课程设计KCJ5支架设计JIU JIANG UNIVERSITY机械制造技术课程设计院系机械与材料工程学院专业机械设计制造及其自动化姓名年级指导教师二零一零年六月机械制造技术课程设计任务书机械与材料工程学院机械设计制造及其自动化专业2008年级学生姓名:题目：设计KCSJ-05 支架零件的机械加工工艺规程及典型夹具(大批量生产)主要内容：1．绘制零件图及零件的毛坯图 (A3)2．设计零件的机械加工工艺规程，并填写：（1）整个零件的机械加工工艺过程卡（A4）；（2）所设计夹具对应工序的机械加工工序卡（A4）。
3．设计某工序的夹具一套，绘出总装图（A2）。
4．编写设计说明书。
指导教师：班级：学生：2010年6月 17 日目录第1章零件分析 (1)1.1零件的作用 (1)1.2零件的工艺性分析和零件图的审查 (1)第2章选择毛坯 (1)2.1确定毛坯的成形方法 (1)2.2铸件结构工艺性分析 (1)2.3铸造工艺方案的确定 (2)2.4铸造工艺参数的确定 (2)第3章工艺规程设计 (2)3.1定位基准的选择 (2)3.2制订工艺路线 (2)3.3选择加工设备及刀、夹、量具 (5)3.4加工工序设计 (7)3.5填写加工工艺卡片 (13)第4章夹具设计 (14)4.1确定设计方案 (14)4.2机械加工工序卡 (16)4.3绘出总装图参考文献 (17)序言机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。
这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件（转速器盘）的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。
由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。
第1章零件分析1.1零件的作用支架是机床上用于支撑轴的机构，支架以Φ40孔套在轴上。
本设计任务给定的零件转支架即传递运动并保持其他零件正确工作方式，和保持互相之间的正确位置。
其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。
1.2零件的工艺性分析和零件图的审查分析零件图可知，支架两竖起部分两端面和Φ85外表面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，有提高了转动时Φ40上下端面接触刚度；Φ85和Φ8孔的端面为平面，可以防止加工过程中钻头偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（Φ40上下端面，Φ60左右端面）和定位表面外，其余表面加工精度均要求较低，不需要高精度机床加工，通过铣削，钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较为经济的方法保证质量地加工出来。
1.3确定支架的生产类型以设计题目知：Q=10000台|年，m=1件|台；结合生产实际，备用率a%和废品率b%分别取3%和5%，代入年生产纲领计算公式得N=10000台|年x1件|台x（1+3%）x（1+5%）=10815件|年第2章选择毛胚2.1 确定毛坯的成形方法该零件材料为HT200，考虑到支架工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，并且该零件年产量为10000件/年，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。
2.2 铸件结构工艺性分析该零件底平面因散热面积大，壁厚较薄，冷却快，故有可能产生白口铁组织，但因为此件对防止白口的要求不严，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足支架使用要求。
2.3 铸造工艺方案的确定2.3.1铸造方法的选择根据铸件的尺寸较小，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件（参考《金属工艺学课程设计》表1-7）选用砂型铸造。
2.4 铸造工艺参数的确定2.4.1加工余量的确定按手工砂型铸造，灰铸铁查《金属工艺学课程设计》表1-11，查得加工余量等级为H 1311，转查表1-12，零件高度》100mm，尺寸公差为13级，加工余量等级为H，得加工余量为3.2mm，实际调整取3.5mm。
第3章工艺规程设计3.1定位基准的选择本零件是有精度较高要求的孔的方状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。
先铣出下表面，以下表面为基准，加工出后端面和上表面，再以上表面为基准加工左端面，以上端面为基准钻出1孔；以后端面为基准钻出2孔；先以上表面和I,II,为基准，在铣床上铣出右端面，再以下表面和2个2孔为基准，钻出5个Φ8的孔和Φ6的孔以及铣出Φ85的前端面。
由于竖起部分的表面比较不易加工，首先以加工出来的后端面为基准加工出II,III孔处的各个上端面，再以上端面为基准，加工出I孔处的右端面；零件的2个Φ40孔的上边缘表面是不能用来作为定位基准的。
3.2制订工艺路线本设计任务给的零件需要加工的表面有：端面，内孔，园角等，其加工方法如下：一（1）下表面（大面积表面）：是定位基准面，表面粗糙度R1.6.用铣车进行端铣平面，先粗铣，在进行半精铣和精铣。
（2）上边缘面：不是重要表面，粗铣即可。
（3）II,III孔处的上端面：不是重要表面，没有粗糙度要求，只要进行粗铣即可。
（4）I孔处的右端面：是重要的表面，表面粗糙度R3.2，进行粗铣，后要半精铣或精铣。
（5）Φ80孔的外表面：是重要的表面，表面粗糙度R3.2,可进行粗铣后半精铣或精铣（6）上表面：不是重要表面，没有表面粗糙度要求，只进行粗铣。
（7）5个Φ8和5个Φ15孔的后端面：表面粗糙度R12.5，只需进行粗铣。
（8）5个Φ8和5个Φ15孔的加工：表面粗糙度R12.5，以1孔和2孔的后端面为基准，粗铰出5个Φ8孔和5Φ15孔；；普通铰床即可。
（9I孔的加工：表面粗糙度R3.2，可用铰床进行铰孔，粗铰或扩孔后，进行精铰。
（10）II孔的加工：表面粗糙度R3.2，是要求较高的孔，可进行粗铰→半精铰，或者扩孔→精扩，既可满足要求。
（11）圆角：R5圆角，可用立铣刀周铣出圆角。
二工序顺序的安排（1）机械加工工序的安排如下：遵循“先粗后其他”原则，首先加工精基准----支架下表面和孔Φ60；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面-----支架的下表面和Φ60的孔，后加工次表面----上表面和后端面；遵循“先面后孔”原则，先加工支架下表面，在加工Φ60的孔，先铣右端面，再铣Φ40的孔。
（2）热处理工序的安排如下;模锻成型后切边，进行调制，调制硬度为190~220HBS，并进行酸洗，喷丸处理。
喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛胚表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响；支架竖起两端面在加工之前局部高频淬火，提高耐磨性和工作中冲击载荷的能力。
（3）辅助工序的安排如下；粗加工下表面和热处理后，安排校直工序；半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检。
方案一：方案二：表33.3选择加工设备及刀、夹、量具 3.31 选择加工设备(1)工序３，４，5和6，7，用的是铣床，分别进行粗铣，精铣。
用普通的卧铣床X62W 型万能卧铣床即可。
(2)工序8是铰孔工序，分别是粗铰和半精铰。
使用普通的铰床即可。
(3)工序9加工2个Φ6孔，5个Φ8孔，5个Φ15孔，采用花盘加紧，在立式钻床即可。
可选用Z518型立式钻床。
3.32 选择刀具(1)在工序３，４，5，6，７铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。
(2)钻孔有Φ6, Φ8,Φ15三种孔，需要留一定的加工余量，可用Φ7, Φ14麻花钻直接钻出来。
(3)铰孔需要铰三种孔Φ6, Φ8和Φ15，有粗铰和精铰，粗加工可用YT15,精加工可用YT30。
3.33选择量具本零件是单件大批量生产，故采用的是通用量具。
选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。
在这里选的是第一种方法。
3.33.1选择平面的量具：由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.2mm ，选用分度值为0.02mm ，测量范围为0-150mm 的游标卡尺就行了，因为其不确度为0.02mm ，显然满足要求。
3.33.2选择内孔的量具：此零件对孔的精度要求较高，其中例如I 孔的下偏差要求在0.013之内，故可选用分度值为0.01mm ，测量范围为0-150mm 的内径百分尺，其不确定度为0.008，满足测量精度的要求。
3.34加工量计算表3.35工序加工尺寸尺寸公差使用量具（1）75 40 60 0.5 分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺（2）25 120 0.15分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺（3）170 210 0.25 分度值为0.02mm，测量范围为0-200mm的游标卡尺（4）Φ40 Φ60 0.025 分度值为0.01mm，测量范围为0-150mm的内径百分尺Φ6 Φ8Φ15 --- 分度值为0.02mm，测量范围为0-150mm的游标卡尺注：本零件要求测量的尺寸并不是很复杂，故只要这两种量具就足够了。
3.4 加工工序设计(一)确定切削用量及基本工时（机动时间）(即切削在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。
(1)切削用量指：背吃刀量asp )、进给量f及切削速度Vc 。
(2)确定方法是：确定切削深度——>确定进给深度ap量——>确定切削速度．(3)具体要求是：①由工序或工步余量确定切削深度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率机床上一次走刀a可达8～10mm。
p②按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度：③可用查表法或计算法得出切削速度Vc查，用公式换算出查表或计算法所得的转速nc查，根据Vc查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速n机作为实际的转速，再用换算出实际的切削速度Vc机填入工艺文件中。
对粗加工，选取实际切削速度Vc机、实际进给量f机和背吃刀量asp之后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。
１工序钻２个φ40mm孔(1)、加工条件工件材料：HT200正火，бb=220MPa，190～220HBS加工要求：钻扩孔φ40mm机床选择：选用立式钻床Z525（见《工艺手册》表4.2-14）(2)、确定切削用量及基本工时选择φ40mm高速钢锥柄标准麻花钻（见《工艺手册》P84）d=40 L=25mmf机=0.48mm/r (见《切削手册》表2.7和《工艺手册》表4.2-16)Vc查=13m/min （见《切削手册》表2.15）按机床选取n机=195r/min（按《工艺手册》表4.2-15）所以实际切削速度：141.3v m/min.基本工时：l=80mm ) l2=(1～4)mm(取4mm)按《工艺手册》表6.2-5公式计算1.24（min）２工序粗、精铣左右端面（２）粗铣1）、选择刀具：根据《工艺手册》表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d=100mm，铣刀齿数Z=10。