支架的加工工艺及夹具设计说明书

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，也就是HT50,HBS为150，零件形状为异形件，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

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=4mm,CT=1.4mm。故毛坯尺寸是加工表面上的零件尺寸加上5.4mm。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，因为铰刀时定尺寸刀具，能加工出7级精度的孔，所以这里选择扩孔，绞孔。

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

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 粗铣支架下表面，前端面和孔两端面

工序V 半精铣支架下表面，前端面和孔两端面

工序VI 精铣支架下表面，前端面

工序VII 扩孔，绞孔，加工Φ80H7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I，II，III在铸造车间进行加工，选用机器造型。铸件要经时效处理，铸件不应有砂眼，气孔，孔和底面不应有疏松等铸造缺陷。消除缩孔类缺陷的途径主要有以下几个方面：

（1） 实现顺序凝固，用冒口补缩。这是防止铸件产生缩孔，缩松的基本工艺原则。

（2） 使铸件实现同时凝固。即采用相应的工艺措施使铸件各部分温度均匀，在同一时间内

凝固。同时凝固原则不需冒口，节约金属且工艺简单；铸件冷却均匀，不易形成应力，变形和裂纹等缺陷。

工序IV：

加工条件

工件材料：HT150, σb=120MPa, 铸件

加工要求：利用组合夹具粗铣，加工余量为4mm,用乳化液冷却

机床：XA6132，卧式（万能）铣床

刀具：端铣刀，由于YG类硬质合金主要用于加工铸铁，有色金属及非金属材料，所以选用牌号为YG6的硬质合金。

根据铣削深度≤4mm,铣刀直径选择80mm。但根据铣削宽度为240mm，根据表3-1，选择铣刀直径为400mm

再根据表3-16选择齿数为28，刀具寿命为420min.

1) 确定每齿进给量f.本工序要求切削深度为4mm，根据表3-16，每齿进给量

f=0.18mm/z,现取f=0.18mm/z,则

选择铣刀寿命。根据表3-16，铣刀寿命为420min

2) 确定切削速度和工作台每转进给量f.得到

F=5.04mm/r

根据XA6132型万能铣床主轴转速表，选择n=52r/min,实际切削速度,工作台每分钟进给量为f=F×n=262mm/min.

(2)基本时间 基本时间等于加工四个表面的时间和加上安装的时间

现求得一次的加工长度为240毫米，工作台每转进给量为5.04毫米，需要走48转才能加工一个面。合起来四个面的总共时间约为192转。这样T=192×1.15=221s. 工序V:

加工条件

工件材料：HT150, σb=120MPa, 铸件

加工要求：利用组合夹具半精铣，加工余量为1mm,用乳化液冷却

机床：XA6132，卧式（万能）铣床

刀具：端铣刀，由于YG类硬质合金主要用于加工铸铁，有色金属及非金属材料，所以选用牌号为YG6的硬质合金。

根据铣削深度≤4mm,铣刀直径选择80mm。但根据铣削宽度为240mm，根据表3-1，选择铣刀直径为400mm

再根据表3-16选择齿数为28，刀具寿命为420min.

3) 确定每齿进给量f.本工序要求切削深度为1mm，根据表3-16，每齿进给量

f=0.13mm/z,现取f=0.13mm/z,则

选择铣刀寿命。根据表3-16，铣刀寿命为420min

4) 确定切削速度和工作台每转进给量f.得到

F=3.64mm/r

根据XA6132型万能铣床主轴转速表，选择n=59r/min,实际切削速度,工作台每分钟进给量为f=F×n=215mm/min.

(2)基本时间 基本时间等于加工四个表面的时间和加上安装的时间

现求得一次的加工长度为240毫米，工作台每转进给量为3.64毫米，需要走66转才能加工一个面。。合起来四个面的总共时间约为264转。这样T=264×1.02=270s. 工序VI:

加工条件

加工要求：利用组合夹具精铣，加工余量为0.4mm,用乳化液冷却

机床：XA6132，卧式（万能）铣床

刀具：端铣刀，由于YG类硬质合金主要用于加工铸铁，有色金属及非金属材料，所以选用牌号为YG6的硬质合金。

根据铣削深度≤4mm,铣刀直径选择80mm。但根据铣削宽度为240mm，根据表3-1，选择铣刀直径为400mm

再根据表3-16选择齿数为28，刀具寿命为420min.

5) 确定每齿进给量f.本工序要求切削深度为0.4mm，根据表3-16，每齿进给量

f=0.1mm/z,现取f=0.1mm/z,则

选择铣刀寿命。根据表3-16，铣刀寿命为420min

6) 确定切削速度和工作台每转进给量f.得到

F=2.8mm/r

根据XA6132型万能铣床主轴转速表，选择n=67r/min,实际切削速度,工作台每分钟进给量为f=F×n=188mm/min.

(2)基本时间 基本时间等于加工四个表面的时间和加上安装的时间

现求得一次的加工长度为240毫米，工作台每转进给量为2.8毫米，需要走87转才能加工一个面。合起来四个面的总共时间约为348转。这样T=348×1.12=389s.

工序VII：

第一步

1）.加工条件

工件材料：HT150 铸件

2）.加工要求：扩Φ69.2的孔到Φ79.2

机床：镗床

刀具：Φ79.2的扩孔钻

查表2-10得：f=1.5mm/r 再根据表2-15得：切削速度V=3.5m/min 1000v 14r/s 所以，ns dw

切削工时：l=320mm,l1=10mm,l2=10mm

l l1 l2tw 16.2s

第二步

1）.加工条件

工件材料：HT150 铸件

2）.加工要求：绞Φ79.2的孔到Φ80

机床：镗床

刀具：Φ80的硬质合金铰刀

查表2-10得：f=3mm/r 再根据表2-15得：切削速度V=3.5m/min

ns 1000v 14r/s dw

按机床选取n 840r/min s

切削工时：l=320mm,l1=10mm,l2=10mm

l l1 l2tw 8.1s nsf

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，需要设计通用夹具。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VII——加工孔Ф80，本夹具将用于镗床。

5.1夹具设计

定位基准的选择

以工序VI加工好的底面为定位基准。具体夹具见附录夹具图

6.填写工艺文件

中北大学课程设计说明书

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中北大学课程设计说明书

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课程设计总结

课程设计作为工科院校大学生的必修环节，不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节，而且也是在检验毕业生综合应用知识的能力、自学能力、独立操作能力和培养创新能力，是大学生参加工作前的一次实践性锻炼。

大学四年的学习即将结束，在我们即将踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年的所学的知识，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。为我们无论是在将来的工作或者是继续学习的过程中打下一个坚实的基础。

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

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