机械制造技术课程设计-轴支架加工工艺及钻底面4孔夹具设计.docx

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1、课程设计（论文）设计轴支架零件的加工工艺规程及钻底面4孔夹具设计所在学院专业班级姓名学号指导老师本课题主要进行设计轴支架零件的加工工艺规程及钻底面4孔夹具设计。设计先加工孔后加工面。将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证它们的加工精度。基准选择以轴支架最大的平面作为粗基准,来加工中间的通孔,然后以此加工过的孔作为精基准。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出顶平面和右侧平面以及下面的大孔的两平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工时是用镣床镣孔。最后以这两个孔为基准，分别加工的螺纹底孔。整个加工过程选用了钻床、铳床和钱床。工件在机床上定位夹紧选用专用夹具，夹紧方式为手动夹紧，夹紧

2、可靠，操作方便。因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词工序，工艺，工步，加工余量，定位方案，夹紧力摘要3目录41轴支架加工工艺31.1 轴支架的工艺分析31.2 轴支架的工艺要求及工艺分析41.2.1 轴支架的技术要求41.3 加工工艺过程51.4 确定各表面加工方案51.4.1 在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素51.4.2 平面的加工41.4.3 孔的加工方案41.5 确定定位基准41.5.1 粗基准的选择41.5.2 精基准选择41.6 工艺路线的拟订51.6.1 工序的合理组合51.6.2 工序的集中与分散51.6.3 加工阶段的划分61.

3、6.4 加工工艺路线方案的比较61.7 轴支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定101.7.1 毛坯的结构工艺要求1()1.7.2 轴支架的偏差计算101.8 确定切削用量及基本工时(机动时间)121.9 时间定额计算及生产安排272钻底面四孔夹具设计312.1 研窕原始质料312.2 定位基准的选择312.3 切削力及夹紧力的计算312.4 误差分析与计算322.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用332.6 确定夹具体结构和总体结构342.7 夹具设计及操作的简要说明35结论36参考文献37致谢381轴支架加工工艺随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向

4、着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。“工欲善其事，必先利其器工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的

5、影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。1.1 轴支架的工艺分析轴支架的是的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂,但侧面三孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。1.2 轴支架的工艺要求及工艺分析图1.1轴支架零件图一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关

6、的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。1.2.1 轴支架的技术要求其加工有三组加工。底面、侧面三孔、顶面的四个孔、以及左视图上的两个孔。(1) .以底面为主要加工的表面，有底面的铳加工，其底面的粗糙度要求是Ra=I.6,平面度公差要求是0.05。(2) .另一组加工是侧面的三孔，分别为。25.8的孔,C30、。35的孔,C55的孔，其表面粗糙度要求Ra=16要求的精度等级分别是厅=8,IT=JfIT=I.(3) .以顶面为加工面的四个孔，分别是以2-a3和2-020为一组的阶梯空,这组孔的表面粗糙度要求是Rz50,Ra=6.3,以及以2-加3和2

7、-。10的阶梯孔,其中2-加0是装配较孔，其中2-加3孔的表面粗糙度要求是Rz50,Ra=6.3,2-加0是装配银孔的表面粗糙度的要求是R=6.30.轴支架毛坯的选择金属行浇铸，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因为轴支架的重量只有3.05kg,而年产量是5000件，由7机械加工工艺手册表2.1-3可知是中批量生产。1.3 加工工艺过程由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于轴支架来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面

8、之间的相互关系。由上面的一些技术条件分析得知：轴支架的尺寸精度，形状机关度以及位置机精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。1.4 确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计轴支架的加工工艺来说，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较低的机床。1.4.1 在选择各表面及孔的加工方法时，要综合考虑以下因素（1

9、） .要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（2） .根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、钱加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。（3） .要考虑被加工材料的性质，例如，淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铳等。（4） .要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。.此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特

10、殊要求，工件形状和重量等。1.4.2 平面的加工由参考文献7机械加工工艺手册表2.1-12可以确定，底面的加工方案为底平面：粗铳一一精铳（7-厅9）,粗糙度为6.30.8,一般不淬硬的平面,精铳的粗糙度可以较小。1.4.3 孔的加工方案（1） .由参考文献7机械加工工艺手册表2.111确定，以为孔的表面粗糙度为1.6,则选侧孔的加工顺序为：粗镜一半精镜一精镣。（2） .而底面的四个孔采取的加工方法分别是：因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是Rz5O,所以我们采用一次钻孔的加工方法，2-例3的孔选择的加工方法是钻，因为2-姆0的孔和2-利3是一组阶梯孔,所以可以在已经钻了2-加3的孔基础上再专忽孔

11、钻钩到2-。20,而另一组2-利3和2-加0也是一组阶梯的孔，不同的是2-例0的孔是锥孔，起表面粗糙度的要求是Ra=I.6,所以全加工的方法是钻扩较。1.5 确定定位基准1.5.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证轴支架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从轴支架零件图分析可知，选择侧面三孔作为轴支架加工粗基准。1.5.2 精基准选择要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证轴支架在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从轴支架零

12、件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。1.6 工艺路线的拟订对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。轴支架的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。1.6.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生

13、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

14、，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。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在8。-90%的含o.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于20吆。1.6.2 工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。(1) .工序集中的特点工序数目少，工件装，夹次数

15、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。(2) .工序分散的特点工序内容简单，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。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。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。由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。1.6.3 加工阶段的划分在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工