機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)左支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備全套CAD圖紙

1、機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)左支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備全套cad圖紙，工序卡，過程卡，聯(lián)系153893706設(shè) 計(jì) 者： 指導(dǎo)教師：班級(jí)：數(shù)控083班2010-12-30機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)左支座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具內(nèi)容：（1）零件一毛坯合圖 1張（2）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 10張（3）夾具裝配總圖 1張（4）夾具零件圖 1張（5）課程設(shè)計(jì)說明書 1份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。班 級(jí)：數(shù)控083學(xué) 生： 指導(dǎo)老師： 時(shí) 間： 2010年 12月 30日目 錄 序言：設(shè)計(jì)目的 1 一、零件的分析

2、1 1、零件的作用 2、零件的工藝分析 二、確定毛坯，畫毛坯零件合圖 5 1、選擇毛坯 2、確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差 3、零件的毛坯圖（如附圖二所示） 三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 1、定位基準(zhǔn)的選擇 2、零件表面加工方法的選擇 3、制定工藝路線 四、加工工序設(shè)計(jì) 9 1、選擇加工設(shè)備及工藝裝備 2、確定工序尺寸 五、確定切削用量及基本時(shí)間 11 1、切削用量 2、時(shí)間定額計(jì)算 六、夾具設(shè)計(jì) 14 1、確定設(shè)計(jì)方案 2、計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑 3、定位精度分析設(shè)計(jì)目的：機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)(含機(jī)床夾具設(shè)計(jì))和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。

3、這次設(shè)計(jì)使我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問題。初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件（左支座）的工藝規(guī)程的能力和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。一、零件的分析1、零件的作用左支座零件，是機(jī)床上的一個(gè)支座。支座孔中安裝軸，側(cè)面的耳孔中安裝螺栓可將軸夾緊，使軸固定。松開螺栓后軸可轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)，也可以利用夾緊程度的不同來調(diào)節(jié)孔與軸之間的間隙，零件下底座有兩個(gè)定位銷孔，用兩個(gè)定位銷將其定

4、位。2、 零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為ht200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。（零件圖見附圖一）由零件圖可知，該零件的主要加工面分為：底座大端面a面，粗糙度為3.2；80h9內(nèi)孔表面，粗糙度為1.6；底座的四個(gè)13的通孔和四個(gè)20的沉孔，內(nèi)孔表面的粗糙度為12.5，過渡表面的粗糙度為6.3；底座10銷孔的內(nèi)孔表面粗糙度為1.6；側(cè)面耳孔43孔、21孔、25h7孔、38孔的內(nèi)孔表面粗糙分別為12.5、12.5、3.2、12.5；其過渡面的粗糙度分別為6.3、12.5；m8-7h、m10-7h深18的螺紋孔的表面粗糙度為6.3；

5、寬度為5mm槽的粗糙度為12.5。 由于10銷孔的表面粗糙度為1.6，要求較高，而且直徑也較小，所以應(yīng)采用鉆-鉸的加工方法，而80h9內(nèi)孔表面的表面粗糙度為1.6，且與a面有垂直度要求，應(yīng)分為粗鏜精鏜的加工方法。2、 確定毛坯，畫毛坯零件合圖（附圖二）1、 選擇毛坯根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵ht200，由于零件在機(jī)床工作過程中起支撐作用，所以受的動(dòng)載荷和交變載荷也較小。由于是中批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型，又由于零件的80mm孔需鑄出，故還應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。參考文獻(xiàn)1表2-1，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)ct為812級(jí)，加

6、工余量等級(jí)ma為g級(jí)。故取ct為9級(jí)，ma為g級(jí)。鑄件的分型面選擇通過豎直槽的對(duì)稱軸線，且與a面垂直的面。澆口位置分別位于耳座兩側(cè)。2、 確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差參考文獻(xiàn)1：查表2-3、表2-4確定rma、ct當(dāng)外表面作機(jī)械加工時(shí)：rma=1.4，ct=2.2；有公式：r=f+2rma+ct/2=100+2*1.4+2.2/2=103.9mm當(dāng)內(nèi)腔作機(jī)械加工時(shí)：rma=2，ct=2.2；有公式：r=f-2rma-ct/2=80-2*2-2.2/2=74.9mm 其余尺寸由鑄造獲得 估計(jì)質(zhì)量為2.0kg通過計(jì)算法確定各表面的總加工余量如表2-1所示。表2-1 各加工表面總余量加工表面基本

7、尺寸（mm）加工余量等級(jí)加工余量數(shù)值（mm）說 明底面a面140g4mm單側(cè)加工80孔80h2.5mm孔降一級(jí)，雙側(cè)加工 參考文獻(xiàn)1表2.3，用查表法可得鑄件主要尺寸的公差，如表2-2所示。表2-2 主要毛坯尺寸及公差（mm）主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差ct底座輪廓尺寸1401402.580孔802.5+2.5752.2a面距上端面10041042.5圓柱r55r552.5耳座80802.23、 零件的毛坯圖（如附圖二所示）3、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1、 定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇：左支座底面為邊長140 mm的正方形、中間80的孔、10的銷孔及四個(gè)4-13的孔既是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它

8、們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循“基準(zhǔn)重合”的原則，實(shí)現(xiàn)左支座零件“一面二孔”的典型定位方式。此外底面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單可靠，操作方便。粗基準(zhǔn)的選擇:按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則,當(dāng)零件有不加工表面的時(shí)候,應(yīng)該選取這些不加工的表面為粗基準(zhǔn);若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí),則應(yīng)該選擇與加工表面相對(duì)位置精度要求較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn).現(xiàn)取r55的外圓柱表面作為定位基準(zhǔn),以消除x,y的轉(zhuǎn)動(dòng)和x,y的移動(dòng)四個(gè)自由度,再用80h9的小端端面可以消除z周的移動(dòng)。2、 零件表面加工方法的選擇該零件毛坯包括底座下端平面、一個(gè)大孔、六個(gè)階梯孔、兩個(gè)銷孔、兩個(gè)螺紋孔、兩個(gè)縫槽、一個(gè)內(nèi)孔倒角，材料為h

9、t200。根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程有關(guān)資料，其加工方法選擇如表3-1所示。表3-1左支座零件各表面加工方案加工表面尺寸精度表面粗糙度ra/um加工方案?jìng)渥⒌酌鎍面it93.2粗銑精銑表1-880h9孔it91.6粗鏜精鏜表1-74-13孔it1212.5鉆擴(kuò)表1-72-10銷孔it91.6鉆鉸表1-74-20孔it1212.5粗銑表1-8內(nèi)螺紋m8-7hit76.3鉆擴(kuò)攻螺紋表1-7內(nèi)螺紋m10-7hit76.3鉆擴(kuò)攻螺紋表1-738孔it1212.5粗銑表1-825h7it73.2粗銑精銑表1-821i

10、t1212.5粗銑表1-843it1212.5粗銑表1-8垂直縫槽it1212.5粗銑表1-8水平縫槽it1212.5粗銑表1-8倒角it12粗銑表1-83、制定工藝路線遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工底面a面、80的孔、10的銷孔及四個(gè)4-13的孔；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工，后安排精加工；遵循“先主后次”原則，先主要表面后次要表面；遵循“先面后孔”原則，確定如下表3-2所示加工工藝路線：表3-2左支座加工工藝路線序 號(hào)工 序 內(nèi) 容簡 要 說 明鑄造時(shí)效消除內(nèi)應(yīng)力涂底漆防止生銹10粗銑削a面先加工基準(zhǔn)面20粗鏜80h9孔留精鏜余量30鉆4-13孔、鉆10的孔留擴(kuò)鉸加工余量40粗銑

11、20孔用立銑刀50粗銑削43、21孔用立銑刀60粗銑削38、25孔留25孔精銑削余量70粗銑削垂直槽用鋸片銑刀80粗銑削水平槽用鋸片銑刀90粗銑80h9內(nèi)孔邊緣倒角粗加工結(jié)束100精銑削a面精加工開始110鉸削10銷孔用自動(dòng)鉸削120擴(kuò)4-13孔保證表面精度要求130精銑25h7孔用立銑刀140精鏜80h9孔精加工結(jié)束150鉆、擴(kuò)、攻螺紋孔m10-7h、m8-7h工序分散，平衡節(jié)拍160加工倒角r15、r10、r3鉗工工作臺(tái)170檢驗(yàn)180入庫四、工藝設(shè)計(jì)1、 選擇加工設(shè)備及工藝裝備由于生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔

12、以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均有人工完成。 工序一：粗銑、精銑a面， 考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，應(yīng)選立式銑床，故選常用的x52k型銑床。選直徑d為200鑲齒套式面銑刀（參考文獻(xiàn)1表3-23）、專用夾具和三用游標(biāo)卡尺。 工序二：粗鏜、精鏜80h9孔，宜選用臥式鏜床，故選常用的t6025鏜床。選功率為1.5kw的1ta20鏜削頭（參考文獻(xiàn)2表3.2-44）,選用鏜通孔的鏜刀、專用夾具、三用游標(biāo)卡尺。 工序三：鉆削4-13孔、10銷孔，選用在立式鉆床上加工，故選用z3025型立式鉆床。選用莫氏錐柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)1表3-4）,專用夾具、三用游標(biāo)

13、卡尺。 工序四：粗銑38、25h7、43、21孔，精銑25h7孔選用的機(jī)床應(yīng)使用范圍較廣為宜，故選常用的802d立式銑床，選用d=16mm高速鋼直柄立銑刀（參考文獻(xiàn)1表3-15），專用夾具、三用游標(biāo)卡尺。 工序五：粗銑20孔，選用的機(jī)床應(yīng)使用范圍較廣為宜，故選常用的802d立式銑床，選用d=16mm高速鋼直柄立銑刀（參考文獻(xiàn)1表3-15），專用夾具、三用游標(biāo)卡尺。 工序六：粗銑縫槽，應(yīng)選用臥式銑床，故選常用的x61型銑床即能滿足加工要求。選用切口銑刀（參考文獻(xiàn)1表3-14），專用夾具、三用游標(biāo)卡尺。 工序七：鉆削m10-7h、m8-7h螺紋底孔，可在鉆床上加工，故選z3025型立式鉆床，選用莫

14、氏錐柄麻花鉆（參考文獻(xiàn)1表3-4），專用夾具，三用游標(biāo)卡尺、塞規(guī)檢查孔徑。工序八：攻m10-7h、m8-7h螺紋孔，可在車床上加工，故選ca6140車床，選用直柄機(jī)用絲錐（參考文獻(xiàn)1表3-32），專用夾具、塞規(guī)檢查孔徑、絲錐夾頭、螺紋塞規(guī)。工序九：擴(kuò)13的孔、鉸10銷孔，可在鉆床上加工，故選z3025型立式鉆床，選用直柄機(jī)用鉸刀（參考文獻(xiàn)1表3-33），專用夾具、塞規(guī)檢查孔徑。工序十：粗銑80h9內(nèi)孔倒角，選用802d立式銑床，選用d=20mm高速鋼直柄倒角刀（參考文獻(xiàn)1表3-17）。（11）工序十一：在鉗工工作臺(tái)上，加工倒角r15、r10、r3。2、確定工序尺寸由p42表2-29得：80h9

15、毛坯孔直徑為75，第一次粗鏜到 77.5，第二次粗鏜到 79.5，精鏜到80 。由p41表2-28得：2-10第一次鉆到9.8第一次鉸到9.96第二次鉸到鉸10。由p46表2-39得：m10-7h第一次鉆到8.5，攻絲得m10。由p46表2-39得：m8-7h第一次鉆為6.7，攻絲得m8由p45表2-36得：粗銑下表面銑削加工余量為1.5，公差為+0.5,直接精銑到所剩的加工余量。由p41表2-26得垂直縫槽5 粗銑寬度余量0.3，公差為+0.1。由p41表2-26得水平縫槽5 粗銑寬度余量0.3，公差為+0.1。由p45表2-36得：粗銑25h7孔加工余量為1.5，公差為+0.5,直接精銑到

16、所剩的加工余量。五、確定切削用量及基本時(shí)間（工序四）1、切削用量該工序分五個(gè)工步，工步一：以下端a面和孔80h9以及兩13孔定位（一面兩孔定位），粗銑21孔；工步二：同“工步一”定位，粗銑43孔；工步三：同“工步一”定位，工件旋轉(zhuǎn)180度，粗銑孔25h7()；工步四：同“工步三”定位，精銑孔25h7()；工步五：同“工步三”定位，粗銑38孔。(1)工步一:粗銑21孔背吃刀量的確定 工步一的背吃刀量ap取為0.7mm進(jìn)給量的確定 由表5-10，工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.04mm/z銑削速度的計(jì)算 由表5-15，按d/z=16/3的條件選取38m/min。有公

17、式（5-1）n=1000v/d可得該工序的銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000*38/*16=756.37r/mm。參照4-15所列750r/mm。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nd/1000=750*16/1000=37.68m/min。(2)工步二:粗銑43孔 同“工步一”的計(jì)算。(3)工步三:粗銑孔25h7() 背吃刀量的確定 取背吃刀量ap取為0.7mm進(jìn)給量的確定 由表5-10，工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.03mm/z銑削速度的計(jì)算 由表5-15，按d/z=16/3的條件選取44m/min。有公式（5-1）n=1000v/d可得該工

18、序的銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000*44/*16=875.80r/mm。參照4-15所列950r/mm。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nd/1000=950*16/1000=47.73m/min。（4）工步四:精銑孔25h7()背吃刀量的確定 取背吃刀量ap取為0.4mm進(jìn)給量的確定 由表5-10，工件-夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz取為0.02mm/z銑削速度的計(jì)算 由表5-15，按d/z=16/5的條件選取53m/min。有公式（5-1）n=1000v/d可得該工序的銑刀轉(zhuǎn)速，n=1000*53/*16=1054.94r/min。參照4-15所列1

19、180r/mm。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nd/1000=1180*16/1000=59.28m/min。（5）工步五:粗銑38孔 同“工步一”的計(jì)算。2、時(shí)間定額計(jì)算工序四的基本時(shí)間如下計(jì)算:根據(jù)表5-43中銑削基本時(shí)間計(jì)算公式tj(l+l1+l2)/fmz，可求出該工序的基本時(shí)間。由于該工序包括五個(gè)工步。工步一：粗銑21孔，直接銑為通孔，所以l=80mm，l2=13mm，取l2=3mm；l1=0.5*d+（12）=0.5*16+2=10mm,fmz=f*n=fz*z*n=0.04*3*750=90mm/min。將上述結(jié)果代入公式tj(l+l1+l2)/fm

20、z，則該工步的基本時(shí)間:tj（80+10+3）/90=1.03min=62s工步二：粗銑43孔，深度為1mm，所以l=1mm，l2=13mm，取l2=3mm；l1=0.5*d+（12）=0.5*16+2=10mm,fmz=f*n=fz*z*n=0.04*3*750=90mm/min。將上述結(jié)果代入公式tj(l+l1+l2)/fmz，則該工步的基本時(shí)間:tj（1+10+3）/90=0.16min=9.6s工步三：粗銑孔25h7() ，深度為46mm，所以l=46mm，l2=13mm，取l2=3mm；l1=0.5*d+（12）=0.5*16+2=10mm,fmz=f*n=fz*z*n=0.03*3

21、*950=85.5mm/min。將上述結(jié)果代入公式tj(l+l1+l2)/fmz，則該工步的基本時(shí)間:tj（46+10+3）/85.5=0.70min=42s工步四：精銑孔25h7()，直接下到指定深度，所以取l=4mm，l2=13mm，取l2=1mm；l1=0.5*d+（12）=0.5*16+1=9mm,fmz=f*n=fz*z*n=0.02*3*1180=70.8mm/min。將上述結(jié)果代入公式tj(l+l1+l2)/fmz，則該工步的基本時(shí)間:tj（4+9+1）/70.8=0.20min=12s工步五：粗銑38孔，深度為6mm，所以l=6mm，l2=13mm，取l2=3mm；l1=0.5

22、*d+（12）=0.5*16+2=10mm,fmz=f*n=fz*z*n=0.04*3*750=90mm/min。將上述結(jié)果代入公式tj(l+l1+l2)/fmz，則該工步的基本時(shí)間:tj（6+10+3）/90=0.21min=12.6s工序四的輔助時(shí)間ta的計(jì)算： 根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間tf與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.150.2）tj，本工序取tf=0.15tj，則本工序的輔助時(shí)間為：tf=0.15*tj=0.15*（62+9.6+42+12+12.6）=20.73stj=62+9.6+42+12+12.6=138.2s工序四其他時(shí)間的計(jì)算：除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間

23、之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地點(diǎn)、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于該零件是中批量生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可以忽略不計(jì)；布置工作地時(shí)間tb是作業(yè)時(shí)間的2%7%，休息與生理需要時(shí)間tx是作業(yè)時(shí)間的2%4%，該零件取3%，則工序四的其他時(shí)間（tb+tx）可按關(guān)系式（3%+3%）*（tj+tf）計(jì)算，如下所示：工序四其他時(shí)間：tb+tx=6%*（138.2+20.73）=9.54s單件時(shí)間tdj的計(jì)算：tdj=138.2+20.73+9.54=168.47s6、 夾具設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的夾具為第四道工序粗銑孔43、孔21粗銑，粗銑孔38，粗銑及精銑孔25h7()

24、1、 確定設(shè)計(jì)方案這道工序所加工的孔在耳座兩側(cè)，按照基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)以下端a面和孔80h9以及孔13定位（一面兩孔定位），以穿過80h9孔的圓柱螺釘用快換螺母進(jìn)行夾緊，對(duì)耳座的一側(cè)進(jìn)行加工，待耳座加工完成后有人工翻轉(zhuǎn)180度，按同樣的定位、夾緊方式加工耳座的另一側(cè)。夾具以夾具體安裝面和定位孔、定位銷，使用t型槽螺栓連接。工件以a面在夾具上定位，限制了三個(gè)自由度，其余三個(gè)自由度應(yīng)以兩13孔限制（兩個(gè)孔應(yīng)選對(duì)角的兩個(gè)）。在其中的一個(gè)13的孔中插入一個(gè)圓柱銷以限制兩個(gè)自由度，另一個(gè)13的孔中插入削邊銷以限制一個(gè)自由度。用一個(gè)兩端帶螺紋的螺栓插入80h9的孔中，并以快換螺母夾緊下端面，另一端安裝在夾具體上。本道工序的夾具需要翻轉(zhuǎn)，若采用氣動(dòng)或液壓夾緊，則氣管或油管會(huì)防礙操作，所以應(yīng)采用手動(dòng)夾緊，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。2、 計(jì)算夾緊力并確定螺桿直徑 因?yàn)閵A具的夾緊力與切削力的方向垂直，實(shí)際所需夾緊力f夾與切削力f之間的關(guān)系為:f夾=kfl/(f1h+l)。式中的k為安全系