设计支柱零件的机械加工工艺规程及工艺装备

目录前言 11.零件的分析 21.1零件的作用 22.确定毛胚，画毛胚图 23.工艺规程设计 33.1定位基准的选择 33.2制定工艺路线 33.3选择加工设备及刀具、夹具、量具 43.3.1加工余量的计算3.3.2加工余量举例表格形式5夹具设计 175.1孔加工的夹具设计小结参考文献 20前言纵观历史，制造技术是一个永恒的主题，是设想、概念、科学技术物化的基础和手段，是国家经济实力的体现，是国家工业化和支柱产业的关键。工艺技术是制造技术的重要组成部分，提高工艺技术水平是提升机械产品质量增强市场竞争力的有力措施。同样的设计可以通过不同的工艺方法来实现，不同的工艺所使用的加工设备、工艺装备也就不同，其质量和生产率也会有差别。工艺是生产中最活跃的因素。通常有了某种工艺方法才有相应的工具和设备出现。反过来这些工具和设备的发展又提高了该工艺方法的技术性能和水平，扩大了其应用范围。本次毕业设计我的设计题目正是解决一个中等复杂程度零件的机械加工的工艺问题。本次设计的零件是支柱。该零件的机械加工综合运用了车、铣、镗、钻、绞、攻丝等常用手段。能够很好的对我们所学过的知识进行概括和总结。本次设计的内容主要分4个方面：1..由于近年来制造工艺技术的发展，工艺内容有了很大的扩展，工艺技术水平也有了很大的提高。加上计算机技术、数控技术的发展更给制造工艺技术提出了新的要求，也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。本次设计能使我更好的掌握“机械制造工艺学”“金属切削机床”“金属切削原理与刀具”“机床夹具设计”等各门学科的重点内容。把它们综合的运用来，解决生产实际中的问题并使这些理论知识得到升华。为学习和研究更先进的加工工艺手段打下良好的基础。也为走上工作岗位，为社会主义现代化建设做出应有的贡献做好准备。由于能力有限，经验不足，设计中不足之处在所难免。恳请各位老师、同行给予指正。1.零件的分析1.1零件的作用2.确定毛胚，画毛胚图（附图2）齿轮加工图模数齿数压力角齿节3176209.4248齿槽宽齿高齿顶高齿根高4.719.633.6查机械设计手册表4.10-32槽槽宽槽深刀具84D8×28圆柱内螺纹孔M42×1.5专用螺纹刀3.工艺规程设计3.1定位基准的选择在基准选择时需要遵守应先精基准，再粗基准3.1.1精基准的选择需要遵守(1)基准重合原则(2)基准统一原则(3)自为基准原则(4)互为基准原则(5)便于装夹原则。3.2制定工艺路线3.3选择加工设备及工艺，选择分析Ф66的圆柱表面有实用车工计算手册查的其加工余量为2.5，4.加工工序设计4.1工序10：车Ф32右端面图4.14.1.1工艺尺寸链换算4.1.2确定切削用量4.1.3校核机床功率4.1.4时间定额计算根据参考文献[3]表6.2-1确定粗车端面的机动时间：图4.1式中d=32mmd1=0L1=4mmL2=3mmL3=0f=0.4mm/rn=173r/mini=1则Tj粗=0.33min确定半精车端面时的机动时间：式中d=32mmd1=0L1=3mmL2=3mmL3=0f=0.25mm/rn=248r/mini=1则Tj精=0.35min根据参考文献[3]表6.3-1、至表6.3-4确定本工序辅助时间如表4.1所示：表4.1：在车床上加工的辅助时间单位（min）工序10粗车端面半精车端面操作名称每次需用时间操作次数用时操作次数用时装夹工件0.0710.0700启动主轴0.0210.0210.02纵向移动床鞍靠近工件0.0310.0300对刀0.0210.0210.02接通走刀0.0110.0110.01停止走刀0.0110.0110.01主轴制动0.0110.0110.01纵向移动床鞍离开工件0.020010.02横向移动中滑板离开工件0.0210.0210.02卸下工件0.050010.05测量工件0.08001/100.008转动刀架9000.0210.0230.06变换进给量0.0310.0310.03主轴变速0.0410.0410.04辅助时间小计Tf粗=0.28Tf精=0.30Tz=Tj粗+Tj精+Tf粗+Tf精=0.33+0.35+0.28+0.30=1.26minTz×21.8%=1.26×21.8%=0.27minTz+=1.26+0.27=1.53min4.2工序20：钻Ф16H8孔至Ф154.2.1确定切削用量4.2.2校核机床功率4.2.3时间定额计算式中L1=30mmL2=8mmL3=4mmf=0.26mm/rn=355r/min则Tj=0.46min。根据参考文献[3]表6.3-10、表6.3-11确定本工序辅助时间如表4.2所示：表4.2：在立式钻床上加工的辅助时间单位（min）工序20钻Ф15孔操作名称每次需用时间操作次数用时装夹工件0.0510.05启动主轴0.0210.02刀具快速下降接近工件0.0210.02退钻清屑0.0310.03刀具快速上升离开工件0.0110.01主轴制动0.0210.02卸下工件0.0410.04辅助时间小计Tf=0.19Tz=Tj+Tf=0.46+0.19=0.65minTz×15.7%=0.65×15.7%=0.1minTz+=0.65+0.1=0.75min4.3工序30半精镗Ф16H8孔、倒左端孔口角4.3.1确定切削用量4.3.2校核机床功率4.3.3时间定额计算式中L1=30mmL2=3mmL3=3mmL4=0mmf=0.3mm/rn=1380r/mini=1则Tj=0.09min。根据参考文献[3]表6.3-1、至表6.3-4确定本工序辅助时间，如表4.3所示：表4.3：在车床上加工的辅助时间单位（min）工序30半精镗操作名称每次需用时间操作次数用时装夹工件0.1410.14启动主轴0.0210.02纵向移动床鞍靠近刀具0.0310.03接通走刀0.0110.01停止走刀0.0110.01纵向移动床鞍离开刀具0.0210.02主轴制动0.0110.01测量工件0.061/300.002卸下工件0.0510.05辅助时间小计Tf=0.29Tz=Tj+Tf=0.09+0.29=0.38minTz×15.7%=0.38×21.8%=0.08minTz+=0.38+0.08=0.46min4.4工序40：Ф16右端孔口倒角、去毛刺4.4.1确定切削用量4.4.2时间定额计算式中L1=1mmL2=2mmf=0.18mm/rn=392r/min则Tj=0.04min。根据参考文献[3]表6.3-10、表6.3-11确定本工序辅助时间如表4.4所示：表4.4：在立式钻床上加工的辅助时间单位/min工序40倒角操作名称每次需用时间操作次数用时安装工件0.0210.02刀具快速下降接近工件0.0210.02刀具快速上升离开工件0.0110.01卸下工件0.0110.01辅助时间小计Tf=0.06Tz=Tj+Tf=0.04+0.06=0.1minTz×15.7%=0.1×15.7%=0.02minTz+=0.1+0.02=0.12min4.5工序50：精镗Ф16H8孔4.5.1确定切削用量4.5.2时间定额计算式中L1=30mmL2=3mmL3=3mmL4=0mmf=0.1mm/rn=830r/mini=1则Tj=0.43min。根据参考文献[3]表6.3-1、至表6.3-4确定本工序辅助时间如表4.5所示：表4.5：在车床上加工的辅助时间单位（min）工序50精镗孔操作名称每次需用时间操作次数用时装夹工件0.1410.14启动主轴0.0210.02纵向移动床鞍靠近刀具0.0310.03接通走刀0.0110.01停止走刀0.0110.01纵向移动床鞍离开刀具0.0210.02主轴制动0.0110.01测量工件0.061/100.006卸下工件0.0510.05辅助时间小计Tf=0.30Tz=Tj+Tf=0.43+0.30=0.73minTz×21.8%=0.73×21.8%=0.16minTz+=0.73+0.16=0.89min4.6工序60：车左边二搭子4.6.1确定切削用量4.6.2校核机床功率4.6.3时间定额计算根据参考文献[3]表6.2-1确定粗车左边二搭子的机动时间：式中d=156mmd1=90L1=4mmL2=3mmL3=0f=0.77mm/rn=120r/mini=1则Tj粗=0.43min。确定半精车左边二搭子的机动时间：式中d=156mmd1=90L1=3mmL2=3mmL3=0f=0.4mm/rn=173r/mini=1则Tj精=0.56min。根据参考文献[3]表6.3-1、至表6.3-4确定本工序辅助时间如表4.6所示:表4.6：在车床上加工的辅助时间单位（min）工序10粗车半精车操作名称每次需用时间操作次数用时操作次数用时装夹工件0.1010.1000启动主轴0.0210.0210.02纵向移动床鞍靠近工件0.0310.0300对刀0.0210.0210.02接通走刀0.0110.0110.01停止走刀0.0110.0110.01主轴制动0.0110.0110.01纵向移动床鞍离开工件0.020010.02横向移动中滑板离开工件0.0210.0210.02测量工件0.08001/100.008卸下工件0.050010.05转动刀架9000.0210.0230.06变换进给量0.0310.0310.03主轴变速0.0410.0410.04辅助时间小计Tf粗=0.31Tf精=0.30Tz=Tj粗+Tj精+Tf粗+Tf精=0.43+0.56+0.31+0.30=1.6minTz×21.8%=1.6×21.8%=0.35minTz+=1.6+0.35=1.95min4.7工序70：钻、铰Ф12H8孔，钻M6底孔图4.7.1图4.72图4.7.1图4.72图4.7.2图4.7.14.7.1确定钻铰Ф12H8孔的切削用量4.7.2确定钻M6底孔的切削用量4.7.3确定对机床部件的要求4.7.4时间定额计算由参考文献[3]表6.2-5,机动时间的计算方法,得钻、铰工步的机动时间计算公式(加工示意图如图4.7.3所示)：式中L1=32mmL2=7mmL3=28mmf=0.4mm/rn=173r/min则Tj1=0.97min钻螺纹底孔时的机动时间：式中L1=14mmL2=7mmL3=1mmf=0.26mm/rn=355r/min则Tj2=0.24min。则该工序总机动时Tj=Tj1+Tj2=0.97+0.24=1.21min根据参考文献[3]表6.3-10、表6.3-11确定本工序辅助时间如表4.7.2所示:表4.7.2工序70钻、铰、倒角、钻螺纹底孔操作名称每次需用时间操作次数用时装夹工件0.0510.05启动机床0.0210.02主轴1刀具快进至工位（自动）0.0110.01主轴1刀具快退（自动）0.0210.02主轴2刀具快进至工位（自动）0.0110.01主轴2刀具快退（自动）0.0210.02机床制动（自动）0.0210.02卸下工件0.0410.04测量工件0.11/100.01辅助时间小计Tf=0.20Tz=Tj+Tf=1.21+0.20=1.41minTz×15.7%=1.41×15.7%=0.22minTz+=1.41+0.22=1.63min4.8工序80：Ф12H8孔口倒角4.8.1确定切削用量4.8.2时间定额计算式中L1=1mmL2=2mmf=0.1mm/rn=410r/min由于要倒两侧的孔口角i=2则Tj=0.14min。根据参考文献[3]表6.3-10、表6.3-11确定本工序辅助时间如表4.8所示:表4.8：在立式钻床上加工的辅助时间单位/min工序80倒角操作名称每次需用时间操作次数用时安装工件0.0220.02刀具快速下降接近工件0.0220.02刀具快速上升离开工件0.0120.01卸下工件0.0120.01辅助时间小计Tf=0.12Tz=Tj+Tf=0.14+0.12=0.26minTz×15.7%=0.26×15.7%=0.04minTz+=0.26+0.04=0.30min4.9工序80：攻M6螺纹4.9.1确定切削用量4.9.2校核机床功率4.9.3时间定额计算L1=15mmL2=3mmL3=2mmf=1mm/rn=480r/min则Tj=0.08min根据参考文献[3]表6.3-10、表6.3-11确定本工序辅助时间如表4.9所示:表4.9：在攻丝机上加工的辅助时间单位（min）工序90攻丝操作名称每次需用时间操作次数用时装夹工件0.0510.05启动主轴0.0210.02刀具快速下降接近工件0.0210.02刀具快速上升离开工件0.0110.01主轴制动0.0210.02卸下工件0.0410.04测量工件0.0910.09辅助时间小计Tf=0.25Tz=Tj+Tf=0.08+0.25=0.33minTz×15.7%=0.33×15.7%=0.05minTd=Tz+Tq=0.33+0.05=0.38min4.10工序100：铣10mm槽4.10.1确定切削用量4.10.2校核机床功率4.10.3时间定额计算L1=25mmL2=7mmL3=0mm