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1、目 录前言2第一章零件的分析31.1 零件的作用31.2零件的工艺分析3第二章工艺规程设计42.1 确定毛坯的制造形式42.2基面的选择42.3制定工艺路线52.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定72.5确定切削用量及基本工时9第三章夹具设计173.1 问题的提出173.2夹具设计17参考文献20前 言机械制造工艺学课程设计是我们融会贯通大学所学的知识,将理论与实践相结合,对专业知识的综合运用训练,为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法,是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益,生产规模
2、的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现,因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置,其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置,并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义,因此在大批量生产中,常采用专用夹具。一、零件的分析1.1 零件的作用如右图所示,题目所给定的零件是机油泵传动轴支架。它位于传动轴的端部。主要作用是支承传动轴,连接油口,起到固定
3、机油泵的作用。是拖拉机里用到的最普遍的零件之一。它结构简单,体积也较小,属叉架类零件。其中32孔要与轴配合,要求精度较高。1.2零件的工艺分析机油泵传动轴支架共有两组加工加工表面,它们之间有一定的位置要求。现分述如下：1以A面为基准的加工表面这一组加工表面包括：mm,mm。其中,主要加工表面为A基准面。2以2-沉孔10*90为中心的加工表面这一组加工表面包括：2-沉孔10*90,mm, mm, 2230.05mm,11轴线的位移度不大于R0.25。这两组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是：（1） 32H7轴线对A面的不平行度在100长度上不大于0.01（2） 32H7轴线对B-B面的不垂直
4、度100长度上不大于0.05（3） 32H7轴线和一个距离540.12mm。 由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并且保证它们之间的位置精度。二、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT15-33,灰铸铁抗拉强度不低于150MPa,抗弯强度不低于330MPa,根据材料性质,因此应该选用铸件,由于该零件年产量为5000件,已达大批生产的的水平,而且零件的轮廓尺寸也不大,故可铸造成型。这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的。2.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中德重要工作之一,基面选择得正确与否,可以使加工质量得到
5、保证,生产率得以提高,否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。1粗基准的选择。对于一般的支架类零件而言,以支架底面的相对面作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说,如果以支架底面的相对面作为粗基准,则可能造成B-B面基准无法保证,因此,按照有关粗基准的选择原则即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面,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为粗基准现选取以下图所示C面为粗基准。选取C面为粗基准,利用四块压板压紧中间的筋板,不完全定位以消除和。为下一步加工打下基础。2精基准的选择。主要考虑基准重合问题。当
6、设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。2.3制定工艺路线制定加工工艺路线的出发点,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大批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效益,以便使生产成本尽量下降。面A、B、C、D、E即为上图所示面,以下不再说明。1. 工艺路线方案一工序1 铣A面工序2 钻3-11mm孔工序3 钻、扩、铰孔2-8mm,并锪倒角145工序4 铣32mm D向端面工序5 钻、扩、铰孔32mm,并锪倒角1.545工序6 铣32
7、mm C向端面,并锪倒角1.545工序7 钻30方向11mm孔工序8 检验2. 工艺路线方案二工序1 铣32mm D向端面工序2 钻、扩、铰孔32mm,并锪倒角1.545工序3 铣32mm C向端面,并锪倒角1.545工序4 铣A面工序5 钻3-11mm孔工序6 钻、扩、铰孔2-8mm,并锪倒角145工序7钻30方向11mm孔工序8 检验 3. 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一先以E面为基准直接加工出A面,然后以A面为基准进行3-11mm和2-8mm的加工,然后再处理C、D面和32mm孔；而方案二刚好相反,先处理C、D面和32mm孔,再加工A面和3-11mm和2-8mm,
8、两相比较可以看出,方案一工序非常集中,定位、加工和装夹都非常方便,但方案一无法保证与B-B面的相关尺寸的精度,即mm和mm。在方案二中,与B-B面的相关尺寸的精度得到保证,但540.12mm和32H7轴线对A面的不平行度在100长度上不大于0.01,32H7轴线对B-B面的不垂直度100长度上不大于0.05,平行度和垂直度又难以保证,因此这两个方案都不太合适,综合考虑,虽然图纸并未要求对C面和D面进行加工,但加工C面和D面有利于保证垂直度和平行度,而且C、D面的加工量并不大,因此修改加工工艺如下：工序1 铣D面工序2 铣32mm D向端面工序3 钻、扩、铰孔32mm,并锪倒角1.545工序4
9、铣C面工序5 铣32mm C向端面,并锪倒角1.545工序6 铣A面工序7 钻3-11mm孔工序8 钻、扩、铰孔2-8mm,并锪倒角145工序9 钻30方向11mm孔工序10 检验以上方案大致看起来还是合理的,但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,主要表现在工序5和工序6之间的衔接上,主要是难以保证32H7轴线对B-B面的不垂直度100长度上不大于0.05和32H7轴线对A面的不平行度在100长度上不大于0.01,对于平行度,保证在加工时, A面和32孔工序相邻不更换夹具即可,当不平行度符合要求,加工垂直度时,只要要保证A面和C、D面的不垂直度100长度上不
10、大于0.04,就能保证32H7轴线对B-B面的不垂直度100长度上不大于0.05,这样就将32H7轴线对B-B面的不垂直度转化为A面对C、D面的垂直度,保证了加工要求,同时也兼顾了装夹方便和工序集中。因此,最后确定的加工工艺路线确定如下：工序1 粗铣A面,留精加工量0.5mm工序2 铣D面工序3 铣32mm D向端面工序4 钻、扩、铰孔32mm,并锪倒角1.545工序5 精铣A面工序6 铣C面工序7 铣32mm C向端面,并锪倒角1.545工序8 铣E面工序9 钻3-11mm孔工序10 钻、扩、铰孔2-8mm,并锪倒角145工序11 钻30方向11mm孔工序12 检验 以上工艺过程详见 机械加
11、工工艺过程综合卡片。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机油泵传动轴支架零件材料为HT HT15-33,硬度硬度为HB163229,毛坯重量约为5kg,生产类型为大批生产,采用铸造灰铸铁毛坯。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1厚度55mm考虑到32mm孔端面的加工方便性,故将32mm孔端铸造高度跟C、D面平齐,这样便于装夹和加工,厚度方向的余量查工艺手册表2.22.5,其余量值为2.02.5mm,现取2mm。故厚度毛坯值为59mm232mm孔考虑到铸模的简单方便,将32mm孔铸成实心,孔钻扩铰出。钻孔：30mm扩孔：31.7mm铰孔
12、：mm3A面和A面上3-11mm孔及2-8mm孔按照工艺手册表2.22.5,加工面其余量值为2.02.5mm,考虑到A面要进行粗铣和精铣两道工序,故取加工量为2.5mm。钻孔：7mm扩孔：7.7mm铰孔：mm430方向11mm孔由上可知,此处铸成实心,不用考虑留加工量。按照工艺手册表2.2-25,取加工精度F2,铸件复杂系数S3,铸件重5kg,则单边加工余量为2.03.0mm,取为2.5mm,铸件的公差按工艺手册表2.2-14,材质系数取M1,复杂系数S3,则铸件的偏差为mm。铣削公差：现规定本工序粗铣的加工精度为IT11级,因此可知本工序加工公差为-0.05mm。由于毛坯及以后各道工序的加工
13、都有加工公差,因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上,加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批生产,应该采用调整法加工,因此在计算最大、最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确定。A面分两次加工,因此加工余量和工序间余量及公差分布图如下：由图可知：毛坯名义尺寸：98.33+2.5=100.83mm毛坯最大尺寸：100.83+1.2=102.03mm毛坯最小尺寸：100.83-0.6=100.23mm粗铣后最大尺寸：98.33+0.1=98.93mm粗铣后最小尺寸：98.33-0.05=98.28mm2.5确定切削用量及基本工时工序1：粗铣A面,留精加工量
14、0.5mm。本工序采用计算法确定切削用量。1.加工条件工件材料：HT15-33正火,铸件加工要求：粗铣A面,留精加工量0.5mm切削速度：参考有关手册,确定v=0.45m/s即27m/min采用高速钢镶齿三面刃铣刀,=225mm,齿数z=20。则现采用X63卧式铣床,根据机床使用说明书见工艺手册表4.2-39,取=37.5r/min,故实际切削速度为当=37.5r/min时,工作台的每分钟进给量应为：=0.082037.5=60mm/min查机床说明书,刚好有=60mm/min,故直接选用该值。切削工时：由于是粗铣,故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件,利用作图法,可得出铣刀的行程=250mm,则机动工时为工序2 铣D面切削速度：参考有关手册,确定v=0.45m/s即27m/min采用高速钢镶齿三面刃铣刀,=225mm,齿数z=20。则现采用X63卧式铣床,根据机床使用说明书见工艺手册表4.2-39,取=37.5r/min,故实际切削速度为当=37.5r/min时,工作台的每分钟进给量应为：=0.082037.5=60mm/min查机床说明书,刚好有=60mm/min,故直接选用该值。切削工时：利用作图法,可得出铣刀的行程=250+225mm,则机动工时为工序3 铣32mm D向端面切削速度：参考有关手册,确定v=0.45m/s即2
