机械制造工艺学课程设计张紧轮支架.docx
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机械制造工艺学课程设计张紧轮支架
1零件的分析·······················5
1.1零件的作用·····················5
1.2零件的工艺分析···················5
2零件的生产类型······················5
2.1生产纲领······················5
2.2生产类型······················6
3毛坯的确定························6
3.1确定毛坯类型及其制造方法··············6
3.2估算毛坯加工的机械加工余量·············6
4定位基准选择······················6
4.1选择精基准·····················6
4.2选择粗基准·····················6
5制定机械加工工艺路线···················6
5.1选择加工方法····················6
5.2加工工艺路线····················7
6加工余量及尺寸的确定····················8
6.1确定粗加工支架上端面的加工余量及工序尺寸······8
6.2确定支架底面的加工余量及工序尺寸··········9
6.3确定精加工支架上端面的加工余量及工序尺寸······11
6.4确定支架右侧面的加工余量及工序尺寸·········12
6.5确定支架右侧面φ18孔的加工余量及工序尺寸······13
6.6确定支架下端面的加工余量及工序尺寸·········15
6.7确定支架小侧面的加工余量及工序尺寸·········17
6.8确定支架2*φ13孔的加工余量及工序尺寸········17
7切削用量和时间定额的确定················19
8课程设计总结······················21
参考文献·························22
附1张紧轮支架零件图
附2毛坯图
附3机械加工工艺过程综合卡片
附4夹具零件图
附5夹具装配图
机械制造工艺学
课程设计任务书
题目：
设计张紧轮支架零件的机械加工工艺规程
及工艺装备（年产量为8000件）
内容：
1.张紧轮支架零件图1张
2.毛坯图1张
3.机械加工工艺过程综合卡片1张
4.夹具装配图1张
5.夹具零件图1张
6.课程设计说明书1份
专业机械工程
班级机工100x班
学生xxx、xxx
指导教师xxx
2012年11月1日
序言
本次课程设计的任务是针对生产实际中的一个零件——张紧轮支架，制订其机械加工工艺规程。
该零件的工艺过程包括了车端面、铣平面、磨平面、钻孔、铰孔等工序，工艺范围广。
通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。
另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。
1、零件的分析
1.1零件的作用
题目所给的零件是张紧轮的支架。
张紧轮 张紧轮是带传动的张紧装置，当带的中心距不能调节时，可以采用张紧轮将带张紧。
张紧轮一般布置在松边的内侧，从而使带只受单向弯曲；同时，为保证小带轮包角不致减小过多，张紧轮应尽量靠近大带轮安装。
1.2零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是张紧轮支架需要加工时的技术要求：
1.铸件不得有砂眼、气孔、裂纹等缺陷；
2.未注铸造圆角R5~R10；
3.线性尺寸未注公差为GB/T1804-m;
4.未注形位公差为GB/T1184-K;
2零件的生产类型
2.1生产纲领
根据任务书已知：
2产品的生产纲领为8000件/年
⑵轴承座的备品百分率为3％，废品百分率为0.5％。
轴承座生产纲领计算如下：
N=Qn（1+a）（1+b）
=8000*（1+3％）（1+0.5％）=8281.2≈8282（件/年）
2.2生产类型
张紧轮支架为轻型零件，查表可知生产类型属于大批量生产。
3毛坯的确定
3.1确定毛坯类型及其制造方法
查阅常见毛坯类型可知，材料为HT200，可确定毛坯类型为铸件。
3.2估算毛坯的机械加工余量
由零件基本尺寸长172mm，宽84mm，高为60mm，确定零件毛坯外形尺寸为长175mm，宽84mm，高64mm，即估算机械加工余量为长3mm，高4mm
4定位基准选择
4.1选择精基准
经分析零件图可知，选择张紧轮支架上端面为精基准。
该基准面积较大、工件装夹稳定可靠，容易操作，夹具结构也比较简单。
并且一次选择可进行尽量多的工序加工。
4.2选择粗基准
选择张紧轮支架底面为基准，能方便的加工出支架上端面（精基准），保证上端面表面粗糙度要求。
支架底面的面积较大，符合粗基准的要求。
5制定机械加工工艺路线
5.1选择加工方法
根据各加工表面的尺寸精度和表面粗糙要求，查附表可得内孔、平面的加工方案，如下：
张紧轮各面的加工方案
加工表面
精度要求
表面粗糙度Ra/um
加工方案
上端面
IT9
6.3
粗铣→粗磨→精磨
底面
IT9
6.3
粗铣→粗磨
下端面
IT9
12.5
粗铣→半精铣→精铣
右侧面
粗铣
小侧面
12.5
粗铣
φ18孔
IT9
25
钻→粗绞
φ13孔
IT14
钻→粗绞
5.2加工工艺路线
根据“先基准后其他”原则，先加工基准面，即精基准面——上端面；根据“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；根据“先主后次”原则，先加工上端面和底面，后加工四周面；根据“先面后孔”原则，先加工工件平面，后加工孔。
并由此制动下表机加工工艺方案：
张紧轮支架的机加工工艺方案
工序号
工序内容
定位基准
加工设备
01
粗铣支架上端面
支架底面
铣床
02
粗铣支架底面
支架上端面
铣床
03
粗磨支架底面
支架上端面
磨床
04
粗磨、精磨上端面
支架底面
磨床
05
粗铣右侧面
支架前后面
铣床
06
钻、粗绞φ18孔
支架右侧面、支架上端面
钻床
07
粗铣、半精铣、精铣支架下端面
支架上端面
铣床
08
粗铣支架小侧面
支架上端面
铣床
09
钻、粗绞2*φ13孔
支架底面
钻床
10
去毛刺、清洗、检验
6加工余量及工序尺寸的确定
6.1确定粗加工张紧轮支架上端面的加工余量及工序尺寸
（1）张紧轮支架上端面的粗加工过程如图所示；
毛坯简图
粗铣上端面
（2）根据工序尺寸和公差等级，考虑到高度方向上以上端面为尺寸基准，并要保证到地面的高度为60mm。
因此以支架底面为粗基准先加工上端面，以加工后的平面为后面加工的精基准。
上端面的粗加工加工余量及工序尺寸见下表：
粗加工上端面粗加工工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
64
2.0
CT7
±1.0
64±1.0
25
粗铣
63
1.0
IT13
±0.5
63±0.5
12.5
6.2确定支架底面的加工余量及工序尺寸
（1）张紧轮支架底面的加工过程如图所示；
毛坯简图
粗铣底面
粗磨底面
（2）根据工序尺寸和公差等级，和为后面加工做基准，且加工后面工序装夹方便。
支架底面的加工余量及工序尺寸见下表：
支架底面工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
63
2.0
IT14
±0.5
63±0.5
25
粗铣
61.25
1.75
IT12
±0.25
61.25±0.25
12.5
粗磨
60.875
0.25
IT9
±0.125
60.875±0.125
6.3
6.3确定精加工支架上端面的加工余量及工序尺寸
（1）张紧轮支架上端面的精加工过程如图所示；
毛坯简图
精磨上端面
（2）根据工序尺寸和公差等级，和为后面加工做基准，且加工后面工序装夹方便。
支架上端面的精加工余量及工序尺寸见下表：
支架上端面精工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
60.875
1
IT13
±0.125
60.875±0.125
12.5
粗磨
60.375
0.5
IT10
±0.125
60.375±0.125
6.3
精磨
60.015
0.5
IT9
±0.015
60.015±0.015
6.3
6.4确定支架右侧面的加工余量及工序尺寸
（1）张紧轮支架右侧面的加工过程如图所示；
毛坯简图
粗铣右侧面
（2）根据工序尺寸和公差等级，考虑到方便支架下端面及小侧面的加工。
因此应先加工张紧轮支架右侧面。
右侧面的加工余量及工序尺寸见下表：
右侧面工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
28
2.0
CT7
±1.0
28±1.0
25
粗铣
30
2.0
IT13
±0.5
30±0.5
12.5
6.5确定支架右侧面φ18孔的加工余量及工序尺寸
（1）张紧轮支架φ18孔的加工过程如图所示；
钻孔
铰孔
（2）根据工序尺寸和公差等级，。
右侧面φ18孔的加工余量及工序尺寸见下表：
右侧面φ18孔工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
钻孔
φ17.25
17.25
IT13
±0.25
φ17.25±0.25
25
铰孔
φ18.215
0.065
IT12
±0.215
φ18.215±0.215
25
6.6确定支架下端面的加工余量及工序尺寸
（1）张紧轮支架下端面的加工过程如图所示；
毛坯简图
粗铣下端面
半精铣下端面
精铣下端面
（2）根据工序尺寸和公差等级，且加工后面工序装夹方便。
支架底面的加工余量及工序尺寸见下表：
支架下端面工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
37
1.825
IT15
±1.0
37±1.0
25
粗铣
35.75
1.25
IT12
±0.25
35.75±0.25
12.5
半精铣
35.125
0.625
IT11
±0.125
35.125±0.125
12.5
精铣
35.015
0.110
IT8
±0.015
35.015±0.015
12.5
6.7确定支架小侧面的加工余量及工序尺寸
（1）张紧轮支架小侧面的加工过程如图所示；
粗铣小侧图
（2）根据工序尺寸和公差等级，且加工装夹方便。
支架小侧面的加工余量及工序尺寸见下表：
支架下小侧面工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
毛坯
27
0.5
IT13
±0.5
27±0.5
25
粗铣
28.5
0.5
IT13
±0.5
28.5±0.5
12.5
6.8确定支架2*φ13孔的加工余量及工序尺寸
（1）张紧轮支架2*φ13孔的加工过程如图所示；
钻φ13-1孔
粗绞φ13-1孔
钻φ13-2孔
粗绞φ13-2孔
（2）根据工序尺寸和公差等级，且加工装夹方便。
支架2*φ13孔的加工余量及工序尺寸见下表：
支架2*φ13孔工序尺寸表
工序
基本尺寸
工序单边余量/mm
公差等级
偏差
尺寸及公差
表面粗糙度
钻孔
12
1.215
IT13
±0.25
12±0.25
6.3
铰孔
13.215
1.215
IT13
±0.215
13.215±0.215
6.3
7切削用量和时间定额的确定
工序01粗铣支架上端面
所选铣床为X53，所选刀具为高速端铣刀，故查表得
背吃刀量ap=1mm；进给量f=0.5mm/min；
切削速度v=85m/min；时间定额铣端面Tb=5s
工序02粗铣支架底面
同样所选铣床为X53，所选刀具为高速端铣刀，故查表得
背吃刀量ap=1.75mm；进给量f=0.5mm/min；
切削速度v=167m/min；时间定额铣端面Tb=5s
工序03粗磨支架底面
选用平面磨床为MGS7020 ，砂轮厚度为9.9mm，故计算得
进给量f=2/3*9.9mm=6.6mm/min；
工作台面至主轴中心最大距离=700mm
工作台移动速度v1=23m/min
工作台左右最大移动量l=780mm
磨床主轴转速50hz为n=1450r/min
走刀次数=29/9.9≈4
时间定额机动时间
t=4*l/v1=4*780/2300*60S=81s
工序04粗磨、精磨上端面
选用平面磨床为MGS7020 ，砂轮厚度为9.9mm，故计算得
粗磨进给量f1=2/3*9.9mm=6.6mm；
精磨进给量f2=1/2*9.9mm=4.95mm；
走刀次数=54/9.9≈6
时间定额
t1=6*l/v1=6*780/2300*60S=122s
t2=6*l/v1=6*780/2300*60S=122s
故t=t1+t2=244s
工序05粗铣右侧面
所选铣床为X53，所选刀具为高速端铣刀，故查表得
背吃刀量ap=2.0mm；进给量f=0.5mm/min；
切削速度v=167m/min；时间定额铣端面Tb=5s
工序06钻、粗绞φ18孔
所选立式钻床为Z3040，
进给量f=（1.2~1.8）*f钻=（1.2~1.8）*0.65*0.75=0.59~0.87mm
取f=0.6mm
v=（1/2~1/3）v钻=（1/2~1/3）*12=6~4m/min
由钻床说明书可知，取机床主轴转速为nw=70r/min
则实际切削速度为
v=1/1000*πdwnw=3.14*37*70=81r/min
工时t=10s
工序07粗铣、半精铣、精铣下端面
07.1粗铣下端面
所选铣床为X53，所选刀具为高速端铣刀，故查表得
背吃刀量ap=1.25mm；进给量f=0.5mm/min；
切削速度v=167m/min；时间定额铣端面Tb=5s
07.2半精铣下端面
所选铣床为X53，所选刀具为高速端铣刀，故查表得
背吃刀量ap=0.625mm；进给量f=0.5mm/min；
切削速度v=167m/min；时间定额铣端面Tb=10s
07.3精铣下端面
所选铣床为X53，所选刀具为高速端铣刀，故查表得
背吃刀量ap=0.110mm；进给量f=0.5mm/min；
切削速度v=167m/min；时间定额铣端面Tb=20s
工序08粗铣支架小侧面
所选铣床为X53，所选刀具为高速端铣刀，故查表得
背吃刀量ap=0.5mm；进给量f=0.5mm/min；
切削速度v=85m/min；时间定额铣端面Tb=10s
工序09钻、粗绞2*φ13孔
所选立式钻床为Z3040，
进给量f=（1.2~1.8）*f钻=（1.2~1.8）*0.65*0.75=0.59~0.87mm
取f=0.6mm
v=（1/2~1/3）v钻=（1/2~1/3）*12=6~4m/min
由钻床说明书可知，取机床主轴转速为nw=70r/min
则实际切削速度为
v=1/1000*πdwnw=3.14*37*70=81r/min
工时t=20s
8课程设计总结
历时1周的机械制造工艺课程设计马上就要结束。
回首这段时间的设计过程，感触颇多。
在这次课程设计过程中，我不仅加深了对课上所学机械加工工艺知识的认识，同时也将我以前学过的机械制造、公差与配合、机械制图、工程材料等知识很好的串联了起来，巩固了所学的知识。
也许刚刚开始学习互换性与测量技术这门课程的时候，学到了好多关于公差与定位相关的知识，但是由于自己认识的不足和缺乏实践，不能对其有比较客观的理解。
其他几门基础课程也是如此。
而这次课程设计则加强了课堂学习内容与实际生产活动中的联系，也为以后目的性的学习打下基础。
在课程设计过程中，除了加深了对课堂知识的理解外，也让我们体会到团队合作的作用与必要性。
也许我们一个人也可以独立完成一次课程设计或者是其他项目，但是做出来的东西，跟一个团队做出来的东西一定没有可比性的，因为对于一个团队来说，每个人都是必不可少的一部分，一个好的团队能够充分挖掘和利用各个成员的优点。
这些收获比完成一次课程设计更加重要。
总之，这次的机械制造工艺学课程设计对我以后的学习和工作都起到了很大的帮助。
很庆幸自己和自己的组员一起干净的完成了这次任务，相信我们能够迎接更多更大的挑战。
参考文献
[1]王先逵.机械制造工艺学（第2版）.机械工业出版社.2011.
[2]王栋等.机械制制造工艺学课程设计指导书.机械工业出版社.2011.
[3]徐学林.互换性与测量技术基础（第2版）.湖南大学出版社.2009.
[4]赵大兴.工程制图（第2版）.高等教育出版社.2009.
[5]肖华等.机械制造基础.中国水利水电出版社.2005.
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