前横架零件的加工工艺规程及夹具设计Word文件下载.docx
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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
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
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/μm
螺纹公差带
加工方案
IT12
粗铣
表1-8
上平面四个螺纹孔
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
钻-丝锥攻内螺纹-锪钻-倒角
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
M12细柄机用丝锥；
φ25平底锪钻
4
热处理——淬火加回火
淬火机等
5
终检
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
工序加工余量/mm
工序尺寸/mm
22
0.21
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
根据表5-41，取l1=5.7mm，l2=1mm，l=20mm，tj=0.3min=18s；
l=20mm,l1=6.4mm，l2=2mm,tj=0.05min=3s；
锪平面工步：
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：
18=2.7s；
工序2倒角工步的辅助时间：
1.2=0.18s；
工序2攻螺纹工步的辅助时间：
3.6=0.54s；
工序3钻孔工步的辅助时间：
工序3攻螺纹工步的辅助时间：
3=0.45s；
工序3锪平面工步的辅助时间：
工序3倒角工步的辅助时间：
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：
（18+2.7）=1.24s；
工序2倒角工步的其他时间：
（1.2+0.18）=0.08s；
工序2攻螺纹工步的其他时间：
（3.6+0.54）=0.25s；
工序3钻孔工步的其他时间：
工序3攻螺纹工步的其他时间：
（3+0.45）=0.2s；
工序3锪平面工步的其他时间：
工序3倒角工步的其他时间：
（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：
21.94s；
1.46s；
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：
3.65s；
1.46；
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。
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东北大学出社，2007.
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[5]黄建求.机械制造技术基础[M].北京：
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[8]前横架机加工艺课程设计[EB/OL].
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机械工业出版社，1994.
附件图纸
夹具装配图
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