支架的加工工艺及夹具设计说明书

目录

1.零件分析 (1)

1.1零件的作用 (1)

1.2 零件的工艺分析 (1)

2.工艺规程设计 (1)

2.1 毛坯选择 (1)

2.2 工艺路线的拟定 (1)

2.3基准的选择……………………

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………

2.5确定切削用量及基本工时……………………

3.夹具的设计…………………………………………………………

附图…………………

参考文献……………………………………………………………

1.零件的工艺分析及生产类型确定

1.1零件的作用

题目所给的零件是“支架”，它的主要作用是起固定支撑作用。

图1 支架零件图

1.2零件的工艺分析

从零件图上看来，知原图样的视图正确完整，尺寸和公差还有技术要求齐全。从加工表面上看来，毛坯采用铸件，部分加工表面是主要的工作表面。加工表面有：

1）.零件的左、右端面（由图纸所示），粗糙度达到6.3

2）.Φ80H7的孔,要满足圆度公差为0.005,和前端面以及底面的平行度要求,自身的直线度要求.

3）.前端面,精度要求较高,粗糙度达到1.6,用于连接固定其它部件.

4）.底面,和前端面的精度要求一样,粗糙度达到1.6

2.选择毛坯,确定毛坯尺寸和设计毛坯图

2.1选择毛坯

根据零件图可知，零件材料为HT15-33，零件形状为异形件，且属中批及大批生产，因此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料.加工的表面比较少,而且形状比较复杂,故用铸件.

2.2确定毛坯尺寸和设计毛坯图

为保证铸件加工表面的表面特征与尺寸精度要求，在设计铸造工艺时预先增加在机加工时要切去的金属层厚度，根据国家标准GB/T6414-1999，毛坯尺寸=零件尺寸+RMA+铸件公差等级对应的数值CT[1],对圆柱体铸件部分及双侧加工的表面RMA应加倍,对孔以及内腔加工的表面,毛坯尺寸=零件尺寸-RMA-铸件公差等级对应的数值CT.机器造型时,根据零件的最大尺寸，查表得出RMA=1.4mm,CT=0.1mm。故毛坯尺寸是加工表面上的零件尺寸加上1.5mm。毛坯图尺寸见图纸。

3选择加工方法，制定工艺路线

3.1定位基准的选择

基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则，不但加工工艺规程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产不能正常进行。

（1）粗基准的选择。

由粗基准的选择原则：保证相互位置要求的原则。应以不加工面为粗基准；保证加工面加工余量合理分配的原则。应选择该表面的毛坯面为粗基准；便于工件装夹原则；基准一般不得重复使用的原则，选择零件的不加工面为粗基准，加工底面和内孔。

（2）精基准的选择。

由精基准的选择原则：基准重合：基准统一；互为基准；自为基准，选设计基准为精基准。用以加工好的底面、平面、内圆柱面为定位精基准。

3.2零件表面加工方法的选择

本零件的加工表面有端面，内孔，底面等，材料为灰铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下。

左右端面：为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定，需要进行精铣和半精铣。

Φ80H7孔：标注了公差尺寸和表面粗糙度值1.6，精度较高，需要进行粗镗，半精镗，精镗。

前端面：标注了表面粗糙度值1.6，精度较高，需要进行粗铣，半精铣，精铣。

底面：标注了表面粗糙度值1.6，精度较高，需要进行粗铣，半精铣，精铣。

3.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专

用夹具，并尽量使用工序集中来提高生产效率，除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

方案，具体如下：

工序I 机械砂型铸造毛坯

工序II 清理表面残余沙粒

工序III 人工时效温度（500°～550°）消除应力

工序IV 加工支架下表面

工序V 加工支架前端面

工序VI 铣两端面

工序VII 加工Φ80H7的孔并倒角

工序VIII 检验

4机械加工余量、工序尺寸的确定、切削用量及基本工时

工序IV ：

加工条件

工件材料：HT15, σb=220MPa, 铸造

加工要求：利用组合夹具铣下表面

机床：X62，卧式（万能）铣床

刀具：组合铣刀，其材料为W18Cr4V 。

查表得：齿/1.0mm f =α

s m m f a t C V v y PV X m V

/3.0min /9===

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=175mm ，齿数Z=6。 所以，)/(272.01000s r dw

v n s ==π 按机床选择s r n w /79.0= 所以实际切削速度s m dwn v w

/43.01000==π

切削工时：l=36mm,l1=4mm

s f

n l l t w w 321=+= 工序V ：

加工条件

工件材料：HT15, σb=220MPa, 铸造

加工要求：利用组合夹具铣下表面

机床：X62，卧式（万能）铣床

刀具：组合铣刀，其材料为W18Cr4V 。

查表得：齿/1.0mm f =α

s m m f a t C V v y PV X m V

/3.0min /9===

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=175mm ，齿数Z=6。 所以，)/(272.01000s r dw

v n s ==π 按机床选择s r n w /79.0= 所以实际切削速度s m dwn v w

/43.01000==π

切削工时：l=36mm,l1=4mm

s f

n l l t w w 321=+=

查表得：f=0.52mm,v=0.35m/s(5.83m/min) 所以，min)/608)(/(13.101000r s r dw

v n s ==π 按机床选择min)/545(/1.9r s r n w =

切削工时：l=39mm,l1=4mm,l2=9mm

s s f

n l l l t w w 116.1021==++=

工序VI ：

加工条件

工件材料：HT15, σb=220MPa, 铸造

加工要求：利用组合夹具铣下表面

机床：X62，卧式（万能）铣床

刀具：组合铣刀，其材料为W18Cr4V 。

查表得：齿/1.0mm f =α

s m m f a t C V v y PV X m V

/3.0min /9===

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=175mm ，齿数Z=6。 所以，)/(272.01000s r dw

v n s ==π 按机床选择s r n w /79.0= 所以实际切削速度s m dwn v w

/43.01000==π

切削工时：l=36mm,l1=4mm

s f

n l l t w w 321=+= 工序V ：

加工条件

工件材料：HT15, σb=220MPa, 铸造

加工要求：利用组合夹具铣下表面

机床：X62，卧式（万能）铣床

刀具：组合铣刀，其材料为W18Cr4V 。

查表得：齿/1.0mm f =α

s m m f a t C V v y PV X m V

/3.0min /9===

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=175mm ，齿数Z=6。

所以，)/(272.01000s r dw

v n s ==π 按机床选择s r n w /79.0= 所以实际切削速度s m dwn v w

/43.01000==π

切削工时：l=36mm,l1=4mm

s f

n l l t w w 321=+= 1．粗铣Φ50两端面

机床：X62 卧式（万能）铣床

刀具：高速钢镶齿三面刃组合刀具

查表得：齿/07.0mm f =α

s m V /3.0=

采用高速钢镶齿三面刃组合铣刀，dw=100mm ，齿数Z=16。 所以，)/(955.01000s r dw

v n s ==π 按机床选择min /60r n w = 所以实际切削速度s m dwn v w

/314.01000==π

切削工时：l=28mm,l1=7mm

s f

n l l t w w 221=+= 2．粗铣M12端面

机床：X62 卧式（万能）铣床

刀具：高速钢镶齿三面刃组合刀具

查表得：齿/1.0mm f =α

s m V /3.0=

采用高速钢镶齿三面刃组合铣刀，dw=100mm ，齿数Z=16。 所以，)/(955.01000s r dw

v n s ==π 按机床选择min /60r n w = 所以实际切削速度s m dwn v w

/314.01000==π

切削工时：l=26mm,l1=4mm

s f

n l l t w w 191=+= 3．精铣Φ50两端面

机床：X62 卧式（万能）铣床

刀具：高速钢镶齿三面刃组合刀具

查表得：齿/07.0mm f =α

s m V /45.0=

采用高速钢镶齿三面刃组合铣刀，dw=100mm ，齿数Z=16。 所以，)/(433.11000s r dw

v n s ==π 按机床选择min /95r n w = 所以实际切削速度s m dwn v w

/496.01000==π

切削工时：l=28mm,l1=4mm

s f

n l l t w w 191=+= 工序VII ：

1）.加工条件

工件材料：灰口铸铁 HT200

2）.加工要求：钻Φ20和Φ8的孔

机床：Z3025

刀具：Φ17.8和Φ15.8的麻花钻

查表得：f=0.7mm,v=0.35m/s(5.83m/min) 所以，s r dw

v n s /2.61000==π 按机床选择min)/400(/67.6r s r n w =

切削工时：l=37mm,l1=10mm,l2=3mm

s f

n l l l t w w 1121=++= 23/m i n

c V m =查（《切削》表2.15） 01000100023747.4(/min)9.8

c V n r

d ππ?===?查查 按机床选取960/min n r =机

09.896029.54(/m i n )

10001000c d n V r ππ??===机机 基本工时：1243430.31(min)9600.17

l l l t n f ++++===?机机 选择Φ8.8高速钢锥柄麻花钻

由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得0.36/f mm r =机

14/m i n

c V m =查（《切削》表2.15） 1000100014343(/min)13

c V n r D ππ?===?查查 按机床选取272/min n r =机

1327211.10(/m i n )

10001000c Dn V m ππ??===机机 基本工时：1228430.36(min)2720.36

l l l t n f ++++===?机机

（1）粗铣大端面：

选择铣刀半径为25mm ，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27）

0.15/f mm Z =Z

050d mm =，180min T =（《切削》表3.7和《切削》表3.8）

20/min c V m =查（《切削》表3.9）

进行一次铣削， Z=2mm 01000127.4(/min)c V n r d π=

=查查

选用主轴为160/min

n r =机 实际切削速度：

025.12(/min)1000c n d V m π==机查 工作台进给量：

0.156160144(/min)f Z V f Zn mm ==??=机 基本工时：501513200.65(min)150t +++==

工序Ⅱ切削用量及基本工时的确定：铣Φ45端面，选用机床：X51立式铣床

⑴粗铣Φ50端面：

加工余量为Z=1mm 01000100020127.4(/min)50c V n r d ππ?=

==?查查

按机床选取160/min

n r =机 实际切削速度：1605025.12(/min)10001000n c n d V m ππ??===机机

工作台每分钟进给量：

0.156160144(/min)f V f Zn mm ==??=Z 机 铣床工作台进给量：

150/min f V mm =横向 基本工时：45200.43(min)150t +==

⑵精铣Φ50端面：

加工余量为Z=1mm

切削速度为20/min c V m =

127.4/min n r =查

选用主轴为160/min n r =机

工作台进给量：

0.156160144(/min)f z V f Zn mm ==??=机 基本工时：45200.65(min)100t +==

工序Ⅲ切削用量及基本工时的确定：粗铣mm H 714Φ端面，选用机床：X51立式铣床 进行一次铣削， Z=2mm 01000127.4(/min)c V n r d π=

=查查

选用主轴为160/min

n r =机 实际切削速度：

025.12(/min)1000c n d V m π==机查 工作台进给量：

0.156160144(/min)f Z V f Zn mm ==??=机 基本工时：501513200.65(min)150t +++==

工序Ⅳ切削用量及基本工时的确定：粗镗→半精镗→精镗Φ25H8mm 通孔，选用机床：Z525立式钻床

⑴粗镗Φ23mm ：

选择Φ23mm 高速钢镗刀（见《工艺手册》表3.1－6）

0.43/f mm r =机（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16）

15/min c V m =查（《切削》表2.15）硬度200－217

1000100015208(/min)23c V n r D ππ?===?查查 按机床选取195/min n r =机（《工艺》表4.2－5）

实际切削速度：23195

14.08(/min)c V m ππ??===机机Dn 10001000

基本工时：1243830.64(min)1950.43l l l t n f ++++=

==?机机（《工艺》表6.2－5）

⑵半精镗Φ24.8mm ：

选择Φ24.8mm 高速钢镗刀（《工艺》表3.1－8）

由《切削》表2.10得扩孔钻扩Φ24.8mm 孔时的进给量0.70.8/f mm r = ，并

4.2－16取0.72/f mm r =机镗孔钻镗孔时的切削速度11()23c c V V = 钻

由《切削》表2.15得14/min c V m =钻，故：

min)/7.4~714)31~21)31~21(m V V c c （（站=?==

10001000(7 4.7)8960(/min)24.8c V n r D ππ?===?

按机床选取

68/min n r =机 24.868 5.29(/min)1000c Dn V m ππ??===机机1000 基本工时：124383 1.1(min)680.72l l l t n f ++++=

==?机机

⑶精镗Φ25的孔：

选择Φ25mm 高速钢镗刀（《工艺》表3.1－17）

由《切削》表2.24得 1.0 1.5/f mm r = ，0.150.25p a mm = ，48/min c V m =

由《工艺》表4.2－16得

1.22/f mm r =机 10001000(48)51102(/min)25c c V n r D ππ?===?

按机床选取

68/min n r =机 2568 5.34(/min)1000

V m π??==机 基本工时：1243830.65(min)68 1.22l l l t n f ++++===?机机

09.8960

29.54(/min)10001000c d n V r ππ??===机机

基本工时：

1243430.31(min)9600.17l l l t n f ++++=

==?机机

5.专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。夹具由夹具体；定位组件；夹紧装置；对刀或导向组件；连接元件；其它机构和组件组成。

设计夹具工序VIII ——加工内孔Ф25，本夹具将用于立式钻床。刀具为Ф20的麻花钻。

3.1夹具设计

定位基准的选择

以工序Ⅰ加工好的外圆柱面Ф50的下短面和Ф11的孔为定位基准。具体夹具见附录夹具图

6.填写工艺文件

参考文献

1 王绍俊.机械制造工艺设计手册. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1981

2 刘文剑曹天河.夹具工程师手册.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987

3 艾兴肖诗纲.切削用量简明手册（第三版）.北京：机械工业出版社，2004

4 吴宗泽罗圣国.机械设计课程设计手册（第二版）.北京: 高等教育出版社, 1999

5 李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,1994

6 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2004

7 庞学慧武文革.互换性与测量技术基础. 北京.兵器工业出版社，2003

8 《数控加工技师手册》编委会. 数控加工技师手册. 北京.机械工业出版社，2005

9 王先逵.机械制造工艺学（第二版）.北京. 机械工业出版社.2007

10 李魁盛侯福生.铸造工艺学.北京.中国水利水电出版社.2005

11 王秀文边文义张运祥.机床夹具设计.北京.中国铁道出版社.1984