机械制造技术课程设计-小支座加工工艺及钻3-9孔夹具设计（全套图纸）(17页).doc

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1、-机械制造技术课程设计-小支座加工工艺及钻3-9孔夹具设计（全套图纸）-第 17 页目录目录1第一章 零件的工艺分析2第二章零件的工艺规程设计32.1小支座体加工定位基准的选择32.1.1粗基准的选择32.1.2精基准的选择32.2小支座加工主要工序安排32.3毛坯材料及毛坯加工余量确定42.4选择加工设备及刀具、夹具、量具5第三章切削用量及基本工时计算73.1粗、精铣底平面73.2车40左侧平面和右侧平面面83.3粗车、精车25的圆孔103.4钻9通孔和沉孔1411第四章钻3-9孔夹具设计134.1定位基准的选择134.2定位元件的设计134.3定位误差分析134.4切削力及夹紧力的计算14

2、4.5 导向装置设计16结论17参考文献18致 谢19全套图纸加153893706第一章 零件的工艺分析 图1-1零件图由小支座的零件图可知，本次按照基本的特征，分成面和孔的加工特征进行初步的技术要求分析：（1）面的特征加工包括底部的端面，还有40的外圆左侧端面和右侧端面。底平面以及40的左侧和右侧端面的表面粗糙度要求均为Ra6.3，其余未注明的表面表面粗糙度要求的均按照不加工来进行处理。（2）孔的加工特征包括以40外圆中心为基准上的孔，以40外圆中心基准上的孔的特征是中心孔25H7的孔，还有底面上3-9通孔及3-14沉孔深10mm。这几种孔中除了中心孔25H7表面粗糙度要求为Ra3.2，其余

3、各孔的表面粗糙度要求均按照Ra12.5进行加工。第二章零件的工艺规程设计2.1小支座体加工定位基准的选择2.1.1粗基准的选择我们按照粗基准的选择原则包括：尽量选择面积大的平面、不加工的平面、大孔、以及外形比较好定位的特征表面作为粗基准的选择原则，本次的小支座重最明显的大的表面特征就是外形的特征及底部或者上斜面，以外形作为粗基准可以对后续的孔及端面加工的基准。2.1.2精基准的选择精基准的选择一般要以加工后的表面，并且该表面与其他的各处特征有相关的尺寸要求或者形位公差的要求，本次的小支座的中间孔63孔中心基准就是这个案例，工件中的这个孔系均与后续表面的特征有相应的形位公差和尺寸的要求，因此选择

4、此零件的此孔中心作为精基准的选择就再合适不过了。2.2小支座加工主要工序安排对这种形状的主要工序安排基本采用先加工大的特征，再加工小的特征，首先是把比较容易实现加工和定位的地方给加工出来，然后在对一些比较难的地方进行加工，尤其是一些比较难定位的后面加工。先面后孔、先大孔和小孔的原则基本都适合应用于轴承盖类零件的工序安排，本次的小支座的工序安排也不过是遵循了这类加工工序安排的原则。在工件的铸造完成后，需要将工件的铸造残渣清理干净。清理是在高温下的含一定成分的苏打及一定容量的亚硝酸钠溶液中进行的。整理以后在用比较大的足够的压缩的空气对各个零部件的表面进行清理，把那些残渣给处理掉。这样就可以保证经过

5、铸造后的零件，它内部的杂质、铁屑、毛刺、砂粒就会相应的减少甚至消失。综合考虑，针对本次的小支座在加工的工艺的流程如下工序1：铸造毛坯工序2：铣底部端面兼顾尺寸20mm工序3：钻底面上3-9通孔和沉孔14深10mm工序4：车40左侧端面工序5：粗、精车孔25H7工序6：车40右侧端面尺寸80mm工序7：去毛刺到棱角工序8：检验入库2.3毛坯材料及毛坯加工余量确定通过小支座图我们能够知道，小支座零件的材料我们选用的材料是是HT200的材料。HT200材料它是珠光体的灰口铸铁种类的材料。这种材料的强度相对会比较高，在耐磨性的性能方面也比较好，但是白口的倾向比较大，在铸造方面的性能就相对会差那么一点，

6、普遍来说都必须要先进行人工时效来进行加工处理。因为小支座零件对于生产要求是批量的加工，所以我们对零件的材料选择的是铸造的加工防范，实现对于毛坯的锻造的加工。本次选择普通的砂型铸造毛坯，铸造完后进行退火处理去除表面的应力，然后清理残渣，在铸造过程中同样要避免铸造中的诸如气孔、裂纹、收缩等铸造缺陷，在铸造完成后要进行人工时效处理。分型面选择整体的零件的半边为分型面，浇冒口的位置选择主要的基准孔的两侧。毛坯的选择是否合理，对于我们的后面的加工有着很关键的影响的，尤其是毛坯的材料的选择跟我们对毛坯的加工方式，以及毛坯的加工的精度这些都是能深深的影响到我们后续的加工的。所以确定好毛坯的制造形式很重要，本

7、次的小支座考虑为批量生产，根据零件的形状确定毛坯为铸造件，可以将整体的零件基本型腔都可以铸造出来，有些不加工的面可以直接铸造出成型，这样比较的方便，本次选择的铸造方式为砂型铸造方式，铸造的方式能够在很大的程度上减少我们的技术人员的生产的成本的。本次针对各表面特征的加工余量进行分析，查询机械加工工艺设计实用手册得出以下表格的结论。表2-3零件表面加工余量确定序号加工表面加工表面精度要求加工尺寸要求选择理由 1底部端面Ra6.320根据机械加工工艺设计实用手册表8-33铣平面的加工余量可知，此表面厚度为6至30mm，宽度小于200mm，选择的粗铣加工余量为1.0mm，精铣的加工余量为0.7mm；2

8、40左右侧端面Ra6.380同上查询表8-33，选择的粗铣加工余量为1.0mm，精铣的加工余量为0.7mm 3中间孔Ra3.225H（）查询机械加工工艺设计实用手册表8-18的孔加工余量，零件直径尺寸为18至50mm之间，粗车孔加工余量为2.0mm，精车孔加工余量为1.00mm总上所述，本次的毛坯尺寸如下零件的底面厚度尺寸为20+1.0+0.7=22mm零件的40左右侧面的毛坯尺寸为80+2+2=84mm中间孔的毛坯尺寸为25-2-2-1-1=19mm2.4选择加工设备及刀具、夹具、量具由于生产类型为批量生产，本次采用均在数控铣床上进行加工。铣削各表面特征的时候，由于该加工对象为整体的平面表面

9、。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立式铣床X5032，可以辅助对工件的安装起到作用。铣削各表面的过程中，由于工件为一定的不规则物体，因此在铣削各表面的时候均需要采用专用夹具进行装夹。本次的零件装夹较为规范，基本采用通用夹具即可，本次选择在工件的下方加上垫铁，以此钻孔或者车孔的时候不会伤到机床的工作台。铣各表面过程中使用的刀具，在铣端面的时候选择端面铣刀40mm。选择的量具包括游标卡尺0-300mm、游标深度尺0-150mm等。车中间孔的时候选择的刀具为专用的车刀，此车刀的直径需要调整到25左右，以便车孔的时候方便检测尺寸，车孔的时候选择的量具为内径分离卡，由于内孔的直径为25

10、，所以选择的内径千分尺为0-25mm的内径千分尺。钻各小孔的时候根据钻孔的时候需要选择相应大小的钻头即可，9的孔选择9的麻花钻头，14沉孔选择14的忽钻头即可。测量的工具就选择0-150mm的游标卡尺即可。第三章切削用量及基本工时计算3.1粗、精铣底平面机床：立式铣床X5032刀具：我们在这边用的是端面铣刀40（1）粗铣铣削深度：mm进给量大小：按照机械加工工艺设计实用手册，在这边我们是取速度大小：我们按照机械加工工艺设计实用手册，在这边我们是取所用的机床的主轴的转速度大小是大小：，取进给量的大小：工作台每分钟进给量的大小：按照机械加工工艺设计实用手册,所加工零件的切削长度尺寸大小是尺寸大小：

11、我们按照我们的毛坯尺寸能够晓得所加工零件所用的刀具向内切入的长度：所加工零件所用的刀具向外切出的长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精铣深度尺寸大小：进给量尺寸大小：我们按照机械加工工艺设计实用手册，取速度大小：参照机械加工工艺设计实用手册，取所用的机床的主轴的转速度大小是大小是：，取进给量大小是：工作台每分钟进给量大小是： 所加工零件的切削长度尺寸大小是尺寸大小是：由毛坯尺寸可知所加工零件所用的刀具向内切入的长度尺寸大小是：精铣时所加工零件所用的刀具向外切出的长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间3.2车40左侧平面和右侧平面面机床：卧式车床CA6140刀具：我们在这边用的是端面车刀

12、（1）粗车车削深度：进给量大小：按照机械加工工艺设计实用手册，在这边我们是取速度大小：我们按照机械加工工艺设计实用手册，在这边我们是取所用的机床的主轴的转速度大小是大小：，取进给量的大小：工作台每分钟进给量的大小：按照机械加工工艺设计实用手册,所加工零件的切削长度尺寸大小是尺寸大小：我们按照我们的毛坯尺寸能够晓得所加工零件所用的刀具向内切入的长度：所加工零件所用的刀具向外切出的长度：取走刀次数为1机动时间：（2）精车深度尺寸大小：进给量尺寸大小：我们按照机械加工工艺设计实用手册，取速度大小：参照机械加工工艺设计实用手册，取所用的机床的主轴的转速度大小是大小是：，取进给量大小是：工作台每分钟进给

13、量大小是： 所加工零件的切削长度尺寸大小是尺寸大小是：由毛坯尺寸可知所加工零件所用的刀具向内切入的长度尺寸大小是：精铣时所加工零件所用的刀具向外切出的长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间3.3粗车、精车25的圆孔机床：卧式车床CA6140刀具：内圆车刀1）粗车 孔切削深度尺寸是：进给量：我们按照机械加工工艺设计实用手册，进给量按照加工的铸铝的进给量为。本次确定进给量切削速度大小是：参照机械加工工艺设计实用手册，切削速度按照加工的铸铝的切削速度大小为，本次选取为所用的机床的主轴的转速度大小是：，这里是粗车孔所以按照加工的毛坯的孔径也就是37mm计算工作台每分钟进给量：所加工零件的切削长

14、度尺寸大小是：所加工零件所用的刀具向内切入的长度：所加工零件所用的刀具向外切出的长度： 取行程次数：机动时间：2）精车 孔切削深度尺寸是：进给量：我们按照机械加工工艺设计实用手册，进给量按照加工的铸铝的进给量为。本次确定进给量切削速度大小是：参照机械加工工艺设计实用手册，切削速度按照加工的铸铝的切削速度大小为，本次选取为所用的机床的主轴的转速度大小是：，这里是精车孔所以按照加工的孔径也就是45mm计算工作台每分钟进给量：所加工零件的切削长度尺寸大小是：所加工零件所用的刀具向内切入的长度：所加工零件所用的刀具向外切出的长度： 取行程次数：机动时间：3.4钻9通孔和沉孔14（1）钻孔9切削深度尺寸

15、是：进给量：我们按照机械加工工艺设计实用手册，取切削速度大小是：参照机械加工工艺设计实用手册，加工的材料是铸造铝合金，选取所用的机床的主轴的转速度大小是：，取所加工零件的切削长度尺寸大小是：所加工零件所用的刀具向内切入的长度：所加工零件所用的刀具向外切出的长度：走刀次数为4机动时间：（2）钻沉孔14切削深度尺寸是：进给量：我们按照机械加工工艺设计实用手册，取切削速度大小是：参照机械加工工艺设计实用手册，加工的材料是铸造铝合金，选取所用的机床的主轴的转速度大小是：，取所加工零件的切削长度尺寸大小是：所加工零件所用的刀具向内切入的长度：所加工零件所用的刀具向外切出的长度：走刀次数为4机动时间：第四

16、章钻3-9孔夹具设计4.1定位基准的选择根据小支座的工艺流程来看，小支座底面是已经加工完成的，但是大孔及40的端面还没有加工，根据零件的形状来看，可以选择依据六点定位原则的方式，选择底面为基准限制工件的三个自由度，零件底面的两侧一侧限制两个自由度，一侧限制一个自由度，这就是标准的六点定位原则法则的定位方式。4.2定位元件的设计由于是六点定位原则的定位方式，以底面为定位基准的本次的定位元件选择为垫块，在与钻孔的三个孔上相应的钻出三个孔以此为了钻孔的时候方便钻头过孔。另外两个侧面一个侧面选择支承板，此支承板选择的是机床夹具的标准元件，另一个侧面选择的是支承钉，也是机床夹具的标准元件。4.3定位误差

17、分析根据本次的定位方式采用的是平面的定位方式，平面的定位方式选择的是两个垂直平面的定位，根据两个垂直平面定位的形式如下图所示：图4-1垂直平面定位的示例通过两个垂直平面定位的公差分析计算如下式:本次的选择为90度，定位的侧边两个尺寸和分别为64和35，代入此式后得出定位误差占加工公差的 ，能保证加工要求。该定位方案能满足加工的精度要求，定位方案是合理的。4.4切削力及夹紧力的计算（1）切削力计算本次选择的是在钻床上进行加工，加工的刀具由于是钻9的孔，在钻孔9的时候切削力最大，所以以钻孔9的时候计算切削力。式中，：轴向切削力N D：钻头直径 f；每转进给量 ：修正系数公式：Ff=667*D*f(

18、0.7)*(Kp)参数:D = 9参数:f = 0.2参数:Kp = 1计算结果 = 1381N切削力矩的计算公式如下式中，：切削力矩Nm D：钻头直径 f；每转进给量 ：修正系数切削力矩M工件材料：结构钢和铸钢(b=736MPa)刀具材料：高速钢加工方式：钻公式：M=0.34*D(2)*f(0.8)*(Kp)参数:D =9参数:f = 0.2参数:Kp = 1计算结果 =24.35Nm（2）夹紧力的计算由于本次对工件的夹紧是对工件的定位的上方进行夹紧，切削力是车削力，车削力的分力与这样夹紧力方向一致。根据机床夹具设计手册 第三版中档其他切削分力较小的时候，仅需要较小的夹紧力防止工件在加工过程

19、中产生振动和转动。图4-2螺旋压板夹紧方式式中：原动力：实际所需的夹紧力：螺杆端部与工件间的当量摩擦半径：螺纹中径之半：螺纹升角：螺杆端部与工件间的摩擦角：螺旋副的当量摩擦角：机械效率计算方式如下：类别：移动压板1公式：MQ=(Wk)*(r)*tan(1)+(rz)*tan(+(2)*L/(0)*l)参数:Wk =1381参数:r = 3参数:1 = 3.2参数:rz = 6.9参数: = 2.5参数:2 = 9.83参数:L = 43参数:0 = 0.88参数:l = 21计算结果 = 1830.68N4.5 导向装置设计我们设计的夹具，在被我们安装到了我们的机床上面后，我们就要对我们具体的

20、加工工件进行相应的加工了，在加工过程中，我们要用到导向元件。因为我们是对我们的箱体进行钻孔的加工，必须要用到导向元件，这样的话才能保证我们的钻套在加工的时候下钻，可以保证加工零件的同轴度的要求复合我们的标准。我们本次加工中选择的钻套零件是用的一种可换钻套，连同钻套，还有钻套要用到的相应的衬套和钻套螺钉，钻套螺钉是对我们的钻套进行固定。我们选用的可换钻套和衬套以及螺钉，都是选择市面上很多机床夹具用的比较多的普通标准件。我们选用的可换钻套的具体的钻套型号是国标号为JB/T8045.2-1999，我们选用的钻套螺钉的型号是国标JB/T8045.5-1999，钻套用衬套的国标号为JB/T8045.4-

21、1999。钻的孔的直径为9，则钻套的内孔直径选择9，9钻套的外径为15，则钻套用衬套选择15的钻套用衬套，该钻套的固定装置螺钉选择M6的钻套螺钉。结论小支座零件是一个比较普遍的典型的工件，所以小支座的加工特征也是这些类似的零件中的比较经典的工艺了，针对小支座的图纸，我们要对其工艺方案进行合理的设计，并运用到实际的加工当中去，并让他实现最大的加工的工艺性，完成整个小支座零件的生产加工。我们就要求对该零件进行合理的工艺流程的分析确定其合理的工艺规程。本次设计的是小支座的工艺规程设计及主要工序的夹具设计总结了以下几点内容。1、刚开始要对小支座零件的图分析，要对小支座的表面加工精度，行位公差的具体要求

22、，基本的公差尺寸这些要求分析，确定一个比较合理的加工方法，制定合理的工艺规程，并制定机械加工工艺过程卡和工序卡。使得对此类零件的工艺规程总体有了个全面的掌握。2、对小支座的工艺流程进行分析，选择其中的主要的工序作为夹具设计的任务。本次选择的是钻孔专用夹具设计。3、钻孔夹具让我更加清楚的知道了这一类的工件的夹具具体定位的形式，以及夹具对工件的夹紧方式，如何选择定位原件，以及夹紧的原件，并且学会了使用夹具中的一些基本原件，支承钉和支承板这些比较标准的原件。参考文献 1 王绍俊.机械制造工艺设计手册.北京:机械工业出版社,1987 2 李洪.机械加工工艺手册 .北京:北京出版社,1989 3 哈尔滨

23、工业大学.机床设计图册.上海:上海科学技术出版社,19794 哈尔滨工业大学.机床夹具设计手册.上海:上海科学技术出版社,19845 唐金松.简明机械设计手册.上海:上海科学技术出版社,1987 6 刘朝儒 彭福荫.机械制图(第四版).北京:高等教育出版社,20017 孙桓 陈作模.机械原理(第六版).北京:高等教育出版社,2001 8 刘鸿文.材料力学(第四版).北京:高等教育出版社,2004 9 邱宣怀.机械设计(第四版).北京:高等教育出版社,1997 10 吴宗泽 罗圣国.机械设计课程设计手册(第二版).北京:高等教育出版,1999 11 沈学勤.公差配合与技术测量.北京:高等教育出版

24、社,1998 12 张捷.机械制造技术基础 .西南交通大学出版社,2006致 谢对本次课程设计的指导老师们，也表示我衷心的感谢，感谢所有的老师给我的虚心教导，还有关心和指导，在这个设计过程中，通过查阅资料，请教你们问题，使我一一在设计过程中逐步解决了很多的问题，也使我在设计过程中逐步从一个感性的认识提升到了一个理性的认识，这是一个多么重大的改变啊，所以这里要真心的祝福每一位帮助过我的人。在这几年的学习生活中，我也学会了怎么做人，这使我成长了不少，如今即将踏入这个混沌的世界，我也感到有种无畏的动力，这种动力是来自这几年来的学校生活的，毕竟很多的人给我的指引，并且还指点我在成长的过程中的点点滴滴。在这里也陪伴了我的很多朋友们，他们也给了我一些帮助，这里也是我的一点生活、学习中的感触。总之，千言万语也说不尽，你们对我的关怀，总之在未来甚至更长的时间里，我都不会永远的忘记你们，你们是我生活中的摇船，使我终于可以翱翔在这个浩瀚的知识海洋中，此处不多说了，最后感谢学校、感谢老师、感谢所有帮助过我的人，祝福你们生活越来越精彩，也祝愿自己生活越来越精彩。