机械制造工艺学课程设计零件“支架”的机械加工工艺规程及工艺装备

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1、陕西航空职业技术学院机电工程系课程设计说明书设计题目：零件“支架”的机械加工工艺规程及工艺装备设 计 者： 学 号：专 业：数控技术指导老师： 评定成绩: 设计日期： 2010年 11 月陕西航空职业技术学院机械制造工艺学课程设计任务书设计题目 设计“支架”零件的机械加工工艺规程及工艺装置设计内容 1. 产品零件图 一张 2. 产品毛坯图 一张 3. 机械加工工艺过程卡片 一份 4. 机械加工工序卡片 一套 5. 家具设计总装配图 一份 6. 课程设计说明书 一份 班 级：0 设 计 者： 指 导 老 师： 2010年11月一、序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课，技术基

2、础课及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中训练自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 二 熟悉和分析制定工艺规程的主要依据，确定零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺性分析。1.制订工艺规程的主要依据（既原始资料）。1产品的装配图样和零件图样。2产品的生产纲领。3产品的生产纲领。现有

3、的生产条件和资料，它包括毛坯的生产条件或协作关系，工艺装备及专用设备的制造能力，有关机械加工车间的设备和工艺装备的条件，技术工人的水平以及各 种工艺资料和标准等。 4外国内产品的有关工艺资料等。2.分析其原始资料（1） 零件图样如设计任务书所示的零件图及尺寸。（2） 生产纲领生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品质量和进度计划，计划期常定为一年，所以生产纲领也称年产量。 该零件是支架。（3） 生产类型生产类型是企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类，一般分为大量生产，成批生产和单件生产三种类型。根据生产纲领和产品及零件的特征或工作地每月担负的工序数，查文献1表13生产类型和生产

4、纲领的关系，确定该零件的生产类型为单件小批量生产。4 生产组织形式 生产类型不同，零件和产品的生产组织形式，采用的技术措施和达到的技术经济效果也会不同，因为该零件是单件小批量生产，所以其生产组织形式查文献1表1-5的各种生产类型的工艺特征有其生产组织形式为：零件的互换性：有修配法，钳工修配，缺乏互换性。毛坯的制造方法与加工余量，木模手工造型或自由锻造毛坯精度低，加工余量大。机床设备及其布置形式：通用机床，按机类别采用机群式布置。工艺装备：大多采用通用夹具，标准附件，通用刀具和万能量具，标准附件，通用刀具和万能量具，靠划线和试切法达到精度要求。对工人的技术要求：需技术水平较高的工人。工艺文件：有

5、工艺路线卡和关链工序工序卡。成本：较高。结合上述分析对现有条件作出合理的调整使得该零件的 加工更能体现“质优价廉”。3.零件的结构工艺性分析（1） 熟悉零件图，了解零件的性能，用途，工作条件及其所在模具中的作用。 零件的性能：具有较高的强度，硬度和韧性，适用于小型复杂的活塞。 零件的作用：零件为“支架”，其主要作用是传递扭矩。 零件的结构工艺性分析（2） 熟悉零件图，了解零件的性能，用途，工作条件及其作用。 零件的性能：具有较高的强度，硬度和韧性，适用于小型复杂的活塞。 零件的作用：活塞的主要作用是传递扭矩。（3） 材料该零件材料为30CrMnSiA钢，它是碳素结构钢，具有较高的强度和硬度，耐

6、磨性好且热处理变形小，制品一般用于淬，适用于制品批量生产的热塑性塑料的成型模具零件。 材料的力学性能查文献3表7-5优质碳素钢牌号，成分及性能（GB69988）可知、45钢的力学性能为：b/MPas/MPas100100Ak/J600 355 1640 39 推荐的热处理温度 正火：830 淬火： 840回火： 600硬度： 未处理：HB5800-1999 退火钢：HRC32-38 分析：30CrMnSiA钢在退火，正火及调质状态下的力学性能为：状态b /MPa5100AK/JHBS 退火65070015203248180 正火70080015204064163220 调质7508502025

7、6496210250 正火后钢的强度，硬度，硬度，韧性都比退火后的高，且塑件也好，操作方便，生产周期短，能量耗费少，则在条件允许下，应优先考虑，采用正火处理，可作为零件的预先热处理。调质处理后钢的强度较高，而且塑件与韧性更显著高于正火状态，其硬度较低，便于切削加工，并能获得较低的表面粗造度值，故也可作为表面淬火和化学热处理前改善钢件原始组织状态的预先热处理。 经分析选择该零件的热处理为调质。（4） 结构形状分析该零件从形体上分析其总体结构为长方体，上表面有一个32的孔，下面有一个10H7的孔。因此其结构形状较为简单，属于加工成形。故其结构形状工艺性合理。（5） 尺寸该零件的外形尺寸为75X34

8、，且一部分孔的加工可在与其配合的零件加工时保证，因而该零件的加工尺寸较小，减化了加工工序，降低了加工难度，可保证加工质量。 故其尺寸工艺性较为合理。（6） 精度为了满足塑件尺寸精度和表面粗造度的要求，根据塑件精度等级（精度等级为IT4IT5级）确定模具制造精度为IT6IT7级。（7） 热处理为了消除毛坯在加工后的缺陷，改善其工艺性能，且为后续工序作出组织准备和提高工件的使用性能及使用寿命采用调质方式进行热处理。 综合上述分析可知该零件的加工较容易，可采用先进的，高效率的工艺方法进行加工制造，但使其加工成本较高，为了降低其加工成本，可适当调整加工设备采用一般工艺方法进行加工三 确定毛坯的类型及其

9、制造加工方法1.毛坯类型毛坯的形状和特征，在很大程度上决定着活塞工序的多少，机械加工的难易程度，材料的大小及模具的质量与寿命。毛坯类型有铸，锻，压制，冲压，焊接，型材和板材等。分析：锻造后，工件的力学性能比铸件好，使零件材料内部组织细密，碳化物分布和流线分布合理，从而提高模具的质量和使用寿命，铸造能够生产形状复杂的毛坯，适应性广，能节省金属材料和机械加工的工作量且成本较低，但铸造生产存在着工序复杂，铸件的力学性能低于锻件，劳动条件较差；冲压的生产效率高，易于实现机械与自动化生产，制品的尺寸精确，互换性好，节约金属，操作方便，但是模具制造复杂成本较高，适用于大量生产，焊接可节省材料与工时，减轻结

10、构的质量，焊接接头的致密性好，可以制造密封容器，以及双金属结构件，生产效率高，便于机械化，自动化生产，但由于焊接的过程是局部加热与冷却的过程，容易产生焊接应力，变形及焊接缺陷，有些金属的焊接要求比较复杂的工艺措施才能保证焊接质量。 经分析并结合该零件工艺分析可确定其毛坯为锻件（即锻坯）。毛坯图四 拟定工艺路线1.确定工艺路线原则（1）.制定工艺路线的依据应使零件的各尺寸精度，位置精度，表面粗糙度和各向技术要求能得到保证，在一定生产条件下以最快的速度，最少的工作量和最低的成本，安全可靠的加工出符合零件的工作拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则。当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯

11、质量高，加工余量小时可以不划分加工阶段。在数控机床上加工零件以及某些运输，装夹困难的重型零件，也不划分加工阶段，而在一次装夹下完成全部表面的粗，精加工，对重型零件可在粗加工之后将夹具松开以消除加紧变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进行精加工，以利于保证重型零件的加工质量，对于精度要求高的重型零件，仍需划分加工阶段，并适时进行时效处理消除内应力。该零件的表面质量要求较高，且需多次装夹，所以其工艺路线需划分加工阶段完成。（2）.制定工艺规程时应注意的问题 技术的先进性经济上的合理性 使用上的安全性由于该零件生产纲领确定了成批生产，因此采用工序集中原则使，用普通机床配以专用夹具，可降低生产成本，以

12、获得好的经济效益加工顺序由以下原则确定：先粗加工，后精加工，先加工基准面，后加工其他面，先加工主要面，后加工次要面，后加工孔，并且应遵基准重合原则，基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。2.拟定工艺路线一般应遵循工艺过程划分加工阶段的原则。当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高，加工余量小时可以不划分加工阶段。在数控机床上加工零件以及某些运输，装夹困难的重型零件，也不划分加工阶段，而在一次装夹下完成全部表面的粗，精加工，对重型零件可在粗加工之后将夹具松开以消除加紧变形，然后再用较小的夹紧力重新夹紧，进行精加工，以利于保证重型零件的加工质量，对于精度要求高的重型零件，仍需划分加工阶段

13、，并适时进行时效处理消除内应力。该零件的表面质量要求较高，且需多次装夹，所以其工艺路线需划分加工阶段完成。3.表面加工方法的选择当模具零件的表面加工精度要求较高时，可根据不同工艺方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度等因素。首先确定被加工表面的最终加工方法，然后再选定最终加工方法，然后再选定最终加工方法之前的一系列准备工序的加工方法和顺序，以便通过逐次加工达到设计要求。选择加工方法时常常根据经验或查表法来确定，在根据实际情况或通过工艺是试验进行修改。依据各表面加工要求和各加工 要求和各个加工方法能达到的经济精度查文献1表111孔的加工方法和表1-12平面加工方法确定各表面的加工方法如下要求和各

14、个加工方法能达到的经济精度查文献1表111孔的加工方法和表1-12平面加工方法确定各表面的加工方法如下：通过零件分析可分为以下几部分。：1个9H7孔。粗车精车；：1个9H7的孔，粗车精车；4.工艺阶段的划分工艺路线按工序性质一般分为粗加工阶段，半精加工阶段和精加工阶段。对于那些加工精度和表面质量要求特别高的表面在工艺过程中还应安排光整加工阶段。具体的工艺阶段划分祥见该零件的工艺规程卡片中各工序的介绍。根据所选定的表面加工方法和各加工阶段中表面的加工要求，可以将同一阶段中各表面的加工组合成不同的工序，在划分工序时可以采用工序集中或分散的原则。由于活塞加工精度要求高，且多属于单件或小批量生产，为了简化生产组织工作，则多采用组织集中划分工序5.加工顺序的安排（1） 切削加工的安排模具零件的被加工表面切削加工应遵循先粗后精；先基准后其他；先主要后次要；先平面后内孔；内外交叉，具体祥见加工工艺规程路线表卡片。