支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计(Φ25mmΦ22mm阶梯孔和8X

设计人：车宏越1题目：支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计（Φ25mmΦ22mm阶梯孔和8XΦ8mm孔钻孔及相关工艺）一、设计题目(学生空出，由指导教师填写)支架零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计（Φ25mmΦ22mm阶梯孔和8XΦ8mm孔钻孔及相关工艺）此套设计有全套CAD图和卡片，有意者请联系我索取[e-mail]二、原始资料(1)被加工零件的零件图1张(2)生产类型:中批或大批大量生产三、上交材料(1)被加工工件的零件图1张(2)毛坯图1张(3)机械加工工艺过程综合卡片(参附表1)1张(4)与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张(4)夹具装配图1张(5)夹具体零件图1张(6)课程设计说明书(5000～8000字)1份四、四、进度安排(参考)(1)熟悉零件,画零件图2天设计人：车宏越2(2)选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天(3)工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图)9天(4)编写说明书3天(5)准备及答辩2天五、指导教师评语成绩：指导教师日期摘要笔者对机械图学书166页的支架三视图进行工艺分析，确定下端面为工序基准。在确定铸造材料的同时，查阅相关资料，主要是课程设计指导书和机械设计手册等。在用CAXA画出零件图的基础上，完成对毛坯图的绘制，相关形位公差和粗糙度加以补充。在李老师的指导下完成了加工工艺过程卡片和加工工序卡片。并由指导书上钩形压板的启发设计了一套支架的专用夹具。在笔者设计的专用夹具上可以进行钻两种孔的工艺加工。设计人：车宏越3AbstractTheauthoranalysisthebookthatcallon“mechanicalgraphics”.In166pageauthorfindthethreeviewanalysis.Facingonthenextbenchmarkfortheprocess.Indeterminingthecastingmaterialatthesametime,accesstorelevantinformation,mainlytoguidecurriculumdesignbooksandmanuals,suchasmechanicaldesign.PaintedpartswithCAXAelectronicchartonthebasisoftheroughtocompletethemapping,therelevantgeometrictoleranceandroughnesstobeadded.UndertheguidanceofMs.Li,authorcompletedtheprocessofcardprocessingandcardprocessing.Guidebooksbytheinspiredhookplatehasdesignedaspecialfixturestent.Authordesigninaspecialfixturewhichcandrilltwokindsofholesforprocessing.设计人：车宏越41.零件的工艺分析1.1设计对象该设计对象是笔者自己找《机械图学》书166页的一个支架零件。笔者主要分析其加工工艺和8хΦ6mm和Φ22mmΦ25mm阶梯孔的专用夹具。1.2技术要求Φ8хΦ6mm、2хΦ8mm、阶梯孔Φ22mmΦ25mm布置方式如下图所示。对上下端面，上下座侧壁尺寸要求和对上述孔的技术要求如下表所示。零件各表面技术要求统计表设计人：车宏越5项目公差等级尺寸及偏差mm粗糙度m下端面IT986054.0х60046.06.3上端面IT958046.0х50039.06.3下座侧壁面IT1386054.0х100036.060046.0х100036.012.5上座侧壁面IT1358046.0х70036.050039.0х70036.012.58хΦ6mm通孔IT8Φ6018.001.62хΦ8mm通孔IT8Φ8022.001.6Φ22mm阶梯孔下部IT9Φ22052.003.2Φ25mm阶梯孔上部IT9Φ25052.003.24хΦ12mm沉头座孔IT11Φ12110.006.3其中，表面粗糙度和公差等级，按课程设计指导书表1-7，1-8，1-20查取。偏差代号外尺寸按h取，内尺寸按H取，查表2-2（见书《机械精度设计与检测》）可以得到各个尺寸偏差。2.机械加工工艺设计2.1毛坯的铸造形式该支架铸造材料为HT150，材料承受中等载荷，通过查阅《材料成型》书，并考虑材料成本和加工成本,保证零件工作的可靠,就该零件本身锻造工艺会很困难，尤其是上侧壁的壁耳。所以采用铸造。拟定年产量为4000件，即属于中批生产的水平，而且零件轮廓尺寸不大，故可以采用机器铸造成型。为了达到技术要求，铸件需经时效处理。设计人：车宏越62.2毛坯的技术要求如下表所示为铸造毛坯技术要求：项目基本尺寸mm尺寸公差等级加工余量等级公差CT加工余量(RMA)mm下端面91.8364.22.8CT12MA-G65.61.4上端面62.22.854.22.8CT12MA-G5.65.60.7底座厚度151①MA-G20.5上座厚度121①MA-G20.5腰部直径Φ421②无2无中间孔Φ181③无2无注明①处，表示粗一等级公差，且定上下表面拔模面，作为基准的下表面。公差要小。多留余量。注明②处，腰部无法再加工，所以铸造尺寸就是零件尺寸，和①一样，要求铸造工艺要高。注明③处铸造时加Φ18芯棒，是按照芯棒规格定的偏差。其余按照公式R=F+2RMA+CT/2计算。数值见指导书表2-3，2-4，2-5.2.3基面选择基面选择是工艺规程设计中的重要的设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批量的报废，使生产无法进行。2.3.1粗基面的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。本设计支架零件选择下底面，因为在铸造时对其要求就较高，而进行其他表面加工时也需要定它为基准。2.3.2精基面的选择选加工后的下底面为精基准面来加工其他表面，如上表面半精铣，上下侧壁粗铣等。而且加工完下表面后对后文提到的夹具安装，钻孔等都是必要的。3.制订机械加工工艺路线3.1表面加工方法的确定笔者本打算用车削的方法加工上下表面，毕竟笔者的父亲是从事车削加工工设计人：车宏越7作的。但考虑到生产效率问题，使用面铣刀也可以经过一次走到完成，而且铣床的加工精度不比车床差，耗电量也少，这也能降低相当的成本。满足IT9级要求。查《机械制造课程设计指导书》10页表1-7、1-8、1-20，结合上述各零件技术要求统计表。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：（只包含在机加部分）粗铣上下两端面粗铣下端面91.8mm×64.2mm至底座厚度11mm；上端面62.2mm×54.2mm至上座厚度8mm，Ra12.5µm半精铣上下两端面半精铣下端面，至底座厚度10mm；上端面，至上座厚度7mm，Ra6.3µm粗铣上下座侧壁粗铣下端面侧壁，至86mm×60mm；粗铣上端面侧壁，至58mm×50mm，下座壁R8圆角，上座壁R6圆角钻、扩、铰Ø22mm孔钻中心孔Ø18至Ø20一次扩孔：Ø22mm，通孔；二次扩孔：Ø25mm，深30mm，过渡处倒角1×30，Ra6.3µm精铰Ø22mm和Ø25mm至Ø22～22.020mm、Ø25～25.020mm、Ra3.2µm扩、铰Ø25mm孔钻、精铰、锪平8×Ø6mm孔钻、精铰上端面4×Ø6mm的孔，下端面4×Ø6mm的孔，至Ø6～Ø6.010mm，Ra1.6µm，锪平下端面4×Ø6mm孔至4×Ø12mm，深度2mm，Ra6.3µm钻、精铰2×Ø8mm孔钻上表面侧沿Ø8mm孔，至Ø8～Ø6.012mm，Ra1.6µm注明：左半部为工序名称，右半部为加工方法（工艺路线）机械加工过程和设备及其选用刀具等，参见笔者的加工工艺过程卡片。值得说明的是单件工时的算法参见下文。下面对卡片的内容加以论述。3.2工序顺序的安排机械加工工序主要是要满足四个原则，即“先基准后其他”原则，“先粗后精”原则，“先主后次”原则，“先面后孔”原则，基准问题上文已经提过用底座下表面为基准。先进行粗铣表面，再精铣表面，为了提高铣削加工效率，可以先粗铣下底面，在不换刀的情况下继续铣上表面，对基准没有影响。再换铣刀，低速小切削量加工下底和上底。这些进行完毕后要把零件装卡在后文提到的夹具上，对除了横向的2XØ8mm孔进行钻铰等加工，考虑到Ø22mmØ25mm阶梯孔尺寸较大，就需要用扩孔钻加工。这样阶梯孔就包括钻，扩，铰三种工艺。8XØ6mm和在夹具加工后需要通孔的2XØ8mm尺寸较小，只需钻，精铰加工即可。参见《课程设计指导书》41页表2-28：孔加工余量。当然，Ø6mm的孔加工完毕后需用锪钻加工沉头座孔Ø12mm，深度2mm。设计人：车宏越83.3确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表列出了支架零件的工艺路线。（只包含机加部分）工序号工序名称机床装备工艺装备1铸造2时效3涂底漆4粗铣上下两端面X61W高速钢镶齿套式面铣刀、游标卡尺5半精铣上下两端面X61W高速钢镶齿套式面铣刀、游标卡尺6粗铣上下座侧壁X61W高速钢镶齿套式面铣刀、游标卡尺7钻、扩、铰Ø22mm孔Z525麻花钻、扩孔钻、硬质合金锥柄机用铰刀、卡尺、塞规、专用夹具8扩、铰Ø25mm孔Z525扩孔钻、硬质合金锥柄机用铰刀、卡尺、塞规、专用夹具9钻、精铰、锪平8×Ø6mm孔Z525莫氏锥柄麻花钻、硬质合金锥柄机用铰刀、高速钢锪钻、内径千分尺、专用夹具10钻、精铰2×Ø8mm孔Z525莫氏锥柄麻花钻、硬质合金锥柄机用铰刀、内径千分尺11去毛刺钳工台平锉12清洗清洗机13发蓝14终检塞规、百分表、卡尺等3.4加工设备和工艺设备3.4.1机床的选择采用Z525立式钻床钻所有的孔。包含锪孔铰孔工艺，只是需要在钻床上更换刀具就行了。铣平面不宜用立式钻床，所以这里采用卧式万能铣床。包含铣削上下各个侧壁的圆角一共8个，均可以铣出来。3.4.2选择夹具和量具初定为8000的支架产量属于大量生产，所以采用专用夹具。两具采用塞规.，游标卡尺，百分表等。3.4.3选择刀具对于铣削的各个表面和过度圆角，高速钢镶齿套式面铣刀成本较低，且满足了加工的精度需要，也可保证加工质量。对于加工小直径的孔，使用强度较高的刀具可以保证一定的加工精度。所以采用莫氏锥柄麻花钻，对于8×Ø6mm孔和设计人：车宏越92×Ø8mm孔都需要精铰，这样小直径的孔，笔者采用硬质合金锥柄机用铰刀精铰。沉头座孔用高速钢锪钻就可以满足IT11的要求。3.4.5辅助说明去毛刺和清洗是钻孔后必须添加的工序。对任何一个已加工的孔都适用。而去毛刺用平锉就行了。发蓝处理是在孔处涂上药物再热处理一下，这样就不容易生锈了。4.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定4.1切削用量计算4.1.1上下端面加工工序4——粗铣上下端面选用卧式万能铣床X61W,查指导书表4-17，主电机功率为4Kw。中等系统刚度，每齿进给量fz：0.15～0.3mm/z取fz=0.2mm/z由表2-36，精铣余量1.0mm，Z1=5-Z2=4.0mm，镶齿铣刀：d/z=80/10铣削速度V=38.3m/min，n=1000×38.3/3.14/80=152.47r/min由表4-18，X61W主轴转速取n=160r/min，该工序实际铣削速度V=3.14nd/1000=160×3.14×80/1000=40.2m/min工序5——半精铣上下端面由表5-8,工序每转进给量f=0.4mm/r，Z2=1.0mm仍选镶齿铣刀，d/z=80/10，fz=f/z=0.05mm/z，铣削速度V=40m/min铣刀转速n=1000×40/3.14/80=159.24r/min，由表4-18，X16W主轴转速取n=160r/min，该工序实际铣削速度V=n×3.14×d/