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1、西安技师学院工业自动化系数控技术专业 实训报告 题目：零件的机械加工工艺规程编制和 专用夹具设计学院：西安技师学院专业：数控车工姓名：侯永永班级：12G数车二班学号：213指导老师：赵鹏设计地点：西安技师学院起止日 期：2009年9月至2012年4月序言随着机械制造业的不断发展，社会对生产率的要求也越来 越高，因此，大批量生产成为时代的需求，而组合机床就可以 满足这一需求，我们有必要来研究他。另外，支架是主要起支 撑作用的构架，承受较大的力，也有定位作用，使零件之间保 持正确的位置。因此支架加工质量直接影响零件加工的精度性 能，我们有 必要对其进行研究。机械制造毕业设计涉及的内容比较多，它是基
2、础课、技术 基础课以及专业课的综合，是学完机械制造技术基础（含机 床夹具设计）和全部专业课，并进行了实训的基础上进行的， 是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们三年大学生活中占有重要的地位。本次毕业设计使我们能综合运用机械制造的基本理论，并 结合生产实践中学到的技能知识，独立地分析和解决工艺问 题，初步具备设计一个中等复杂程度零件（支架）的工艺规 程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方 案，完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、 图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。目录一、 对零件进行工艺分析并画零件图
3、1.1 工件的结构特点 41.2 工件的工艺分析-41.3 配合件的零件图5二、选择毛坯的制造方法并绘制毛坯简图2.1 选择毛坯的制造方式 52.2 确定毛坯的形状、大小 6三、制订零件的机械加工工艺路线3.1 确定零件各孔、平面加工方案73.2 定位基准的选择93.3 制订工艺路线93.4 选择各工序机床及工、夹具，刀具，加工余量及工序间尺寸和公差的确定103.5 切削用量和时间定额的确定彳13.6 机械加工工艺过程卡和工序卡 13四、机床夹具设计计算和结构设计4.1 确定夹具设计方案，绘制结构原理示意图 164.2 工件在夹具中加工的精度分析204.3 计算夹紧力-214.4 画夹具装配图
4、和零件图22五、参考文献及毕业设计总结 23一、对零件进行工艺分析并画零件图1.1 支架的作用及结构特点支架是起支撑作用的构架，承受较大的力，也具有定位作用，使零件之间保持正确的位置。在支架高20mm处两个R12mn宽12mnt勺凸出部位之间相隔2mm其中一个上有螺纹孔， 另一个上有通孔，则此处构造比较复杂，且在支架高36mm处有2mm宽的一个缺口，这两部分刚度比较低。中间有 30mm的孔，属于套类结构，伸出部分为一平台，上有螺纹盲孔，在端部有 倾斜60的凸出部分，起定位作用，此处应力教集中，强度要好。在平台下面有增强其硬度的肋板。 两个R12mn凸出，2mm宽36mm高处映口及R10mn凸出
5、部分为复杂结构，其加工存在一定的难 度，要求较高，防止其损坏，需要对其进行必要的热处理。1.2 零件的工艺分析主要加工表面30mm中心孔及两端倒角，上、下端面，M6J12螺纹盲孔，右端部倾斜60凸出部分中间孔 8mm左端两个凸出部分外侧面及其中间M10螺纹孔和11孔。选用灰铸铁HT150,硬度150200HB，负荷低，磨损无关重要，变形很小，经过正 火处理。灰铸铁件的牌号和使用范围如表1-1所示。(2)未标注圆角半径为R3mm(3)加工表面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷，并应清理清洁。(4)所有加工表面应光洁，不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹杂物。(5) 上下表面应和中心孔
6、轴线保持一定的垂直度0.06mm和平面度0.05mm,中心孔内表 面表面粗糙度Raw 1.6 Pm左端两个凸出部分外表面Raw 6.3 口 m,右端部倾斜60。凸出部 分中间孔内 表面Ra1.6 Pm为较高精度，且 8。015。(6) 在加工之前进行人工时效热处理，对毛坯预备性热处理，为降低零件硬度，在精加工阶段的磨削加工前进行淬火处理，淬火后工件硬度提高且易变形。表1-1灰铸铁件的牌号和使用范围牌号硬度HB使用范围工作条件用途举例HT1005盲孔，M10螺纹底孔，量具卡尺；攻螺纹，丝锥M6X1,螺纹量规，攻螺纹机S4012A;(5) 工序8,选择X6130A万能升降台铳床，专用夹具，采用高速
7、钢镶齿三面刃铳刀225mm量具卡板。F面有3mm加工余量，粗铳2mm留1mm余量，精铳，相对于B面，保证 平行 度 0.06mm；(6) 工序9,选择X6130A万能升降台铳床，专用夹具，9扩孔钻(直柄扩孔钻)，扩钻通孔9, M10螺纹底孔，量具卡尺；攻螺纹，丝锥M10X1,螺纹量规，攻螺纹机S4012A;(7) 工序11,选择X6130A万能升降台铳床，专用夹具，采用高速钢镶齿三面刃铳刀225mm量具卡板。G面有3mm加工余量，粗铳2mm留1mm余量，精铳，相对于B面，保证 平行 度 0.06mm；(8)工序12,选择X6130A万能升降台铳床，专用夹具，10.8扩孔钻(直柄扩孔钻)，量具卡
8、 尺，加工此孔有4mm (双边)余量，留0.2mm精加工；较刀11H8,钱孔，直柄机用较刀；(9) 工序13,选择X6130A万能升降台铳床，专用夹具，29.8扩孔钻(直柄扩孔钻)，量具卡尺，加工此孔有 10mm (双边)余量，留0.2mm精加工； 粗较到29.93,直柄机用钱刀；精钱到30H7,直柄机用钱刀；(10) 工序14、15,倒角30o0032孔两端面内孔，选用卧式车床C620-1,专用夹具；(11)工序16,选择X6130A万能升降台铳床，专用夹具，量具卡尺7.8标准麻花钻，钻孔，留 0.2mm余量； 粗钱到7.96mm,留0.04mm余量，直柄机用钱刀；精锐到8H7,直柄机用钱刀
9、；3.5 切削用量和时间定额的确定(1)工序4,粗铳-精铳D面，保证总高,fz=0.08mm/齿(参考切削手册),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铳刀，dw =225mm齿数z=20,则ns =由=由27 =38r/min,现采用X6130万能升降台铳床，根据机床ndw兀汉225 使用说明书，取nw=37.5r/min,故实际切削速度为：V = n dwnw/1000= n X 225 X 37.5/1000=26.5m/min当nw =37.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为：查机床说明书，刚好有fm=60mm/min,故直接
10、选用该值，切削加工时，由于是粗铳精铳，利用作图法，可得出行程刀刃口宽20mmL=2x x60mm=360m,则机动加工时间为：Tm=L/fm20=360/60mi n=6mi n(2)工序5,粗铳精铳C、E面，切削用量同上，铳刀行程 L=360m叶16x2mm=392mm 则机动加工时间为 Tm = L/fm =392/60mi n=6.53mi n(3)工序6,钻M6J 12螺纹底孔，即钻5盲孔，确定进给量f:根据切削手册,当材料S bv 800MPado二5mml时，f =0.20.6mm/r,由于本零件在加工 5孔时属于低 刚度零件，故进 给量应乘系数0.75,贝Uf = (0.2 -0
11、.6 ) x 0.75=0.15-0.45mm/r根据X6130机床说明书,取f=0.1mm/r,切削速度，根据切削手册，查得切削速度V=18m/min,所 以Ns = 1000V/ n dw =1000 x 18/3.14 x 5=1145r/min 根据机床说明书，取 nw=195r/min,故实际切 削速度为V = n dwnw/1000 = n x 5 x 195/1000=3.06m/min 切削工时，L=12,则 Tm = L/nwf =12/195 x 0.1=0.62min(4)工序 7,攻螺纹 M6J 12, V = 0.1 m/s = 6m/min,即 ns =238r/m
12、in,按机床选取 nw =19517min,贝 V V=4.9m/min,机动工时：L=12mm 则Tm = 2L/nwf =12x 2/195 x 仁 0.13min(5)工序8,粗铳精铳F面，切削用量同工序4, L=40x 2=80mm则机动工时为Tm=L/fm =80/60mi n=1.33mi n(6)工序9,钻M10螺纹底孔，即扩孔钻 9的钻头对8的孔进行扩孔，根据有关手册的规 定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取f=(1.2 1.8)f 钻=(1.2 -1.8) x 0.65 x 0.75=0.585 0.87mm/r根据机床说明书，选取f=0.57mm/r,贝UV= (1/
13、2 1/3 V 钻=(1/2 1/3 )x 12=6 -4m/min则主轴转速为 n=51.634r7min,并按机床说明书取nw =68r7min,实际切削速度为：V=ndwnw/1000= n x 37 x 68/1000=7.9m/min切削工时,L=12mm,Tm = L/nwf=12/68 x 0.57=0.31 min(7)工序10,攻螺纹M10,切削用量同工序7, L=12mm则机动工时为： Tm = L/fm =12/60=0.2mi n(8)工序11,粗铳精铳G面，切削用量同工序8,机动工时为：Tm=1.33min(9)工序12,钻钱11孔用10.8钻头对8孔进行扩钻,同工序
14、9,切削工时：Tm =0.31 min11H8较刀钱孔，参考有关资料，取钱刀的切削速度Vc=0.3m/s=18m/min,由此计算出转速为：n=1000V/ n d=1000*18/n *11 =573.25r/min按机床实际转速取n=500r/min,贝U实际切削速度Vc = n dn/1000= n *11 *500/1000=15.7m/min=0.26m/s 切削工时：L=12mm Tm =L/nVc =12/500*0.26=0.09min(10)工序13,力口工30 o0 032孑1 用29.8钻头对25孔进行扩钻，同工序 9,切削工时：L=71,则切削工时：Tm =L/nwf=
15、71/68 x 0.57=1.83min 粗钱精钱30孔，参考有关资料，取钱刀的切削速度Vc=0.3m/s=18m/min,由此计一算出转速为：n=1000V/ n d=1000*18/n *30=191.08r/min按机床实际转速取n=200r/min,贝U实际切削速度Vc = n dn/1000= n *30*200/1000=18.84m/min=0.314m/s切削工时：L=70mm Tm =2L/nVc=2*70/200*0.314=2.23min(11)工序14,300。32内孔倒角C1 端面处)，选卧式车床C620-1,据手册及机床取fl=0.08mm/r,当采用高速钢车刀时，
16、根据一般资料，确定切削速度V=16m/min,则ns =1000V/n d=1000*16/n *30=159.1 r/min 按机床说明书取 nw =120r/mi n,则此时切削速度 为：V = n dnw/1000=11.3m/min切削工时：L=2mm 贝 U Tm = L/nwf =2/120*0.08=0.21 min(12)工序15,3Oo0032内孔倒角C1 (D端面处),同工序14,切削工时：Tm=0.21min(13)工序16,钻一粗钱精钱80如57.8标准麻花钻钻孔，同工序6,切削工时：L=10mmTm = L/n wf=10/195*0.1 =0.51 min粗钱精钱8
17、,参考有关资料，取钱刀的切削速度Vc =0.3m/s=18m/min,由此计算出转速为：n=1000V/ n d=1000*18/ n *8=716.56r/min按机床实际转速取n=700r/min,贝U实际切削速度Vc = n dn/1000= n *8*700/1000=17.58m/min=0.29m/s切削工时：L=10mm , Tm =2L/nVc =2*10/700*0.29=0.1 min3.6机械加工工艺过程卡和工序卡表3-4支架机械加工工艺主要工序卡工序工步工序说明机床夹具人或辅助工日刀具量 具 /、走 刀 次 数切削深度mm进给量 mm/r主轴转 速 r/min切削速 度
18、 m/min工时 定额 min粗铳D专 用 夹 具 /、41面，留1mm余 量X6130A高速钢 镶齿三 面刃铳卡 板1260mm/min37.526.532精铳D面刀11351粗铳C、E 面，留 1mm余 量X6130A13.53.262精铳C、E面113.2661钻M6J 12螺纹底了 IX6130A5麻 花钻 头卡 尺1120.11953.060.6271攻螺纹M6J12S4012A丝锥M6X 1螺纹量规11.251954.90.1381粗铳F面，留1mm余 量X6130A高速钢 镶齿三 面刃铳刀卡板1260mm/min37.526.50.672精铳F面110.6791钻M10螺纹 底孔
19、X6130A9扩 孔钻头卡尺1120.57687.90.31101攻螺纹M10S4012A丝锥M10X1螺纹量规11.251954.90.2111粗铳G 面，留 1mm余量X6130A高速钢 镶齿三 面刃铳刀卡板1260mm/min37.526.50.672精铳G面110.67121扩钻8孔X6130A 10.8 扩孔 钻头卡尺1120.57687.90.312精加 工钱 孔11H8钱刀1121.650015.70.09131犷钻25孔X6130A 29.8 扩孔 钻头1710.57687.91.832粗钱至U 29.9329.93 校刀1711.120018.81.123精较到30H730H
20、71711.12141倒角30 内孔， C端面处C620-1成型刀具样板10.0812011.30.21151倒角30内孔，D端面 处C620-1成型刀具10.080.21161用7.8钻头钻孔X6130A7.8麻花钻卡尺1100.11953.060.512粗较到7.967.96钱刀1101.770017.60.053精较到8H78H7钱刀1100.05表3-3支架机械加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容工艺装备1铸造铸造2热处理人二时效热处理3划线以毛坯外形找正划主要加工线钳台4铳以60外圆和C面为粗基准，粗铳D面， 留1mm余量，精铳X6130A,专用工装5铳以D面为精基准，粗铳C、E面，
21、留1mm 余量，精铳X6130A,专用工装6钻用5钻头钻M6J 12螺纹底孔X6130A,专用工装, 钻模7攻螺纹攻螺纹M6J 12S4012A,专用工装8铳以D面为精基准，B面为粗基准，粗铳F 面，留1mm余量，精铳X6130A,专用工装9钻用9钻头扩钻M10螺纹底孔X6130A,专用工装，钻模10攻螺纹攻螺纹M10S4012A,专用工装11铳以D面为精基准，B面为粗基准，粗铳G 面，留1mm余量，精铳X6130A,专用工装12钻钱用10.8钻头扩钻8孔，精加工较孔X6130A,专用工装，钻模13钻傲用29.8钻头扩钻25孔，粗较到29.93,精钱至I30H7X6130A,专用工装，钻模14
22、倒角倒角30内孔，C端面处C620-1,专用工装15倒角倒角30内孔，D端面处C620-1,专用工装16钻傲用7.8钻头钻孔，粗较到7.96,精钱到8H7X6130A,专用工装，钻模17热处理淬火，提高硬度，150200HB18钳工去毛刺钳台19终检按图样要求检验各部分尺寸20入库涂防锈油，入库四、机床夹具设计计算和结构设计经过对支架零件的机械加工工艺规程分析设计，对零件有了全面的认知，选择工序13钻扩粗钱精钱30。32分析，并结合此工序，设计一套专用夹具。4.1 确定夹具设计方案，绘制结构原理示意图(1 )定位方案力口工30 0032孔，内孔表面粗糙度Raw 1.6 口 m以底面D面为精基准
23、，限制三个自由度，以11孔轴线为定位基准，限制三个自由度，则对Z轴旋转自由度形成过定位，增大误差，必须消除过定位。此种情形可选择削边销(棱形销)即可消除过定位，再由夹紧装置即可限制一 个自由度，从而工件处于完全定位状态，进行加工。削边销尺寸标准如图4-1和表4-2所示：表4-2 削边销尺寸D236688-2020 2525 3232 40 40b2345668BD2-0.5D2-1D2-2D2-3D2-4D2-5(2)导向方案为了能迅速、准确地确定刀具和夹具的相对位置，钻夹具都应设置引导刀具的元件一钻套，钻套一般安装在钻模板上，钻模板和夹具体连接，钻套和工件之间留有排屑空间，因工件批量大且经钻
24、一粗钱精锐孔工序，加工精度高，所以此处选用固定式钻模，钻套选用快换钻套，如图4-3所示：图4-3快换钻套(3)夹紧方案由于零件加工工序较简单，定位较容易， 工件批量大，选取简单的手动夹紧装置， 螺旋 夹紧机构，用于夹紧零件的螺钉选有带手柄的螺冒，便于操作，使工件装卸迅速，方便。由于螺钉和 工件60外圆接触并施加夹紧力，此处选用圆周线接触。夹紧装置见总装配图所示。(4)夹具体的设计结合零件的结构、加工要求及以上分析，初步设计夹具体的结构。a、采用铸造夹具体的钢套钻孔钻模、定位心轴及钻模板均按装在夹具体上，夹具体底面为安装基 准面，此方案结构紧凑，安装稳定，刚性好，成本低，结构简单，较合理。b、采
25、用型材夹具体的钻模，夹具体由左侧板、定位心轴、钻模板安装在底座上，夹具体底面为安装基准面，此方案的夹具体为框架式结构，结构复杂、质量较轻、钻模刚性好，固定钻模板螺钉 受力比较大，易变形，但是由于零件为大批量生产，尽量减少生产成本，此方案不可取。综合上述，确定采用a方案。夹紧装置是紧固螺钉和V型块组成，其V型块和夹具体连接为一体，V型块及尺寸见图4-4和表4-5所示：图4-4NDBH1br基本尺寸极限偏差f7基本尺寸极限偏差f925161.555 45 6065-Q.030-0.06020_0.020-0.072夹具体的设计结构及各部分尺寸见夹具体图纸所示:表4-5 V型块尺寸(5)夹具总装配图
26、上的公差、技术要求的标注活动配合公差选择如表4-7、表4-8所示:表47配合形式精度要求使用定位销和工件基准孔一般要求较高精度定位元件和工件定位 基准间H7 H 7 H 7 h6 g6 1 f6H6H6H6 h5g5 f 5表48钻套名称加工方法及配合部位配合种类及公差等级可换钻套或 快换钻套钻孔及扩孔外径和衬套H7H7 g6f7刀具切削部分导向F7 G7 h6 h6刀柄或刀杆导向H7H7 f7g6粗较孔外径和衬套H7公 H7 g6,内径G7 H7h6, h6精较孔外径和衬套H6 H6g5， h5内径G6 H 6h5, h5影响夹具在机床上安装精度的尺寸和公差（SA）它们主要指夹具安装基面和机
27、床相应配合表面之间的尺寸、公差。夹具体的安装基面和机床的配合，钻模的安装基面是平面，可不必标注。影响夹具精度的尺寸和精度钻套和定位销之间尺寸40 0.1，型块的宽度35.8 0.02,为影响夹具体的精度尺寸，误 差在规定范围内。夹具总图上应标注的技术要求夹具总图上无法用符号标注而又必须说明的问题，可作为技术要求用文字写在总图的 空白处。如夹具使用时的操作顺序等。夹具总图上公差值的确定夹具总图上标注公差值的原则是在满足工件加工要求的前提下，尽量降低夹具的制造精度。夹 具总图上标注的第25类尺寸的尺寸公差和位置公差均直接影响工件的加工精度，取S J = （1/5-1/2） Sk式中：SJ一夹具总图上的尺寸公差或位置公差；S k -和SJ相应的工件尺寸公差或位置公差。当工件批量大、加工