托架机械加工工艺规程及夹具设计讲解

北方民族大学

机械制造技术基础

课程设计

托架机械加工工艺规程及铣内孔夹具设计

班级：机械131班

姓名：海类旭

学号：20131941

指导教师：李红梅

完成日期：2016年1月22日

任务书

一、设计题目:托架的机械加工工艺规程及铣宽3槽工艺装备设计

二、原始资料

(1) 被加工零件的零件图1张

(2) 生产类型:（小批量生产）

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（A2）1张

6．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）

目录

1托架的工艺分析及生产类型的确定 (3)

1.1托架的用途 (3)

1.2托架的技术要求及工艺性审查 (3)

2、确定毛胚、绘制毛胚简图 (3)

2.1选择毛胚 (3)

2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量 (4)

3 拟定托架工艺路线 (5)

3.1表面加工方法的确定 (5)

3.2加工阶段的划分 (6)

3.3工序的集中与分散 (7)

3.4工序顺序的安排 (7)

3.5机械加工工序 (7)

3.6确定工艺路线 (9)

4、加工余量、工序尺寸和工差的确定 (11)

5、切削用量、时间定额的计算 (11)

6.夹具设计 (12)

6.1提出问题 (12)

6.2设计思想 (12)

6.3夹具设计 (13)

7.总结 (15)

参考文献 (16)

1托架的工艺分析及生产类型的确定

1.1托架的用途

1.2 托架的技术要求及工艺性审查

该托架的各项技术要求如下表所示：

2、确定毛胚、绘制毛胚简图

2.1选择毛胚

毛坯的结构工艺要求

托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：

①铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。

②铸造圆角要适当，不得有尖角。

③铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。

④加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。

⑤铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。

毛坯形状、尺寸确定的要求

设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：

①各加工面的几何形状应尽量简单。

②工艺基准以设计基准相一致。

③便于装夹、加工和检查。

④结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。

在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。因托架零件比较复杂，选用铸件毛坯较为合适。零件的材料为HT100,零件承受的冲击载荷不是很大，且零件的轮廓尺寸较大，又是小批量生产，选用砂型机铸造。

2.2确定毛胚的尺寸公差和机械加工余量

2.2.1公差等级

由托架的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为CT=9。

2.2.2托架铸造毛坯尺寸工差及加工余量

2.2.3绘制托架毛坯简图

3 拟定托架工艺路线

3.1 基面的选择的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出。

粗基准的选择：对支架这样的零件来说，选择好粗基准是至关重要。以零件的右端面和前端面作为粗基准。

精基准的选择：根据基准重合原则，选取后端面及左端面作为精基准。

3.2 表面加工方法的确定

加工方法选择的原则

①所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。

②所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。

③ 所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。 ④ 加工方法要与生产类型相适应。

⑤ 所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。 根据托架零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如下表所示：

3.3、加工阶段的划分

该托架加工质量要求高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。考虑到是小批量生产，所以尽可能保证精度和在一台机床上完成多道工序。按照加工性质和作用的不同，工艺过程一般可划分为三个加工阶段：

① 粗加工阶段

粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为12~11IT IT ，粗糙度为um Ra 100~80。 ② 半精加工阶段

半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为10~9IT IT 。表面粗糙度为um Ra 25.1~10。

③ 精加工阶段

精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。

精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为7~6IT IT ，表面粗糙度为um Ra 25.1~10。

此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质

的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。

首先以后端面为粗基准，粗铣出前端面。以右端面为基准粗铣、精铣出左端面。然后将以精基准（后端面）为基准；粗镗、半精镗、精镗内孔，然后以左端面为精基准钻、粗绞、精绞销孔，并锪φ24

的孔和钻φ13的孔。

3.4、工序的集中与分散

确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：

（1）工序分散原则

工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。

（2）工序集中原则

工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。

一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。

3.5工序顺序的安排

3.5.1机械加工工序

（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准后端面及左端面作为精基准。

（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。

（3）遵循“先面后孔”原则：先加工前端面、后端面，再镗φ75和φ80的内孔、加工4*φ13 通孔φ24沉孔及φ10的销孔.

3.5.2．热处理工序

零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。在安排加工顺序时常遵循以下原则：见下表

表1.2 加工工序安排原则

3.5.3．辅助工序

在精加工后，安排表面处理、去毛刺、清洗和终检工序。

综上所述，该托架工序的安排顺序为：热处理——基准加工——粗加工——半精加工——精加工。

3.6、确定工艺路线

拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。在拟定时应充分调查研究，多提几个方案，加以分析比较确定一个最合理方案。采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度以及需留的加工余量

在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，下表列出了托架的工艺路线

4、加工余量、工序尺寸和工差的确定

工序1和工序2——粗铣后端面和镗内孔

（一）工序加工过程

工序1：以后端面为粗基准，粗铣前端面。然后以前端面为精基准，粗铣后端面，保证后端面的粗糙度。 工序2：以后端面为精基准

1）粗镗φ75内孔，保证工序尺寸p3,

2）半精镗φ75内孔保证工序尺寸p2，. 达到粗糙度为1.6的技术要求。

（二）查找工序尺寸链，画出加工过程示意图

查出全部工艺尺寸链，如下图。

（三）求解各工序尺寸及公差

5、切削用量、时间定额的计算

直齿三面刃铣刀63*3GB/T6119.1--1996

铣刀参数：L=3 D=63mm d=22mm d1=34 ro=15°v=75mm/min ao=12°an=6°Z=16

因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则 由于槽的深度为10mm, 故一次走完，ae=10mm ap=3mm

根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw ，中等系统刚度。

根据表查出 齿/08.0mm f z =，则

min /13.37963

75

10001000r d v n s =??==

ππ 按机床标准选取w n ＝375min /r