支撑套加工工艺与工装设计

支撑套加工工艺与工装设计

摘 要

在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。

关键词 工序，工艺，工步，加工余量，定位方案，夹紧力

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ABSTRACT

Enable producing the target in process of production (raw materials,

the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally.

Keywords： The process, worker one, worker's step , the surplus of processing,

orient the scheme , clamp strength

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前言 机械设计制造技术基础毕业设计是利用“机械制造基础”有关课程内容，

分析和解决实际工程问题及一个重要教学环节。通过课程设计培养了学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力。

在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。

本书的编写目的是为了使操作者明确此零件的加工及解决加工技术要求中存在的问题。

由于编者的水平有限，失误之处在所难免，请读者指正。

编者：

年 月 日

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1零件图分析

1.1零件的功用

本零件为支撑套，主要在机器中起定位和支撑作用。

1.2零件工艺分析

对零件进行工艺分析，发现问题后及时提出修改意见，是制定工艺规程时的一项重要基础工作。零件的结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等的工艺性，涉及面很广，具有综合性。而且在不同的生产类型和生产条件下，同样一种零件制造的可行性和经济性块可能不同，因此对其结构工艺性的要求也不同。所以，在对零件进行工艺性分析的时候，必须根据具体的生产类型和生产条件，全面、具体、综合地分析。 本零件为非回转体零件，其中最主要的加工面是孔φ108H9且两零件之间还要加放一个2mm厚的垫板。这是加工工艺要求重点考虑的问题。其次，对于两边固定的螺栓孔也要求其加工精度，以保证零件的定位精度要求。

2确定毛坯

2.1确定毛坯制造方法

在制定工艺规程时，合理选择毛坯不仅影响到毛坯本身的制造工艺和费用，而且对零件机械加工工艺、生产率和经济性也有很大的影响。因此，选择毛坯时应从毛皮制造和机械加工两方面综合考虑，以求得到最佳效果。

本零件的主要功用是起支撑作用，要求有较高的强度和韧性。故毛坯应选择铸造钢件。

2.2确定总余量

查《机械加工手册》确定直径上总余量为4mm，高度（轴向）总余量为5mm。 径向粗车余量为20mm，精车余量为1mm，磨削余量为0.5mm。公差为0.3mm，轴向粗车为2mm，精车为0—1mm。

2.3绘制毛坯图

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3制定零件工艺规程

工艺路线的拟定时工艺规程制定过程中的关键阶段，是工艺规程制定的总体设计。所拟定的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。因此，工艺路线的拟定应在仔细分析零件图，合理确定毛坯的基础上，结合具体的生产类型加工方法与加工方案的选择、工序集中与分散程度的确定、工序顺序的安排、定位与夹紧方案的确定等。设计时提出多个方案，通过分析对比，从中选择最佳方案。

3.1选择表面加工方法

在选择表面加工方法时，应根据工件的具体的加工精度、表面粗糙度、材料和热处理要求、工件的结构形状和尺寸大小，生产纲领等条件，以及本车间设备情况、技术水平，并结合各种加工方法的经济精度、表面粗糙度等因素，综合考虑进行选择，应同时满足加工质量、生产率和经济性等方面的要求。

3.1.1φ108H9孔

由于零件是由上而下两部分组成，可用螺栓将两部分连接起来，根据尺寸精度要求在车床上进行镗孔加工。

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粗车——半精车——精车——磨孔

3.1.22-φ17.5f9螺纹孔

由于零件本身的要求，上下本分只能一次进行加工，所以可以使用专用夹具将其固定。以便于加工后续工序的加工。

3.1.3上下部分所接触的两表面

采用粗车——半精车——精车的加工方法

3.2选择定位基准

3.2.1精基准选择

φ108H9的设计基准是2-φ17.5f9的孔，根据基准重合原则，并同时考虑统一精基准原则，选φ17.5f9作为主要定位精基准。

在φ17.5f9工序中，为保证上下孔的同轴度，选左端面作为定位基准。

3.2.2粗基准选择

主要考虑装夹方便，可靠，选上下端面作为定位粗基准。

零件表面的加工方法和加工方案确定好后，就要安排加工顺序，即确定哪些表面先加工，哪些表面后加工，同时还要确定热处理、检验等工序在工艺过程中的位置。零件加工顺序安排是否合适，对加工质量、生产率个经济性都有较大的影响。

3.3拟定零件加工工艺路线 方案1

1）粗车端面 镗孔φ108 （CA6140 ，手动三爪卡盘） 2）钻孔φ17.5 铰孔 （立式钻床，钻孔夹具） 3）粗镗孔φ108 （CA6140，通用夹具） 4）精镗孔φ108 （CA6140，专用夹具） 5）铣一端面，反转铣另一端面 （立式铣床，虎钳） 6）去毛刺 （锉刀，虎钳） 7）中间检验 8）热处理 9）最终检验

方案2

1）粗镗孔φ108 （CA6140，专用夹具）

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2）粗车端面

3）精镗孔φ108 （CA6140，专用夹具） 4）中间检验

5）铣端面 （立式铣床，虎钳） 6）钻孔φ17.5 （立式钻床，钻孔夹具） 7）划线

8）切断 （卧式铣床） 9）去毛刺 （虎钳，锉刀） 10）检验 11）热处理

12）磨孔 （内圆磨床，节圆卡盘） 13）最终检验

方案比较

方案2工序相对集中，便于管理，且由于采用通用机床，较少使用专用夹具，易于实现，可操作性强。方案1则采用工序相对分散，考虑到该零件生产批量比较大，方案2易于保证加工质量，故采用方案2较好。

3.4选择各工序所用机床、夹具、刀具、量具和辅具 3.5填写工艺过程卡片 3.6机械加工工序设计

3.6.1工序01

（1）刀具安装

采用立式铣床，刀具选用φ16的锥柄麻花钻，采用机械装夹与机床主轴联接 。

（2）铣削用量选择

① 背吃刀量：ap=2mm分三次铣削完成、 ② 确定进给量：由参考资料5S-7表查得f=0.6mm/r ③ 确定切削速度v=1.8m/s 则n=220r/min （3）工时确定

Tm=10/（200*0.6）=0.083min

3.6.2工序02

（1）刀具安装

由于是镗孔φ108，所以用一把镗刀即可

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（2）走刀长度和走刀次数

由于是精加工φ108孔，可采用少量多次进行走刀，便于保证加工精度。

（3）切削用量选择

① 首先确定背吃刀量： 精加工余量是0.5mm，可进行3次走刀完成，前两

次可选0.2mm，留0.1mm保证加工精度。最后一次即可完成。 ② 确定进给量：见参考资料5S-10 取f=0.2mm/r ③ 最后确定切削速度：v=1.8m/s n=264r/min （4）工时计算：

Tm=80/（264*0.2）≈6min

4夹具设计

4.1本零件加工时的车床镗孔夹具设计要求分析

本工序的加工要求，在零件铸造出来后就先镗φ108的孔，且要求其加工精度达到技术要求。考虑到此零件形状方面，采用一面两销定位，较为合理。

4.2确定夹具类型

在车床上夹紧零件，一般三爪自定心卡盘难以夹持，所以采用专用夹具来制作零件。

4.3拟定定位方案和选择定位元件

根据零件的结构特点，其主要加工步骤为φ108H9的孔径。其他如零件两端面，固定孔位元件，均可在铣床上实现，且易于达到此零件加工时的加工精度。故只需在车床上加工出孔φ108，使其达到图纸要求即可。另φ17.5的螺纹孔可在钻床上进行加工，不必考虑此孔。

为保证所镗φ108H9孔与中心线对称，需限制工件的X,Y方向的移动自由度，为保证所镗φ108H9孔在对称面内，还需限制X,Y方向的旋转自由度，为保证尺寸φ108H9，还需限制Z方向的旋转自由度。

尽量选用精基准定位，并遵循基准重合原则，故以φ17.5f7孔作为主要定位基准。其中，夹紧方案参考夹具资料，采用M10的螺母加快换垫圈夹紧工件，夹紧方案简单，方便，快捷，易于操作。适用于成批生产。 分析定位误差 △Y=δD1+δd1+△1min=0.061mm

△ α=arctan［（△1max+△2max）/2］=3′26〞

查机械设计手册，最大误差数值为0.04～0.07mm>0.061mm故适用。

螺母选择球面厚螺母： D=21.9 D1=18

H=18 R=17.5 S=19 d1=13 d2=14 材料： 45钢

技术要求： 1.螺纹按三级精度制造

2.表面发蓝或用其他防锈处理 3.热处理：淬火HRC=33～38

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开口垫圈

其中，杆径为φ10mm

b=13mm c=1mm D=95mm H=17mm 材料20或45

技术要求： 1.锐边倒钝

2.表面发蓝或其他防锈处理 3.热处理：渗碳0.8～1.2mm 20淬火HRC50～55 45淬火HRC35～40

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结束语

通过本次夹具设计,使我对我们这三年来所学的专业只是进行了一次全新,全面,完整的复习,尤其是机械设计基础机,械制造基础,制图,等方面有了更深一层的学习,通过对零件的分析,对零件的加工工艺等分析,编制零件的加工工艺路线,考虑零件的加工过程,加工方法,尤其是通过和老师的交流,老师的辅导使我对夹具的设计有了更新的认识,有了更新的设计思路,并且设计出了这个简单零件的加工过程,使用的夹具,零件虽然简单,但是它说明了一个问题,任何一个东西都是由一个简单零件组成的,虽然说先有装配图,然后有零件图,但是反过来说,再难的装配图都是由零件图组成的,所以只要我学会了设计简单零件的加工过程,加工工艺.夹具设计过程,有了这样一个思路.这样一个思想,我相信它再复杂的零件也是由简单的零件组成的,所以我也是会顺利设计出来的。

我相信,通过这次的毕业设计,对我们以后在工作中,能够很好的工作,起到非常重要的作用,打开了我的设计思路和设计思想。

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谢辞

在本次毕业设计的完成过程中，我得到了好多老师的热心指导和帮助，使我更加牢固的掌握了三年来所学的专业知识，同时也开阔了我的知识视野，为我以后的工作打下了坚实的基础。因此我感谢指导老师对我的帮助，也感谢同学对我的大力支持，正是有了你们的指导和帮助我才顺利的完成了这毕业设计。

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