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1、第1章 绪 论1.1 设计目的毕业设计是高等院校学生在学完了大学所有科目，进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节。毕业设计主要培养学生综合运用所学的知识来分析处理生产实际问题的能力，使学生进一步巩固大学期间所学的有关理论知识，掌握设计方法，提高独立工作的能力，为将来从事专业技术工作打好基础。另外，这次毕业设计也是大学期间最后一项实践性教学环节。通过本次毕业设计，应使学生在下述各方面得到锻炼：（1）熟练的运用机械制造基础、机械制造技术和其他有关课程中的基本理论，以及在生产实习中所学到的实践知识，正确的分析和解决某一个零件在加工中基准的选择、工艺路线的拟订以及工件的定位、夹紧，工艺尺寸确定等
2、问题，从而保证零件制造的质量、生产率和经济性。（2）通过夹具设计的训练，进一步提高结构设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力。（3）能比较熟练的查阅和使用各种技术资料，如有关国家标准、手册、图册、规范等。（4） 利用Mastercam X绘制三维图及加工仿真，加强对工艺设计的掌握程度，并且直观理解加工过程。（5）在设计过程中培养学生严谨的工作作风和独立工作的能力。1.2 设计任务（1）完成左支座零件毛坯图A3一张及左支座零件图A2一张。（2）完成左支座零件工艺规程设计，撰写设计说明书。（3）完成左支座机械加工工艺过程卡及工艺卡一套。（4）完成某一道工序专用夹具装配图A1一张及夹具体图A3一
3、张。（5）完成Mastercam X绘制实体图及仿真加工过程。第2章 车床左支座零件的分析及毛坯的确定机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业高质量，高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种机床上，用某一种加工方法就能完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件的各组成表面选择合适的加工方法，还要合理
4、地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出来合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，可能其中有种方案比较合理且切实可行。因此，必须根据零件的具体要求和可能的加工条件等，拟订较为合理的工艺过程。2.1 车床左支座的作用和工艺分析2.1.1 零件的作用题目所给的是机床上用的一个支座.该零件的主要作用是利用横、纵两个方向上的5的槽.使尺寸为80的耳孔部有一定的弹性,并利用耳部的21的孔穿过M20的螺栓一端与25H7()配合的杆件通过旋紧其上的螺母夹紧,使装在80H9()的心轴定位并夹紧。2.1.2 零件的工艺分析左支座共有两组加
5、工表面,它们互相之间有一定的位置要求,现分别叙述如下:（一）以80H9()内孔为中心的加工表面：加工表面包括:80H9()孔的大端面以及大端的内圆倒角，四个13的底座通孔和四个20的沉头螺栓孔,以及两个10的锥销孔,螺纹M8-H7的底孔以及5()的纵槽，主要加工表面为80H9()，其中80H9()的大端端面有表面粗糙度的要求为：Ra=3.2m，且对80H9()孔的轴心线有 垂直度要求为:0.03。（二）以25H7()的孔加工中心的表面：这一组加工表面包括21的通孔和38的沉头螺栓孔以及43的沉头孔,螺纹M10-7H的底孔以及尺寸为5()的横槽，主要加工表面为25H7()。由上述分析可知，对于以
6、上两组加工表面,可以先加工其中一组，然后再借助于专用夹具加工另一组加工表面，并且保证其位置精度。2.2 零件毛坯的确定2.2.1 毛坯材料的制造形式及热处理（一）左支座零件材料为:HT200在机床工作过程中起支撑作用,所受的动载 荷和交变载荷较小.由于零件的生产类型是中批量生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可以采取金属模机械砂型铸造成型，这样有助于提高生产率,保证加工质量.灰铸体一般的工作条件：（1）承受中等载荷的零件。（2）磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa。（二）毛坯的热处理灰铸铁（HT200）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大
7、；因此，使石墨片得到细化，并改善石墨片的分布，可提高铸铁的性能。可采用石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗碳体出现），以便于切削加工。2.2.2 毛坯结构的确定根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目已知零件的年生产纲领500件/年。由可知，其生产类型为中批生产。毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造成型。又由于支座零件80孔需铸出，故还应安放型芯，此外，为清除残余应力，铸造后应安排人工时效。由可知，该种铸件的尺寸公差等级CT为810级，加工余量等级MA为G级，故选取尺寸公差等级CT为10级，加工余量等级MA为G级。铸件的分型面选择通过从基准孔轴线，且与侧面平行的
8、面。浇冒口位置分别位于80孔的上顶面。由用查表法确定参考面的总余量如表1-1所示。表1-1 各加工表面总余量（单位：）加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明A面140G4.0底面，单侧加工80孔80H5.0孔降1级大侧加工由可知铸件主要尺寸的公差，如表1-2所示。表1-2 毛坯主要尺寸及公差（单位：）主要尺寸零件尺寸总余量毛坯尺寸公差CTA面中心距尺寸1004.01043.280孔805.0751.637第3章 车床左支座的加工工艺设计3.1 工艺过程设计中应考虑的主要问题3.1.1 加工方法选择的原则（1） 所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。（2） 所选加工方法能确保加
9、工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。（3） 所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。（4） 加工方法要与生产类型相适应。（5） 所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。3.1.2 加工阶段的划分为保证零件加工质量和合理地使用设备、人力，机械加工工艺过程一般可分为一下几个阶段：1.粗加工阶段主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽可能接近成品。因此，此阶段应采取措施尽可能提高生产率。2.半精加工阶段完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备。3.精加工阶段保证各主要表面达到图样的全部技术要求，此阶段的主要目标是保证加工质量。4.光整加工阶段对质量要求很高
10、的表面，应安排光整加工，以进一步提高尺寸精度和减少表面粗糙度。但一般不能用以纠正形状误差和位置误差。通过划分加工阶段：（1）可以逐步消除粗加工因余量大、切削力大等因素造成的加工误差，保证加工质量。（2）可以合理使用机床设备。（3）便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合得更好。（4）可以及时发现毛坯缺陷，及时修补或决定报废，以免因继续盲目加工而造成工时浪费。3.1.3 加工顺序的安排零件的加工顺序包括切削加工顺序、热处理先后顺序及辅助工序。在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。（一）机械加工顺序的安排原则1.基面先行2.先主后次3.先粗后精4.先面后孔有
11、些表面的最后精加工安排在部装或总装工程中进行，以保证较高的配合精度。（二）热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于零件材料及热处理的目的。预热处理的目的是改善材料的切削工艺性能、消除残余应力和为最终热处理作好组织准备。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的残余应力：调质一般安排在粗加工和半精加工之间进行，为最终热处理作好组织准备：时效处理用以消除毛坯制造和机械加工中生产的内应力。最终热处理的目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性及防腐美观等。淬火及渗碳淬火、氰化、氮化等安排在精加工磨削之前进行；由于调质后零件的综合机械性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不
12、高的零件，也可作为最终热处理，其工序位置安排在精加工之前进行；表面装饰性镀层、发蓝处理，安排在机械加工完毕后进行。（三）辅助工序的安排辅助工序主要包括：检验、清洗、去毛刺、去磁、到棱边、涂防锈油及平衡等。其中检验工序是主要的辅助工序，是保证产品质量的主要措施。除各工序操作者自检外，在关键工序之后、送往外车间之前、粗加工结束之后，精加工之前、零件全部加工结束之后，一般均安排检验工序。3.1.4 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：1.工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通
13、用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。2.工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。中批及大批大量生产中，多采用工序工序分
14、散的加工原则，生产中可以采用结构简单的专用机床和通用夹具，组织流水线生产。3.2 基准的选择3.2.1 粗基准和精基准的具体选择原则（一）粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。一般按下列原则选择：1.为保证不加工面与加工面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。2.合理分配个加工面的余量。3.粗基准应避免重复使用。4.选作粗基准的表面应平整，没有注口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。（二）精基准的选择1.基准重合原则应当尽量使定位基
15、准与设计基准相重合，以避免因基准不重合而引起定位误差。2.基准统一原则在零件加工的整个工艺过程中或者有关的某几道工序中尽可能采用同一个(或一组)定位基准来定位，称为基准统一原则。3.自为基准原则当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选择加工表面作为基准，称为自为基准原则。4.互为基准原则对于相互位置精度要求很高的表面，可以采用基准反复加工的方法，这称为互为基准原则。5.便于装夹原则所选精基准应能保证工件定位准确、稳定，夹紧方便可靠。精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支撑面积较大的表面。（三）辅助基准的选择选择辅助基准时应尽可能使工件安装定位方便，便于实现基准统一，便于加工。3.2.2 选择本题零件的基准（一）粗基准的选择原则按照有关粗基准的选择原则，当零件有不加工表面的时候,应该选取这些不加工的表面为粗基准;若零件有若干个不加工表面时，则应以其加工表面相互位置要求较高的表面作为粗基准。现取R55的外圆柱表面作为定位基准，消除X,Y的
