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1、第 1 页 共 31 页托脚机械加工工艺规程及专用夹具设计序序 言言机械加工工艺规程是组织车间生产、规定零件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件。它是机械制造厂最主要的技术文件之一，它也是生产准备和计划调度的主要依据。有了机械加工工艺规程，在产品投入之前就可以依据它进行一系列的准备工作，如原材料的准备、毛坯的制造、设备和工具的购置、专用工艺装备的设计制造、劳动力的组织等等。夹具在机械加工中具有重要的作用，它能保证加工精度，提高产品质量，减轻工人的劳动强度，保证安全，提高劳动生产率，能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配。而使用了分度钻的好处在于，可采用多工位加工，能使加工工序集
2、中，从而减轻工人的劳动强度和提高生产率。此次毕业设计包括托脚的机械加工工艺规程的设计及铣 55 上端面的专用夹具设计。其中机械加工工艺规程的制订必须可靠地保证所有技术要求的实现；通过两种工艺方案的对比选择最合理的方案。充分利用条件、创造条件在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。本次夹具的设计，由于工件比较的小所以采用了装拆较为方便的手柄夹紧机构。采用圆形对刀块作为导向作用。该夹具的设计还考虑到了工件的拿放问题，提高了加工效率、保证工件加工的精度。毕业设计培养了我们分析和解决机械加工技术相关问题的能力，使我们进一步掌握机制工艺规程制订和机床夹具设计的基本方法，并巩固、深化已学得的理论知识，
3、深一步培养我们熟悉和运用设计图册、图表等技术资料的能力，训练我们识图、制图、运算及编制技术文件的基本技能，培养我们的独立工作能力。第 2 页 共 31 页第 1 章 托脚机械加工工艺规程设计1.1 分析零件图1.1.1 零件的作用托脚的零件图如图所示，题目所给的零件是托脚，主要在车细长杆时起辅助支撑作用。图 11 零件图1.1.2 零件的工艺分析零件图见上图。该零件属于叉架类零件，需要加工的各个表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。其中 A 面对 35 轴线有垂直度的要求，所以要保证以上要求是有一定难度的，故要合理的安排该零件的工艺。1.2 确定生产类型第 3 页 共 31 页由任务书上得知该
4、托脚的年产量为 1000 件，根据机械加工工艺手册第 2 版 第一卷 表 5.21 查得，该年产量属于小批量生产。1.3 确定毛坯类型该零件材料为 HT150, 零件结构属于中等复杂程度，零件重要的和轮廓尺寸不是很大，故根据铸造手册第六卷 表 11 查得采用熔模铸造。这对提高生产率，保证加工质量也是有利的。图 12 毛坯图1.4 机械加工工艺过程设计1.4.1 选择定位基准第 4 页 共 31 页基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的
5、选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取下底面作为粗基准。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问。因为工件的端面和外圆都与内孔的中心线，有严格的技术要求，因此因此要以 35 孔为精基准，来加工上面，侧面和端面。1.4.2 拟定工艺过程根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用型和专用型机床配以专用工夹具,并尽量使工序分散来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下
6、降。考虑到“先粗后精” 、 “先面后孔” 、 “先主后次” 、 “基准先行”的基本原则。故我制定了托脚的两种加工方案如表 11 所示。表11工艺过程方案一1铸造铸造2时效时效3涂底漆涂底漆4粗铣粗铣下底面至尺寸5粗铣粗铣上端面至尺寸，6粗铣粗铣 35 上端面至尺寸7粗铣粗铣右端面8粗镗粗镗 35 孔至 349半精镗半精镗 35 至 34.5第 5 页 共 31 页10精镗精镗 35 至尺寸11粗铣粗铣上端左孔12粗铣粗铣上端右孔13钻钻 2*M8-7H 孔14攻丝钻 2*M8-7H 螺纹孔15检验检验16入库入库表12工艺过程方案二1铸造铸造2时效时效3涂底漆涂底漆4铣铣下底面至尺寸5铣铣上端
7、面至尺寸，6铣铣 35 上端面至尺寸7铣铣右端面10镗镗 35 至尺寸11铣铣上端左孔12铣铣上端右孔13钻钻 2*M8-7H 孔14攻丝钻 2*M8-7H 螺纹孔第 6 页 共 31 页15检验检验16入库入库工艺方案一和工艺方案二比较：方案一粗加工和精加工分开加工，这样更好的保证加工精度要求，可以更好的达到粗糙度要求，而方案只有一步加工，没有分粗加工和精加工，工艺安排比较粗糙。综合考虑我们选择方案一。表13工艺过程最终方案1铸造铸造2时效时效3涂底漆涂底漆4粗铣粗铣下底面至尺寸5粗铣粗铣上端面至尺寸，6粗铣粗铣 35 上端面至尺寸7粗铣粗铣右端面8粗镗粗镗 35 孔至 349半精镗半精镗
8、35 至 34.510精镗精镗 35 至尺寸11粗铣粗铣上端左孔12粗铣粗铣上端右孔13钻钻 2*M8-7H 孔14攻丝钻 2*M8-7H 螺纹孔15检验检验16入库入库第 7 页 共 31 页1.5 选择机床和工艺设备1.5.1 选择机床根据该零件的加工特点以及考虑到经济问题，所以尽可能的选用通用机床以减少加工成本。但为使加工方便在有些情况下也选用了专用机床对零件进行加工，基本情况如表 12 机床的选择所示。表 14 托脚的加工时机床的选择工序号所选机床10203040X52K 立式铣床50X52K 立式铣床60X52K 立式铣床70T716 立式镗床80T716 立式镗床90T716 立式
9、镗床100X52K 立式铣床110X52K 立式铣床120Z535 立式钻床130Z535 立式钻床1.5.2 选择夹具为了提高劳动劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，所以在加工该零件时所用的夹具都是专用夹具。1.5.3 选择刀具第 8 页 共 31 页结合各个加工表面的特点以及其加工方法，综合考虑这两者选用刀具如表 15 刀具的选择所示。表 15 托脚的加工时机床的选择工序号刀具40、50、60、70镶齿套式面铣刀80、90、100硬质合金镗刀110、120键槽铣刀130、140麻花钻1.5.4 选择量具为了达到尺寸以及形状结合各工序的具体尺寸精度的要求，我在各工序间选用了不同的量具对零
10、件进行检测，如表 16 所示。表 16 托脚的加工时量具的选择工序号量具10203040游标卡尺50游标卡尺60游标卡尺70游标卡尺80游标卡尺90游标卡尺100游标卡尺110内测千分尺120内测千分尺130内螺纹千分尺140内螺纹千分尺第 9 页 共 31 页1.6 确定工序尺寸托脚零件材料为 HT150 重量为 1.2kg生产类型为小批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、托脚底面由于托脚底面要与其他接触面接触，粗糙度要求为 6.3，查相关资料知余量留 2.5 比较合适。3、托脚的孔毛坯为空心，铸造出孔。孔的精
11、度要求介于 IT7IT8 之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为 2.5mm1.7 确定切削用量和时间定额工序工序 1 1：铸造：铸造工序工序 2 2：时效处理：时效处理工序工序 3 3：涂漆底：涂漆底工序工序 4 4：粗铣下底面至尺寸：粗铣下底面至尺寸1. 选择刀具刀具选取镶齿套式面铣刀，刀片采用 YG8,，。mmap5 . 1055dmmmin/125mv 4z2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成mmap5 . 12） 决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz100010
12、00 125884 / min45svnrd第 10 页 共 31 页按机床标准选取900wnmin/r45 900127/ min10001000wdnvm当900r/min 时wn0.2 4 900720/mzwff znmm r 按机床标准选取720/mfmm r3） 计算工时切削工时：，则机动工时为55lmmmml91mml321255930.37min900 0.2m wllltn fx工序工序 5：粗铣上端面至尺寸：粗铣上端面至尺寸1. 选择刀具刀具选取镶齿套式面铣刀，刀片采用 YG8,，。mmap5 . 1050dmmmin/150mv 4z2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度因
13、为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则1.5pamm5） 决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz10001000 150955 / min50svnrd按机床标准选取1000wnmin/r50 1000157/ min10001000wdnvm当1000r/min 时wn0.2 4 1000800/mzwff znmm r 第 11 页 共 31 页按机床标准选取800/mfmm r6） 计算工时切削工时：l=114 ，则机动工时为mml91mml32129 11430.63min1000 0.2m
14、wllltn fx工序工序 6 6：粗铣：粗铣 3535 上端面至尺寸上端面至尺寸1. 选择刀具刀具选取镶齿套式面铣刀，刀片采用 YG8,，。mmap5 . 1055dmmmin/125mv 4z2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成mmap5 . 18） 决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz10001000 125884 / min45svnrd按机床标准选取900wnmin/r45 900127/ min10001000wdnvm当900r/min 时wn0.2 4 9
15、00720/mzwff znmm r 按机床标准选取720/mfmm r9） 计算工时切削工时：，则机动工时为55lmmmml91mml321255930.37min900 0.2m wllltn fx第 12 页 共 31 页工序工序 7 7：粗铣右端面：粗铣右端面1. 选择刀具刀具选取镶齿套式面铣刀，刀片采用 YG8,，。mmap5 . 1018dmm25/ minvm4z2. 决定铣削用量10）决定铣削深度因为加工余量不大，一次加工完成mmap5 . 111）决定每次进给量及切削速度根据 X51 型铣床说明书，其功率为为 7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则齿/2 . 0 mmfz10001000 25442 / min18svnrd按机床标准选取500wnmin/r18 50028.26/ min10001000wdnvm当500r/min 时wn0.2 4 500400/mzwff znmm r 按机床标准选取400/mfmm r12）计算工时切削工时：，则机动工时为40lmmmml91mml321240930.52min500 0.2m wllltn fx工序工序 8 8：镗：镗 3535 孔至孔至 34341.加工条件工件材料：HT150，时效处理，砂型铸造加工要求：粗镗孔 34mm机 床：卧式镗床 T716第 13 页
