支架課程設(shè)計說明書

1、汽車部件課程設(shè)計說明書題目： 設(shè)計支架零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（年產(chǎn)量為4000件）內(nèi)容 1.零件圖 一張 2毛坯圖 一張 3機械制造加工工藝規(guī)程 一套4夾具總裝配圖 一張 5夾具零件圖 一張6課程設(shè)計說明書 一份班 級 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 2010年12月26日目 錄一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定11.零件的工藝性分析12.零件的生產(chǎn)類型1二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖.21.選擇毛坯22.確定機械加工余量23.確定毛坯尺寸.34.設(shè)計毛坯圖.3三、選擇加工方法，制定工藝路線.31.定位基準的選擇.32.零件表面加工方法的選擇33.制定工藝路線.4四、工序設(shè)計.51.選擇加

2、工設(shè)備與工藝裝備.5 2.確定工序尺寸.6五、確定各工序切削用量及加工工時.6六、夾具設(shè)計.131.定位方案.132.夾緊機構(gòu).133.導(dǎo)向裝置.154.夾具與機床連接元件.15 5.夾具體.15七、設(shè)計體會.18參考文獻19序 言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工藝學(xué)（含機床夾具設(shè)計）和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能夠綜合運用機械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（轉(zhuǎn)速器盤）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計手冊與圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次時間機

3、會，為今后的畢業(yè)設(shè)計及外來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中還有許多不足之處，希望各位老師多加指導(dǎo)。一、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1. 零件的工藝性分析通過對該零件圖的重新繪制，知道原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該零件需要加工的表面均需要切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不難獲得。以下是支架需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1.R面粗糙度為12.5，孔，粗糙度為3.2，此孔為加工其他孔的基準。2.孔粗糙度為12.5。3.孔粗糙度為12.5。4.M面，粗糙度為12.5。5.S面，粗糙度為12.5。6.T面，粗糙度為12.5。7.鍵槽b

4、=8，粗糙度為12.5。根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 圖1 零件圖2.零件的生產(chǎn)類型大批量生產(chǎn)。零件的年生產(chǎn)： 式中 零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng) 每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量 零件的備品率（本次設(shè)計取2%-4%） 零件的廢品率（本次設(shè)計取0.3%-0.5%）二、選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖1.選擇毛坯該零件材料為HT150，零件結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，為使零件有較好的力學(xué)性能，保證零件工作可靠，故采用鑄造成形。從提高生產(chǎn)效率保證加工精度上考慮也應(yīng)該如此。2.確定機械加工余量由

5、于是大批量生產(chǎn)，所以鑄件采用1級精度。根據(jù)工藝手冊中的鑄件質(zhì)量，零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜系數(shù)查表得，機械加工余量在厚度方向為2.0-2.5mm，水平方向亦為2.0-2.5mm。鑄件孔的機械加工余量查表得1.8mm。3.確定毛坯尺寸毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量尺寸即可。取整得110×85×120。4.設(shè)計毛坯圖 圖2 毛坯圖三、選擇加工方法，制定工藝路線1.定位基準的選擇粗基準的選擇：按有關(guān)基準的選擇原則，既當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準；若零件有若干不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度高的不加工表面作為粗基準?，F(xiàn)以零件的側(cè)面為主要的定

6、位粗基準。精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，根據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，選擇一圓柱體的孔為精基準。2.零件表面加工方法的選擇（1）R端面 公差等級為IT11，表面粗糙度為Ra12.5，需進行粗銑。（2）外圓面外圓面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定其公差等級按IT14，需進行粗銑。（3）N端面 為未注公差尺寸，根據(jù)GB 1800-79規(guī)定其公差等級按IT14，需進行粗銑。（4）T端面 公差等級按IT11，表面粗糙度為Ra12.5，粗銑即可。（5）M端面 公差等級按IT11，表面粗糙度為Ra12.5，粗銑即可。（6）S端面 公差等級按IT11，表面粗糙

7、度為Ra12.5，需鉆和鉸。（7）孔，倒角1.6×45° 公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra3.2，需鉆、精擴、精鉸。（8）孔 公差等級為IT10，表面粗糙度為Ra12.5，需粗銑即可。（9）半圓孔 公差等級為IT8，表面粗糙度為Ra3.2，需鉆-鉸。3.制定工藝路線方案一：工序1：粗銑M面。工序2：精銑N面。工序3：精銑R面。工序4：鉆-精擴-鉸孔至，孔口倒角1.6×45°。工序5：粗銑S面及T面。工序6：精銑內(nèi)圓柱面。工序7：粗銑半圓面。工序8：鉆孔并進行擴鉸孔。工序9：粗銑半圓槽Q。工序10：攻螺紋M10-7H。工序11：去毛刺。工序12：清洗。工

8、序13：終檢。方案二：工序1：粗銑S面及T面。工序2：精銑N面。工序3：精銑R面。工序4：粗銑M面。工序5：鉆-精擴-鉸孔至，孔口倒角1.6×45°。工序6：精銑內(nèi)圓柱面。工序7：粗銑半圓面。工序8：鉆孔并進行擴鉸孔。工序9：攻螺紋M10-7H。工序10：粗銑半圓槽Q。 工序11：去毛刺。工序12：清洗。工序13：終檢。由于粗銑過程會對螺紋造成傷害，并且綜合考慮設(shè)計基準與定位基準，方案一明顯優(yōu)于方案二，最終選擇方案一。四、工序設(shè)計1.選擇加工設(shè)備與工藝裝備 （1）工序2、6、8、10和3、4、7用的是銑床，分別進行粗銑，精銑。用普通的X51型立式銑床即可。 （2）工序5是鉸

9、孔工序，分別是粗鉸和半精鉸。使用普通的立式鉆床Z550即可。 （3）工序9、11加工孔，要進行鉆孔、擴孔和攻螺紋，用立式鉆床即可?？蛇x用Z550型立式鉆床。 具體選擇如下表：2.確定工序尺寸（采用1級精度） 工序1：粗銑M面。由于精度要求為Ra12.5，公差等級IT11，毛坯加工余量為1-4mm,取3mm。粗銑加工余量為0.2mm。工序4:鉆。查表可依次確定各工步尺寸的加工精度等級為，精鉸：IT9；鉆：IT12；根據(jù)上述結(jié)果，再由表可查得，的孔精鉸余量Z=0.2mm;鉆孔余量Z查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.030mm；鉆：0.120mm。綜上所述，該工序各工步的工序尺寸

10、及公差分別為，精鉸：；鉆孔：工序5：粗銑S面及T面。由于精度要求為Ra12.5，公差等級IT11，毛坯尺寸為53mm，粗銑：工序6：精銑內(nèi)圓柱面。精度要求Ra3.2，公差等級IT8,毛坯尺寸精銑：工序8：鉆孔并進行擴鉸孔。鉆孔，擴孔工序9：粗銑半圓槽Q。工序號 設(shè)備 工 藝 裝 備工序1立式銑床X51高速鋼套式面銑刀，游標卡尺，專用夾具工序2立式銑床X51高速鋼套式面銑刀，游標卡尺，專用夾具工序3立式銑床X51高速鋼套式面銑刀，游標卡尺，專用夾具工序4Z550莫氏直柄麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀，卡尺，塞規(guī)工序5立式銑床X51高速鋼套式面銑刀，游標卡尺，專用夾具工序6立式銑床X51高速鋼套式面銑刀，游

11、標卡尺，專用夾具工序7立式銑床X51高速鋼套式面銑刀，游標卡尺，專用夾具工序8Z550莫氏直柄麻花鉆，游標卡尺工序9立式銑床X51圓柱形銑刀，卡尺工序10Z550釩鋼機動絲錐工序11鉗工臺銼刀工序12清洗機清洗液工序13塞規(guī)，百分表，卡尺等五、確定切削用量及基本時間切削用量指：被吃刀量（即切削深度）、進給量f及切削速度v。工序1：粗銑M面1、切削用量的計算.背吃刀量的確定ap=3mm。.進給量的確定。選用高速鋼面銑刀直徑為80mm，齒數(shù)為10，選用X51，立式銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.02mm取fz0.2mm/z.銑削速度的確定。由實用機械

12、加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D108r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n130r/min ，Vf32.4mm/min。2、切削工時的計算： t 0.51min。工序2：精銑N面1、切削用量的計算.背吃刀量的確定ap=3mm。.進給量的確定。選用高速鋼面銑刀直徑為80mm，齒數(shù)為10，選用X51，立式銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.01mm取fz0.1mm/z.銑削速度的確定。由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為15

13、0225HBS，查得Vc=27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D108r/min 。VffzZn238.8437.8r/mm。故取n130r/min ，Vf16.2mm/min。2、切削工時的計算： t 0.35min。工序3：精銑R面1、切削用量的計算.背吃刀量的確定ap=3mm。.進給量的確定。選用高速鋼面銑刀直徑為80mm，齒數(shù)為10，選用X51，立式銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.01mm取fz0.1mm/z.銑削速度的確定。由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=27m/min。則主軸

14、轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D108r/min 。VffzZn238.8437.8r/mm。故取n130r/min ，Vf16.2mm/min。2、切削工時的計算： t 0.47min。工序4：鉆-精擴-鉸孔至，孔口倒角1.6×45°1.切削用量的計算 （1）鉆孔工步被吃刀量的確定 取進給量的確定 由課程設(shè)計說明書，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量。切削速度的計算 由課程設(shè)計說明書，按工件材料為HT150的條件選取，切削速度v可取為25m/min。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=265r/min，參照表所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=351r/min，再將此轉(zhuǎn)速

15、代入公式，可求出該工序的實際鉆削速度v=nd/1000=33.06m/min。 （2）精鉸工步 被吃刀量的確定 取進給量的確定 由表，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量切削速度的計算 由表，切削速度v可取為4m/min。由公式n=1000v/d可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=42.4r/min，參照表所列Z550型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=47r/min，再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實際切削速度v=nd/1000=4.42m/min。2、切削工時的計算：（1）.基本時間的計算 .鉆孔工步 跟據(jù)課程設(shè)計說明書，鉆孔的基本時間可由公式求得。式中; ； ；.將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時間。 .精鉸工步

16、 根據(jù)課程設(shè)計說明書，可由公式求得該工序的基本時間。、由表按kr=15°、的條件查得；而；。將上述結(jié)果代入公式，則該工序基本時間。（2）.輔助時間的計算 根據(jù)課程設(shè)計說明書所述，輔助時間與基本時間之間的關(guān)系為=（0.15-0.2），可取=0.15，則各工序的輔助時間分別為，鉆孔工步的輔助時間：=0.15×28.1=3.2，精鉸孔工步的輔助時間：=0.15×218=32.7。（3）.其他時間的計算除了作業(yè)時間以外，每道工序的單件時間還包括布置工作的時間、休息和生理需要時間和準備與終結(jié)時間。由于右端蓋的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可以忽略

17、不計；布置工作的時間是作業(yè)時間的2%-7%，休息與生理需要時間是作業(yè)時間的2%-4%，本工件均取3%，則各工序的其他時間（+）可按關(guān)系式（3%+3%）×（+）計算，分別為，鉆孔工步的其他時間：+=6%（3.2+28.1）=5.1。精鉸孔工步的其他時間：+=6%（32.7+218）=15.04。工序5：粗銑S面及T面1、切削用量的計算.背吃刀量的確定ap=3mm。.進給量的確定。選用高速鋼面銑刀直徑為80mm，齒數(shù)為10，選用X51，立式銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.02mm取fz0.2mm/z.銑削速度的確定。由實用機械加工工藝手冊表

18、11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D108r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n130r/min ，Vf32.4mm/min。2、切削工時的計算： t 0.33min。工序6：精銑內(nèi)圓柱面。 1、切削用量的計算.背吃刀量的確定ap=3mm。.進給量的確定。選用高速鋼面銑刀直徑為80mm，齒數(shù)為10，選用X51，立式銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.01mm取fz0.1mm/z.銑削速度的確定。由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為15022

19、5HBS，查得Vc=27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D108r/min 。VffzZn238.8437.8r/mm。故取n130r/min ，Vf16.2mm/min。2、切削工時的計算： t 0.27min。工序7：粗銑-半精銑半圓面。 1、切削用量的計算.背吃刀量的確定ap=3mm。.進給量的確定。選用高速鋼面銑刀直徑為80mm，齒數(shù)為10，選用X51，立式銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.02mm取fz0.2mm/z.銑削速度的確定。由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=27m/min

20、。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D108r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n130r/min ，Vf32.4mm/min。2、切削工時的計算： t 0.14min。工序8：鉆孔并進行擴鉸孔。鉆孔鉆孔前鑄件為實心，根據(jù)鉆孔加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。鉆削深度：21mm 進給量：根據(jù)機械加工工藝手冊表2.4-38，取切削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4-41，取機床主軸轉(zhuǎn)速，有：，按照機械加工工藝手冊表3.1-31取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1，鉆孔數(shù)為1個機動時間： 擴鉸空到，深度為12mm。工序9：粗銑半圓

21、槽Q。 1、切削用量的計算.背吃刀量的確定ap=3mm。.進給量的確定。選用高速鋼面銑刀直徑為80mm，齒數(shù)為10，選用X51，立式銑床，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.02mm取fz0.2mm/z.銑削速度的確定。由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D108r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n130r/min ，Vf32.4mm/min。2、切削工時的計算： t 0.21min。工序10：攻螺紋M10-7H。刀具：釩鋼機動絲錐 進給量

22、：查機械加工工藝手冊表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進給量切削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4-105，取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度： 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：，加工數(shù)為1機動時間： 六、夾具設(shè)計1.定位方案工件以R端面為定位基準，采用平面和定位銷，V型塊組合定位方案，在定位平面及定位銷的圓柱面上定位，其中平面限制3個自由度,兩個銷限制余下的三個自由度，這樣所有六個自由度都被限制了。V型塊用作輔助支撐。2.夾緊機構(gòu)(1)根據(jù)生產(chǎn)率要求，運用手動夾緊可以滿足。采用一般的螺旋夾緊機構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)螺母實現(xiàn)對工件表面夾緊。夾緊力主要作用是防止工件在切削力的作用

23、下震動。由于夾緊力與鉆孔時產(chǎn)生的力方向垂直，所以需要對夾緊力進行計算。應(yīng)用下面的公式進行計算：其中：-摩察系數(shù)只在夾緊機構(gòu)有足夠剛性才考慮。 K-安全系數(shù)，精加工時取1.5-2。 F切削力。 其中：-切削條件修正系數(shù)。 -單位切削面積。、切削力及夾緊力計算：刀具：莫氏直柄麻花鉆(見切削手冊表3.28)其中：CF=54.5，ap=4.5，XF=0.9，fZ=0.18，YF=0.74，ae=75，UF=1.0，d0=100，qF=1.0，n=255，WF=0，Z=10F=54.5×4.50.9×0.180.74×75×10/(100×2550)44

24、4.64(N)水平分力：FH=1.1F實489.1(N)垂直分力：FV=0.3F實133.39(N)在計算切削力時，必須安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù): K=K1K2K3K4。其中：K1=1.5 K2=1.1 K3=1.1 K4=1.1F=KFH=（1.5×1.1×1.1×1.1）×489.1=976.48 (N)實際加緊力為F加= KFH/（U1*U2）=976.48/0.5=1952.96 (N)其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025螺母選用M16X1.5細牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為W=2M/D2tg(a+6055)+0.

25、66(D3- d3 )/（D2- d2)其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029， D=23mm d=16mm解得： W=1O405 (N)此時螺母的夾緊力W已大于所需的1952.96的加緊力F加，故本夾具可安全工作。 圖3 夾具零件圖3.導(dǎo)向裝置 采用鉆套作為導(dǎo)向裝置，選用JB/T8045.2-1999。鉆套高度H=37mm。排削間隙h=9mm。4.夾具與機床連接元件 在夾具體上設(shè)計座耳，用T形螺栓固定。5.夾具體 由于被加工零件的孔有垂直度要求，所以定位平面與定位圓柱銷在安裝時垂直度在范圍內(nèi)允許差0.1mm。此外，因為夾具體受力不大可以選用HT200材料鑄造出。由于

26、基準重合,故軸,徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的表面的制造精度和安裝精度。且工件是以一面兩銷式定位，且還增加了壓板進行壓緊。又因為夾緊與原定位達到了重合，能較好地保證了鉆8mm孔所得到的尺寸和下端面形位公差要求。大連大學(xué)機械工程學(xué)院機械加工工藝過程卡片零件圖號1共1頁零件名稱支架第1頁材料牌號HT150毛坯種類毛坯外形尺寸每件毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1鑄造成型100*85*120工序號工序名稱工序內(nèi)容加 工 內(nèi) 容刀具量具設(shè)備夾具工時名稱規(guī)格名稱規(guī)格名稱型號名稱規(guī)格1粗銑M面粗銑M面高速鋼套式面銑刀游標卡尺立式銑床X51專用夾具2粗銑N面精銑N面高速鋼套式面銑刀游標卡尺立式銑床X51專用夾具3精銑R面精銑R面高速鋼套式面銑刀游標卡尺立式銑床X51專用夾具4鉆，精擴，倒角，精鉸鉆-精擴-鉸孔至，孔口倒角1.6×45°。莫氏直柄麻花鉆，擴孔鉆，鉸刀游標卡尺，塞規(guī)鉆床Z550專用夾具5粗銑S面及T面粗銑S面及T面精度為12.5。高速鋼套式面銑刀游標卡尺立式銑床X51專用夾具6精銑內(nèi)圓柱面精銑內(nèi)圓柱面精度為3.2。高速鋼套式面銑刀游標卡尺立式銑床X51專用夾具7粗銑-半精銑半圓面粗銑-半精銑半圓面精度為12.5高速鋼套式面銑刀游標卡尺立式銑床X51專用夾具8