飞锤支架加工工艺及夹具设计毕业设计.docx
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毕业设计说明书
题目飞锤支架加工工艺及夹具设计
学生姓名
所学专业机械设计及其自动化
班级JZ11306
学号
指导老师
武汉职业技术学院机电工程学院
2014年3月
摘要
本课程设计主要内容包括飞锤支架的加工工艺过程设计和专用夹具的设计，在课程设计过程中完成零件图、毛坯图、夹具装配图和夹具体零件图的绘制。
机械制造技术基础课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课之后进行的。
这是我们对所学各课程的一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。
能够顺利完成这次课程设计，首先得益于彭荣利老师的悉心指导，同学们的耐心解答。
在设计过程中，缺乏实际的生产经验，导致在设计中碰到了许多问题。
但在同学们的帮助下，通过请教老师，翻阅资料、查工具书，解决设计中的一个又一个问题。
在此，十分感谢彭荣利老师的细心指导，感谢同学们的帮助。
Abstract
Thiscoursedesignmainlyincludestheprocessingtechnologyoftheflyinghammerbracketspecialfixturedesignandprocessdesign,completedintheprocessofcoursedesignofpartdrawing,blankdrawing,fixtureassemblydrawinganddrawingofthespecificpartdrawing.
Mechanicalmanufacturingtechnologyfoundationcoursedesignisfinishedallinourbasiccourse,technologybasiccourse,themostprofessionalclass.Thisiswehaveain-depthcomprehensivereviewofeachcourseisalsoatheorywithpracticaltraining.
Successfullycompletedthecoursedesign,firstofallthankstoPengRonglitheteacher'sguidance,studentsanswerpatiently.Inthedesignprocess,thelackofactualproductionexperience,leadingtomanyproblemsencounteredinthedesign.Butwiththehelpofthestudents,throughtheconsultteachers,readingmaterials,referencebooks,solveoneproblemindesign.Here,thankyouverymuchPengRonglitheteacher'scarefulguidance,thankstomyclassmatesforhelp.
前言
毕业设计是每个大学生在毕业前必须完成的一个教学环节，是对我们所学专业的一个综合测试，也是对我们毕业生做的一次具体的、重要的考验。
此设计密切结合高等学校的办学宗旨。
已检测我们在学习和实习过程中对所学知识的掌握程度和运用水平。
同时在毕业设计中与同学互相帮助,一起去图书馆查阅毕业设计中需要得一些相关资料,共同探讨课程设计中出现的问题,体现了同学之间的凝聚力,增进了同学之间的友谊,加强了与老师的知识探讨.
作为机械类专业的学生不能仅以学好课本上的理论知识而满足,如果不懂的运用他们,学再多的理论知识也毫无用处。
因此我们非常重视本次毕业设计的实践,通过本次毕业设计是我们各方面的能力都有所加强,对于今后的生产实习以及走上工作岗位有很大帮助,使我们受益匪浅。
设计不足之处，还恳请老师点评，指正。
设计者
2014年3月
1飞锤支架零件工艺设计
•分析零件图
零件图如图1-1。
概括来讲，飞锤支架有两组加工表面。
一组是以Φ7+0.0360孔为中心加工表面,均为回转体表面，包括外圆面Φ11，Φ15，Φ190-0.033以及端面.其中大端面与孔Φ7+0.0360有垂直度要求, 公差为0.05；Φ190-0.033外圆面与孔Φ7+0.0360有圆跳动要求，公差为0.05。
另一组就是余下的加工表面，包括两个Φ6.5的圆孔，两对共四个Φ6+0.12+0.04孔，以及一些平面。
其中Φ6+0.12+0.04孔端面不仅与孔Φ6+0.12+0.04自身有垂直度要求，公差为0.05；而且与第一组中孔Φ7+0.0360有平行度要求，公差为0.05。
另外两个Φ6+0.12+0.04孔有圆度要求，公差为Φ0.01。
每对孔之间有同轴度要求，公差为R0.012。
由以上分析可知，对这两组加工表面而言，可先加工第一组回转体表面，且应先加工孔Φ7+0.0360以获得各回转体表面的公共精基准便于定位及保证有关表面位置关系。
而后再加工另一组表面，并保证各有关表面的位置关系。
1.2确定生产类型
零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制订具有决定性的影响。
生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。
零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。
生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。
年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。
零件的年生产纲领N可按下式计算
N=Qm（1+a%）（1+b%）
其中 N—是零件的生产纲领（件/年）；
Q—产品的年产量（台、辆/年）；
M—每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）；
%a—备品率，一般取2%—3%-；
%b—废品率，一般取0.3%—0.7%:
；
根据上式结合题目给定数据，即可算出飞锤支架的生产纲领，进而确定出其生产类型。
取飞锤支架的生产类型为大批大量生产。
1.3确定毛坯制造形式
飞锤支架属于盘类零件，材料为QT62-2。
用于铸造的材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、铸钢、有色金属合金等。
由于飞锤支架选用QT62-2作为材料，加之零件形态以外圆为主，为了减少加工余量，提高劳动生产率，决定毛坯采用铸件。
金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，使用于大批大量生产。
该飞锤支架的生产类型为大批大量生产，所以在铸件造型上采用金属模机器造型。
1.4机械加工工艺过程设计
1.4.1选择定位基准
为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。
飞锤支架的未加工面只有左面的凸台面，所以应先以左凸台面为粗基准加工右圆台面和右端面，然后以右圆台面加工Φ11,Φ15,Φ19三个外圆面，钻孔Φ7，粗铣左凹槽。
粗加工完成后，进一步进行半精加工和精加工。
1.4.2选择加工方法
工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求，加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。
各表面加工方法
加工表面
粗糙度要求
加工方法
飞锤支架右端面
3.2
粗铣—精铣
Φ19mm圆柱面
1.6
粗车—半精车—精车
Φ15mm圆柱面
12.5
粗车
Φ11mm圆柱面
6.3
粗车—半精车
Φ7mm孔
1.6
钻—粗铰—精铰
右圆台面
1.6
粗车—半精车—精车
左凹槽底面
6.3
粗铣—半精铣
左凹槽侧面
12.5
粗铣
Φ6mm孔
6.3
钻—铰
Φ6.5mm螺栓孔
12.5
锪
1.4.3制定工艺路线
我们大体的设计思路是：
我们在考虑加工时先粗加工后精加工，充分加工经济精度，用精加工保证工件最终尺寸要求。
采用四爪单动卡盘夹持零件小圆Φ7+0.0360的外表面的大圆，划线找正以其为粗基准，先加工出孔Φ7+0.0360和2个孔Φ6.5，这样在后面的工序中就能用到Φ7+0.0360这个统一的精基准。
然后加工出通槽，之后把加工通槽右侧平面和Φ7+0.0360的外圆时在车床上一次加工出来，通过精车通槽右侧平面这一精加工来保证尺寸50-0.03，而不是通过铣通槽来保证，这样更符合加工的经济精度，加工外圆时没有再次装夹造成的装夹误差，从而保证Φ190-0.033相对设计基准的尺寸要求，在同一工序中粗精加工分开还能保证在车外圆时不会破坏通槽右侧平面，接下来再钻,4个Φ6+0.12+0.04时，根据它的设计基准，安排在车大端面的后面，另外在加工孔的端面是在他的所有设计基准加工好的前提下在加工的，所以放在最后加工，这样就能保证定为基准与设计基准重合。
加上以上的分析，并且由于是成批生产，故采用通用机床配以组合夹具。
并尽量使工序集中来保证各加工表面间的相互位置精度要求。
这样也可以提高机床的生产率，节省装夹工件的时间，减少工件的搬动次数。
同时我们的零件相对很小，加工量很小。
可以不考虑加工中的热变形。
说明：
之所以把最右端端面和大端面分开在两个工序中进行加工，主要是因为夹紧力的作用面发生了变化。
在工序中，夹紧力的作用面是大端面，采用的是压板夹紧；而在工序中夹紧力的作用面是右端面，采用的是螺栓夹紧。
定位圆柱销旁边再伸出一段长度的螺栓，右端用螺母夹紧。
1.4.4选择加工设备与工艺装备
车床，铣床，钻床，钳工。
1.5确定加工余量及工序尺寸，绘制毛坯图
采用查表法,各工序根据所采用的加工方法的经济精度查工艺手册,确定加工余量以及工序尺寸。
一个表面的总加工余量为该表面各工序加工余量之和。
各加工面的工序余量和工序尺寸见表：
各加工面的工序余量和工序尺寸
加工表面
工序名称
工序余量
工序尺寸
孔Φ7+0.0360
铰
0.2
Φ7+0.0360
扩
0.8
钻
外
圆面
圆
面
Φ11
半精车
4（从Φ分三次半精车）
Φ
粗车
分两次（第一次车到Φ）
Φ
Φ15
粗车
分两次（第一次车到Φ）
Φ
Φ190-0.033
精车
0．3
Φ190-0.033
半精车
1．2
Φ
粗车
4．5
Φ
大端面
精车
0．3
半精车
1．2
粗车
孔Φ6.5
扩
0．5
Φ6.5
钻
Φ6
通
宽
槽
半精铣
1.0
粗铣
孔Φ6+0.12+0.04上的侧面
半精铣
1.0
粗铣
孔Φ6+0.12+0.04
扩
0.5
Φ6+0.12+0.04
钻
Φ6+0.220
1.6确定切削用量及时间定额
工序II：
车Φ19，Φ15，Φ11回转面及其端面
1.加工条件
工件材料：
HT15-33δb=220MPa模铸
加工要求：
车削Φ100mm端面及外圆柱面，粗车B面
机床：
CA6140卧式车床
刀具：
采用刀片的材料为YT15，刀杆尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm
2.计算切削用量
（1）粗车Φ19mm端面面
1）已知毛坯长度方向的加工余量为3+0..8-0。
7mm,考虑的模铸拔模斜度，=4mm
2）进给量f根据《实用机械加工工艺手册》中表2.4-3,当刀杆尺寸为16×25mm
>3~5mm,以及工件直径为100时，f=0.7~1.0mm/r
按CA6140车床说明书（见切削手册）取f=0.9mm/r
3）计算切削速度，按《切削手册》表1.27,切削速度的计算公式为（寿命T=60min）
（m/min）
其中：
=342,=0.15,=0.35,m=0.2。
修正系数见《切削手册》表1.28,即
=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。
所以
x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6（m/min）
4）确定机的主轴转速
ns==504r/min
按机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8）,与504r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。
现选取=480r/min。
所以实际切削速度v=110r/min/。
5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1
L=19mm,=2mm,=0,
tm===0.0486（min）
其余的车端面和车外圆的切削用量及基本工时的计算与上相似，在此不再累述，
工序III：
钻，扩，铰Φ7的孔
⑴钻孔Φ6mm：
选择Φ6mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》表3.1－6）
（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16）
（《切削》表2.15）硬度200－217
按机床选取（《工艺》表4.2－5）
实际切削速度：
基本工时：
（《工艺》表6.2－5）
⑵扩孔mm：
选择Φ6.8mm高速钢锥柄扩孔钻（《工艺》表3.1－8）
由《切削》表2.10得扩孔钻扩Φ6.8mm孔时的进给量，并由《工艺》表4.2－16取扩孔钻扩孔时的切削速度
由《切削》表2.15得，故：
按机床选取
基本工时：
⑶铰Φ7H7孔：
选择Φ7mm高速钢锥柄机用铰刀（《工艺》表3.1－17）
由《切削》表2.24得，，
由《工艺》表4.2－16得
按机床选取
基本工时：
工序IV：
半精车Φ19外圆及其端面
半精车Φ19mm外圆柱面
1）切削深度单边余量为Z=0.7mm
2）进给量根据《机械加工工艺手册》取f=0.2mm/r
3）计算切削速度
其中：
=342,=0.15,=0.35,m=0.2。
即
=1.44,=0.8,=1.04,=0.81,=0.97。
所以1.440.81.040.810.97=96m/min
4）确定机床主轴转速
ns==1609r/min
与1609r/min相近的机床转速为1750r/min。
现选取=1750r/min。
所以实际切削速度
==
5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。
t=i;其中l=19mm;=4mm;=0mm;
t=i==0.19167（min）
工序V：
钻4-Φ6.5的孔，锪孔Φ12
钻Φ6.5孔，扩Φ12孔
（1）钻Φ6.5mm孔
机床：
Z525立式钻床
刀具：
根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ4.
1）进给量取f=0.13mm/r
2）切削速度 V=24~34m/min.取V=30m/min
3）确定机床主轴转速
ns==1469r/min
与1469r/min相近的机床转速为1450r/min。
现选取=2012r/min。
所以实际切削速度==
5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1。
t=i;其中l=5mm;=4mm;=3mm;
t===0.0477（min）
（2）扩Φ12mm孔
刀具：
根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ6.
1）进给量查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r
2）切削速度 V=24~34m/min.取V=30m/min
3）确定机床主轴转速
ns==786r/min
与796r/min相近的机床转速为750r/min。
现选取=750r/min。
所以实际切削速度
==
5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1
t=i;其中l=2mm;=4mm;=0mm;
t===0.0615（min）
工序VI：
钻4-Φ6.5的孔
（1）4-Φ6.5mm孔
机床：
Z525立式钻床
刀具：
根据《机械加工工艺手册》表10-61选取高速钢麻花钻Φ6.5
1）给量查《机械加工工艺师手册》表28-13，取f=0.13mm/r
2）削速度 根据《机械加工工艺手册》表10-70,及10-66,查得
V=30m/min.
3）定机床主轴转速
ns==1061r/min
与1061r/min相近的机床转速为1012r/min。
现选取=1012r/min。
所以实际切削速度
==
5）削工时，按《工艺手册》表6.2-1。
t=i;其中l=6mm;=4mm;=3mm;
t===0.076（min）
由于有四个孔所以切削工时为4t=0.3040min
工序II：
铣宽18mm槽
1.选择刀具
刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,
，，，。
2.决定铣削用量
•决定铣削深度
因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则
•决定每次进给量及切削速度
根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。
根据表查出，则
按机床标准选取＝1450
当＝1450r/min时
按机床标准选取
•计算工时
切削工时：
l=50，，则机动工时为
1.7填写工艺规程卡
工序号
内容
设备
05
铸造毛坯
金属铸模
10
清理，除浇冒口、锋边
钳台
15
热处理，正火
热处理
20
钻孔预处理
XA6132铣床
25
钻中心孔
Z512钻床
1） 钻Φ6的中心孔
直柄麻花钻Φ6
2） 扩孔至尺寸Φ6.8
直柄扩孔钻Φ6.8
3） 铰孔至Φ7+0.0360
直柄扩孔钻Φ7
30
车（专用夹具，以面及中心孔Φ7+0.0360定位并夹紧）
C620-1
1. 粗车小端面（34），粗车大端面
K30端面车刀
2. 半精车小端面（33）及外圆
K10端面车刀
3. 精车外圆及大端面
K10端面车刀
35
35
锪孔（专用夹具）
Z512钻床
1. 钻2*Φ6.5孔
直柄麻花钻Φ6
2. 锪平Φ6.5孔
直柄扩孔钻Φ6.5
40
钻（专用夹具）
Z512
1. 钻4*Φ5孔
直柄麻花钻
2. 扩孔至尺寸Φ5.8
直柄扩孔钻
3.铰孔至Φ6
45
铣侧面
XX5030
50
铣槽
圆盘铣刀
55
去毛刺
钳台
60
检验入库
2飞锤支架钻中心孔专用夹具
2.1明确设计任务，收集分析原始资料
要设计的是钻飞锤支架的中心孔的夹具，孔径为Φ7+0.0360。
2.2确定夹具的结构方案
2.2.1零件的加工及定位方案
由于钻中心孔是所有工序的第一步，并且具有较高的表面粗糙度，而且在后续方案中，常作为基准，所以对中心孔的加工要求叫高。
对中心孔做钻孔——扩孔——铰孔处理。
该零件有一个圆柱型台面，用V型块容易对中，以此为基准容易定位。
并且，钻孔受力方向为Z轴，于是用底座加以固定，限制其Z轴方向的移动。
又由一个固定V型块与一个活动V型块的夹紧，限制工件X.Y轴的移动与转动。
2.2.2零件加工的导向装置
由于本零件的中心孔粗糙度有1.6的要求，因此本工序需依次对孔进行钻、扩、铰三个工步，才能达到工序加工要求。
为此，选用快换钻套做导向元件。
2.2.3零件加工的夹紧装置
本道加工工序中零件采用活动V型块夹紧方式。
将工件靠在左端的固定V型块上，转动右边活动V型块的把柄，使紧固螺钉向左带动活动V型块移动，至工件的圆柱面被夹紧。
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