机械制造技术课程设计-张紧轮支架加工工艺及夹具设计.doc

邈乂灭斤上坎孝现代科技学院POLYTECHNIC INSTITUTE TAIYUAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY太原理工大学现代科技学院课程设计张紧轮支架加工工艺及夹具设计说明书1 绪论 12 张紧轮支架的分析 22. 1张紧轮支架的工艺分析 22. 2张紧轮支架的工艺要求 23工艺规程设计 43. 1加工工艺过程 43. 2确定各表而加工方案 43. 2. 1影响加工方法的因索 43.2.2加工方案的选择 53.3确定定位基准 53.2.1粗基准的选择 53.2.1精基准选择的原则 63. 4工艺路线的拟订 73.4.1工序的合理组合 73.4.2T序的集中与分散 73.4.3加工阶段的划分 83. 5张紧轮支架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 93.5.1毛坯的结构工艺要求 93.5.2张紧轮支架的偏差计算 103. 4. 4加工工艺路线方案的比较 103. 6确定切削用量及基木工时（机动时间） 124 铳35MM和28MM平面夹具设计 224.1问题的提出 224.2切削力和夹紧力计算 224.3定位误差分析 244.4夹具设计及操作的简要说明 25结论 26参考文献 27机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通所学的知识，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，是指导牛产 的重要的技术性文件它直接关系到产品的质量、牛产率及其加工产品的经济效 益，牛产规模的大小、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牛产该产品的质量的重 要保证的重要依据在编制工艺吋须保证其合理性、科学性、完善性而机床夹具是为了保证产品的质量的同吋提高牛产的效率、改善工人的劳动 强度、降低牛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而本次对于张紧轮支架加工工艺及夹具设计的主要任务是：完成张紧轮支架零件加工工艺规程的制定2 张紧轮支架的分析2. 1张紧轮支架的工艺分析张紧轮支架是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂, 但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也 很高张紧轮支架的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是Ra6.3,所以 都要求精加工其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，张紧轮支架底面与大头 孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公 差要求等。

因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面 质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加 工是非常关键和重要的2. 2张紧轮支架的工艺要求一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同吋使加工的劳动 量最小而设计和工艺是密切相关的，乂是和辅相成的设计者要考虑加工工艺 问题工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求/古1b 匚018 orA图2.1张紧轮支架冬件图该加工加工表面：平面加工包括张紧轮支架底面、支架底面反面台阶面；两 支脚的两个端面孔系加工包括ei3孔；腰形孔以平面为主有：①张紧轮支架底面的粗、精铳加工，其粗糙度要求是；Ra=6. 3② 两支脚端面的粗、精铳加工，其粗糙度要求是Ra=6. 3o（2）孔系加工有： ①ei3孔的钻、较孔加工，其表面粗糙度为Ra = 6.3 ；②腰形孔铳加工，其表面粗糙度要求Ra=25；张紧轮支架毛坯的选择铸造，因为牛产率很高，所以可以免去每次造型单 边余量一般在1〜3mm,结构细密，能承受较大的压力，占用牛产的面积较小 因其年产量是4000件，由［3］表2」〜3可知是小批量牛产。

上面主要是对张紧轮支架零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分 析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和小批的批量牛产方式，从而为工艺规程 设计提供了必要的准备3工艺规程设计3.1加工工艺过程由以上分析可知，该张紧轮支架零件的主要加工表面是平面、孔系般来 说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易因此，对于张紧轮支架 来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面 之间的相互关系以及各尺寸精度由上面的一些技术条件分析得知：张紧轮支架的尺寸精度，形状精度以及位 置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高3. 2确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就 是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同吋使加工的劳动量 最小设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的对于我们设计张紧轮支架的 加工工艺来说，应选择能够满足平而和孔加工精度要求的加工方法及设备除了 从加工精度和加工效率两方而考虑以外，也要适当考虑经济因素在满足精度要 求及牛产率的条件下，应选择价格较底的机床3. 2.1影响加工方法的因素(1) 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求， 选择加工方法及分儿次加工。

2) 根据牛产类型选择，在大批量牛产中可专用的高效率的设备在单件小 批量牛产中则常用通用设备和一般的加工方法如、柴油机连杆小头孔的加工， 在小批量牛产时，采用钻、扩、狡加工方法；而在大批量牛产时采用拉削加工3) 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有 色金属由于磨削吋容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铳等4） 要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和 设备，推广新技术，提高工艺水平5） 此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求， 工件形状和重量等选择加工方法一般先按这个零件主要表而的技术要求来选定最终加工方法 再选择前而各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆而，要求公差为IT6, 表而粗糙度为RaO. 63 u m,并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序 可为粗车——半精车——淬火——粗磨3. 2. 2加工方案的选择（1） 由参考文献［3］表2. 1〜12可以确定，平面的加工方案为：粗铳——精铳（/厂7 IT9）,粗糙度为Ra 6. 3〜0.8, —般不淬破的平面，精铳的粗糙度可以较小2） 由参考文献［3］表2. 1〜11确定，©13孔的表面粗糙度要求为6. 3,则选 择孔的加方案序为：钻——饺。

⑶腰形孔铳加工加工方法3. 3确定定位基准3. 2.1粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工 表而与加工表而间的尺寸、位子符合图纸要求粗基准选择应当满足以下要求：（1） 粗基准的选择应以加工表而为粗基准H的是为了保证加工而与不加工 而的相互位置关系精度如果工件上表而上有好几个不需加工的表面，则应选择 其小与加工表而的相互位置精度要求较高的表而作为粗基准以求壁厚均匀、外 形对称、少装夹等2） 选择加工余量要求均匀的重要表而作为粗基准例如：机床床身导轨而 是其余量要求均匀的重要表而因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身 的底而，再以底面作为精基准加工导轨面这样就能保证均匀地去掉较少的余量, 使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性3） 应选择加工余量最小的表而作为粗基准这样可以保证该而有足够的加工余量4）应尽可能选择平整、光洁、而积足够大的表面作为粗基准，以保证定位 准确夹紧可靠有浇口、冒口、飞边、毛刺的表而不宜选作粗基准，必要吋需经 初加工要从保证孔与孔、孔与平而、平而与平而乞间的位置，能保证张紧轮支架在 整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位从张紧轮支架零件图分析可知， 主要是选择加工张紧轮支架底而的装夹定位而为其加工粗基准。

3. 2.1精基准选择的原则（1） 基准重合原则即尽可能选择设计基准作为定位基准这样可以避免定 位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差2） 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准基准的统一•有利于保证 各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比 较统一，从而可减少夹具设计和制造工作例如：轴类零件常用顶针孔作为定位 基准车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面, 而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度3） 互为基准的原则选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反 复加工例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨 齿面，这样能保证齿面余量均匀自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加 工表面本身为基准例如：磨削机床导轨面吋，是以导轨面找正定位的此外， 像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子此外，还应选择工件丄精度高尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固 可靠并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之问的位置，能保证张紧轮支架在 整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。

但用一个平面和一个孔定位限制 工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程 小基本上都采用统一的基准定位的要求选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹 准3. 4工艺路线的拟订对于中批量牛产的零件，一般总是首先加工出统一的基准张紧轮支架的加 工的第一个工序也就是加工统一的基准具体安排是先以孔和面定位粗、精加工 张紧轮支架底面大头孔上平面后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则3. 4.1工序的合理组合确定加工方法以后，就按牛产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备 等具体牛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 床工艺装备牛产准备工作量少，产站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，牛产面积大，工艺路线长，牛产管理复杂2) 工序集中原则工序数ri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 和牛产面积，也简化了牛产管理，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，大量牛产可采用高效率的专用机床，以提 高牛产率。

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，牛 产准备工作量大一般情况下，单件小批牛产中，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结构简单的专用机床和工夹具组织 流水线牛产加工工序完成以后，将工件清洗干净清洗是在80 90沁的含0.4%〜1.1% 苏打及0.25%〜0.5%亚硝酸钠溶液中进行的清洗后用压缩空气吹干净保证零 件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于200加g3. 4. 2工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数采用工序集中或工序分散是其两个不 同的原则所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反Z为工序分散1)工序集中的。