机械制造工艺课程设计

院    系      机械工程     

专    业       数控技术     

姓    名       张智恩     

年    级       507-2班    

指导教师      谭香玲       

二零一一年十二月

机械制造工艺课程设计任务书

    工     学院       模具设计与制造   专业    2007  年级

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题目：支架零件的机械加工工艺规程(批量生产)

主要内容：

1．绘制零件图及零件的毛坯图 (A3)            

     2．设计零件的机械加工工艺规程，并填写：整个零件的机械加工工艺过程卡（A4）；

3．编写设计说明书。

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班    级：       09301                     

学    生：     张斌                   

2010年12月 10日

序  言

    机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。

     由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。

1.2零件的工艺性分析和零件图的审查    1

     3.5填写加工工艺卡片..............................................13

第一章 零件分析

1.1零件的作用

支架是机床上用于支撑轴的机构，支架以Φ80孔套在轴上。

本设计任务给定的零件转支架即传递运动并保持其他零件正确工作方式，和保持互相之间的正确位置。其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度，等有一定的要求，由于零件不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。

1.2零件的工艺性分析和零件图的审查

   分析零件图可知，该零件除主要工作表面和基准面精度要求比较高，其余表面加工精度均要求较低，不需要高精度机床加工，通过铣削的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较为经济的方法保证质量地加工出来。对支架的加工工艺有以下几个方面要求： 

1.21铣底面保证长度260±0.5和铣左侧面保证长度14，并且保证粗糙度为1.6.

1.22镗内孔保证Φ80的孔，同轴度为0.005，直线度为0.01，平行度为0.005. 

第2章 选择毛胚

2.1 确定毛坯的成形方法

该零件材料为HT15-35，大批量生产，考虑到支架工作过程中受力不大，轮廓尺寸也不大，各处壁厚相差较小，从结构形式看，几何形体不是很复杂，采用铸造生产比较合适，故可采用砂型铸造成形。

2.2 铸件结构工艺性分析

该零件底平面因散热面积大，冷却快，又采用砂型铸造，保温性能好，冷却速度较慢，故能满足支架使用要求。

2.3 铸造工艺方案的确定

铸造方法的选择：根据铸件的尺寸中等，形状比较简单，而且选用灰口铸铁为材料，并且铸件的表面精度要求不高，结合生产条件选用砂型铸造。

第3章 工艺规程设计

3.1定位基准的选择

本零件是有精度较高要求的孔的方状零件，平面和孔是设计的基准，也是装配和测量的基准，在加工时，应尽量以大平面为基准。

先铣出A表面，以下A表面为基准，加工出B表面，再以A表面为基准加工左右侧面，以左右侧面加工左右端面，以A面和B面共同为基准钻出直径为80的孔。

3.2制订工艺路线

一、加工面的要求

本设计任务给的零件需要加工的表面有：端面，内孔，园角等，其加工方法如下：

（1）A表面（大面积表面）和B面：是定位基准面，表面粗糙度R1.6.用铣车进行端铣平面，先粗铣，在进行半精铣和精铣。

（2）孔处的左右端面：表面粗糙度R6.3，进行粗铣，后要半精铣。

（3）孔处的上端面和侧面：不是重要表面，没有粗糙度要求，只要进行粗铣即可。

    （4）Φ80孔的内表面：是重要的表面，表面粗糙度Ra1.6,可进行粗镗后半精镗和精铣镗。

（5）圆角：R3-R5圆角，可用立铣刀周铣出圆角。

二、工序顺序的安排

（1）机械加工工序的安排如下：

  遵循“先粗后其他”原则，首先加工精基准----支架A面；

  遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；

  遵循“先主后次”原则，先加工主要表面-----支架的A面和B面，后加工次表面----侧面和端面；

  遵循“先面后孔”原则，先加工支架A面和B面和铣左右端面，再镗Φ80的孔。

（2）热处理工序的安排如下;

1.31支架材料为HT15-33，为达到表面硬度，耐磨，中心韧性好的要求，安排如下热理工序：

1.32毛胚铸造后退火，通处过退火工序，消除铸造内应力，细化晶粒、降低硬度改善机加工时的切削性能。

1.33进行调质处理，在粗加工阶段经过粗铣、等工序，支架大部分余量被切除。粗加工过程中切削和发热都很大，在力和热的作用下，支架产生内应力，通过调质处理可消除内应力代替时效处理，同时可以得到所要求的韧性。

（3）辅助工序的安排如下；

   粗加工下表面和热处理后，安排校直工序；半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；精加工后，安排去毛刺，清洗和终检。

方案一：

三、工序的合理组合

1、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

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，在一次装夹中同时的加工数个表面易于保证这些表面间的相互精度，使用设备少，大量生产可采用高效率的专业机床，以提高生产效率。但采用复杂的专业设备和工艺装备，使成本提高，调整维修费时，生产准备工作量大。

2、在国内目前的情况下，大批量生产中，没有要求工人要很高的技术，大多不采用专业设备，工序集中程序受到。所以采用工序分散原则，结构简单的通用机床和专业工夹具组织流水线生产。

3、工序完成以后，将工件清洗干净，清洗是在80-90℃的含0.4%-1.1%苏打及0.25%-0.5%亚钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净保证零件内部基本无杂质、铁屑、毛刺、砂粒等残留物。

4、工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是两个不同的原则。工序集中和工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用哪一种原则。

四、加工阶段的划分

零件的加工质量要求较高，常把整个加工过程划分为几个阶段：

（1）粗加工阶段

粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工是能及早发现毛胚的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。

（2）半精加工阶段

半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的表面精度等级一般为IT9-IT10。半精加工阶段切除的少量加工余量，主要目地是保证零件的形状位置及精度，尺寸精度及表面粗糙度，使各主要表面达到图纸要求，另外精加工工序安排在最后，可防止或减少工件精加工表面损伤。

（3）精加工阶段

精加工应采用搞精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度。精加工的加工表面精度等级一般为IT6-IT7。

（4）光整加工表面

对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺寸精度改善很少，一般不能纠正个表面相互误差，其精度等级一般为IT5-IT6。

五、技术要求

 3.31 选择加工设备

(1)工序3，5和8，用的是铣床，分别进行粗铣，精铣。用普通的卧铣床X62W型万能卧铣床即可。

(2)工序6，7和9是镗孔工序，分别是粗镗和半精镗。使用普通的镗床即可。

3.32 选择刀具

(1)在工序3，5和8铣平面时，铣刀可以选择直齿或错齿的端铣刀和周铣刀，工序中有粗铣和精铣，在粗铣后，要留有一定的加工余量，供精铣工序加工。

(2)镗孔只需要镗Φ80的孔，有粗镗，半精镗和精镗，粗加工可用镗刀YT8,半精加工可用YT15，精加工可用YT30。

3.33选择量具

    本零件是单件大批量生产，故采用的是通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器具的测量方法的极限误差来选择。在这里选的是第一种方法。

3.33.1选择平面的量具：

由零件图上看，各平面的相互位置要求不是非常严格，其最小不确定度为0.1mm，选用分度值为0.05mm，测量范围为0-350mm的游标卡尺就行了，因为其不确度为0.1mm，显然满足要求。

3.33.2选择内孔的量具：

此零件对孔的精度要求较高，孔的上下偏差要求在0.005之内，故可选用分度值为0.001mm，测量范围为0-100mm的内径千分尺，其圆柱度为0.005，满足测量精度的要求。

3.34加工量计算表

 工序

（1）确定基准面

零件A面表面较大，其精加工后精度要求较高所以选择A面做为加工零件的基准平面。

（2）加工工序

1、先粗铣A面，以A面为基准粗铣B面；

2、以A面为基准粗铣左右侧面；

3、以左右侧面为基准粗铣孔的左右端面，使保证与A面的垂直度和表面粗糙度Ra6.3；

4、以A面、B面同时为基准粗镗内孔；

5、半精镗内孔；

6、精铣A面、B面，保证表面粗糙度Ra1.6；

7、精镗内孔，保证Φ80H7；圆柱度为0.005；与A面，B面的平行度为Φ0.05；直线度为0.01。

3.5填写加工工艺卡