支架的加工工艺及夹具设计说明书

目 录

1.零件分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1零件的作用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2 零件的工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.1 毛坯选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.2 工艺路线的拟定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2.3基准的选择„„„„„„„„

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定„„„„„„„„ 2.5确定切削用量及基本工时„„„„„„„„

3.夹具的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 附图„„„„„„„

参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

中北大学课程设计说明书

1.零件的工艺分析及生产类型确定

1.1零件的作用

题目所给的零件是“支架”，它的主要作用是起固定支撑作用。

2

图1 支架零件图

1.2零件的工艺分析

从零件图上看来，知原图样的视图正确完整，尺寸和公差还有技术要求齐全。从加工表面上看来，毛坯采用铸件，部分加工表面是主要的工作表面。加工表面有： 1）.零件的左、右端面（由图纸所示），粗糙度达到6.3

2）.Φ80H7的孔,要满足圆度公差为0.005,和前端面以及底面的平行度要求,自身的直线度要求.

3）.前端面,精度要求较高,粗糙度达到1.6,用于连接固定其它部件. 4）.底面,和前端面的精度要求一样,粗糙度达到1.6

2.选择毛坯,确定毛坯尺寸和设计毛坯图

2.1选择毛坯

根据零件图可知，零件材料为HT15-33，零件形状为异形件，且属中批及大批生产，因此选用铸造毛坯，这样，毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料.加工的表面比较少,而且形状比较复杂,故用铸件.

中北大学课程设计说明书

2.2确定毛坯尺寸和设计毛坯图

为保证铸件加工表面的表面特征与尺寸精度要求，在设计铸造工艺时预先增加在机加工时要切去的金属层厚度，根据国家标准GB/T6414-1999，毛坯尺寸=零件尺寸+RMA+铸件公差等级对应的数值CT[1],对圆柱体铸件部分及双侧加工的表面RMA应加倍,对孔以及内腔加工的表面,毛坯尺寸=零件尺寸-RMA-铸件公差等级对应的数值CT.机器造型时,根据零件的最大尺寸，查表得出RMA=1.4mm,CT=0.1mm。故毛坯尺寸是加工表面上的零件尺寸加上1.5mm。毛坯图尺寸见图纸。

3选择加工方法，制定工艺路线 3.1定位基准的选择

基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则，不但加工工艺规程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产不能正常进行。

（1）粗基准的选择。

由粗基准的选择原则：保证相互位置要求的原则。应以不加工面为粗基准；保证加工面加工余量合理分配的原则。应选择该表面的毛坯面为粗基准；便于工件装夹原则；基准一般不得重复使用的原则，选择零件的不加工面为粗基准，加工底面和内孔。

（2）精基准的选择。

由精基准的选择原则：基准重合：基准统一；互为基准；自为基准，选设计基准为精基准。用以加工好的底面、平面、内圆柱面为定位精基准。

3.2零件表面加工方法的选择

本零件的加工表面有端面，内孔，底面等，材料为灰铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下。

左右端面：为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定，需要进行精铣和半精铣。 Φ80H7孔：标注了公差尺寸和表面粗糙度值1.6，精度较高，需要进行粗镗，半精镗，精镗。

前端面：标注了表面粗糙度值1.6，精度较高，需要进行粗铣，半精铣，精铣。 底面：标注了表面粗糙度值1.6，精度较高，需要进行粗铣，半精铣，精铣。 3.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专

中北大学课程设计说明书

用夹具，并尽量使用工序集中来提高生产效率，除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 方案，具体如下：

工序I 机械砂型铸造毛坯 工序II 清理表面残余沙粒

工序III 人工时效温度（500°～550°）消除应力 工序IV 加工支架下表面 工序V 加工支架前端面 工序VI 铣两端面

工序VII 加工Φ80H7的孔并倒角 工序VIII 检验

4机械加工余量、工序尺寸的确定、切削用量及基本工时

工序IV：

加工条件

工件材料：HT15, σb=220MPa, 铸造 加工要求：利用组合夹具铣下表面 机床：X62，卧式（万能）铣床 刀具：组合铣刀，其材料为W18Cr4V。 查表得：f0.1mm/齿

VCVtamXPVfyv9m/min0.3m/s

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=175mm，齿数Z=6。

1000v0.272(r/s) 所以，nsdw按机床选择

nw0.79r/s

所以实际切削速度vdwnw10000.43m/s

切削工时：l=36mm,l1=4mm

中北大学课程设计说明书

l1ltw32s

nwf工序V： 加工条件

工件材料：HT15, σb=220MPa, 铸造 加工要求：利用组合夹具铣下表面 机床：X62，卧式（万能）铣床 刀具：组合铣刀，其材料为W18Cr4V。 查表得：f0.1mm/齿

VCVtamXPVfyv9m/min0.3m/s

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=175mm，齿数Z=6。

1000v0.272(r/s) 所以，nsdw按机床选择

nw0.79r/s

所以实际切削速度vdwnw10000.43m/s

切削工时：l=36mm,l1=4mm

l1ltw32s

nwf

查表得：f=0.52mm,v=0.35m/s(5.83m/min)

1000v10.13(r/s)(608r/min) 所以，nsdw按机床选择

nw9.1r/s(545r/min)

切削工时：l=39mm,l1=4mm,l2=9mm

ll1l2tw10.6s11s

nwf中北大学课程设计说明书

工序VI： 加工条件

工件材料：HT15, σb=220MPa, 铸造 加工要求：利用组合夹具铣下表面 机床：X62，卧式（万能）铣床 刀具：组合铣刀，其材料为W18Cr4V。 查表得：f0.1mm/齿

VCVtamXPVfyv9m/min0.3m/s

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=175mm，齿数Z=6。

1000v0.272(r/s) 所以，nsdw按机床选择

nw0.79r/s

所以实际切削速度vdwnw10000.43m/s

切削工时：l=36mm,l1=4mm

l1ltw32s

nwf工序V： 加工条件

工件材料：HT15, σb=220MPa, 铸造 加工要求：利用组合夹具铣下表面 机床：X62，卧式（万能）铣床 刀具：组合铣刀，其材料为W18Cr4V。 查表得：f0.1mm/齿

VCVtamXPVfyv9m/min0.3m/s

采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=175mm，齿数Z=6。

中北大学课程设计说明书

1000v0.272(r/s) 所以，nsdw按机床选择

nw0.79r/s

所以实际切削速度vdwnw10000.43m/s

切削工时：l=36mm,l1=4mm

l1ltw32s

nwf1．粗铣Φ50两端面

机床：X62 卧式（万能）铣床 刀具：高速钢镶齿三面刃组合刀具 查表得：f0.07mm/齿

V0.3m/s

采用高速钢镶齿三面刃组合铣刀，dw=100mm，齿数Z=16。

1000v0.955(r/s) 所以，nsdw按机床选择

nw60r/min

所以实际切削速度vdwnw10000.314m/s

切削工时：l=28mm,l1=7mm

l1ltw22s

nwf2．粗铣M12端面

机床：X62 卧式（万能）铣床 刀具：高速钢镶齿三面刃组合刀具 查表得：f0.1mm/齿

V0.3m/s

中北大学课程设计说明书

采用高速钢镶齿三面刃组合铣刀，dw=100mm，齿数Z=16。

1000v0.955(r/s) 所以，nsdw按机床选择

nw60r/min

所以实际切削速度vdwnw10000.314m/s

切削工时：l=26mm,l1=4mm

l1ltw19s

nwf3．精铣Φ50两端面

机床：X62 卧式（万能）铣床 刀具：高速钢镶齿三面刃组合刀具 查表得：f0.07mm/齿

V0.45m/s

采用高速钢镶齿三面刃组合铣刀，dw=100mm，齿数Z=16。

1000v1.433(r/s) 所以，nsdw按机床选择

nw95r/min

所以实际切削速度vdwnw10000.496m/s

切削工时：l=28mm,l1=4mm

l1ltw19s

nwf工序VII： 1）.加工条件

工件材料：灰口铸铁 HT200 2）.加工要求：钻Φ20和Φ8的孔

中北大学课程设计说明书

机床：Z3025

刀具：Φ17.8和Φ15.8的麻花钻 查表得：f=0.7mm,v=0.35m/s(5.83m/min)

1000v6.2r/s 所以，nsdw按机床选择

nw6.67r/s(400r/min)

切削工时：l=37mm,l1=10mm,l2=3mm

ll1l2tw11s

nwf Vc查232.15） m/m（i《切削》表n n查1000Vc查100023747.4(r/min) d09.8 按机床选取n机960r/min Vc机d0n机10009.8960100029.5r4(/m in) 基本工时：tll1l243430.31(min)

n机f机9600.17选择Φ8.8高速钢锥柄麻花钻

由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得f机0.36mm/r Vc查14（《切削》表2.15） m/min n查1000Vc查100014343(r/min) D13 按机床选取n机272r/min Vc机Dn机10001327211.1m0(1000/m in) 基本工时：tll1l228430.36(min)

n机f机2720.36中北大学课程设计说明书

（1）粗铣大端面：

选择铣刀半径为25mm，齿数Z=6（见《工艺手册》表3.1－27）

fZ0.15mm/Z

d050mm，T180min（《切削》表3.7和《切削》表3.8） Vc查20m/min（《切削》表3.9） 进行一次铣削， Z=2mm

n查

1000Vc查127.4(r/min)d0

选用主轴为

n机160r/minVc查

25.12(m/min)n机d01000 实际切削速度： 工作台进给量：

t

VffZZn机0.156160144(mm/min) 基本工时：

501513200.65(min)150

工序Ⅱ切削用量及基本工时的确定：铣Φ45端面，选用机床：X51立式铣床 ⑴粗铣Φ50端面： 加工余量为Z=1mm

n查

1000Vc查100020127.4(r/min)d050

按机床选取

n机160r/minVc机

n机dn1000160501000 实际切削速度：

25.12(m/min)

工作台每分钟进给量： 铣床工作台进给量：

tVffZZn机0.156160144(mm/min)

Vf横向150mm/min 基本工时：

45200.43(min)150

⑵精铣Φ50端面：

中北大学课程设计说明书

加工余量为Z=1mm 切削速度为Vc20m/min n查127.4r/min 选用主轴为

n机160r/min

工作台进给量：

tVffzZn机0.156160144(mm/min) 基本工时：

45200.65(min)100

工序Ⅲ切削用量及基本工时的确定：粗铣14H7mm端面，选用机床：X51立式铣床 进行一次铣削， Z=2mm

n查

1000Vc查127.4(r/min)d0

选用主轴为

n机160r/minVc查

25.12(m/min)n机d01000 实际切削速度： 工作台进给量：

t

VffZZn机0.156160144(mm/min) 基本工时：

501513200.65(min)150

工序Ⅳ切削用量及基本工时的确定：粗镗→半精镗→精镗Φ25H8mm通孔，选用机床：Z525立式钻床 ⑴粗镗Φ23mm：

选择Φ23mm高速钢镗刀（见《工艺手册》表3.1－6）

f机0.43mm/r（《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16）

Vc查15m/min（《切削》表2.15）硬度200－217

n查1000Vc查100015208(r/min)D23

按机床选取

n机195r/min（《工艺》表4.2－5）

中北大学课程设计说明书

实际切削速度：

Vc机Dn机100023195100014.08(m/min)

t 基本工时：

ll1l243830.64(min)n机f机1950.43（《工艺》表6.2－5）

⑵半精镗Φ24.8mm：

选择Φ24.8mm高速钢镗刀（《工艺》表3.1－8）

由《切削》表2.10得扩孔钻扩Φ24.8mm孔时的进给量f0.70.8mm/r，并

11V()Vc钻cf机0.72mm/r234.2－16取镗孔钻镗孔时的切削速度

由《切削》表2.15得

Vc钻14m/min，故：

1111Vc(~)Vc站（~)147~4.（7m/min)2323

n1000Vc1000(74.7)8960(r/min)D24.8

按机床选取

Vc机n机68r/min

5.29(m/min)Dn机100024.8681000

t基本工时：

ll1l243831.1(min)n机f机680.72

⑶精镗Φ25的孔：

选择Φ25mm高速钢镗刀（《工艺》表3.1－17）

a0.150.25mmVc48m/min 由《切削》表2.24得f1.01.5mm/r，p， 由《工艺》表4.2－16得

ncf机1.22mm/r

1000Vc1000(48)51102(r/min)D25

按机床选取

V机n机68r/min

25681000 基本工时：

ll1l24383t0.65(min)n机f机681.225.34(m/min)

中北大学课程设计说明书

Vc机d0n机10009.8960100029.54(r/min)

t 基本工时：

ll1l243430.31(min)n机f机9600.17

5.专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。夹具由夹具体；定位组件；夹紧装置；对刀或导向组件；连接元件；其它机构和组件组成。

设计夹具工序VIII——加工内孔Ф25，本夹具将用于立式钻床。刀具为Ф20的麻花钻。 3.1夹具设计 定位基准的选择

以工序Ⅰ加工好的外圆柱面Ф50的下短面和Ф11的孔为定位基准。具体夹具见附录夹具图

6.填写工艺文件

中北大学课程设计说明书

参考文献

1 王绍俊.机械制造工艺设计手册. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1981 2 刘文剑 曹天河.夹具工程师手册.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987 3 艾兴 肖诗纲.切削用量简明手册（第三版）.北京：机械工业出版社，2004

4 吴宗泽 罗圣国.机械设计课程设计手册（第二版）.北京: 高等教育出版社, 1999 5 李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工业出版社,1994

6 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2004 7 庞学慧 武文革.互换性与测量技术基础. 北京.兵器工业出版社，2003

8 《数控加工技师手册》编委会. 数控加工技师手册. 北京.机械工业出版社，2005 9 王先逵.机械制造工艺学（第二版）.北京. 机械工业出版社.2007 10 李魁盛 侯福生.铸造工艺学.北京.中国水利水电出版社.2005 11 王秀文 边文义 张运祥.机床夹具设计.北京.中国铁道出版社.1984