机械制造技术课程设计-支架机械加工工艺规程设计

题目：支架机械加工工艺设计

学生姓名____________________________

学院______________________________

专业______________________________

学号______________________________

指导教师____________________________

年月日

目录

1、零件的图纸分析.........................................1

2、支架零件机械加工工艺设计...............................2

2.1.毛坯制造形式的确定..........................................................2

2.2.定位基准的的选择............................................................2

2.3.零件加工表面的处理方法......................................................3

2.4.零件的工序过程设计..........................................................3

2.5.工艺装备的选择...............................................................5

2.5.1.加工设备的选择............................................5

2.5.2刀具的选择................................................5

2.5.2.夹具的选择................................................5

2.6.加工切削用量及工时定额计算..................................................7

2.6.1.铳上平面加工参数及工时定额计算...........................7

2.6.2.铳下平面加工参数及工时定额计算...........................8

2.6.3.钻钱。30孔加工参数及工时定额计算.........................9

2.6.4.钻攻M10孔与311加工参数及工时定额计算.................11

2.6.5.钻较(1)8孔加工参数及工时定额计算.........................13

2.6.6.钻攻M6孔加工参数及工时定额计算.........................14

2.6.7.铳2mm槽加工参数及工时定额计算.........................15

结束语..................................................17

致谢...................................................18

II

1、零件的图纸分析

此次设计的支架零件的加工精度较高，多处的加工精度达到IT7-IT9级的加

工精度，主要为尺寸为630mm、68H7（+0.0祈）mm、M10o这些高精度的加工

面主要是轴承的装配台阶以及加工齿轮的外表面。在零件装配过程中是极其重要

的配合表面。这些加工尺寸在加工时候务必严格小心控制加工精度，其加工的公

差带较小，因此设计的时候必须要将这些加工尺寸做出特殊的标记。设计的未注

公差尺寸比较多，在加工的时候按照IT12级控制另加的加工公差尺寸。

此次设计的支架的主体为叉类零件，零件的主要的外形获得主要是采用铳床

进行加工，但是对于支架结构，螺纹孔结构，光孔等加工表面，铳床加工是没有

办法满足加工要求的。此设计的支架零件的加工精度是很高的，该零件毛坯采用

铸造方式获得毛坏后经过时效处理，零件在加工后的稳定性较好。对于零件的多

处加工面，在加工的时候无道具干涉情况，零件的加工性较好，便于在实际的生

产中进行加工制造。由于零件的主体加工面为叉类，零件的多个回转加工面主要

是采用铳床进行加工，零件中还存在个别区域，如小30孔等加工面，在铳床工

序无法加工，该部位采用钻孔机床进行加工，加工中采用专用夹具进行装夹，可

以较高的提高零件的加工效率。汇总上述多点分析，此次设计的支架零件的可加

工性是非常好的。

1

2.3.零件加工表面的处理方法

此次设计的支架零件的零件的加工表面类型是啥。主要有外圆表面，内孔表

面，支架外圆面，螺纹孔面等加工表面，这些加工表面都有其各自不同的加工方

法。在设计中对于零件的每一个加工表面都要进行仔细的分析，尤其是高精度的

加工表面\在设计中必须要对其加工表面进行详细的工艺路线分析，考虑如何获

得加工表面的精度极其处理效果。此设计中对零件的各个加工表面进行统计分

析，最终确定各表面的制造工艺如卜：

表2-1各个表面加工方法

精度表面粗

序号被加工表面加工方法

等级糙度

1630mmIT7Ra1.6钻孔-钱孔

2①8mmIT7Rai.6钻孔

3M10mmIT7Ra6.3钻孔一攻丝

4M6mmIT7Ra6.3钻孔一攻丝

5上下平面IT10Ra6.3铳

2.4.零件的工序过程设计

工艺过程的设计就是确定各个加工表面的加工先后，在设计中工艺过程的设

计决定着零件加工能否合格，因此是至关重要的设计关键点。此设计的支架零件

在设计中经过多套设计方案的对比，参照，最终我选择了两套设计方案作为重点

的分析，确定出一套最稳定.且高效的加工方案作为我此次设计的最终的工艺路线

方案。

表2-2工序加工方案一

工序车间工序内容

10铸造成型

20金工铳上平面

30金工铳下平面

3

40金工钻较630孔

50金工钻攻M10孔与“11

60金工钻较力8孔

70金工钻攻M6孔

80金工铳2mm槽

90钳工

100终检

表2-3加工方案二

工序车间工序内容

10铸造成型

20金工钻较68孔

30金工钻攻M6孔

40金工钻较630孔

50金工钻攻M10孔与eii

60金工铳上平面

70金工铳下平面

80金.1：铳2mm槽

90钳工

100终检

以上两种加工方案进行对比，方案一首先加工面，然后用加工好的面作为加

工基准来加工孔，方案二首先加工孔，然后加工面。设计的方案二中，加工孔的

时候使用了粗基准来进行定位，这样的定位误差是比较大的，也不符合工艺基准

里面的选择原则：先面后孔的加工原则。方案一这样的加工工序先相对来说是比

较合理的。因此在此设计中我选择了使用方案一作为此次设计的方案。

4

25工艺装备的选择

2.5.1.加工设备的选择

零件的加工设备的选择根据零件的具体的尺寸规格，选择合适的加工设备。

此设计零件的制造条件为：通用金属切割机、电火花线切割机、等离子切割机、

二次装配平台、铸造、焊接设备及配套夹具齐全；标准刀具、通用量具齐全；水、

电、气、汽等设施齐全。在对现场的设备的选择中，我选择使用Z3040作为我此

次设计的加工设备。

2.5.2刀具的选择

此次设计的零件孔和面的加工内容是比较多的，因此在设计中主要是使用铳

面的刀具以及钻馍孔的刀具，在对零件的各个加工面进行统计后，根据各个加工

面的加T方法分析统计这些表面的加「刀具如下：

表2-4支架加工刀具

零件名称支架零件零件图号

刀具参数

序刀具

刀具名称刀具材料牌号备注

号编号刀具规格刀杆规格

1T01内孔较刀硬质合金030BT40

2T02端面铳刀硬质合金90°25*25

3T03铳刀硬质合金90°25*25

4T04钻头硬质合金08.5莫氏2锥柄

5T05钻头硬质合金05莫氏2锥柄

6T06丝攻硬质合金M10莫氏2锥柄

6T06丝攻硬质合金M6莫氏2锥柄

2.5.2.夹具的选择

这次设计的支架零件属于支架类零件，在零伶的各个加工工序中主要的装夹

方法采用的是专用夹具夹紧。专用夹具是很常用的通用夹具，他的主要特点是夹

持力度大，夹持行程长，通用性很广泛，但其并不是万能的，比如在钻孔工序中，

5

需要对加工刀具位置进行引导，其就不具备这样的功能，因此在后续的铳加工工

序中采用了专用夹具进行加工。

6

2.6,加工切削用量及工时定额计算

2.6.1.铳上平面加工参数及工时定额计算

1)加工内容：

粗铳上平面留余量().3mm,精铳至尺寸。

2)工艺装备的选择：

①加工设备：设备选择X62W铳床；

②工装夹具：该工序采用三爪卡盘夹具夹紧工件；

③加工刀具：巾20内孔镂刀，刀具材质为YW2硬质合金。

3)切削用量的确定：

①确定背吃刀量：粗加工ap=l.7mm、精加工=().3mm；查《金属加工

切削手册》P255表32

②进给量的确定：粗加工亦取0.2mm/r,精加工亦取0.1rnin/r,查《金属

加工切削手册》P260表3-5；

③切削速度的确定：粗加工匕=150m/［而］、精加工匕=200m/min查《金

属加工切削手册》P267表4-2；

4)计算主轴转速及进给速度:

计算该工序粗加工主轴转速Vc及每分钟进给量亦.如下:

lOOOVc1000x150

=138(r/min)式(2T)

加-3.14x345

fiun=ns*fa=138x0.2=21.6mm/min式(2-2)

计算该工序精加工主轴转速Vc及每分钟进给量小出如下:

lOOOVc1000x200

ns==—185(r/min)式(2-1)

加3.14x345

/min=ns*/n=185x0.1=18.5〃"〃/min式(2-2)

5)计算基本工时

=——i=----!---=---x60/式(2-3)

./mfin

杳询零件设计图纸可知零件的加工面长度：L2=47mrn,刀具的切入长度

7

L尸2,刀具的切除长度L/2,零件的走刀次数i=2,因此加工3为:

T卷=2”7+2x60x2=l10.8s

」钻27.6

_2+47+2/八1.

T,钞=--------x60x1=1t6x5.4s

然18.5

因此此次加工工序的总时间为T/=1阳+T精=165.4+110.8=276.2s

2.6.2.铳下平面加工参数及工时定额计算

1)加工内容：

粗铳下平面，精铳至尺寸。

2)工艺装备的选择：

①加工设备：设备选择X62W铳床;

②工装夹具：该工序采用三爪卡盘夹具夹紧工件;

③加工刀具：外圆铳刀，刀具材质为YW2硬质合金

3)切削用量的确定:

①确定背吃刀量：粗力口工ap=1.7mm、精加工ap=0.3mm；查《金属加工

切削手册》P255表3-2；

②进给量的确定：粗加工加取0.2mm/r,精加工亦取0.1mm/r,查《金属

加工切削手册》P260表3-5；

③切削速度的确定：粗加工匕=150m/min、精加工匕=200m/min查《金

属加工切削手册》P267表4-2；

4）计算主轴转速及进给速度:

计算该工序粗加工主轴转速Vc及每分钟进给量加出如下:

IQOOVc1000x150

ns=155(r/min)式(2-1)

加3.14x307

Jinin=ns*Jh=155x0.2=3\nun/min式(2-2)

计算该工序精加工主轴转速Vc及每分钟进给量小出如下:

IQOOVc_1000x200

式（2-1）

-=207(r/min)

加3.14x307

8

/nin=ns-fix-207xO.l=20.7，M/min式(2-2)

5）计算基本工时

+:+♦式（2_3）

finfin

查询零件设计图纸可知零件的加工面长度：L2=16mm,刀具的切入长度

L,=2,刀具的切除长度匕3二2,零件的走刀次数i=2,因此加工T/为：

T粕=+1+2X60X2=38.7S

加31

2+16+2,___

T涉=-----------x60xl=57.9s

7K20.7

因此此次加工工序的总时间为T,=/IT精=38.7I57.9=96.6s

2.6.3.钻钱030孔加工参数及工时定额计算

1）加工内容：

①钻内孔至629.7mm：

②较内孔630mm至图纸尺寸；

2）工艺装备的选择：

①加工设备：设备选择Z3040钻床；

②工装夹具：该工序采用专用钻夹具夹紧工件；

③加工刀具：巾29.7钻头，刀具材质为YW2硬质合金

3）切削用量的确定：

①确定背吃刀量:粗力口工ap=1.7mm、精加工ap=0.3mm；查《金属加工

切削手朋》P255表32

②进给量的确定：粗加工,取0.2mm/r,精加工,取0.1rnm/r,查《金属

加工切削手册》P260表3-5；

③切削速度的确定：粗加工％=、精加工匕=2（X）m/min查《金

属加工切削手册》P267表4-2；

4）计算主轴转速及进给速度：

9

计算该工序粗加工主轴转速Vc及每分钟进给量小出如下:

lOOOVc1000x100

ns=-----------=---------=---2--0-5(r/min)式(2-1)

加3.14x155

亦1％=%*Jh=205x0.2=4bnn?/min式(2-2)

计算该工序精加工主轴转速Vc及每分钟进给量亦.如下:

lOOOVc1000x200

=410("min)式(2-1)

加-3.14x155

/nn=ns*yh=410x0.1=4\mm!min式(2-2)

5）计算基本工时

T；=——i=------!-------=------x60;式（2-3）

力。fin

查询零件设计图纸可知零件的加工面长度：L2=25mm,刀具的切入长度

L.=2,刀具的切除长度L产2,零件的走刀次数i=l,因此加工T/为:

2+25+2

x60xl=42.4s

41

2+25+2

x60xl=42.4s

41

因此此次加工工序的总时间为T,=T粗+T精=42.4+42.4=84.8s

钱孔到30

刀具：书中的资料⑶表4.3〜31所选用的锥柄钱也石硬质合金。

切削深度ap：ap=1.35mm

进给量/：书中资料⑶表2.4〜52,此处/=0.6机机/广。

切削速度V：书中查文献⑶表2.4〜53,此处V=0.44〃z/s。

机床主轴转速〃:

lOOOv1000x0.44x60

x426.78/7min

7TD3.14x30

从借鉴资料［3］表3.1〜31,此处〃=500"min

L、士07vdn3.14x30x5()0八,

切削加工的实际速度I，：v=-------=----------------------®0.52m/s

10001000x60

io

切削生产所需时长

被切削生产层的长/：/=^2mm

切入当中刀具的长4有：

D—d..”-、19.7-17

—^^朗+。~2)=67^120°+2=2.86〃〃〃b3mm

2

切出部分刀具的长乙：，2=1~4〃WZ,此处4=3/丽

一次走刀就可

机动工作耗时心：42=上_42+3+3

x0.16min

jn0.6x500

2.6.4.钻攻M10孔与。11加工参数及工时定额计算

钻M10底孔

1）工艺装备的选择：

①加工设备：设备选择Z3040钻床；

②工装夹具：该工序采用夹具夹紧工件；

③加工刀具：。8.5钻头，刀具材质为YW2硬质合金

2）切削用量的确定：

①确定背吃刀星：粗加1工Up=1.7nim、精加工dp=0.3niin;查《金属加工

切削手册》P255表32

②进给量的确定：粗加工,取0.2mm/r,精加工,取0.1nrni/r,查《金属

加工切削手册》P260表3-5；

③切削速度的确定：粗加工％=l50m/min、精加工％=2（X）m/min查《金

属加工切削手册》P267表4-2；

3）计算主轴转速及进给速度:

计算该工序粗加工主轴转速Vc及每分钟进给量小出如下:

1000Vc10()0x150

ns===597(r/min)式(2-1)

/rd3.14x8.5

/nin=ns♦jh=597x0.2=119.4mmImin式(2-2)

计算该工序精加工主轴转速VC及每分钟进给量八M如下:

11

lOOOVc1000x200“人,•、

ns=---------=-------------=796(r/min)式(2-1)

加3.14x80

/min=ns*fa=796x0.1=79.6〃〃〃/min式(2-2)

4）计算基本工时

T,JiJ+LUxG式（2_3）

./mfin

查询零件设计图纸可知零件的加工面长度：L2=9n】n】，刀具的切入长度L尸2,

刀具的切除长度L/2,零件的走刀次数i=l,因此加工T,为：

2+9+2

x60xl=6.5s

119.4

60x1=9.8s

因此此次加工工序的总时间为I；=£+[,,=65+9.8=16.3s

扩611孔

1）工艺装备的选择：

①加工设备：设备为Z3040钻床

②工装夹具：该工序采用专用夹具夹紧工件；

③加工刀具：选择刀具为611钻头

2）切削用量的确定：

①确定背吃刀量：钻加工ap=3.4mm；查《金属加工切削手册》P255表

3-2；

②进给量的确定：钻孔加工亦取0.1mm/r,攻丝加工亦取1.25mm/r,查《金

属加工切削手册》P260表3・5；

③切削速度的确定：钻孔加工％=15m/min、攻丝加工％=10m/min查《金

属加工切削手册》P267表4-2；

3）计算主轴转速及进给速度：

计算该工序钻孔加工主轴转速Vc及每分钟进给量加而如下：

12

lOOOVc1000x15/.、

ns=------=--------=702(r/min)式(2-1)

%d3.14x11

/min=ns*fa=702x0.1=70.2"〃〃/min式(2-2)

计算该工序攻丝加工主轴转速Vc及每分钟进给量亦而如下：

lOOOVc1000x10-/.、

ns=------=--------=398(r/min)式(2-1)

/rd3.14x3

/nin=ns*fa=398x1.25=497.5〃zm/min式(2-2)

1）计算基本二时

=_Li=4t£里2乜X&*式（2—3）

加加

查询零件设计图纸可知零件的加工面长度：L2=22mm,刀具的切入长度

L尸5,刀具的切除长度L/5,零件的走刀次数i=6,因此加工T/为：

T.y.=5+22+5x6°x6=164.Is

於70.2

5+22+5X60X6=23.2S

497.5

因此此次加工工序的总时间为3=*+T精=164.1+23.2=187.3s

2.6.5.钻较4）8孔加工参数及工时定额计算

1）加工内容：

钻孔08mm

2）工艺装备的选择：

④加工设备：设备为Z3040钻床

⑤工装夹具：该工序采用专用夹具夹紧工件；

⑥加工刀具：选择刀具为67.7高速钢钻头，68较刀。

3）切削用量的确定：

④确定背吃刀量：钻加工ap=3.5mm；较加工=0.1mm查《金属加工切

削手册》P255表3-2；

13

⑤进给量的确定：钻孔加工亦取0.1mm/r,攻丝加工亦取1.25mm/r,查《金

属加工切削手册》F260表3-5；

⑥切削速度的确定：钻孔力口工匕=15m/n而、攻丝力n工％=10m/n而查《金

属加工切削手册》P267表4-2；

4）计算主轴转速及进给速度：

计算该工序钻孔加工主轴转速Vc及每分钟进给量而M如下:

lOOOVc1000x15

ns=---------=682(r/min)式(2T)

江d3.14x12

fiun=ns»Jh=682x0.1=68.2〃〃〃/min式(2-2)

计算该工序攻丝加工主轴转速Vc及每分钟进给量亦而如下:

lOOOVc1000x10

=442(r/min)式(2-1)

加3.14x7.2

/min=ns•/h=442x0.1=44.2〃〃7“min式(2-2)

2)计算基本二时

I.L+Lx+Ly+.

T；=——i=-----!----=----x60/式(2-3)

加>

查询零件设计图纸可知零件的加工面长度：L2=38mm,刀具的切入长度

L尸5,刀具的切除长度L/5,零件的走刀次数i=l,因此加工3为:

5+38+5

x60xl=41s

70.2

_,5+38+5,„/「、,

T.IV=----------x60x6=51.6s

感44.2

因此此次加工工序的总时间为3=L1+T精=41+5L6=92.6s

2.6.6.钻攻M6孔加工参数及工时定额计算

钻M6底孔

确定进给量/：根据参考文献IV表2-7根据23040立式钻床说明书，主轴进

14

给量/=0.1-O.S\mm/r,根据参考文献IV表4.2-13,取f=0.2Smni/r

主轴速度：主轴转速〃=97〜1360“min,根据参考文献IV表4.2-12,取

n=54577min

故实际切削速度为口=型出=生也竺"m/min^l2m/min

10001000

切削工时：/=16mm,/,=3.4mn,/2=0,走刀次数i=2

则机动工时为*:/+♦+4j=16+3.4+()-2山口«0.254min

nwf545x0.28

攻丝M6

确定进给量/：根据参考文献IV表2-7根据23040钻床说明书，主轴进给量

/=0.1〜0.8山〃〃/广，根据参考文献IV表4.2T3,取/=0.28〃〃〃/­

主轴速度：主轴转速〃=97〜1360“min,根据参考文献IV表4.2-12,取

w=545/7min

故实际切削速度为v=""""="X6X"5m/mjn«8m/min

10001000

切削工时：/=/,=2.4mn,/2=2,走刀次数i=2

则机动工时