设计张紧轮支架零件的机械加工工艺规程及工艺设备--课程设计成果说明书.doc

学院课程设计成果说明书题 目：设计张紧轮支架零件的机械加工工艺规程及工艺设备院 系：机电工程系学生姓名：专 业：机械制造及其自动化班 级：指导教师：起止日期： 学院教学科研部大学学院课程设计成果说明书规范要求课程设计说明书是课程设计主要成果之一，一般在20003000字。1说明书基本格式版面要求：打印时正文采用5号宋体，A4纸，页边距上、下、左、右均为2cm，行间距采用固定值20磅，页码底部居中。文中标题采用4号宋体加粗。2说明书结构及要求（1）封面（2）课程设计成绩评定表（3）任务书(指导教师下发)（4）摘要摘要要求对内容进行简短的陈述，一般不超过300字。关键词应为反映主题内容的学术词汇，一般为3-5个，且应在摘要中出现。（5）目录要求层次清晰，给出标题及页次。最后一项为参考文献。（6）正文正文应按照目录所确定的顺序依次撰写，要求论述清楚、简练、通顺，插图清晰整洁。文中图、表及公式应规范地绘制和书写。（7）参考文献一、设计题目: 张紧轮支架加工工艺及2*13孔钻削夹具设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(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 1张2毛坯图 1张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） 1张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）。 1张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l2天查资料，绘制零件图。2第37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810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1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618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 。摘要本次课程设计的目的是对我们以前所学知识的总结和对我们所掌握知识的一次扩展，也对我所学的各科课程进行了一次深入的综合性复习。主要内容：设计连接座的机械加工工艺规程和加工2*13孔的工艺装备并绘制出支架零件图、毛坯图、夹具装配图，填写工艺卡片，编制课程设计说明书。设计意义：本次课程设计加强了我的理论与实践相结合的能力，并在设计过程中渐渐了解本专业的专业技能知识，使我更加了解加工与设计零件的方法，同时锻炼了我分析问题的能力，让我对以后的工作方向有了较为明确的目标。目 录一、零件的工艺分析及生产类型的确定 11.零件的工艺分析1 2.零件的生产类型 2二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3 1.毛坯的选择 3 2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差3 3.确定机械加工 3 4.确定毛坯尺寸 35.确定毛坯尺寸公差46.设计毛胚图4三、选择加工方法，拟定工艺路线 61.基面的选择62.精基面的选择63.制定机械加工工艺线6四、加工设备及刀具、夹具、量具的选择 91.选择加工设备及工艺装备92.确定工序尺寸 11五、切削用量的选择（工序）121.切削用量的介绍 122.切削用量的计算 13六、基本时间的确定 13 1.工时定额 13 2.基本时间的计算 14七、夹具设计141.定位方案 142.夹紧机构 143.夹紧力分析 154.对刀装置 165.夹具体 166.误差分析 177.使用说明 17七、设计体会18八、参考文献19一、零件的工艺分析及生产类型的确定1.零件的工艺分析：. 由零件图可知，其材料为 HT200，该材料为灰铸铁，具有较高强度，耐磨性， 耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。 连接座共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：1.1加工表面：表面包括下端面粗糙度为Ra6.3加工方法为粗车-半精车-经车，下端面粗糙度为Ra12.5加工方法为粗车半粗车，小凸台下端面粗糙度为Ra6.3加工方法为粗钻-半精钻-精钻，右30通孔粗糙度为Ra25加工方法为粗钻-半精钻-精钻，2*13通孔无粗糙度要求加工方法为钻通孔，然后是右端面也无粗糙度要求加工方法为粗车-半精车-精车，最后是小凸台内侧粗糙度为Ra12.5加工方法为粗车-半精车。其具体过程如下表：加工表面表面粗糙度公差/精度等级加工方法上端面Ra6.3IT8IT10粗车-半精车-精车下端面Ra12.5IT11以下粗车-半精车小凸台下端面Ra6.3IT8IT10粗镗-半精镗-精镗右18通孔Ra25IT11以下粗钻-半精钻-精钻2*13通孔无IT11以下钻通孔右端面无IT11以下粗车-半精车-精车小凸台内侧Ra12.5IT11以下粗车-半精车2.零件的生产类型该零件材料为 HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求 Q=5000 台/年，件/台； n=1 结合生产实际，备品率和废品率分别取 10%和 1%代入公式得该工件的生产纲领N=5000 5555 件/年二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1.毛坯的选择 毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：a、型材 b、锻造 c、铸造 d、焊接 e、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或铸件，但从经济方面着想， 如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具 及能源等消耗，而铸件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷 或冲击载荷下的工作零件。 该零件材料为 HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求 Q=5000 台/年， 件/台； n=1 结合生产实际， 备品率和 废 品率分别取 10%和 1%代入公式得该工件的生产纲领N=5000 5555 件/年2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓的尺寸，最大直径 18mm，高 34mm。 （2）选择铸件公差等级 查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为 812 级，取为 11 级。 （3）求铸件尺寸公差 公差带相对于基本尺寸对称分布。 （4）求机械加工余量等级 查手册铸造方法按机器造型、 铸件材料为 HT200，得机械加工余量等级 E-G 级 选择 F 级。3.确定机械加工余量 根据铸件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，根据查表5-4取铸件加工表面的单边余量为1.5mm，所以最后铸件加工表面的单边余量取2mm。4.确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra1.6 。Ra1.6 的表 面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面 Ra1.6 ，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的 尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值） 生产类型为大批量，可采用两箱砂型铸造毛坯。由于所有孔无需铸造出来，故不需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工进行时效处理。5.确定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛 坯尺寸允许偏差见下表：毛坯尺寸允许公差/mm铸件尺寸偏差参考资料1691.3机械制造工艺设计手册841.36.设计毛坯图 （1）确定拔模斜度 根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为 5 度。（2）确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为分型面。（3）毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效处理。下图为该零件的毛坯图:四、选择加工方法，拟定工艺路线1.基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.精基面的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。3.制定机械加工工艺路线 3.1 工艺路线一：工序一： 1.粗车上端面 2.钻13*2通孔 3.粗车右端面 4.粗钻18孔 5.粗车下端面 6.粗车凸台端面工序二： 1. 半精车下端面2.半精车右端面3. 半精钻18孔4.精车车上端面 5.半精车凸台端面工序三： 1精车上端面 2.精车右端面 3.精车凸台端面工序四： 1.精钻18孔工序五：休整右端面3.2 工艺路线二： 工序一：1. 粗车下端面2.粗车右端面3. 粗钻18孔4.粗车上端面 5.粗车凸台端面工序二：1. 半精车上端面 2.钻13*2通孔 3. 半精车右端面 4. 半精钻18孔 5. 半精车下端面 6. 半精车凸台端面工序三：1精车上端面 2.精车右端面 3.精车凸台端面工序四：1.精钻18孔工序五：休整右端面3.3 工艺路线比较：上述两个工艺路线， 第一条工艺路线做得比较精细，每一道工序都安排的很到 位，但是做起来很复杂；第二条工艺路线比较简洁明了，基本上可以达到精度要 求，但最后的磨工感觉有点多余。相比之下我们选择第二条工艺路线，然后对其 进行修改：去掉磨式。因为零件精度要求不高，半精车就可以达到目的。拟定工艺过程工序号工序内容简要说明01沙型铸造02进行人工时效处理消除内应力03涂漆防止生锈04精车工件上端面、下端面、右端面、粗车凸台下端面、05半精车小凸台下端面06直接钻至13孔07去毛刺08封存入库五、加工设备及刀具、夹具、量具的选择由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。1.选择加工设备及工艺装备1.1 选择机床根据不同的工序选择机床：（1）工序1、2、3主要是粗车、半精车、精车、，由于加工零件的外廓尺寸不大，但不是是回转体，故不宜在车床上镗孔。各工序的工步不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求，所以选用的C620-1型卧式车床即可。（2）工序6为钻孔、扩钻和扩孔，选用立式钻床Z535即可。1.2 选择夹具本零件除粗铣、精铣、钻孔、攻螺纹需要专用夹具外，其他各工序均可使用通用夹具。1.3 选择刀具根据不同的工序选择刀具。（1）在车床上加工的工序一般都选用硬质合金车刀，加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30。为提高身产率及经济性，应选用可转位车刀。（2）钻13孔，根据表5-83选用直柄麻花钻头13，l=109mm,l1=69mm,d=13mm。（3）钻18孔，根据表5-83选用直柄麻花钻头l=123mm,l1=62mm,d=18mm1.4 选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考资料，选择如下。（1）选择各外圆的加工面得量具 加工所有内圆时的量具选用读数值0.02，测量范围0-150的游标卡尺。（2）选择加工孔用量具。13，18孔各经过三次加工，所以各选用测量范围0-150的游标卡尺。5-40的内径千分尺和25-50的内径千分尺。（3）选择加工轴向尺寸所用量具 根据零件尺寸可选用读数值0.02、测量范围0-150的游标卡尺。2.确定工序尺寸2.2 确定轴向工序尺寸 前面总加工余量已经确定，将毛坯余量分为各个工序的加工余量，如下表：加工表面工序单边余量粗半精精车上端面1.250.750.25车下台阶面1.250.750.25车内端面1.250.750.25粗车下小凸台端面1.250.750.25车上小凸台端面面1.250.750.25六、切削用量的选择1.切削用量的介绍切削速度、进给量和切削深度三者称为切削用量。它们是影响工件加工质量和生 产效率的重要因素。车削时，工件加工表面最大直径处的线速度称为切削速度， v=dn/1000(m/min) 式中：d工件待加工表面的直径（mm）n车床主轴每分钟的转速（r/min）工件每转一周，车刀所移动的距离，称为进给量，以 f(mm/r)表示；车刀每一次切去的金属层的厚度，称为切削深度，以 ap(mm)表示。为了保证加工质量和提高生产率，零件加工应分阶段，中等精度的零件，一般按粗车一精车的方案进行。粗车的目的是尽快地从毛坯上切去大部分的加工余量，使工件接近要求的形状和尺寸。粗车以提高生产率为主，在生产中加大切削深度，对提高生产率最有 利，其次适当加大进给量，而采用中等或中等偏低的切削速度。使用高速钢车刀进行粗车的切削用量推荐如下：切削深度 ap=0.81.5mm，进给量 f=0.2 0.3mm/r，切削速度 v 取 3050m/min(切钢)。 粗车铸、 锻件毛坯时， 因工件表面有硬皮，为保护刀尖， 应先车端面或倒角，第一次切深应大于硬皮厚度。若工件夹持的长度较短或表面凸不平，切削用量则不宜过大。粗车应留有 0.51mm 作为精车余量。粗车后的精度为IT14-IT11,表面粗糙度 Ra 值一般为 12.56.3m。精车的目的是保证零件尺寸精度和表面粗糙度的要求，生产率应在此前提下尽可 能提高。一般精车的精度为 IT8IT7，表面粗糙度值 Ra=3.20.8m,所以精车 是以提高工件的加工质量为主。切削用量应选用较小的切削深度 ap=0.10.3mm 和较小的进给量 f=0.050.2mm/r，切削速度可取大些。精车的另一个突出的问题是保证加工表面的粗糙度的要求。减上表面粗糙度 Ra 值的主要措施有如下几点：（1）合理选用切削用量。选用较小的切削深度 ap 和进给量 f,可减小残留面积，使 Ra 值减小。（2）适当减小副偏角 Kr,或刀尖磨有小圆弧，以减小残留面积，Ra 值减小。（3）适当加大前角 0，将刀刃磨得更为锋利。（4）用油后加机油打磨车刀的前、后刀面，使其 Ra 值达到 0.20.1m,可有 效减小工件表面的 Ra 值。（5）合理使用切削液，也有助于减小加工表面粗糙度 Ra 值。低速精车使用乳化 液或机油；若用低速精车铸铁应使用煤油，高速精车钢件和较高切速精车铸铁件，一般不使用切削液。 具体计算略，详见工序卡。七、基本时间的确定1.工时定额工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N其中：Td是指但见时间定额 Tj是指基本时间（机动时间） ，通过计算求得 Tf是指辅助时间，一般取（1520）%；Tj 与 Tf 和称为作业时间Tb是指布置工作时间，一般按作业时间的（27）%估算 Tx是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（24）%估算Tz是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计N是指一批零件的个数2.基本时间的计算在俩个工位上钻孔13的基本时间T1=l/n1f1=45/1360*0.2=0.17七、夹具设计本夹具是工序用钻头给端面打两个个孔的专用夹具，在立式钻床Z518上加工这两个个孔，所设计夹具装配图及工序简图如下图1.定位方案工件以一个端面和两个定位销来进行定位，并且运用螺栓加紧，一个面限制一个自由度，两个定位销限制四个自由度，螺栓限制一个自由度，一共限制六个自由度.2.夹紧机构:根据生产率的要求，运用手动夹紧就可以满足要求。采用一面两销定位，实现夹紧，有效提高了工作效率。3.夹紧力分析夹紧机构的结构图如下图： 4.对刀装置采用钻模上面对刀块对刀。选用JB/T 8045.11999固定钻套通过钻模固定在夹具体上，保证加工过程中孔的被加工的位置精度。5.夹具体夹具体是整个夹具基体，夹具体上要安装组成以及夹具体种元件、机构和装置等，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具体上各个组成元件的分布情况、零件形状和尺寸、加工特性等。该夹具是以下模版固定零件下土台，用两个定位销与小凸台下模版内侧接触并固定零件前后方向的自由度，用钻套来确定钻到下刀位置。所以夹具能满足零件加工精度的要求。6.误差分析定位误差主要由基准不重合和基准位置误差引起。由于基准重合，所以d1=1+2+min=1max1-工件内槽尺寸的公差 Td=0.0252-夹具销的公差 Td=0.025d2 =d1+2ld=D2+d2=2maxD=2arctan(1max+2max)/2L=0.467.使用说明安装工件时，把钻套去下，然后把零件放到夹具体上使零件固定到夹具体上，然后用螺母把钻套按放到夹具体上，然后对刀，下刀，钻孔，完成零件的加工要求八、设计小结三周的课程设计结束了，对于作为一名即将步入大四的我而言，这次课设是非常有意义。这次课程设计让我深深的体会到作为一名机械专业的学生必须要掌握一门计算机绘图方法。在现代社会，机械与计算机是不可分割的。计算机绘图既节省了时间，加快了效率，又方便简洁，易修改。在这次课设过程中，我也掌握了很多关于机械方面的电脑使用方法，还复习，巩固了课堂上所学的知识，真可谓收获颇丰。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只