资源描述
任务书 设计题目:设计图号JS117零件的机械加工工艺规程和机床夹具设计内容及要求：1 绘制JS117零件图一张（3号图纸）2 机械加工工艺规程一份（中批生产,采用普通机床及工装设备）（1） 机械加工工艺过程卡（2） 机械加工工序卡3 设计钻夹具 钻8xM4孔，要求完成夹具总装配图（0号或1号图纸），夹具上所有非标准零件图纸一套（2-4号图纸）4 编学设计说明书一份（不少于30页），说明书中应有：封面、目录、封底、设计任务书、设计说明及分析、毕业设计小结，参考文献、书目及致谢等内容。5要求：（1）图纸为计算机绘图并打印，同时提交电子文档。 （2）设计说明书为打印稿，同时提交电子文档。 （3）时间安排： 请于4月30日之前，将毕业设计的电子文档发给指导老师，由指导老师进行初步的审查，指导老师于5月15日之前将毕业设计中存在的主要问题提交给学生。请于5月30日之前，将修改后的毕业设计寄回系里。迟交的按学校规定进行处理。(4) 如发现毕业设计及论文雷同，双方均按不及格处理。 摘要机械加工行业作为一个传统而富有活力的行业，近十几年取得了突飞猛进的发展，在新经济时代，行业呈现了新的发展趋势，由此对其它的质量，性能要求有了新的变化。现在机械加工行业发生着结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为企业生存和发展的必要条件，工艺工装的设计与改良直接影响加工产品的质量与性能。本文首先介绍了支架座的作用和工艺分析，其次确定毛坯尺寸，然后进行了工艺规程设计，最后进行夹具设计。此次设计的是对支架座的机械加工工艺规程和铣床夹具设计，其零件为铸件，体积不是很大，零件结构简单的特点，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，其机构设计简单，方便且能满足要求。关键词：支架座工艺分析 ，工艺规程设计 ，夹具设计目 录中文摘要关键词1绪 论-511 本设计的内容及意义-62-机械加工工艺设计2.1 计算生产纲领确定生产类型-62.2 零件分析-72.3 毛坯的选择-82.4 工艺安排内容-112.5 定位基准的选择-122.6 制定工艺路线-122.7 选择机床、夹具、刀具-142.7.1、机床、夹具、刀具的选用-142.72、切削用量的选择及基本时间的定额-152.8 填写机械加工工艺过程卡-192.9 填写机械加工工序卡-193-专用夹具设计3.1 明确夹具设计任务书 收集资料-203.2 拟定夹具结构并绘制草图-213.2.1 选定夹具类型-213.2.2 拟定定位方案和选择定为元件-213.2.3 确定引导装置-223.2.4 确定夹紧装置-223.2.5 确定夹具体-233.3 夹具精度分析-243.4 绘制夹具装配图-243.5 绘制夹具零件图-244-总结-25参考文献-27致谢-28 1绪论1.1 本设计的内容及意义本次设计是在我们上完大学所学习的全部基础课，技术基础课以及专业课之后而进行的。此次设计是对大学期间所学各课程及相关的应用绘图软件的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。本次设计的主要内容为：首先运用AutoCAD软件绘制支架座零件图，然后根据图纸的技术要求等确定生产类型，经分析本次设计属中批量生产。其次进行工艺分析，确定毛坯类型和制造方法，该支架座零件的材料为ZL102，拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造，并确定零件的机械加工工艺路线，完成机械加工工序设计，进行必要的经济分析。最后，对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。2机械加工工艺设计2.1 计算生产纲领确定生产类型生产纲领的大小对生产组织和零件加工工艺过程起到重要的作用，它决定了各工序所需专业化和自动化的程度，应选用的工艺方法和工艺装备。零件的生产纲领按下面公式计算： N=Qn(1+a%+b%)如零件图所示的支架座，该产品年产量为4000台，设其备用品率为16%，机械加工废品率为28%，现制定该零件的机械加工工艺规程。技术要求（1） 铸件应消除应力（2） 末注明的铸造圆角为R3（3） 铸件表面不得有粘砂、多肉、裂纹等缺陷（4） 可以有孔眼存在、其直径不大于5mm,深度不大于3mm，相距不小于30mm，整个铸件上孔眼不多于10个。（5） 末注明倒角为C1（6） 去毛刺，锐变倒钝。（7） 涂漆按NJ226-31执行。（8） 材料为ZL102.（9） 末注明的铸件圆角为R3。根据图纸可确定其生产类型为中批生产。2.2 零件分析 （1）零件的结构分析 该零件是一个起到支撑作用的，所以该零件与被支撑零件的接触部位，有一定的要求，既然是起到支撑作用的，要保证被支撑零件的稳定性，在加工时要严格的按要求来进行加工。例如垂直度、平行度、表面粗糙度等等。为了保证被支撑的零件精度，所以在制造时，需要按照要求来加工。零件图如下：（2）零件的技术要求分析 如零件图所示其材料HT150。该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受中等应力、要求耐磨的零件。 该零件的主要加工面为A面、B面、R面、C面、F面、 P面、M面。21孔、24孔、4x6孔、8xM4孔、4x 12槽、M8孔及地面凹槽。2.3 毛坯的制造与选择 机械加工中毛坯种类有很多种，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等。根据支架座零件图所选择的材料，支架座零件加工工艺规程中应达到的技术指标和加工特点，零件生产的经济性，如何选择合适的毛坯种类也是设计重点。其次，如何选择毛坯制造方法也是设计中必不可少的环节，一般地，选择毛坯的制造方法应考虑一下几个方面因素：a、材料的工艺性能；b、毛坯尺寸、形状和精度要求；c、零件生产纲领；d、采用新型材料、新工艺、新技术的可能性。根据零件材料ZL102确定毛坯为铸件，又已知零件生产纲领为4720件/年，该零件质量约为2。0KG,可知、其生产类型为中批生产。毛坯的铸造用砂型。之外，为消除应力，铸造后应安排人工时效。（1） 铸件尺寸公差铸件尺寸公差为16级，由于是中批生产的，毛坯制造方法采用砂型机器，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为CT10级，选起铸件 值为1（2） 铸件机械加工余量对中批生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得，选取MA为G级各表面的总余量表2-1.由工艺人员手册可得铸件主要尺寸公差见表2-2. 表2-1 零件各表面的总余量表加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值A面68G4B面68G4C面56G4P面56G4R面69F2M面12F2F面36F2表2-2 主要毛坯尺寸及公差主要表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTA面轮廓尺寸642664B面轮廓尺寸642664C面轮廓尺寸522544F面轮廓尺寸342364P面轮廓尺寸522544R面轮廓尺寸67269412轮廓尺寸121133（3） 零件毛培综合图 零件-毛坯综合图一般有以下内容：铸造毛坯形状、尺寸及公差加工余量与工艺余量、铸造斜度机圆角、分型面、浇冒口、残根的位置、工艺基准及其他有关技术要求等。零件毛坯综合图上技术条件一般包括下列内容：1 合金牌号2 铸造的精度等级。3 铸造方法4 铸件的检验等级5 末注明的铸造斜度及圆 6 铸件综合技术条件7 铸件交货状态。如允许烧冒口残根大小等8 铸件是否进行或液压实验9 热处理硬度10 毛坯-零件综合图技术要求1、毛坯精度等级CT为10级，2、热处理:时效处理，3、材料ZL102.2.4 工艺内容安排工序的集中与分散 本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件支架座的生产类型为中批量生产，可以采用普通机床配以专用工具、夹具、以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。（1）加工设备以通用为主（2）工序当集中(3) 加工过程划分阶段（4）大量采用专用工装2.5 定位基准的选择 （1）粗基准的选择。考虑到以下的要求，选择支架座A面为粗基准。 保证各加工面均有加工的余量前提下，使重要孔的加工余量尺寸均匀。 能保证定位准确，加紧可靠 面的面积较大，定位比较稳定，加紧方案也简单。（2）精基准的选择。考虑以下的几点要求，选择孔18H7和孔24为精基准。 以孔18和孔为精基准，是为了保证孔8xM4及R面与孔18H7相对位子准确。2.6 制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：A面粗铣、B面粗铣、C面粗铣、P面粗铣、12端面粗铣、F面粗铣、M面粗铣、R面粗铣精铣、孔18H7钻孔镗孔、螺纹孔M8钻孔攻螺纹、孔24钻孔镗孔、孔2x5H7粗铣半精铣、孔4x6粗铣、螺纹孔8xM4钻孔攻螺纹、4x12凹槽粗铣、底面凹槽粗铣。根据先面后孔、先主要后次要表面和粗加工后精加工的原则，将A面、B面、C面、F面、P面、R面、M面及孔18H7、孔24、孔2x5H7、孔4x6，螺纹孔M8、螺纹孔8xM4、4x12凹槽和底面凹槽初步拟定加工工艺路线见下表工序号 工序内容 铸造 时效 涂漆 10 粗铣A面、B面、F面、P面、C面、12外圆面及其端面 20 钻孔18H7、孔24。 30 镗孔18H7和孔24 40 粗铣M面、4x6孔及凹槽4x12、2x5H750 精铣4x6孔60 粗铣底面（R面）及底面凹槽 70 精铣底面（R面） 80 钻孔M890 钻8xM4螺纹孔 100 攻螺纹M8及螺纹8xM4 110 倒角、倒圆、去毛刺120 检验130 入库 2.7 选择机床、夹具、刀具 由于生产类型为中批生产，故加工设备宜以通用机床为主、辅以少量专用机床。其生产方式以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用夹具的流水生产线。工件在各机床的装卸及机床间的传递均由人工完成。 2.7.1机床、夹具、刀具的选用（1） 粗铣A面、B面、C面、P面、及F面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择X715。刀具选择了直径D为 22mm直柄立铣刀、夹具选择了专用夹具、及游标卡尺。（2） 粗铣R面及凹槽38 。由于定位基准的转换，宜采用X715立式铣床。刀具选择 22的铣刀，夹具选择了专用夹具及游标卡尺。粗铣凹槽10采用8的铣刀，夹具选择了专用夹具及游标卡尺。（3） 精铣底面（R面）选择X715立式铣床。刀具选择22立铣刀，夹具选择专用夹具及游标卡尺。（4） 粗铣M面、孔4x6及凹槽4x12 、2x5H7与粗加工相同的机床、刀具选择6立铣刀2x 5H7 选5立铣刀，选用夹具及游标卡尺。（5） 精铣4x6孔选择X715立式铣床。夹具选择专用夹具，铣刀选择6直柄立铣刀，量具选择游标卡尺。 。（6） 钻孔18H7、孔24及螺纹孔M8、螺纹孔8xM4机床采用摇臂钻床Z3025。刀具一次选择17直柄麻花钻、23直柄麻花钻、7.5直柄麻花钻、3.5直柄麻花钻。夹具选择专用钻床夹具，量具选择游标卡尺及塞规。（7） 镗孔18H7及孔24采用卧式铣镗床T617A,选择功率为4KW。选用通孔的镗刀，专用的夹具及游标卡尺。（8）攻螺纹采用手工钳工2.7.2切削用量的选择及基本时间的定额1）切削用量的选择工序10：粗铣A面、B面、C面、F面、P面及12端面; 工步1：粗铣B面和C面及右半F面，查阅相关资料可得：铣削采用22立铣刀，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=2mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=41000 mm/min 工步2：粗铣A面和P面及左半F面，查阅相关资料可得：铣削采用22立铣刀，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=2mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=41000 mm/min工步3：12上端面，查阅相关资料可得：铣削采用22立铣刀，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=2mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=28000 mm/min工序20：钻孔18H7、孔24、螺纹孔 工步1：钻孔18H7，查相关资料的：采用17直柄麻花钻，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=21mm，主轴转数n=600r/min，切削速度v=43000 mm/min 工步2：钻24的孔，查阅相关资料可得：钻削采用23麻花钻，进给量：f=1.2/mm,切削深度ap=43mm,主轴转速n=500r/min，切削速度为=28000 mm/min 工步3：钻 M8的底孔，查阅相关资料可得：钻削采用麻花钻7.5，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=13mm,主轴转速n=800r/min，切削速度为=19000 mm/min工序30：镗孔18H7及孔24; 工步1：镗孔18H7，查阅相关资料可得：铣削采用10镗刀，进给量：f=1.0r/mm,切削深度ap=21mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=28000 mm/min工步2：镗孔24，查阅相关资料可得：镗采用18镗，进给量：f=1.0r/mm,切削深度ap=43mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=50000 mm/min工序40：粗铣M面、凹槽4x12及孔4x6和2x5H7孔。 工步1：粗铣M面，查阅相关资料可得：铣削采用6立铣刀，进给量：f=1.2mm,切削深度ap=2mm,主轴转速n=800r/min，切削速度为=15000 mm/min工步2：铣凹槽4x12，查阅相关资料可得：铣削采用6直柄立铣刀，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=1.5mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=22000 mm/min工步3：铣4x6孔，查阅相关资料可得：采用6立铣刀，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=10mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=11000 mm/min工步4：粗铣2x 5H7孔，查相关资料得：铣削采用5铣刀，进给量：f=1.2 r /mm,切削深度ap=10mm,主轴转速n=500r/min，切削速度为=7800 mm/min 工序50：精铣4x6孔及2x 5H7孔 工步1：精铣4x6孔，查阅相关资料可得：铣削采用6立铣刀，进给量：f=1.0r/mm,切削深度ap=10mm,主轴转速n=1000r/min，切削速度为=19000 mm/min 工步2：精铣2x 5H7孔，查相关资料得：铣削采用5铣刀，进给量：f=1.0r/mm,切削深度ap=10mm,主轴转速n=1000r/min，切削速度为=16000 mm/min工序60：粗铣底面（R面）及底面凹槽工步1：粗铣底面（R面），查阅相关资料可得：铣削采用22立铣刀，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=1.5mm,主轴转速n=800r/min，切削速度为=55000 mm/min工步2：粗铣底面凹槽38，查阅相关资料可得：铣削采用22立铣刀，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=6mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=42000 mm/min工步3：粗铣底面凹槽10，查阅相关资料可得：铣削采用8立铣刀，进给量：f=1.2r/mm,切削深度ap=29mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=15000 mm/min工序70：精铣底面（R面） 工步1：精铣底面（面），查阅相关资料可得：铣削采用22立铣刀，进给量：f=1.0r/mm,切削深度ap=0.5mm,主轴转速n=1000r/min，切削速度为=70000 mm/min工序80：钻螺纹孔 工步1：钻螺纹孔;查阅相关资料可得：选用.8直柄麻花钻，进给量：f=1.0r/mm,切削深度ap=13mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=24000 mm/min工序90：钻8x螺纹孔 工步1：钻8x螺纹孔，查阅相关资料可得：选用.8直柄麻花钻，进给量：f=1.0r/mm,切削深度ap=1mm,主轴转速n=600r/min，切削速度为=24000 mm/min工序00：手工攻螺纹M8及螺纹8xM4工序110 ： 倒角、倒圆、去毛刺工序120 ： 检验工序130 ： 入库2）.时间的定额计算。计算工序90的时间定额：（钻8xM4孔）（1） 机动时间，参考有关资料，可得钻孔的计算公式为： （1-2）L2=1-4，钻盲孔时L2=0。 对钻8xM4孔有 L1=D/2 cotkr +（1-2） =4/2cot120+1.5 =1.9mmL=10mm,L2=1,则代入上述公式（1-2）得：T=10+1.9+1/1.0x500=0.0.0258 min则T=8x0.0258min=0.2064min其余的基本时间定额计算略。备注：工艺文件详见机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡表。2.8 填写机械加工工艺过程卡2.9 填写机械加工工序卡3专用夹具设计3.1明确夹具设计任务书，收集资料 1零件本工序的加工要求分析 毛配左视图 毛配俯视图 本工序的加工要求，加工的是8Xm4螺纹孔。 孔8H7、孔24、孔4x6、槽4x12、孔2x5H7及A面、B面、C面、F面、M面、P面、R面和地面凹槽都已经加工完毕。孔的加工要求精度并不高。3.2、 拟定夹具结构并绘制草图3.2.1 选定夹具类型 本工序加工的是8xM4螺纹孔，采用专用钻床夹具及3.8麻花钻钻头。3.2.2 拟定定位方案和确定定位元件。 定位元件是夹具的主要功能元件之一。它的作用是使一批工件在夹具中占据正确的位置。 有工件以平面定位 如：支承钉、支承板。有以圆柱表面定位 如：圆柱销、圆柱芯轴、圆柱销、锥度芯轴等 工件以外圆柱面定位 如V邢块。有组合定位方式 如：工件以一面两孔定位。（1） 定位方案 以孔18H7（及孔24）孔7.8（未攻螺纹M8底孔）为定位基准，限制工件5个自由度，再加以R面作为定位基准限制1个自由度。（2） 选择定位元件。 根据定位方式的知是以孔18H 7的内侧面做为定位基准的，选择了定位元件为可换的定位销，两面选用支撑钉定位，选用了一销两面定位，。考虑到中批生产会对定位销有磨损，这样就不容易保证夹具的定位精度。所以选用夹紧装置为两个螺杆进行夹紧。（3） 定位误差的计算。由于孔精度要求不高，故误差计算省略。3.2.3 确定引导装置 工件在机床上加工，能否保证加工精度，主要取决于刀具与工件的相对位置，也就是说首先确定刀具加工的起始点位置，即对刀。所以选择了钻模板钻套配合加工。 3.2.4确定夹紧装置机械加工过程当中，为保持工件定位时所确定的正确位置，防止工件的切削力、惯性力、离心力及重力等作用下发生位移或振动，机床夹具应设置夹紧装置，将工件压紧夹牢。夹紧装置是否合理、可靠及安全，对工件加工的精度、生产率和工人的劳动条件有着重大的影响。在夹紧时有以下的几点要求:1) 夹紧过程中，不能改变工件定位后占据的正确位置。2) 夹紧力的大小要适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变、振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。3) 夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产类型相适应，在保证生产效率的前提下，其结构要力求简单，便于制造与维修。4) 夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。5) 夹紧装置应具有良好的自锁性能，以保证源动力波动或消失后，仍能保持夹紧状态。 综合以上的要求，工件的加工方式是中批生产的，故需要工件的夹紧与松卸要尽量的缩短时间，保证效率，所以采用了螺旋夹紧机构。3.2.5确定夹具体 因为加工的支架座工件是以侧面支撑钉作为定位的，所以夹具体要一支架，支架座的定位需要支撑钉和定位销来定位的，如果定位销做成了与夹具体一体的话，在每次加工支架座零件的时候，安装于拆卸工件的时候，可能会对定位销有磨损。从而会导致定位精度不够，会影响到零件的加工质量。所以夹具体与长条块的关系是定位销、支撑钉是可拆卸的。最终确定夹具体是长方体状的上面还有两销、还有支架座。 夹具体图如下： 夹具体主视图 夹具体俯视图3.3 夹具精度分析1）孔要求精度不高，加紧装置可以可以满足要求。备注：3.4 绘制夹具装配图3.5 绘制夹具零件图总 结毕业设计是学生在校学习最重要环节之一，也是最后的一环。对我来说，毕业论文就是对于在大学三年当中所学的知识进行了一次总结。在这几个月的忙碌中，终于能够顺利的完成了支架座工艺规程及夹具的设计。所设计的是支架座零件的加工工艺规程及夹具，在设计完这个支架座后，我深深地体会到了支架座虽然只是一个小小的部件，但是仍然要有很高的技术要求。在这一次的设计中也发现了自己还是有些问题不是很懂，就是有了这次的毕业设计，让我通过向同学请教或是查看资料把这些问题一一弄懂，是自己的知识进一步充实。随着这次毕业设计的完成，我受益匪浅。在这次毕业设计过程中深深的体会到如果想成为一名设计人员应该具有什么样的思想，具备的思考问题、解决问题的能力。同时也让我进行了一次总的复习和巩固自己所学的专业知识，这对于我来说这是一次十分难得的机会，把这三年中所学的知识进行了一次综合的总结并应用到设计中。在此期间是自己进一步巩固了对CAD绘图软件、Word软件的应用，使之有了一定的进步。在这次设计期间，遇到一些小的挫折。中途因电脑丢失而使得前一个多月的汗水付之东流，只能重头来过。也因为此事，中间有一段时间没有心情来踏踏实实的作设计。不过在同学和朋友的帮助下，最终使我摆脱了那些负面情绪，重新使自己投入到毕业设计之中。又经过了一个多月的忙碌终于完成了支架座的设计，当完成的那一刻心里终于可以松了一口气，感觉整个人变得轻松多了，看来毕业设计给自己的压力还是蛮大的。现在想想之所以自己会有这么大的压力，大多是因为自己对于设计需要掌握的一些知识不够熟练，知识的欠缺使得自己在设计中处处碰壁，有时寸步难行。不过通过此次设计已经使得自己对这些知识有了进一步的了解和掌握，自己的知识进一步充实。经过了几个月的忙碌，其中有苦，有甜。但这些都很值得，因为经过这次的设计，不仅使得自己的知识进一步充实，还使自己对以后的工作内容有了初步了解。是自己懂得了万事只要自己努力了，就会有收获。参考文献1.徐嘉元 、曾家驹 主编.机械制造工艺学：机械工业出版社，20062.倪森寿 主编. 机械制造工艺与装备课程设计指导书：化学工业出版社，20073.孙丽媛 主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导：冶金工业出版社，20074.吴宗泽、 罗圣国 主编.机械设计课程设计手册：高等教育出版社，20065.赵岩铁 主编.公差配合与技术测量：北京航空航天大学出版社2007.96.程绪琦 主编.AutoCAD2008中文标准教程：电子工业出版社，2008.47.陈宏钧 主编.实用机械加工工艺手册：机械工业出版社，20038.陈立德 主编.机械设计基础课程设计指导书：高等教育出版社2007.8
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