机械制造技术课程设计-支架加工工艺及铣φ28.5孔两端面夹具设计

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1、 目录1 前言 .12 支架零件工艺过程的设计 .22.1 零件的分析 .22.1.1 零件的作用 .22.1.2 零件的工艺分析.22.2 毛坯零件制造形式的确定 .32.3 基面的选择 .32.4 支架制造路线的确定 .42.5 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 .62.6 加工支架的设备与工艺的设备 .62.7 确定切削用量 .73 专用夹具设计 .143.1 粗、精铣 28.5 孔两端面夹具设计 .143.1.1 定位基准的选择.143.1.2 设计夹具体.143.1.3 设计夹紧的装置.143.1.4 计算夹具精度的分析.153.1.5 计算切削力与夹紧力.15结 论 .18参考文

2、献 .19致 谢 .20 1 前言前言我们国家的制造机械生产的零件与产品,并且把其加工成制造行业的设备或者部件。制造的的设备或者部件不仅能自己行业使用,也又能给其他的的行业使用,机械加工的行业中有着多种多样的设备或者部件。制造产业在生活当中是人们所不能离开的, 所以制造业是国家对经济发展的至关紧要的一个行业，这也系对国家基础经济发展里面中，非常主要的重大支撑。,这也是对国家基础经济的发展里面当中,比较主要的重大的支撑。因此说从当中一种层面的来说,机构生产的技能的高和低的重要指标是每个国家经济上面整体能力及科技水准的量衡。全套图纸加扣 3012250582 我自己对本工装夹具的设计是在学完了了机

3、械制图。以及工艺学课程以后,对所学知识的检验。用合理的方法解决拔叉零件,零件生产当中,零件的定位与夹紧。正确的安排 支架加工过程当中的方法,合理地解决工序的尺寸这些的问题,和对 28.5 孔两端面工序；进行加工的专用铣夹具设计，确保了支架加工工序的尺寸和支架的加工的质量。我的这个设计主要就是培养,我自学以及创新的知识水平。我的这个设计是综合层次性,实习所起到的作用很大,许多知识面也要被广泛的使用。所以在制造加工的时候,不仅要分析到基本的制造的原理和基础的理论的知识,还要仔细研究生活当中制造的需求,只有把许多种理论知识和现实制造互相的结合在一起,本 支架设计才能够顺利的完成。我自己对 支架设计不

4、是太好,能力有有限制,所以难免容易出现些许缺陷等问题,在这我能够给我批评以及指导。 2 支架零件工艺过程的设计支架零件工艺过程的设计2.1 零件的分析零件的分析2.1.1 零件的作用零件的作用老师所规定的我的课题是， 支架零件的工艺的编制与 28.5 孔两端面的专用夹具的设计， 支架是机器比较主要的的步件， 支架主要起到支撑固定的作用， 支架承受着容易变动的冲击的载荷，故支架的强度就要求非常的高；因此在平常的生活工作当中，使用得比较广泛，也因此起到了比较重要的作用。2.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 1）这个零件图上面可以知道主要加工孔为一个 28.5 孔，粗、精铣 28.5孔两端面，钻

5、扩 28.5 孔。2）工序安排以支架左右端面及 28.5 定位，装夹工件，达到了工艺基准，设计基准的统一。3） 支架 28.5 孔对左右面有垂直度要求，28.5 孔与孔 R25 中心轴线有平行度要求。2.2 毛坯零件制造形式的确定毛坯零件制造形式的确定 分析支架工件时作用，材质的强度就要求非常的高，而且支架的结构有点复杂，生产的类型查表为 10000 件，大量的生产，所以选用HT15-33材质，铸造的零件毛坯。2.3 基面的选择基面的选择制定支架工件的机械加工工艺方案，首先要做的重要工作是进行定位基面的选择。选取的基面是不是正确，是不是合理，会将直接影响车床杠杆工件的加工质量和生产率的提高。

6、在选择定位基面的同时， 必须要同时考虑下面三个重要问题：A 使用已经加工完成的一个表面，来当作工件加工时后的精加工的基面与统一的基准，可以满足零件精度的要求，能够使整个的零件工艺的加工的过程能够非常的顺利。 B 为了加工上面所说的精加工的基面，或者统一的加工的基准，选取粗加工的基面应考虑用哪一个表面来加工比较好 C 是不是有个别的加工工序为了特别的机械加工的要求，需选择统一加工基准之外的精加工的基面 （1）选取粗加工基准 相对本支架工件来讲，按照互为基准加工的选择的原理，选取本支架的 28.5 孔平面来当作要加工的加工的基准，选择 28.5 孔的定位心轴来支承以及底面，来作作为零件重要的定位的

7、基准。来对，zzyy，的几的自由度进行控制。在用一面定位减掉 x 方向的位置度，来达到定位目标。 （2）对精细基准的选用，就要考虑基准重合与装夹是否方便的一些问题，选择已经加工完成的 28.5 孔和端平面来当作零件精加工的基准。2.4 支架支架制造路线的确定制造路线的确定从制造方案的编制为开始，能够使用工装，使零件的外观的形状，与工序之间位置度等技术制造的要求，并且尽可能的使生产的成本尽可能的减少，使工件的加工工序能够集中起来，增加零件的生产的效率。制定工件制造工艺方法有：定位制造基准的使用，制定工件每道工序的加工的方法，研究要加工的零件阶段的划分零件加工的工序所集中与分散，以及要加工的零件工

8、序顺序的合理的安排。表 工艺思路一工艺思路二工 序 号 工 序 内 容10铸造成型20去除铸造应力30钻 2-14 孔40钻 29 孔50配钻 2 个锥销孔60粗、精铣 28.5 孔两端面70铣 18mm 槽80钻扩 28.5 孔90粗精铣 22mm 上平面100倒角 28.5 孔 3x45110清洗、去毛刺、120检验 比较以及分析支架零件工艺路线：思路二的支架工艺与思路一不同的是铣 28.5 孔两端面与钻直径 28.5 孔工序放到前面来加工。加工完成，再加工别的工序，加工工序都没有多大的变化。经过考虑知道这样的改动方案二提高了 支架制造的的速度。而且对支架的尺寸精度与位置的精度好处都非常的

9、多。 选择机械加工的基准的原则，首先来加工支架零件端面和 28.5 孔，其次以孔及端平面来为精加工基准来加工其他工序，这样就便满足了，零件上和中间大孔与其他各孔的位置度的要求同时也为各个平面上的各个孔确保了垂直度的要求。满足首先加工平面再来加工孔的原则。如果选路线一，对支架加工时的装夹不太方便，还有 支架毛坯的端面和轴的轴线是否相互的垂直，完成加工的孔的轴线和轴的轴线能部能平行。因此分析方案一的机械加工的路线不好。假如选择方案二的机械加工工艺的方案，首先来加工 28.5 孔两端面，其次再以以加工的表面来作为精加工基准，来加工别的孔就能确保孔的位置度的要求工序号工序名称工 序 号 工 序 内 容

10、10铸造成型20去除铸造应力30粗、精铣 28.5 孔两端面40钻扩 28.5 孔50粗精铣 22mm 上平面60铣 18mm 槽70钻 2-14 孔80钻 29 孔90配钻 2 个锥销孔100倒角 28.5 孔 3x45110清洗、去毛刺、120检验 从增加生产效率以及确保加工精度这两个前提条件下考虑，知道方案二比较的合理。因此我最终确定以方案二来进行生产的加工。最终详细的卡片见附录2.5 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定机械加工余量、工序尺寸及公差的确定按照上面的研究分析，已能确定支架各个表面的制造的余量，最后使用的每个表面的每个制造工序的加工余量见毛胚图：2.6 加工加工支架支架的设备

11、与工艺的设备的设备与工艺的设备机床选用 X51式的铣床 Z35A式的钻床 选用工装该支架为大量生产的生产方式，因此选择专用的工装。刀具的选用 各步铣床上面进行工序，选择铣刀的材料为硬质合金，就能够满足支架零件图纸的质量的要求。因为支架要求的精度比较的高，可以选择铣刀来对其加工，各个孔的工序加工，选择材质为高速钢的钻头就可以满足要求量具的选用孔加工的检验都选择极限的量规。其它的工序对位置度的误，选择使用千分表来进行检验，对角度的尺寸使用专用的工装来满足，其它的尺寸选择使用通用的量具就可以了。2.7 确定切削用量确定切削用量工序：粗、精铣 28.5 孔两端面粗铣 28.5 孔两端面零件的材质选择

12、HT15-33，铸造成型。机床选择 X51 式铣床。根据参考书7的表 3135刀具选择铣刀，材质为硬质合金三面刃的圆盘（面铣刀） ， 15YT100Dmm，齿数选择。8Z 因为此单边的余量是 mm2Z 因此铣削加工的深度是：pa2pamm进给量各个齿是：按照参考书3的表 2.2-77，选择铣加工fa0.12/famm Z的速度是：根据参考书7附表 3237，选择。V1.33/Vm s铣床主轴的转动速度： 式（2.1）n1000Vnd公式当中 V铣削加工的速度； d铣刀的直径。根据公式 2.3 铣床主轴的转动速度：n10001000 1.33 60254 /min3.14 100Vnrd根据参考

13、书3附表 3.2-76 300 /minnr 实际铣削加工的速度 ：v3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量： fV0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 机床工作台每分钟的进给量： mf4.8/288/minmffVmm smm：按照参考书7附表 2.6-87,a40amm切削工时被切削层长度的 ：根据毛坯尺寸可知道 l396lmm刀具切入长度的：铣时为1l1100lDmm刀具切出长度的：取得2lmml22走刀的次数为 1所需机动的时间：2jt122396 10021.09min135jmllltf差参考资料5附表 2.6-49 可以得到

14、铣削加工的辅助的时间21.04ft精铣 28.5 孔两端面已知条件：零件所给的材质为 HT15-33，铸造成型。铣床的选择 X51 式铣床。刀具使用材料的面铣刀：， ，齿的个数为 1215YT100Dmm一个边的余量： 1Zmm深度加工：pa1pamm每一齿的进给的距离：依据教科书 7的表 31.32，取fa0.08/famm Z速度加工：依据依据教科书7的表 21.34，取V0.32/Vm s机床主轴制造时的转速，依据式子（2.4）计算：n10001000 0.32 6061 /min3.14 100Vnrd依据教科书7的表 3.2-32 75 /minnr 加工实际的速度 ：v3.14 1

15、00 750.4/10001000 60dnvm s加工进给的距离，根据式子（1.4）得：fV0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s每一分工作台进给的距离： mf2.25/135/minmffVmm smm加工所用的时间零件加工层的距离 ：依据毛坯的大小得出， l315lmm铣刀切入的距离：1l 2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010040 )(1 3)7mm铣刀切出的距离：得2lmml22 1 次加工机床所用的工时：1jt121315721.13min288jmllltf切削所用的时间切削层加工层的距离 ：依据毛坯的大小得出 l315lmm铣刀切入时的距

16、离：切削1l1100lDmm刀具切出时的距离：取2lmml22 1 次加工加工所使用的时间：2jt122315 10021.05min135jmllltf工序钻扩 28.5 孔机床：钻床 Z35A刀具：参考选用相关参考文献3表 4.540.0 的高速钢锥形柄的麻花钻头。钻孔到 10，进给量：参考选用相关书籍文献3表 2.438，取f 。切削速度：查阅书籍文献3表 2.441，取。rmmf/33. 0V0.48/Vm s机床主轴转速：n，10001000 0.48 60539.53 / min3.14 10vnrd查阅书籍文献3表 3.131，取530 / minnr实际钻孔的加工的速度 ：v3

17、.14 10 5300.56/10001000 60dnvm s切削工时 被切削层长度 ：l42lmm麻花钻切入加工时的长度：1l 117(1 2)12015.9622rDlctgkctgmmmm 钻头切出时的长度： 取2lmml412mml32走刀次数为 1机动时间： 1 jt142630.25min0.33 530jLtfn扩孔 28.5 支架的材质是 HT15-33 铁，孔的直径选择 28.5mm。加工的机床选取Z35A 钻床，加工的工序选择 28.5 的扩孔钻头。进给量：按照参考书5资料表 2.5-39，使用frmmf/25. 0制造的速度：依据教科书籍5资附表 2.7-49，使用Vs

18、mV/43. 0查书里式子（2.5）钻床主轴的转动速度：n，选择010001000 0.43 60356 / min3.28.514Vnrd350 / minnr扩削时的实际速度：V03.14 12.5 3500.85/10001000 60d nVm s 被切削加工层的长度 ：l45lmm钻头切入的长度：1l15(1 2)12023.522rDlctgkctgmm 刀具切出的长：2l02l走刀的次数是 1被切削加工层的长度 ：l45lmm钻头切入的长度：1l14.5lmm刀具切出的长：2l02l1 次加工完成机动所耗费的时间：jt12453.50.118min0.25 800jllltfn工

19、序：粗精铣 22mm 上平面粗铣 22mm 上平面所给的条件，使用 HT15-33 的材料，铸件。使用 X51 式的铣床。依据教科书7的表 3137选择材质为的硬质合金铣刀， ，齿数，此为粗齿铣15YT100Dmm8Z 刀。 0.15/fmm ZZ ，按照参考书籍9附表 3.7 与 3.6050dmm180minT 参考书籍9附表 3.820/mincVm查 010001000 20127.4( /min)50cVnrd查查 依据铣床使用的说明书160 /minnr机加工的实际速度：160 5025.12(/min)10001000ncn dVm机机每一分钟工作台进给的距离：0.15 6 16

20、0144(/min)fVf Znmm Z机 工作台进给的距离：150/minfVmm横向 所使用的时间：45200.43(min)150t（2）精铣 22mm 上平面所知道的条件，使用 HT15-33 的材料，铸件。使用 X51 式的铣床。依据教科书7的表 3435刀具使用材料做的铣刀， ，齿的个数是 12，这个为细齿形15YT100Dmm状的铣刀。加工平面的的余量： 1Zmm深度加工：pa1.0pamm 加工工序的余量选择1Zmm 被加工的零件切削加工的速度为20/mincVm 127.4 /minnr查 铣床主轴是160 /minnr机 机床工作台的进给量：0.15 6 160144(/m

21、in)fzVf Znmm 机 基本工时：45200.65(min)100t工序：钻 29 孔零件的材质选择 HT15-33，孔的直径式 9mm。使用 Z35A 钻床来对 9 孔孔进行加工，加工的工序选用麻花钻头为 9 孔加工。加工进给距离：依据教科书籍5的表 2.1-39，使用frmmf/25. 0制造的速度：依据教科书籍5的表 2.6-42，使用VsmV/43. 0查书的公式（2.7）钻床主轴的转动速度：n，选择010001000 0.43 40585 / min3.14 9Vnrd580 / minnr钻削实际速度：V03.14 9 5800.47/10001000 40d nVm s 被

22、切削加工层的长度 ：l22lmm 钻头切入的长度：1l17(1 2)12024.122rDlctgkctgmm钻头切出的长度：2l02l走刀的次数是1按照参考书5附表 2.4-47 可以知道加工的辅助的时间11.77ft工序：配钻 2 个锥销孔钻孔至 8 刀具：根据查阅书籍文献3表 4.354，选择高速钢钻头。切削深度：。pa0.15pamm进给量：查阅书籍文献3表 2.458，取。frmmf/0 . 20 . 1rmmf/0 . 2切削加工的速度：根据参考书籍4附表 2.562，选择。VsmV/32. 0机床主轴转速：n10001000 0.32 60305.73 / min3.14 8Vn

23、rD查阅书籍参考文献3表 3.131 取315 /minnr实际切削速度 ：v3.14 8 3150.63/10001000 60Dnvm s 切削工时被切削层长度 ：l42lmm刀具切入长度，1l0120 19.7(1 2)12022.0922rDdlctgkctgmm刀具钻头切出长度： 取2lmml412mml32钻头走刀次数为 1机动时间：3jt3422.0930.07min2 315jLtnf经过对比可得到，本方案完全满足生产的要求工序 去毛刺，终检 3 专用夹具设计专用夹具设计3.1 粗、精铣 28.5 孔两端面夹具设计本套专用夹具的设计，主要用来加工 28.5 孔两端面，选择以 2

24、5x44 平面为基准，保证工序尺寸及粗糙度 6.3 要求。加工当中的定位。它加工的质量直接影响到后面的工序的加工的精度。在加工平面时主要应该研究，如何保证本工序尺寸的精度要求以及表面光洁度的要求，和咋样增加劳动的生产效率，减少劳动的强度。3.1.1 定位基准的选择定位基准的选择根据支架能够知道：加工 28.5 孔两端面时，因此，定位、夹紧方案为：选择 25x44 平面来定位，就是定位板与支撑钉来定位，夹紧的方式可以设计在端面来进行夹紧。因为别的面都是粗加工，加工以后的定位的基准都要以它为作为加工的参考面。现在根据图中所表示的位置，为加工的基准面。3.1.2 设计夹具体设计夹具体在机床上面来进行

25、加工时，支架随着设计的夹具一起定位在机床上面，加工的时后就受到了比较大的铣削力的作用，而且铣削力随着转动速度的提高而很快的提高。因此在设计的过程当中，应该正确的分析到各个装置的位置的布局。预防震动所带来的加工的精度对零件加工表面的质量的影响。 3.1.3 设计夹紧的装置设计夹紧的装置 铣床夹具在加工的过程当中，要承受到铣削力的作用，它合力的大和小以及方向相对于支架的定位的基准是会变化的，因此要求夹紧的装置要有满足要求的夹紧力。以及优良的自锁性，以确保夹紧的安全牢靠。3.1.4 计算夹具精度的分析计算夹具精度的分析 根据支架能够知道，所编制的夹具需要满足加工的要求：因为对它的加工的精度要求不是太

26、高，因此不需要进行检验。计算定位的误差： 0)(.AWDDWDB2/1)(.DWDC2/1)(.按照国标的要求，根据参考书籍 10附表能够知道：选择中等级，251m得 ：尺寸的偏差是3 . 051_ 15. 02/1)(.DWDB15. 02/1)(.DWDC3.1.5 计算切削力与夹紧力计算切削力与夹紧力根据参考书籍10查表可得：721铣削力的公式计算得： PfKfDF75. 02 . 1412公式当中 mmD6rmmf/25. 0根据附表得： 82103. 1)190(6 . 0HBKp得：)(16.1288NFf铣削扭矩的公式计算 ： PKfDM8 . 02 . 212. 0得：)( 1

27、 . 2mNM按照零件受力的铣削力以及夹紧力的作用的情况，找出在零件加工的过程当 中，对夹紧最不好的状态瞬间，根据静力平衡的原则，算出出理论上的夹紧力。然后为确保牢靠的夹紧，再来乘安全的系数来作为实际的所需要的夹紧力的数。 根据资料表可知： 取，112121KFWfK25. 2K16. 012 . 02得：)(8051 NWK计算螺旋的夹紧时所产生的夹紧力：)(210tgtgQLWz公式当中的参数，根据参考书籍10可以知道： 67. 65zr01059213公式当中： )(120 mmL )(25 NQ 螺旋的夹紧力：)(52820NW 本次设计的铣 28.5 孔两端面夹具，选用螺旋的夹紧的机

28、构，使用螺栓经过快速的夹紧装置来对工件进行压紧。：原动力的计算的公式 001LlWWK得：)(4 .110676498. 0149528200NlLWWK )(3 . 298. 01149645282100mNLlWMQ根据上面的计算知道： MMQKKWW所以选择此夹紧的机构来工作是合理的。3.1.63.1.6 铣床夹具设计以及操作的使用说明本次设计的夹具用在 X51 铣床上面。支架见装配图 44x25 平面作为定位的基准，在定位板以及支撑钉上面来实现定位。如前面所说，应该考虑增高支架的生产效率，本铣 28.5 孔两端面夹具设计；选用了手动的夹紧的方式，铣削的力不是很大等特点。通过对想法的仔细

29、的考虑与分析，选取了手动的夹紧的方式，及螺旋的夹紧的机构，此类的夹紧机构结构 比较的简单，而且有可靠的夹紧、通用性比较广，在机床的专用夹具当中应用的比较广泛。 结结 论论经过接近两周的设计，使我自己比较充分的了解了正常的设计的方法以及步骤，不仅仅是对所学过的专业知识的一个复习，也从设计当中得到了新的启发以及感受，而且也增强了自己使用理论的知识，解决实际问题的能力也有所提高，并且比较全面的了解了，零件机械加工工艺以及夹具设计的整个的过程。在整个的工艺与夹具的设计的过程当中，我本着脚踏实地理念，抱着科学与严谨的学习的态度，主要就是根据教科书上的步骤，到图书馆查看相关的资料，也在网上查找一些与本课题

30、有关的资料。在设计当中不时的需要计算与比较，然后修改，再来比较然后再来修改，我自己也付出了比较多的心血与汗水，在设计当中也遇到了很多的困难以及挫折，幸亏有了 xxx 老师的指导以及帮助，我才能够在这次的设计当中少走了许多的弯路，还算顺利的完成了支架零件的设计。本次的设计研究的过程当中依然存在很多不合理的地方，比如：（1）缺少实际工厂加工的经验，对于一些参数以及元件的选取大概不是比较的合理，具有浪费可能。（2）和专用夹具有关的刀具以及量具的分析还不是太明确。（3）系统化的设计还不是比较的完善，在和计算机的配合，所进行的比较精确的数据的选取，以及控制上面还有不足之处。（4）有的地方不能使用：人工的

31、操作比较多，零部件的磨损度在实际当中还不是太明确。 参考文献参考文献1李洪 主编 机械加工工艺手册 北京: 北京出版社 1990,122邓文英 主编 金属工艺学 北京: 高等教育出版社 2000 3 韩虎，曾庆良，王成龙等虚拟样机技术在 支架设计中的研究与应用煤矿机4 孙中涌先进制造技术北京：机械工业出版社，1999 (12)：3144。5黄茂林 主编 机械原理 重庆: 重庆大学出版社 2002,76丘宣怀 主编 机械设计 北京: 高等教育出版社 19977储凯 许斌 等主编 机械工程材料 重庆: 重庆大学出版社 1997,128廖念钊 主编 互换性与技术测量 北京: 中国计量出版社 2000

32、,19乐兑谦 主编 金属切削刀具 北京: 机械工业出版社 1992,1210孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.冶金工业出版社,2002致致 谢谢经过了的很长时间，终于比较圆满完成了设计任务。回想支架设计的这段时间真的比较的艰辛。通过各个方面的查找资料，对自己的专业知识得到了巩固。对所学到的知识都有了比较深刻的理解 支架的设计能够完成，与我的老师的细心的教导是离不开的，她们不止教会了我们解决 支架的设计中，遇到的主要的技术问题，最主要的是教我的 支架设计从哪开始，而且为我分析了支架设计中，所要用到的实际的原理，让我们在设计当中至始至终着清晰的思维。 ，使我们学会了综合的使用所学到的知识，增高了自己研究以及解决实际的问题的能力。