削手册。表2.12（1）背吃刀量：钻孔时=4.5（2）进给量： f=（0.250.31）0.75=0.180.23，f=0.2查切削手册表2.7（3）计算切削速度：V =式中：=4.4,=0.4,=0,=0.7，m=0.2，=1.0， =0.88，=1.1，=1.0，=0.87，=0.87查切削手册表2.31所以=10.881.110.870.85=0.72V = 0.72=11.24 m/min=325根据z3025机床标准主轴转速，n=315，实际转速为=10.89m/min（4）基本时间：=式中已知=42，=12.13，=3，f=0.2，n=315，所以孔的基本时间：=0.9min3）扩孔10：锥柄扩孔钻，莫氏锥度2号，d=9.75，L=228查工艺手册表3.1-8，T=30min查切削手册。表2.12（1）背吃刀量=0.375（2）进给量：f=0.50.6，按机床选取f=0.5（3）计算切削速度V =式中：=11.1,=0.4,=0.2,=0.5，m=0.2，=1.0， =0.88， =1.0， =1.0，=1.0查切削手册表2.31所以=0.88V = 0.88=17.01 m/min=460.98根据z3025机床标准主轴转速，n=500，实际转速为=18.46m/min（4）基本时间=式中已知=42，=2.6，=4，f=0.5，n=200，所以孔的基本时间：=0.193min4）铰孔10直柄机用铰刀，L=151mm，d=12mm，查工艺手册表3.1-16，T=40min查切削手册。表2.12（1）背吃刀量=0.125（2）进给量：f=0.651.4，按机床选取f=1.0（3）计算切削速度V =式中：=12.1,=0.3,=0.2,=0.65，m=0.4，=1.0， =0.66，=1.0，查切削手册表2.31 所以=0.66V = 0.66=5.78m/min=153.3根据z3025机床标准主轴转速，n=200，实际转速为=7.54m/min（4）基本时间=式中已知=42，=2.6，=18，f=0.63，n=200，所以孔的基本时间：=0.313min最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填如机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片中。第3章 专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常要设计专用夹具。根据课程设计任务书，设计第6道工序铣叉形支架铣床专用夹具。3.1设计主旨本夹具主要用来铣叉形支架的叉口，对叉口的两个端面进行预加工。3.2夹具设计 在给定的零件中，对本序加工的主要考虑叉形支架叉口的位置相关尺寸。3.2.1定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，选择一30的突出缘和端面为定位基准面，保证加工基准和设计基准重合，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。3.2.2切削力和加紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削轴向力 ：扭矩 卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=24.1N使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。3.2.3定位误差分析由于加工基准和设计基准重合，所以能很好的保证了加工精度。3.2.4卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。课程设计心得体会时光飞逝，为期三周的课程设计已经接近尾声。回首这三周的设计过程，感慨万千。使我从中学到了以前在课内根本就学不到的东西。受益匪浅！在这次设计过程中，使我真正的认识到自己的不足之处，以前上课没有学到的知识，在这次设计当中也涉及到了。使我真正感受到了知识的重要性。这次设计将我以前学过的机械制造技术与装备、公差与配合、机械制图、工程材料与热处理工艺等知识很好的串联了起来，起到了穿针引线的作用，巩固了所学知识的作用。在课程设计中，首先是对工件机械加工工艺规程的制定，这样在加工工件就可以知道用什么机床加工，怎样加工，加工工艺装备及设备等，因此，工件机械加工工艺规程的制定是至关重要的。在课程设计中还用到了CAD制图和一些计算机软件，因为学的时间长了，因此在开始画图的时候有很多问题，而且不熟练，需参阅课本。但不久就能熟练的画了。CAD制图不管是现在，对以后工作也是有很大的帮助的。因此，这次课程设计真正将以前所学的联系到实际应用中来了。在这次课程设计中，还有一个重要的就是关于专用夹具的设计，因为机床夹具的设计在学习的过程中只是作为理论知识讲的，并没有亲自设计过，因此，在开始的设计过程中，存在这样那样的问题，在老师的细心指导下，我根据步骤一步一步的设计，画图，查阅各种关于专用夹具的设计资料，终于将它设计了出来，我感到很高兴，因为在这之中我学到了以前没有学到的知识，也懂得了很多东西，真正做到了理论联系实际。在这次课程设计中，我学到了很多知识，有一点更是重要，就是我能作为一个设计人员，设计一个零件，也因此，我了解了设计人员的思想，每一个零件，每件产品都是先设计出来，再加工的，因此，作为一个设计人员，在设计的过程中一点不能马虎，每个步骤都必须有理有据，不是凭空捏造的。而且，各种标准都要严格按照国家标准和国际标准，查阅大量资料，而且设计一个零件，需要花好长时间。亲自上阵后我才知道，做每件是都不是简简单单就能完成的，是要付出大量代价的。因此，我们也要用心去体会每个设计者的心思，这样才能像他们一样设计出好的作品。有些工艺路线制定的不是太好，而且余量、切削用量设计不是很精确，需在以后的实践中积累经验，进一步改进。综上所述：这次的毕业设计对我以后的工作起