左支座的加工工艺设计

目录

一、摘要 (2)

二、绪论 (2)

2.1设计目的 (2)

2.2设计任务 (3)

三、车床左支座零件的分析及毛坯的确定 (4)

3.1车床左支座的作用和工艺分析 (4)

3.1.1零件的作用 (4)

3.1.2零件的工艺分析 (5)

3.2确定毛坯、画毛坯图 (5)

四、左支座的加工工艺设计 (7)

4.1工艺规程设计 (7)

4.1.1定位基准的选择 (7)

4.1.2制订工艺路线 (8)

4.1.3选择加工设备及刀、夹、量具 (12)

4.2加工工序设计 (13)

五、夹具设计 (23)

5.1选择定位方案 (23)

5.1.1选择定位方案，确定要限制的自由度 (23)

5.2夹紧方案 (24)

根据工件夹紧的原则，如图所示，用移动式压板将工件压在支撑钻台上 (24)

5.3对刀方案 (25)

5.4夹具体与定位键 (25)

5.5夹具总图上的尺寸，公差和技术要求 (25)

六、参考文献 (27)

七、机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡 (27)

心得体会 (34)

一、摘要

在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间

二、绪论

2.1设计目的

课程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，这次课程设计也是大学期间一项实践性教学环节。通过本次课程设计，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.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。

2.2设计任务

1.完成左支座零件—毛坯合图及左支座零件图。

2.完成左支座零件工艺规程设计

3.完成左支座零件加工工艺卡

4.机床专用夹具装备总图

5.撰写设计说明书

零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单

三、车床左支座零件的分析及毛坯的确定

3.1车床左支座的作用和工艺分析

零件图

3.1.1零件的作用

题目所给的是机床上用的的一个支座.该零件的主要作用是利用横、纵两个

方向上的50

2+-mm 的槽.使尺寸为80mm 的耳孔部有一定的弹性,并利用耳部的?21mm 的孔穿过M20mm 的螺栓一端与?25H7(021.00 +)配合的杆件通过旋紧其上的螺母夹紧,使装在?80H9(087.00

+)mm 的心轴定位并夹紧。

3.1.2零件的工艺分析

其材料为Ht200，该材料具有较高的强度，耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大压力，要求耐磨的零件。

该零件上的主要加工面为车其底面140 mm，镗孔Φ80H9mm钻4xΦ20mm 孔，孔中Φ12mm 的通孔以及割槽5mm ,保证下表面A面Φ80的垂直度为0.03，而2-Φ13沉孔的之间距离保证为110±0.25mm;有关面和孔加工的经济精度及机床达到的位置精度所知，上述技术要求是可以达到的，零件的结构工艺性也是可得的。

3.2确定毛坯、画毛坯图

根据零件材料确定毛坯为铸件。又零件生产类型为中批量生产，毛坯的铸造方法选用砂型机械造型，又由于支座零件?80孔需铸出，故还应安放型芯，此外消除残余应力，铸造后应安排人工时效。

确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下，越小越好。在确定时应该考虑一下因素：

1.上道工序产生的表面粗糙度和表面缺陷层深度。

2.上道工序的尺寸公差。

3.上道工序留下的空间位置误差。

4.本工序的装。

由查表得，该种铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，故取CT为8级，加工余量等级MA为G级。

（1）查看毛胚余量；其中零件长度100mm

（2）零件内孔为Φ80 H9mm查灰铸铁机械加工余量表

（4）工序余量；查平面加工余量半精加工余量1.5mm

（5）粗加工余量3mm

各加工表面余量

加工表面 基本尺寸 加工余量等

级

加工余量数值 说明

下大端面A 140mm G 4mm 单侧加工 上小端面距下大端面尺

寸 100mm

G

4.5mm

单侧加工

Φ80孔 80 H 2.5mm 双侧加工 Φ25孔 25mm H 2mm 双侧加工 Φ10锥销孔

10mm

H

1mm

双侧加工

主要加工表面的毛坯尺寸及公差

主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT 小端面 100 4.5mm 104.5mm 4 Φ80孔 80 2.5+2.5mm 75mm 3.2 Φ25孔 25 2+2mm 21mm 2.4 Φ10锥销孔

10

1+1mm

8mm

1.8

左支座毛坯图

四、左支座的加工工艺设计

4.1工艺规程设计 4.1.1定位基准的选择

精基准的选择：左支座长140 mm 正方形底面，中间Φ80的孔及四边4-Φ13的孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现和左支座零件“一面二孔”的类型定位方式。此外底面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单可靠，操作方便。

粗基准的选择，考虑到以下几点要求：第一，选择零件上那些平整的足够大的表面作为粗基准，第二，选择零件上重要表面作粗基准。现取R55的外圆柱表面作为定位基准。

还应能保证定位准确，夹紧可靠。、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

的转动和X,Y 的移动四个自由度,再用?80H9(087

.00

)mm 的小端端面可以消除Z 周的移动。

精基准的选择原则

精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算。?80孔和A 面既是装配基准，又是设计基准，用它们做精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺规程路线遵循了“基准统一”的原则。此外，A 面的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。

由于生产类型为中批生产，故应该采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外还应降低生产成本。

4.1.2制订工艺路线

工序顺序的安排的原则

1.对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准。

2.按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面。

3.在重要表面加工前应对精基准进行修正。

4.按“先主后次，先粗后精”的顺序。

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。

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。

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。 工艺路线方案一

工序一：粗镗、精镗孔?80H9(087.00 +)mm 孔的内圆 工序二：粗铣、精铣?80H9(087.00 +)mm 的大端端面 工序三：镗?80H9(087.00

+)mm 大端处的2×45°倒角。 工序四：钻4-?13mm 的通孔，锪?20mm 的沉头螺栓孔。

工序五：钻2-?10mm 的锥销底孔，粗铰、精铰2-?10mm 的锥销孔。 工序六：铣削尺寸为5mm 的纵槽。

工序七：钻削通孔?20mm，扩、铰孔?25H7(25.00+)mm,锪沉头螺栓孔?38mm 和?43mm。

工序九：钻削M10-H7和M8-H7的螺纹底孔。 工序十：铣削尺寸为5mm 的横槽。 工序十一：攻螺纹M10-H7和M8-H7。 工序十二：终检。

工艺路线方案二

工序一：粗铣?80H9(087

.00

+)mm 孔的大端端面，以R55外圆为粗基准，选用X52K 立式升降铣床和专用夹具。

工序二：粗镗?80H9(087.00 +)mm 内孔，以孔?80H9(087.00

+)mm 孔的轴心线为基准，选用CA6130卧式升降车床和专用夹具。

工序三：精铣?80H9(087.00 +)mm 孔的大端面，以?80H9(087.00

+)mm 内圆为基准，选用X52K 立式升降台铣床和专用夹具。

工序四：精镗?80H9(087.00 +)mm 内孔，以及?80H9(087.00 +)mm 大端处的倒角2×45°，以?80H9(087.00 +)mm 孔的小端端面为基准。选用CA6130卧式升降车床和专用夹具。 工序五：钻削4-?13mm 的通孔，锪沉头螺栓孔4-?20mm。以?80H 9(087.00

+)mm 内圆为基准。选用Z5150立式钻床和夹具。

工序六：钻削?21mm 的通孔，扩、铰孔?25H7(25.00+)mm ，锪铰?38mm 的沉头螺栓孔。以?80H9(087.00 +)mm 孔大端端面为基准，选用Z3080卧式钻床和专用夹具。 工序七：锪削沉头螺栓孔?43mm。以孔?80H9(087.00

+)mm 的大端端面为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。

工序八：钻削M8-H7的螺纹底孔，以?80H9(087.00

+)mm 内圆为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。

工序九：铣削尺寸为5mm 的纵槽。以?80H9(087.00

+)mm 内圆为基准，选用XA6132卧式铣床和专用夹具。

工序十：钻削M10-H7的螺纹底孔。以?80H9(087

.00

+)mm 大端端面为基准。选用Z5150

立式钻床和专用夹具。

工序十一：铣削尺寸为5mm 的横槽，以?80H9(087.00

+)mm 大端端面为基准。选用XA6132卧式铣床和专用夹具。

工序十三：攻螺纹M10-H7和M8-H7。 工序十四：终检。 工艺方案路线一：

本路线是先加工孔后加工平面，再以加工后的平面来加工孔。这样减少了工件因为多次装夹而带来的误差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中

如果因铸造原因引起的圆柱R55mm 的底端不平整，则容易引起?80H9(087.00 +)mm 的孔在加工过程中引偏。使?80H9(087.00

+)mm 的内孔与R55的圆柱的同心度受到影响，造成圆筒的局部强度不够而引起废品。工艺路线方案二则是先加工平面再加

工孔。本工艺路线可以减小?80H9(087.00

+)mm 的孔与底座垂直度误差，以及?80H9(087.00

+)mm 与R55圆柱的同心度，使圆筒的壁厚均匀外，还可以避免工艺路线一所留下的部分缺陷（即：工艺路线一中的工序六加工后再加工下面的工序的话，会由于工序六降低了工件的刚度，使后面的加工不能保证加工质量和加工要求）。

由上述分析，工艺路线二优于工艺路线一，可以选择工艺路线二进行加工，在工艺路线二中也存在问题，粗加工和精加工放在一起也不能保证加工质量和加工要求，所以我们得出如下的工艺路线：

工序一：粗铣?80H9(087

.00

+)mm 孔的大端端面，以R55外圆为粗基准，选用X52K 立式升降铣床和专用夹具。

工序二：粗镗?80H9(087.00 +)mm 内孔，以孔?80H9(087.00

+)mm 孔的轴心线为基准，选用CA6130卧式升降车床和专用夹具。

工序三：精铣?80H9(087.00 +)mm 孔的大端面，以?80H9(087.00

+)mm 内圆为基准，选用X52K 立式升降台铣床和专用夹具。

工序四：精镗?80H9(087.00 +)mm 内孔，以及?80H9(087.00

+)mm 大端处的倒角2×45°，以?80H9(087

.00

+)mm 孔的小端端面为基准。选用CA6130卧式升降车床和专用夹具。

工序五：钻削4-?13mm 的通孔，锪沉头螺栓孔4-?20mm。以?80H9(087

.00

+)mm 内圆为基准。选用Z5150立式钻床和夹具。

工序六：钻削?21mm 的通孔，扩、铰孔?25H7(25.00+)mm ，锪铰?38mm 的沉头螺栓孔。以?80H9(087

.00

+)mm 孔大端端面为基准，选用Z3080卧式钻床和专用夹具。 工序七：锪削沉头螺栓孔?43mm。以孔?80H9(087

.00

+)mm 的大端端面为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。

工序八：钻削M8-H7的螺纹底孔，以?80H9(087.00

+)mm 内圆为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。

工序九：铣削尺寸为5mm 的纵槽。以?80H9(087.00

+)mm 内圆为基准，选用XA6132卧式铣床和专用夹具。

工序十：钻削M10-H7的螺纹底孔。以?80H9(087.00

+)mm 大端端面为基准。选用Z5150立式钻床和专用夹具。

工序十一：铣削尺寸为5mm 的横槽，以?80H9(087.00

+)mm 大端端面为基准。选用XA6132卧式铣床和专用夹具。

工序十三：攻螺纹M10-H7和M8-H7。 工序十四：终检。

4.1.3选择加工设备及刀、夹、量具

由于生产类型为批量生产，故加工设备宜以适用机床为主， 以少量专用机床，其生产方式以常用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流程生产线，工件在个机床上的装卸及各机床间的传送均由它完成。

铣中间槽，考虑工件的定位夹紧方案，及夹具结构设计等问题，采用卧铣，选择XA6132卧式铣床，选择直径D 为φ200的高速钢三面刃圆盘铣刀、专用夹具和游标卡尺。

4.2加工工序设计

1.粗铣,精铣底面A 面

(mm) 加工表面

加工方法

余量

精度等级

工序尺寸及

公差

A 面 粗铣 3 G 101.5 A 面

精铣

1.5

H

100

2.粗镗，精镗?80H9(087

.00

)mm 内孔 由此可知：

毛坯的名义尺：80-2.5×2＝75mm 毛坯的最大尺寸：75-0.8＝74.2mm 毛坯的最小尺寸：75＋0.8＝75.8mm 粗镗后最小尺寸：80-1.5×2＝77mm 粗镗后最大尺寸：77+0.1＝77.1mm 精镗后最小尺寸：80-0.05×2＝79.9mm 精镗后最大尺寸：79.9＋0.02＝79.92mm

表2-1 ?80H9(

)

孔的加工余量计算（单位：

）

工序 加工尺寸公差 铸件毛坯?80H9(

)

粗镗 精镗

加工前

最大 74.2 77 最小

75.8 77.1 加工后

最大 74.2 77 80 最小

75.8

77.1

80.087

加工余量（单边余量）2.5 最大 1.45 1.5435

最小0.6 1.45

加工公差

（单边）

1.6／2 0.2／2 0.04／2

工序三粗镗?80H9内孔

选用T611卧式镗床核专用夹具。

刀具：材料为W18Cr4V，B＝16mm，H＝16mm，L＝200mm，l＝80mm，d＝16mm，

K

r

＝60°。参考《机械加工工艺手册》镗刀可以得刀以上数据。

确定?80H9的最大加工余量，已知毛坯厚度方向的加工余量为Z＝2.5mm±0.8mm，考虑3°的拔模斜度，则厚度方向上的最大加工余量是Z＝8.54mm，由于后面要精镗核珩磨则加工余量不必全部加工，留给后面的精镗的加工余量Z＝1.5mm，珩磨的加工余量留Z＝0.05mm。则加工余量可以按照Z＝6.94mm，加工时分两次加工，每次加工的镗削余量为Z＝3.5mm。查《机械加工工艺手册》镗刀时的进给量及切削速度，可得进给量f＝0.35～0.7mm/r，切削速度v＝0.2～0.4m/s。参考《机械加工工艺手册》卧式镗床主轴进给量，取进给量f＝0.4mm/r，切削速度v＝0.3m/s＝18m/min。

则主轴的转速n

n＝

D v

1000π?

＝

75

18

1000

π

?

＝71.4r/min

查《机械加工工艺手册》卧式镗床的主轴转速，可得与71.4r/min相近的转速有80r/min和64r/min，取80r/min，若取64r/min则速度损失太大。

则实际切削速度:

v

实＝

1000

75

80?

?π

＝18.85m/min

工序四精镗?80H9内孔

选用T611卧式镗床和专用夹具，以孔?80H9的大端端面为基准。

刀具：参考《机械加工工艺手册》镗刀，可以选择B=12mm,H=16mm,L=80,d=12mm,r k ＝45°。刀具材料为YG8。

确定进给量, 查《机械加工工艺手册》镗刀及切削速度，可得：进给量f ＝0.15～0.25mm ／r ，切削速度v ＝2.04m ／s 。参考《机械加工工艺手册》卧式镗床主轴进给量，取进给量f ＝0.19mm ／r 。

切削速度：

v ＝2.04m ／s ＝122.4m ／min 计算主轴转速： n ＝

D v 1000π＝v 实＝4

.784

.1221000??π＝497r/min 查《机械加工工艺手册》卧式镗床主轴转速，可得与497r/min 相近的转速有400r/min 和500r/min ，取500r/min 。若取400r/min 则速度损失太大。

则实际切削速度：

v 实＝

1000

4

.78500??π=123.2m/min

3.工序70的铣竖槽。

参考文献并参考XA6132机床说明书。取铣槽进给量f ＝0.3mm/r 参考文献，用插入法求得铣槽的削速度v=27.7m/min.由此算出转速为 n=1000v/3.14d=(1000*27.7)/(3.14*5)=320r|min 按机床实际转速取n=450r/min.则实际切削速度

v=(3.14*5*450)/1000=31.3

4.钻削4-?13mm 的通孔，锪沉头螺栓孔4-?20mm （1）钻削4-?13mm 的通孔 机床：Z5150立式钻床 刀具：?13mm 的硬质合金钻头 切削深度

p

a ：

6.5p a mm

=

进给量f ：根据《机械加工工艺手册》，取0.3/f mm r = 切削速度V ：参照《机械加工工艺手册》，取0.45/V m s =