支架零件说明书.docx
《支架零件说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《支架零件说明书.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
支架零件说明书
XX工程技术大学
机械制造技术基础
课程设计
题目：
支架零件的机械加工工艺规程及镗φ80孔工序专用夹具设计
班 级：
汽车09-3班
姓 名：
李秀杰
指导教师：
冷岳峰
完成日期：
2012年9月4日
任务书
一、设计题目:
支架零件的机械加工工艺规程及镗φ80孔工序专用夹具设计
二、二、原始资料
（1）被加工零件的零件图1X
（2）生产类型:
（中批或大批大量生产）
三、上交材料
1．所加工的零件图1X
2．毛坯图1X
3．编制机械加工工艺过程卡片1套
4．编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片1套
5．绘制夹具装配图（A0或A1）1X
6．绘制夹具中1个零件图（A1或A2。
装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。
1X
7．课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。
（约5000-8000字）1份
四、进度安排
本课程设计要求在3周内完成。
1．第l～2天查资料，绘制零件图。
2．第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。
3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。
4．第11～13天，完成夹具装配图的绘制。
5．第14～15天，零件图的绘制。
6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。
7．第19天～21天，完成图纸和说明书的输出打印。
答辩
五、指导教师评语
该生设计的过程中表现，设计内容反映的基本概念及计算，设计方案，图纸表达，说明书撰写，答辩表现。
综合评定成绩：
指导教师
日 期 2012.9.6
摘 要
机械设计课程设计可以使学生得到关于专业知识的较全面的锻炼，机械制造工艺设计是我们进行实践检验的重要环节，是专业的学生快速成长的重要手段，提高学生的创新实践动手能力。
本课题是对支架零件的机械加工工艺规程及镗φ80孔工序专用夹具设计，以完成绘制零件图、毛坯到设计此工序专用夹具体为目标，了解机械加工的工艺过程。
本课程设计的主要内容包括：
绘制支架的零件图、毛坯图，编制机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，以及绘制
80mm孔专用夹具零件图。
本次课程设计可以使学生充分了解理论与实践相结合的内涵，并且要求学生经过此次课程设计，能够提高对机械加工的认识程度，具有一定制定工艺规程的能力，同时提高自己查阅各类机械书籍的能力，可以熟练地使用机械设计手册等。
通过设计支架的工艺过程，熟悉工艺计算方法，学会进行工艺设计的程序和方法，充分体会理论与现实相结合的益处。
关键词：
绘图；支架；夹具；
Abstract
Themechanicaldesigncurriculumdesigncanmakethestudentsgetonprofessionalknowledgeprehensivelyexercise，Machinerymanufacturingprocessdesignisourinspectioncarriesonthepracticeoftheimportantlink,isaprofessionalstudentsfastgrowingimportantmeans.Thistopicistosupportpartsmachiningprocessplanningandboringphi80holeprocessspecialfixturedesign,topletethedrawingpartdrawing.Thecurriculumdesigncanmakethestudentsfullyunderstandofthebinationofpracticeandtheoryconnotation,havecertainabilityforprocessplanning,andatthesametimeimprovetheiraccesstoallkindsofmechanicalbooksability,canskilleduseofmechanicaldesignmanuals,etc.Throughthedesignofthesupportprocess,familiarwiththeprocesscalculationmethod,learntoprocessdesignproceduresandmethods，Tofullyunderstandthetheoryandrealitybinationofbenefits.
Keywords:
drawing;Support;Fixture;
绪论
本次夹具设计主要是针对上学期所学的知识的运用，是是一次理论联系实际的训练。
是对老师所讲解的机械制造技术基础方面夹具的综合分析。
学会掌握其中的基本知识和基本理论，将金属切削理论、机床、道具等知识进行优化结合。
在学完机械制造技术的基础上进行这样的实践，我觉得是很有必要的，它对我们的理论提高有了一定启发，让我们知道了学习的重点和怎么根据具体的情况设计出可行的夹具。
也让我提高了分析问题、解决问题的能力，为以后的进一步发展打下了良好的基础。
不仅要要学会掌握书本上的知识，同时也要会在实践中正确运用，并认真研究自己现在还不能掌握的知识，在实践工作中，也遇到了各种问题，我们会积极的找到老师或生产师傅给予及时的解答，不拖延。
尚有不足，请老师给与指正。
1．设计支架的机械加工工艺规程
1.1零件工艺性分析
1.1.1支架的作用
支架是起支撑作用的构架，可以承受较大的力，也具有定位作用，使零件之间保持正确的位置。
1.1.2支架的技术要求
根据所给图纸，可知该支架的技术要求如下：
表1-1支架技术要求表
加工表面
尺寸及偏差（mm）
公差及精度等级
表面粗糙度Ra（um）
形位公差
Φ80孔
80（0.005）
1.8
下表面
240
0.5
1.6
左端面
120
6.3
右端面
120
6.3
前端面
14
1.6
1.1.3零件的工艺分析
主要有两组加工表面，它们相互之间有一定的要求。
现分述如下：
（1）选用灰铸铁HT150，硬度150～200HB，负荷低，磨损无关重要，变形很小，经过退火处理。
（2）以工件的上下表面为中心加工孔。
镗Φ80H7的孔，铣孔的左下方端面，铣斜端面。
其中主要加工孔Φ80H7。
（3）以Φ80mm的孔为中心加工表面和孔。
铣前后表面、槽口所在端面。
可以先加工其中一组表面，然后借助于主要能够夹具加工另一组表面，并保证它们的精度。
1.1.4确定支架的生产类型
由课程设计题目要求，该支架的生产类型为中批或大批生产。
1.2机械加工工艺规程设计
1.2.1选择毛坯
零件的材料为HT150，考虑到本零件在具体工作的受力情况，支架在使用过程中不经常的变动，只起支撑的作用，受到的冲击不是很大，只是在侧方向上的夹紧力，所以毛坯的铸造方法可以适当简单，通过对此进行时间，精度和经济性的综合分析后，我们选择砂型铸造机器造型和壳型，在完成后进行车铣等工序，在加工之前进行人工时效热处理，对毛坯预备性热处理，降低零件硬度，在精加工阶段的磨削加工前进行淬火处理，淬火后工件硬度提高且易变形，即可满足生产要求，又因为零件是中批或大批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。
1.2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
1.由《机械加工工艺手册》表2.3-5，确定此铸造毛坯的尺寸公差和机械加工余量如下表所示：
表2-1支架铸造毛坯尺寸公差及机械加工余量表
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
Φ80孔
双侧加工5.0
3.2
上下面高度260
单侧加工3.5
4.4
左右面长度320
单侧加工3.5
4.4
2.毛坯设计
（1）确定圆角半径
未标注圆角半径为R3mm。
（2）确定拔模斜度
拔模斜度为5°。
（3）确定分模位置
选在左视图中中心平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。
1.2.3绘制支架铸造毛坯简图
由表2-1所得结果，绘制毛坯简图如下所示：
图3-1支架铸造毛坯简图
1.3拟支架工艺路线
1.3.1定位基准的选择
工艺规程设计的重要过程中包括定位基准的选择。
在制订工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。
而基面的正确选择，不仅可以使加工质量得到保证，还能在一定程度上提高机床的生产效率。
若是选取不当，很有可能造成零件的大批量的报废，无法正常使用，给公司或个人造成巨大的财产损失，因此这一过程是十分必要的。
1.精基准选择原则
（1）基准重合原则
即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
这种基准重合的情况能使本工序允许出现的误差加大，使加工更容易达到精度要求，经济性更好。
但是，这样往往会使夹具结构复杂，增加操作的困难。
而为了保证加工精度，有时不得不采取这种方案。
基准统一原则
应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。
这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。
例如加工轴类零件时，采用两中心孔定位加工各外圆表面，就符合基准统一原则。
箱体零件采用一面两孔定位，齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一原则。
自为基准原则
某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。
（4）互为基准原则
当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。
例如要保证精密齿轮的齿圈跳动精度，在齿面淬硬后，先以齿面定位磨内孔，再以内孔定位磨齿面，从而保证位置精度。
再如车床主轴的前锥孔与主轴支承轴颈间有严格的同轴度要求，加工时就是先以轴颈外圆为定位基准加工锥孔，再以锥孔为定位基准加工外圆，如此反复多次，最终达到加工要求。
这都是互为基准的典型实例。
（5）便于装夹原则
所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。
2.粗基准的选择：
选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
对于一般的箱体零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。
对箱体零件应以相关的表面作为粗基准，现选取零件的斜面和孔左下表面互为基准，再利用底座支撑，然后用夹具夹住支架，达到完全定位。
无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还是互相矛盾的。
因此，在选择时应根据具体情况进行分析，保证其主要的要求。
1.3.2表面加工方法的确定
表3-1支架零件各表面加工方法
加工表面
表面粗糙度Ra/um
加工方案
备注
底面
1.6
粗车-半精车-精车
Φ80孔
1.8
粗镗-半精镗
前端面
1.6
粗车-半精车-精车
左端面
6.3
粗车-半精车
右端面
6.3
粗车-半精车
1.3.3加工阶段的划分
加工阶段可划分成粗加工，半精加工、精加工及光整加工阶段几个阶段。
在粗加工阶段。
首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，
（1）粗加工主要是切除各表面上的大部分机械加工余量，提高生产率。
（2）半精加工是完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。
（3）精加工要保证各主要表面达到图样要求。
1.3.4工序的集中与分散
支架零件的生产类型为中批或者是大批量生产，采用工序集中原则，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则可以减少工件的装夹次数，可以缩短辅助时间，一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间相对位置精度的要求。
1.3.5工序顺序的安排
（1）遵循基面先行原则，作为其他表明的精基准一般最先加工。
（2）遵循先粗后精原则，加工阶段为粗加工-半精加工-精加工。
（3）遵循先主后次原则，先加工主要表面，后加工次要表面。
（4）遵循先面后孔，先加工平面，再镗孔。
1.3.6确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了支架的工艺路线。
表3-2支架工艺路线及设备、工装的选用
工序号
工序名称
机床装备
刀具
量具
1
热处理-退火
游标卡尺
2
粗铣
立式铣床X51
铣刀
游标卡尺
3
精铣
立式铣床X51
铣刀
游标卡尺
4
粗车-半精车
车床
车刀
游标卡尺
5
粗车-半精车-精车
车床
车刀
游标卡尺
6
粗镗-半精镗
镗床
镗刀
游标卡尺
7
铣圆弧
数控铣床
立铣刀
游标卡尺
8
去毛刺
钳工台
平锉
9
清洗并吹干
清洗机48892
10
终检
检验台
1.4切削用量、时间定额的计算
1.4.1切削用量的计算
由于定位基准是右斜面，固为保证最小尺寸
=75mm+5mm=80mm,z=0.2mm为磨削余量,则加工前的尺寸
=75mm+0.2mm=75.2mm。
1.背吃刀量的确定
由于是一次加工完成，固背吃刀量即为磨削的加工余量即
=z=0.2mm。
2.进给量的确定
由《课程设计指导书》表5-35查得，取f=0.033mm/r。
3.磨削速度的计算
由表5-35，取v=16.67m/min。
1.4.2时间定额的计算
1.作业时间的计算
采用砂轮断面粗磨的方法，则磨削端面的作业基本时间可由该公式来计算：
Tj=
=3.14*（13-0.2+8）*0.98/[1000*
/60]
=38.15s
a----磨削的加工余量，在这里一次走刀
v----工件的运动速度
y----磨床的机械效率
w----砂轮的转速
d-----砂轮的直径
r-----工件的半径
2.辅助时间Tf的计算:
辅助时间一般为作业时间的0.15~0.2左右，在这里取值0.2.
所以，Tf=0.2*38.15=7.63s
3.布置工作时间的计算
布置工作时间一般可以由经验得知为工作时间的0.02~0.07倍，在这里取0.5Tb=0.5*38.15=19.1s
4.准备于终结时间
（1）.准备时间，因为在工件的生产方式是大批量生产方式，所以，准备时间分配大每个工件上的部分可以忽略不计
（2）.终结时间T为各部分时间的总和
即：
T=Tj+Tf+Tb+Tz=38.15+7.63+19.1+0=64.88
2.相关工序夹具的设计
为了提高生产效率，保证端面及孔的加工质量，提高精确率，得到标准的数据来源，需要使用专用夹具。
根据老师给定的题目，确定工序25：
支架机械加工工艺规程及镗φ80孔工序专用夹具设计。
2.1定位方案
工件利用底盘和孔左下方定位板组成定位方案，孔的右斜面为辅助夹紧，可以保证对零件六个自由度的限制，工件在夹具中定位，若六个自由度都被限制时，称为完全定位。
2.2定位误差分析
零件的工序尺寸用定位块定位，选工件的定位基准和工序基准都在圆形截面的圆心上。
由于基准重合，不存在基准不重合误差
。
基准移位误差
=0.02mm
2.3夹紧机构
根据生产要求，选用气动压板夹紧机构进行夹紧，利用压板直接夹紧工件。
使用螺钉夹紧装置，适应工件的大批量生产要求，并有效的提高了工作效率。
确定夹紧力的基本原则，夹紧力包括大小，方向和作用点三个要素，它们的确定是夹紧机构设计中首先要解决的问题。
应依据工件的结构特点，加工要求并结合工件加工中的受力状况及定位元件的结构和布置方式等中和考虑。
1，夹紧力方向的选择
夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。
选择时注意，应垂直于主要定位基准面。
以保证工件夹紧的稳定性，最好与切削力和工件重力的方向一致，这样所需夹紧力最小，应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少变形。
2，夹紧力作用点的选择
夹紧力作用点的选择对夹紧的稳定性和工件变形有很大的影响。
选择时注意：
应落在支撑元件上或几个支撑元件所形成的支承面内，应落在工件刚度好的部位上，应尽量靠近加工面。
3，夹紧力的计算
（1）选择螺旋加紧机构：
选择螺旋夹紧机构（查《机械制造技术基础课程设计指导书》表10-1），螺纹升角α=3.03，螺纹摩擦角φ=6.88，螺杆端面与工件之间的摩擦系数f=0.4mm，螺杆中经d"=18mm
（2）夹紧力：
F=2F"L/[d"tan（α+φ）+6.67f（D*D*D-d*d*d）/（D*D-d*d）]
F=F"2*60/[18tan（3.03+6.88）+6.67*0.4（30*30*30-28*28*28）/（30*30-28*28）]F=2.57F"
结论：
加紧力数值等于2.57倍的施加力。
2.4对刀装置采用直角对刀块及平塞尺对刀。
2.5夹具与机床联接元件
采用四个标准定为键，每两个定位键用螺钉固定在夹具体底面同一条直线位置上，用于确定铣床夹具相对于机床进给方向的正确位置。
要保证定位键的宽度与机床工作台T型槽相匹配的要求。
定位键可以承受一定的铣削扭矩，减轻夹紧螺栓、夹具体与机床的负荷，加强夹具加工过程的稳定性。
夹具体上设置四个坐耳，夹具在机床工作台上定位后，用T形螺栓和螺母及垫片把夹具与机床固定夹紧。
2.6夹具体
夹具体一般是夹具上最大和最复杂的基础元件，在夹具体上，要安放组成该夹具所需要的各种元件，机构，装置，并且还要考虑便于装卸工件以及在机床上的固定。
因此夹具体的形状和尺寸应满足一定的要求，它主要取决与工件的外廓尺寸和各类元件与装置的布置情况以及加工性质等。
所以在专用夹具中，夹具体的形状和尺寸很多是非标准的。
夹具体设计时应满足一下基本要求：
1有足够的强度和刚度
2减轻重量，便于操作
3安放稳定，可靠
4尺寸稳定，有一定的精度
5结构稳定，工艺性好
6排屑方便
7使用安全
2.7方案综合评价和总结
该夹具结构简单，操作方便。
采用螺钉夹紧装置，使工件的夹紧与卸下过程更为方便快捷。
夹具上装有直角对刀块，可使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以利于镗床加工。
工作过程为螺钉压紧夹紧机构，夹紧机构控制夹紧元件，夹紧元件直接与工件接触并对工件进行夹紧。
对工件的夹紧可通过控制螺钉夹紧装置来完成，实现了工件的夹紧与卸下的方便使用，这样有效的提高生产效率。
3.设计体会
在学完《机械制造技术基础》后，我们经过了为期3周的课程设计。
本次课程设计的任务是根据加工工件设计夹具，我设计的零件是支架。
现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。
虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。
完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。
抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。
机械设计往往离不开自己的阅历，经验的积累固然可以从书本上学到不少，但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象，对别人的经验，自己没有一定的基础，要理解吸收真的是一件很不容易的事。
在这次设计中我学会了如何保证零件的加工质量，如何合理使用设备，充分发挥机床的优势
我在设计完自己的夹具同时，和其他的同学一起探讨更好的设计方法。
并了解了其他相关工件的设计，在分析的过程中，让我更深刻地了解了设计对我们学习的重要性，同时也发现了自己的很多不足。
意识到仅仅了解书本上的东西是远远不够的，只有在结合自己的实际情况，运用于实践，这样才能更深地了解和学习好知识。
制造技术是一个很细致的工作，我们要在工作中不断的积累经验，学会用自己的知识解决实际问题。
觉得自己学到的知识太有限，知识面太窄，以后还有待加强训练和实践。
同时我们要不断地向别人学习，尤其要多想老师请教，他们可以让我们少走很多的弯路，同时也让我们知道很多优秀的设计方法和与众不同的设计理念。
4．参考文献
[1]XX工业大学，《机床夹具设计》，XX科学技术，1990。
[2]顾崇衡，《机械制造工艺学》，XX科学，1995。
[3]邹青，《机械制造技术基础课程设计指导教程》，机械工业，200.8。
[4]崇凯，《机械制造技术基础课程设计指南》，化学工业，2006.12。
[5]周开勤，《机械零件手册》，高等教育，1994。
[6]XX组合机床研究所，《组合机床设计》，机械工业，1978。
[7]李云.《机械制造及设备指导手册》.:
机械工业,1997.8
[8]孟少农.《机械加工工艺手册》.:
机械工业,1991.9
[9]李庆寿.《机床夹具设计》.：
机械工业，1984
[10]于骏一.《机械制造技术基础》.：
机械工业，2000
[11]薛源顺.《机床卡具设计》.：
机械工业，2000
[12]赵家奇.《机械制造工艺学课程设计指导书—2版》.:
机械工业,2000.10
[13]陶崇德.葛鸿翰.《机床夹具设计.第二版》.XX：
XX科技技术,1989
[14]黄健求.《机械制造技术基础》.机械工业,2005
[15]杨叔子.《机械加工工艺师手册》.机械工业.2000
升级会员 