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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 9
遼寧工程技術(shù)大學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目：
支架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制及鉆削mm孔工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)
班 級(jí)：
機(jī)電05-2班
姓 名：
戶(hù)海峰
指導(dǎo)教師：
魏永樂(lè)
完成日期：
2008.7.1
一、設(shè)計(jì)題目
支架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制及鉆削孔工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件圖（草圖） 1張
(2) 生產(chǎn)類(lèi)型: 5000件/年
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(4) 夾具裝配圖 1張
(5) 夾具體零件圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(5000字左右) 1份
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫(huà)零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫(xiě)工藝過(guò)程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫(huà)夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 3天
(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)
成 績(jī)：
指導(dǎo)教師
日 期
摘 要
本課程設(shè)計(jì)是重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一，其主要內(nèi)容是機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和鉆削孔工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)。
本課程設(shè)計(jì)是在完成生產(chǎn)實(shí)習(xí)，學(xué)完機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其它專(zhuān)業(yè)課程之后進(jìn)行的。學(xué)生通過(guò)該課程設(shè)計(jì)，將所學(xué)理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，得到解決問(wèn)題和分析問(wèn)題能力的初步培養(yǎng)，另外也為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)、走上工作崗位進(jìn)行一次綜合訓(xùn)練。通過(guò)該課程，學(xué)生應(yīng)該在下述各方面得到鍛煉：
1.使學(xué)生具有制定工藝規(guī)程的初步能力。能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和其他課程的基本理論和方法，正確的制定一個(gè)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。
2.具有設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具的初步能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。
3.結(jié)合工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容，能夠熟練的應(yīng)用工藝計(jì)算方法，正確的進(jìn)行工藝計(jì)算，如工藝參數(shù)、切削力、切削功率、切削速度、定位誤差、夾緊力等。
4.進(jìn)一步提高查閱資料，熟練地使用設(shè)計(jì)手冊(cè)、參考資料等方面的能力。
5.通過(guò)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，使學(xué)生會(huì)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的程序和方法，培養(yǎng)獨(dú)立思考和獨(dú)立工作的能力。
Abstract
This course design is an important part of teaching ，itis the main contents of a point of order processing machinery and drilling holes for fixture design process.
This course is designed to complete the production internships, completion of machinery manufacturing and technological foundation and other professional courses conducted. Students through the curriculum design, will learn theory and practice of combining production, resolved the issue of capacity issues and the initial training, and also do a good job after graduation for the design and embarked on a comprehensive training for jobs. Through the courses, students in the following areas should be tempered:
1. So that students have developed a point of order of the initial capacity. Can make comprehensive use of machinery manufacturing technology and other courses based on the basic theories and methods, the right to develop a parts order processing machinery.
2. Fixture with the preliminary design for capacity and improve structural design capacity.
3. Combination of design, the application process can be skilled method of calculating the correct conduct of calculation, such as technical parameters, cutting force, cutting power, cutting speed, positioning error, the clamping force, and so on.
4. Further improve access to information, skilled use of Design Manual, reference materials, such as the ability.
5. Through the entire process of design, process design so that students will carry out the procedures and methods, and foster independent thinking and the ability to work independently.
目 錄
1.支架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制 1
1.1支架零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 1
1.1.1 零件用途 1
1.1.2 分析零件的技術(shù)要求 1
1.1.3 審查零件的工藝性 2
1.1.4 確定支架的生產(chǎn)類(lèi)型 2
1.2確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2
1.2.1 選擇毛坯 2
1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 2
1.2.3繪制支架鑄造毛坯簡(jiǎn)圖 3
1.3擬定支架工藝路線 3
1.3.1定位基準(zhǔn) 3
1.3.2表面加工方法的確定 4
1.3.3 加工階段的劃分 4
1.3.4 工序的集中與分散 4
1.3.5 工序順序的安排 4
1.3.6 確定工藝路線 5
1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 6
1.4.1 工序5鉆-粗鉸-精鉸mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定 6
1.5切削用量的計(jì)算 6
1.5.1 鉆孔工步 6
1.5.2 粗鉸工步 7
1.5.3 精鉸工步 7
2.鉆削孔工序鉆用夾具設(shè)計(jì) 7
2.1.夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 7
2.2.確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 7
2.3.畫(huà)夾具裝配圖 8
2.4.夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求。 8
參考文獻(xiàn) 9
1.支架零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制
1.1支架零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
1.1.1 零件用途
支架零件主要起支撐作用。
1.1.2 分析零件的技術(shù)要求
(1) 零件材料為HT200。
(2) 支架零件技術(shù)要求匯集在下表
表1-1 支架零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等級(jí)
表面粗糙度|μm
形位公差/mm
孔
0.018，IT7
Ra1.6
孔
0.021，IT7
Ra1.6
圓柱左端面
IT9
Ra12.5
圓柱右端面
IT9
Ra12.5
連接板左端面
8070
IT10
Ra12.5
圓柱上端面
IT9
Ra6.3
圓柱下端面
IT9
Ra6.3
螺紋退槽
32
IT12
Ra6.3
1.1.3 審查零件的工藝性
由零件圖分析可知，支架頭部?jī)啥嗣婧臀膊績(jī)啥嗣婢笄邢骷庸?，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣減少了加工面積且易于加工。肋板的存在增加了支架頭部的接觸剛度，的孔和的孔的端面均為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面，雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常生產(chǎn)條件下采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來(lái)，因此該零件的加工工藝性好。
1.1.4 確定支架的生產(chǎn)類(lèi)型
依設(shè)計(jì)題目知：Q=5000件/年，m=1件/年；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和5%。代入公式得
支架重量為4.5kg，支架屬輕型零件；該支架的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)。
1.2確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖
1.2.1 選擇毛坯
由于該支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以毛坯選用鑄件，用于鑄造的材料為HT200。此支架的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類(lèi)型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，宜采用金屬模機(jī)器造型方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為。
1.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
由表2-1~2-5可知，要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。
1）公差等級(jí)
由支架的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為CT8~10，選擇CT9。
2）鑄件分型面
根據(jù)該鑄件的形位特點(diǎn)，選擇零件中間對(duì)稱(chēng)面為分型面。
3）表面粗糙度
由零件圖可知，該支架各加工表面的粗糙度Ra均大于等于3.2。
根據(jù)上述諸因素，可查表確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于表中
表1-2 支架鑄造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/mm
備注
厚度38
1.8
表2-3
0.3~0.5（兩端面分別取0.4和0.5）
表2-4
連接板厚12
1.6
表2-3
0.3~0.5（取0.5）
表2-4
距離57
2
表2-3
0.5~1（取1）
表2-4
距離110
2.5
表2-3
0.8~1.5（取1.5）
表2-4
1.2.3繪制支架鑄造毛坯簡(jiǎn)圖
支架零件毛坯簡(jiǎn)圖.exb
1.3擬定支架工藝路線
1.3.1定位基準(zhǔn)
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。
1）精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)該支架零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇支架底座底面、mm圓柱軸線和支架頭mm孔軸線作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，mm圓柱軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位加工支架頭mm孔，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工孔的軸線的垂直度要求。選用支架座底面和mm孔軸線作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵撝Ъ茉趍m圓柱軸線方向上的尺寸多以他們作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
2) 粗基準(zhǔn)的選擇
作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。選擇支架頭左端面作為粗基準(zhǔn)，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。
1.3.2表面加工方法的確定
根據(jù)支架零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工各表面的加工方法，如下表所示。
表1-3 支架零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/
加工方案
備注
支架頭圓柱端面
IT11
12.5
粗銑
表1-8
支架連接板端面
IT11
12.5
粗銑
表1-8
支架座上下端面
IT9
6.3
粗銑-半精銑
表1-8
孔
IT7
1.6
鉆-粗鉸-精鉸
表1-7
孔
IT7
1.6
鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸
表1-7
M42-6H
6.3
鉆-擴(kuò)-車(chē)螺紋
表1-10
沉孔
IT7
3.2
鉆-锪-精鉸
表1-7
M6-6H
6.3
鉆-車(chē)螺紋
表1-10
1.3.3 加工階段的劃分
該支架的加工質(zhì)量要求一般，可將加工階段劃分成粗加工和半精加工兩個(gè)階段。
在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑支架頭圓柱兩端面、支架板左端面和支架座上下兩端面。在半精加工階段，完成mm孔、mm孔、M42-6H和支架座上端面的半精加工。
1.3.4 工序的集中與分散
選用工序集中原則安排支架的加工工序。該支架的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
1.3.5 工序順序的安排
1)機(jī)械加工工序
（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——支架座底面。
（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面，后加工次要表面。
（4）遵循“先面后孔”原則，先加工支架底座端面，再加工mm孔、mm孔。
1.3.6 確定工藝路線
表1-4 支架工藝路線及加工設(shè)備、工裝的選用
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
機(jī)床設(shè)備
刀具
1
粗銑支架底座上下兩端面
立式銑床
端銑刀
2
粗銑支架頭圓柱左右兩端面和連接板左端面
立試銑床
端銑刀
3
半精銑支架底座上下兩端面
立試銑床
端銑刀
4
鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，絞刀
5
鉆-擴(kuò)mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆
6
鉆-粗鉸-精鉸mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
7
鉆-锪-精鉸沉孔
四面組合鉆床
麻花鉆，直柄錐面锪鉆，鉸刀
8
鉆4-M6-6H通孔
四面組合鉆床
麻花鉆
9
車(chē)M42-6H螺紋
臥式車(chē)床
內(nèi)螺紋車(chē)刀
10
車(chē)4-M6-6H通孔
臥式車(chē)床
內(nèi)螺紋車(chē)刀
1.4加工余量、工序尺寸和公差的確定
1.4.1 工序5鉆-粗鉸-精鉸mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定
由表2-28可查的，精鉸余量=0.05mm；粗鉸余量=0.95mm；鉆孔余量=14.0mm。查表1-20可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為，精鉸：IT7;粗鉸：IT10;鉆：IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可確定各工步的公差值分別為，精鉸：0.018mm ；粗鉸：0.07mm；鉆：0.18mm。
綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸：mm；粗鉸：mm；鉆孔：mm，他們的相互關(guān)系如下圖所示：
加工方向
0.95
0.05
+0.18
+0.07
+0.018
1.5切削用量的計(jì)算
工序5——鉆、粗鉸、精鉸mm孔
1.5.1 鉆孔工步
1）背吃刀量的確定 取=14.0mm。
2）進(jìn)給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.2mm/r。
3）切削速度的計(jì)算 由表5-22，工件材料為HT200，切削速度v可取為18m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序鉆頭轉(zhuǎn)速n=409.5 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=530r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=nd/1000=23.3m/min 。
1.5.2 粗鉸工步
1）背吃刀量的確定 取=0.95mm。
2）進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=1.00mm/r
3）切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度v可取為3m/min。由公式（5-1）n=1000v/d可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=63.9r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速, 取轉(zhuǎn)速n=68r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際切削速度v=nd/1000=3.2m/min
1.5.3 精鉸工步
1）背吃刀量的確定 取=0.05mm。
2）進(jìn)給量的確定 由表5-31，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r
3）切削速度的計(jì)算 由表5-31，切削速度v可取為4m/min。由公式（5-1）n=1000v/可求得此工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=84.9 r/min，參照表4-9所列Z535型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速, 取轉(zhuǎn)速n=100r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際切削速度v=nd/1000=4.71m/min
2.鉆削孔工序鉆用夾具設(shè)計(jì)
2.1.夾具設(shè)計(jì)任務(wù)
鉆支架通孔。已知：工件材料為HT200，毛坯為鑄件，所用機(jī)床為Z535型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。試為該工序設(shè)計(jì)一鉆床夾具。
2.2.確定夾具的結(jié)構(gòu)方案
（1）確定定位元件 選用一短削邊銷(xiāo)與工件孔配合，限制一個(gè)自由度，削邊銷(xiāo)軸肩與工件定位端面接觸，限制三個(gè)自由度，支承板與連接板端面接觸限制兩個(gè)自由度，工件的六個(gè)自由度被全部限制，實(shí)現(xiàn)了完全定位。定位孔與削邊銷(xiāo)的配合尺寸取為.對(duì)于鉆孔工序，定位基準(zhǔn)（圓柱面底面）與工序基準(zhǔn)重合，定位誤差=0mm；同時(shí)基準(zhǔn)位移誤差=0mm，所以=0mm，由上述分析可知，該定位方案合理、可行。
（2）確定導(dǎo)向裝置 本工序要求對(duì)被加工孔依次進(jìn)行鉆、粗鉸、精鉸等3個(gè)工步的加工，最終達(dá)到規(guī)定要求，故選用快換鉆套作為作為刀具的導(dǎo)向元件。
（3）確定夾緊機(jī)構(gòu) 由于本工序選用螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通過(guò)擰緊螺母使壓板夾緊工件，從而實(shí)現(xiàn)夾緊。
（4）工件的安裝 安裝工件時(shí)先將六角厚螺母5擰松卸下，移開(kāi)壓板7，將工件從側(cè)面裝進(jìn)夾具中，使孔套在短削邊銷(xiāo)7上，讓工件靠緊各定位表面，保持正確的位置。然后將壓板移回工作位置，擰緊螺母5，放下鉆模板4，便可加工。
2.3.畫(huà)夾具裝配圖
夾具裝配圖.exb
2.4.夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求。
確定定位元件之間的尺寸：
1）根據(jù)規(guī)定的被加工孔的加工要求，確定鉆套中心線與削邊銷(xiāo)定位軸肩之間的尺寸取為mm
2）鉆套中心線對(duì)削邊銷(xiāo)中心線的位置度公差為
3）削邊銷(xiāo)與定位板上表面距離尺寸標(biāo)注為。
4）削邊銷(xiāo)中心線與定位板上平面的平行度公差為0.02mm。
5）標(biāo)注關(guān)鍵件的配合尺寸、、、。
參考文獻(xiàn)
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