前横架零件的加工工艺规程及夹具设计.docx
《前横架零件的加工工艺规程及夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《前横架零件的加工工艺规程及夹具设计.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
前横架零件的加工工艺规程及夹具设计
摘 要
对前横架零件进行了自主的零件工艺性分析和机械加工工艺规程设计，绘制了相应的零件图和毛坯图，填写相应的机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。
在此基础上进一步设计了指定工序的专用机床夹具，并且绘制其装配图。
通过该课程设计，进一步掌握机械制造技术的相应知识，将所学理论与生产实践相结合。
同时对Pro/E软件进一步学习，使用。
本次设计使学生得到解决问题和分析问题能力的初步培养，提出了自主的设计思想，完成所要求的设计任务。
关键词：
前横架；机械制造；专用夹具；工艺规程；实践
Abstract
Advancingtechnologycapabilityanalysisandthemachine-finishingtechnologicalprocessdesignofthefirsttransverseframeindependently,andplanningthecorrespondingdetaildrawingandthesemifinishedmaterialschart,andfillinginthecorrespondingmachine-finishingtechnologicalprocesscardandthemachine-finishingtravelchart,designingthespecialjigoftheworkingprocedure,andplanningitsassemblydrawing.Throughthiscurriculumproject,furthergraspingknowledgeofthemachinemanufacturetechnology,andunifyingthetheoryandtheproductionpractice.MeanwhilefurtherstudyingtothePro/Esoftware,andusingit.Thisdesignpreliminaryraisesthestudent’sabilityofsolvingtheproblemandanalyzingquestion,proposingthethoughtofdesignindependently,completingthetaskwhichthedesignrequests.
Keyword:
Firsttransverseframe;Machinemanufacture;Unitclamp;Technologicalprocess;Practices
目录
摘 要II
AbstractIII
1前横架工艺性分析及生产类型的确定1
1.1前横架工作表面1
1.2前横架的技术要求1
1.3审查前横架工艺性1
1.4确定前横架生产类型2
2确定毛坯，绘制毛坯图2
2.1选择毛坯2
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量2
2.2.1公差等级2
2.2.2铸件质量3
2.2.3机械加工余量3
2.2.4基本尺寸3
2.3绘制前横架铸造毛坯图3
3.拟定前横架工艺路线3
3.1定位基准的选择3
3.1.1精基准的选择3
3.1.2粗基准的选择3
3.2表面加工方法的确定4
3.3加工阶段划分4
3.4工序的集中与分散4
3.5工序顺序的安排5
3.5.1机械加工工序5
3.5.2热处理工序5
3.5.3辅助工序5
3.6确定工艺路线5
4.机床设备及工艺装备的选用5
5.加工余量、工序尺寸和公差的确定6
5.1工序1——粗铣前横架上平面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定6
5.2工序2——钻-倒角-攻螺纹上平面M12四个螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定7
5.3工序3——钻-攻螺纹-锪平面-倒角C面一个M12螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定7
6.切削用量、时间定额的计算7
6.1切削用量的计算7
6.1.1工序1——粗铣前横架上平面7
6.1.2工序2——钻、倒角、攻螺纹上平面M12四个螺纹孔7
6.1.3工序3——钻、攻螺纹、锪平面、倒角C面一个M12螺纹孔8
6.2时间定额计算8
6.2.1基本事件的计算8
6.2.2辅助时间的计算8
6.2.3其他时间计算9
6.2.4单件时间计算9
7.专用机床夹具设计10
7.1定位基准的选择10
7.2切削力及夹紧力计算10
7.3定位误差分析11
7.4夹具设计及操作的简要说明11
8设计体会12
参考文献：
13
1前横架工艺性分析及生产类型的确定
1.1前横架工作表面
该零件主要工作表面为前横架上平面、五个螺纹孔M12、φ25锪平面，在设计工艺规程时应重点予以保证。
1.2前横架的技术要求
表1-1前横架零件技术要求表
加工表面
表面粗糙度Ra/μm
前横架上平面
25
上平面四个M12螺纹孔
3.2
平面C一个M12螺纹孔
3.2
该前横架结构简单，精度要求较低，各项技术要求较合理。
1.3审查前横架工艺性
分析零件图可知，零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良。
前横架上平面要求切削加工，且相应方向上均高于相邻表面，既减少了加工面积，又提高了接触强度；螺纹孔M12的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证加工精度；该零件除主要工作表面外，其余表面为非加工表面；而主要加工表面虽然加工精度相对较高，是可以在正常生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
将草图修改的零件图见附件。
其外观如图：
图1-1前横架零件立体框图
1.4确定前横架生产类型
依设计题目可知，为中、大批生产，由材料及尺寸可知质量约1.5kg，为轻型零件，500～5000、5000～50000件。
2确定毛坯，绘制毛坯图
2.1选择毛坯
根据已知材料为HT200，HT200硬度170-220HB，毛坯选用铸件，考虑零件在工作中所受冲击不大，轮廓尺寸不大，零件结构又比较简单，生产类型为中、大批生产，故选择木模手工砂型铸件毛坯。
毛坯拔模斜度为5º。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
2.2.1公差等级
参考文献[4]第23页表2-1，选用铸件尺寸公差等级为CT-12。
2.2.2铸件质量
由软件测算约为1.5kg。
2.2.3机械加工余量
参考文献[4]25页2-5，加工余量等级取G。
参考文献[4]24页2-4，机械加工余量取2.8mm。
2.2.4基本尺寸
25～40mm公差等级CT-12，
参考文献[4]24页2-3，铸件尺寸公差5mm，采用粗一级公差5.6mm。
2.3绘制前横架铸造毛坯图
依以上分析计算结果，绘制毛坯图如附件所示。
表2-1前横架铸造毛坯尺寸公差及加工余量
铸件重量/kg
公差等级
加工余量等级
1.5
CT-12
G
项目/mm
机械加工余量/mm
尺寸公差/mm
备注
厚度22
5.6（±2.8）
表2-3
2.8
表2-4
3.拟定前横架工艺路线
3.1定位基准的选择
3.1.1精基准的选择
根据该前横架的技术要求和装配要求，选择零件图中标注距毛坯面25mm的螺纹孔M12和上平面B作为精基准。
零件上进一步加工采用它们作基准，该螺纹孔轴线及B、C、D面为设计基准，选择两加工面做精基准定位加工之后的螺纹孔M12，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工面的位置度要求。
3.1.2粗基准的选择
根据该前横架的技术要求和装配要求，粗基准面为毛坯的非加工面，属粗基准，各面应符合铸造件要求，表面不允许有凸块等缺陷，尤其D面（如零件图所示），进一步加工为后续工序准备好精基准。
3.2表面加工方法的确定
根据前横架零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法。
表3-1前横架零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/μm
螺纹公差带
加工方案
备注
前横架上平面
IT12
25
粗铣
表1-8
上平面四个螺纹孔
3.2
7H
钻-倒角-丝锥攻内螺纹
表1-10
C面一个螺纹孔及其锪平面
3.2
7H
钻-丝锥攻内螺纹-锪钻-倒角
表1-10
3.3加工阶段划分
该前横架加工质量要求高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工两个阶段。
在粗加工阶段，首先粗铣上平面，准备好精基准。
在半精加工阶段，完成上平面四个螺纹孔M12的钻、倒角、攻螺纹，再对C面螺纹孔M12钻、攻螺纹，及锪平面φ25、倒角。
3.4工序的集中与分散
选用工序集中原则安排该前横架的加工工序。
该前横架生产类型为中、大批生产。
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使工件的装夹次数减少，不但可缩短辅助时间，而且由于有在一次装夹中加工两次表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
3.5工序顺序的安排
3.5.1机械加工工序
（1）遵循“先基准后其它”原则，首先加工精基准——前横架上平面及相应螺纹孔。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——除锪平面外的表面，后加工次要表面——锪平面。
（4）遵循“先面后孔”原则，先加工前横架上平面，后加工螺纹孔。
3.5.2热处理工序
铸件毛坯，材料HT200，需最终热处理，淬火加回火，提高硬度等力学性能。
3.5.3辅助工序
检查铸件毛坯D面质量，加工完成后进行终检工序。
综上所述，该前横架工序的安排顺序为：
粗加工——半精加工——热处理——终检。
3.6确定工艺路线
在综合上述工序顺序安排原则的基础上，表4-1列出了前横架的工艺路线。
4.机床设备及工艺装备的选用
在中、大批生产条件下，根据相应尺寸等条件，选用刀具、机床、量具。
表4-1中列出相应选择。
表4-1前横架工艺路线及设备、工装选用
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗铣前横架上平面
立式铣床X5012
中齿莫式锥柄立铣刀36×155GB/T6117.2-1996
游标卡尺
2
钻、倒角、攻螺纹上平面M12四个螺纹孔
摇臂钻床Z3025
莫氏圆锥麻花钻φ10.5；45°倒角刀；M12细柄机用丝锥
游标卡尺；螺纹塞规
3
钻、攻螺纹、锪平面、倒角C面一个M12螺纹孔
摇臂钻床Z3025
莫氏圆锥麻花钻φ10.5；45°倒角刀；M12细柄机用丝锥；φ25平底锪钻
游标卡尺；螺纹塞规
4
热处理——淬火加回火
淬火机等
5
终检
游标卡尺；螺纹塞规
5.加工余量、工序尺寸和公差的确定
5.1工序1——粗铣前横架上平面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定
以平面D定位粗铣上平面B，保证尺寸达到零件图设计尺寸22mm的要求。
表5-1平面工序尺寸
工序名称
工序加工余量/mm
工序尺寸/mm
尺寸公差/mm
表面粗糙度Ra/μm
粗铣
22
0.21
25
铸件毛坯
5.6
5.2工序2——钻-倒角-攻螺纹上平面M12四个螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定
麻花钻直径10.5mm，即钻孔余量，经济精度IT12，公差0.15mm。
攻螺纹至M12，加工余量1.5mm，螺纹公差带7H。
5.3工序3——钻-攻螺纹-锪平面-倒角C面一个M12螺纹孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定
钻-攻螺纹，同工序2。
其他为计算分析之外。
6.切削用量、时间定额的计算
6.1切削用量的计算
6.1.1工序1——粗铣前横架上平面
依以上分析，该工序一个工步，分四次走刀完成加工。
切削深度ap=5.6mm，由表5-11、5-7进给量取fz=0.1mm/z，
由表5-13初取铣削速度30m/min，由n=1000v/πd求得n=265r/min，取铣床取主轴转速263r/min，继而求得铣削速度v=nπd/1000得v=29.7m/min。
6.1.2工序2——钻、倒角、攻螺纹上平面M12四个螺纹孔
（1）钻孔工步
背吃刀量ap=10.5mm。
由表5-22，进给量取f=0.15mm/r。
同理计算切削速度：
先由表5-22取v=20m/min，由n=1000v/πd求得n=606.6r/min，取630r/min,v=nπd/1000得v=20.7m/min。
（2）攻螺纹工步
背吃刀量ap=1.5mm，进给量为螺纹螺距，即f=1.75mm/r，由表5-38切削速度v=9.6m/min，由n=1000v/πd求得n=254.8r/min，取钻速n=315r/min,则v=nπd/1000得切削速度v=11.9m/min。
6.1.3工序3——钻、攻螺纹、锪平面、倒角C面一个M12螺纹孔
同工序2.
6.2时间定额计算
6.2.1基本事件的计算
（1）工序1——粗铣前横架上平面
由表5-43l=119mm，d=36mm,l1=0.5d-[0.04d×（d-0.04d）]1/2+2=9mm,l2=4mm,z=6,fmz=0.1×6×263=157.8mm/min。
该工序基本时间tj=（l+l1+l2）/fmz=0.84min=50.2s.
（2）工序2——钻、倒角、攻螺纹上平面M12四个螺纹孔
钻孔工步：
根据表5-41，取l1=5.7mm，l2=1mm，l=22mm，tj=0.3min=18s；
倒角工步：
tj=0.02min=1.2s；
攻螺纹工步：
l=22mm,l1=6.4mm，l2=2mm,tj=0.06min=3.6s。
该工序基本时间21.62s。
（3）工序3——钻、攻螺纹、锪平面、倒角C面一个M12螺纹孔
钻孔工步：
根据表5-41，取l1=5.7mm，l2=1mm，l=20mm，tj=0.3min=18s；
攻螺纹工步：
l=20mm,l1=6.4mm，l2=2mm,tj=0.05min=3s；
锪平面工步：
tj=0.02min=1.2s；
倒角工步：
tj=0.02min=1.2s。
该工序基本时间23.4s。
6.2.2辅助时间的计算
按辅助时间与基本时间的关系，取tf=0.15tj，则各工序的辅助时间分别为：
工序1的辅助时间：
tf=0.15×50.2=7.53s；
工序2钻孔工步的辅助时间：
tf=0.15×18=2.7s；
工序2倒角工步的辅助时间：
tf=0.15×1.2=0.18s；
工序2攻螺纹工步的辅助时间：
tf=0.15×3.6=0.54s；
工序3钻孔工步的辅助时间：
tf=0.15×18=2.7s；
工序3攻螺纹工步的辅助时间：
tf=0.15×3=0.45s；
工序3锪平面工步的辅助时间：
tf=0.15×1.2=0.18s；
工序3倒角工步的辅助时间：
tf=0.15×1.2=0.18s。
6.2.3其他时间计算
除了作业时间以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。
由于该前横架生产类型为中大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计。
现取布置工作地时间tb与休息与生理需要时间tx均3%，则工序其他时间可按6%×（tj+tf）计算。
工序1的其他时间：
tb+tx=6%×（50.2+7.53）=3.46s；
工序2钻孔工步的其他时间：
tb+tx=6%×（18+2.7）=1.24s；
工序2倒角工步的其他时间：
tb+tx=6%×（1.2+0.18）=0.08s；
工序2攻螺纹工步的其他时间：
tb+tx=6%×（3.6+0.54）=0.25s；
工序3钻孔工步的其他时间：
tb+tx=6%×（18+2.7）=1.24s；
工序3攻螺纹工步的其他时间：
tb+tx=6%×（3+0.45）=0.2s；
工序3锪平面工步的其他时间：
tb+tx=6%×（1.2+0.18）=0.08s；
工序3倒角工步的其他时间：
tb+tx=6%×（1.2+0.18）=0.08s。
6.2.4单件时间计算
工序1的单件时间：
tdj=50.2+7.53+3.46=61.19s；
工序2的单件时间为三个工步单件时间的和，其中：
钻孔工步：
21.94s；倒角工步：
1.46s；攻螺纹工步：
4.39s
则工序2的单件时间tdj=21.94+1.46+4.39=27.79s。
工序3的单件时间为四个工步单件时间的和，其中：
钻孔工步：
21.94s；攻螺纹工步：
3.65s；锪平面工步：
1.46；倒角工步：
1.46s；
则工序3的单件时间tdj=21.94+3.65+1.46+1.46=28.51s。
将上述零件工艺规程设计结果填入工艺文件。
填写工艺卡和工序卡。
7.专用机床夹具设计
选择工序1进行专用夹具设计。
7.1定位基准的选择
标准六点定位加工平面，如图所示。
图7-1夹具立体框图
7.2切削力及夹紧力计算
粗加工K=3；软件计算切削力取3.1N
则夹紧力：
FJ=KF=3×3.1=9.3N
7.3定位误差分析
如毛坯图所示，定位方案铣工件上平面，以D面为定位基准，要求保证尺寸22±0.105。
则定位基准与工序基准重合，定位误差为零。
7.4夹具设计及操作的简要说明
工件简单，夹紧力小，则夹具设计求简，采用标准件A型固定手柄压紧螺钉和支承钉。
夹具体设计见附图。
铣床夹具的装配图见附图。
8设计体会
在老师的指导和同学的帮助下，我顺利完成了该课程设计。
通过该课程设计，收获颇多。
作为一名学生，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。
在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。
我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？
如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？
我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。
在做本次大作业的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。
为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。
我们是在作设计，但我们不是艺术家。
他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。
同时，我觉得应该培养我们的团队合作精神，让几个人一起作这样的课程设计我想会更好的发挥我们的特长。
参考文献：
[1]马壮，赵越超，马修泉.工程材料与成型工艺[M].沈阳：
东北大学出社，2007.
[2]李凤平，张士庆，苏猛，屈振生.机械图学[M].沈阳：
东北大学出版社，2003.
[3]韩正铜，王天煜.机械精度设计与检测[M].徐州：
中国矿业大学出版社，2007.
[4]机械制造技术基础课程设计指导书[M].阜新.
[5]黄建求.机械制造技术基础[M].北京：
机械工业出版社，2008.
[6]钟日铭.Pro/ENGINEER野火版3.0完全实例导航[M].北京：
机械工业出版社，2006.
[7]李凯岭.机械制造技术基础[M].北京：
科学出版社，2007.
[8]前横架机加工艺课程设计[EB/OL].
[9]李益民.机械制造工艺设计简明手册[M].北京：
机械工业出版社，1994.
附件图纸
夹具装配图
升级会员 