托盘类零件的工艺工装设计毕业论文

托盘类零件的工艺工装设计毕业论文

目 录

摘 要 . .................................................................. Ⅰ ABSTRACT . ................................................................ Ⅱ 1 绪论 . .................................................. 错误！未定义书签。

2. 零件的分析 . ............................................................. 2

2.1零件的作用 ......................................................... 2

2.2 零件的工艺分析 .................................................... 2

3. 工艺规程设计 . ........................................................... 4

3.1确定毛坯的制造形式 ................................................. 4

3.2定位基准的选择 ..................................................... 4

3.3制定工艺路线 ....................................................... 4

3.4零件各表面加工顺序的确定 ........................................... 7

3.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ............................. 8

3.6确定切削用量及基本工时 ............................................ 11

4. 夹具设计 . .............................................................. 30

4.1钻孔夹具设计 ...................................................... 30

4.2 铣槽夹具设计 ..................................................... 33

5. 结束语 . ................................................................ 35

参考文献 . ................................................................ 36

1.绪论

机械制造毕业设计涉及的内容比较多，它是基础课技术课以及专业课的综合，是在学完包括机械制造技术基础和机械制造工艺学在内的所有专业课，并完成毕业实习以后进行的一次更重要的实战训练，是我们对所有课程的一次深入的综合性的总复习。因此，它在我们四年的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的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和图表等技术资料以及编写技术文件等基本技能的一次实践机会。

经过这次毕业设计的训练，我们应该能达到以下目的：

⑴ 培养我们运用机械制造及有关课程（工程材料、机械设计、互换性与技术测量，机械原理、机械制图和机床夹具设计等）知识的能力，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题，具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

⑵ 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。

⑶ 培养我们熟悉并运用有关手册、规范和图表等技术资料的能力。

⑷ 进一步培养我们识图、制图和编写技术文件等基本技能。

2. 零件的分析

2.1. 零件的作用

题目所给定的零件为一托盘，托盘中间的φ110和φ122的锥孔用于与轴相配合，托盘端面上两道深36mm 宽50mm 的槽用于承载两个箱体的导轨，端面上28个M6的螺纹孔就是用于装配箱体的导轨。

2.2. 零件的工艺分析

零件图

专用夹具的托盘共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下： ⒈以φ110孔为中心的加工表面

+0. 054这一组加工表面包括：φ110±0. 027mm 的孔及其倒角，φ1220的锥孔，锥度1：

5，零件的两个侧面。

⒉以端面为基准的加工表面

这一组加工表面包括：上下表面加工，两个深36宽50的槽，端面上二十八个M6螺纹孔，四个深30mm 的M12螺纹孔，槽内四个φ25通孔，四个深20mm 的M8螺纹

孔，三个深30mm 的M12螺纹孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置关系，主要是：

+0. 054⒈φ1220锥孔中心线与上端面的垂直度公差为0.04mm;

+0. 054⒉φ1220锥孔中心线与φ110±0. 027孔的中心线的同轴度为0.02mm;

⒊上下表面的平行度为0.04mm 。

由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。

3. 工艺规程设计

3.1. 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200灰铸铁，该零件为盘类零件，其主要用途是承载放在其上面的两个箱体，并没有经常承受渐变载荷或者是冲击力载荷，因此选用铸造的方式就可以达到要求了。由于零件年产量为18339件，达到了大批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型铸造成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。

3.2. 定位基准的选择

粗基准（用毛坯上未经加工的表面作为定位基准）：

1. 用不加工表面作为粗基准，以保证不加工表面相对于加工表面有较高的位置精度，当工件上有几个不加工表面时，应选其中与加工表面相对位置精度要求较高的不加工表面作为粗基准

2. 应选择重要表面作为粗基准，且保证各加工表面都有足够的加工余量

3. 应选择平整光洁的表面作为粗基准，以使工件定位夹紧可靠

4. 粗基准一般不得重复使用

精基准（用加工过的表面作为定位基准）

1. 基准重合原则，即用设计基准作为定位基准，以免产生基准不重合误差

2. 基准统一原则，以免产生基准转换误差

3. 互为基准，反复加工的原则

4. 应遵循自为基准原则，即当精加工或光整加工工序要求加工余量小而均匀时，常以加工表面自身为精基准

5. 应选择定位准确，夹紧可靠的表面作为精基准

辅助基准：

当难以用工件上本身的表面作为定位基准时，可在工件上特意制作出供定位用的表面，或把工件原有表面提高加工精度作为定位基准

3.3. 制订工艺路线

零件加工工艺路线的拟定是制定工艺过程总体布局的非常关键的一步，其主要任务是选择定位基准，选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序以及整个

工艺过程中工序数目的多少等。

1. 工艺路线方案一

工序1. 铸造。

工序2. 人工时效处理。

工序3. 粗车下端面。

工序4. 粗车、半精车、精车上端面。

工序5. 半精车、精车下端面。

工序6. 粗镗、半精镗、精镗φ110±0. 027孔。

+0. 054工序7. 粗镗、半精镗、精镗φ1220的锥孔，RC1/5。

工序8. 粗铣、半精铣两侧面。

工序9. 钻、扩4⨯φ25通孔，钻、扩2⨯φ40通孔，钻4⨯M 8的螺纹孔φ6. 8。

工序10. 钻4⨯M 12螺纹孔φ10. 20，钻28⨯M 6螺纹孔φ5. 2。

工序11. 钻3⨯M 12螺纹孔φ10. 20。

工序12. 攻螺纹4⨯M 12。

工序13. 攻螺纹4⨯M 8，攻螺纹28⨯M 6。

工序14. 攻螺纹3⨯M 12。

工序15. 去毛刺。

2．工艺路线方案二

工序1. 铸造。

工序2. 人工时效处理。

工序3. 粗车上端面，保证尺寸88. 4±0. 11。

工序4. 粗车下端面，保证尺寸83. 4±0. 11。

工序5. 粗镗孔，尺寸φ107±0. 18，粗镗RC1/5锥度的锥孔。

工序6. 粗铣，半精铣两侧槽，槽深36，宽50。

工序7. 热处理，去应力退火。

工序8. 钻、扩4⨯φ25通孔，钻、扩2⨯φ40通孔。

工序9. 钻4⨯M 8的螺纹孔φ6. 8。

工序10. 半精车，精车上端面，尺寸81. 7±0. 015。

工序11. 半精车，精车下端面，尺寸80±0. 015。

+0. 054工序12. 半精镗，精镗孔φ110±0. 027，半精镗，精镗锥孔φ1220。

工序13. 铣两侧面。

工序14. 钻4⨯M 12螺纹孔φ10. 20。

工序15. 钻28⨯M 6螺纹孔φ5. 2。

工序16. 钻3⨯M 12螺纹孔φ10. 20。

工序17. 钻3⨯φ12孔。

工序18. 攻螺纹4⨯M 12。

工序19. 攻螺纹4⨯M 8。

工序20. 攻螺纹28⨯M 6。

工序21. 攻螺纹3⨯M 12。

工序22. 去毛刺。

3．工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先以上下表面互为基准，粗加工，精加工出上下两个表面，然后再以已经加工好的上端面为基准加工其他的孔和面，而方案二则不同，是先以上下表面互为基准，粗加工一次，然后以粗加工过的M 面为粗精准，粗加工其他孔和两侧的槽，然后经过一次热处理消除加工槽时产生的应力集中问题，热处理之后在精加工上下面，这样保证加工槽时产生的应力变化不会影响到上下面的精度。两种方案相比较可以看出，第二中方案中考虑到了加工槽时的应力变化问题。另外，第二种方案中在加工螺纹孔时是一种类型的孔就一道工序，没有考虑到几种类型的孔在同一表面上的具体情况，第一种方案中把几种类型的孔几种在一道工序中加工，这样可以避免装夹带来的位置误差。两种方案各有所长，也各有其短，综合两种方案，取长补短，确定最终的加工路线如下：

工序1. 铸造。

工序2. 人工时效处理。

工序3. 粗车上端面，保证尺寸88. 4±0. 11。

工序4. 粗车下端面，保证尺寸83. 4±0. 11。

工序5. 粗镗孔，尺寸φ107±0. 18，粗镗RC1/5锥度的锥孔。

工序6. 粗铣，半精铣两侧槽，槽深36，宽50。

工序7. 热处理，去应力退火。

工序8. 钻、扩4⨯φ25通孔，钻、扩2⨯φ40通孔，钻4⨯M 8的螺纹孔φ6. 8。

工序9. 半精车，精车上端面，尺寸81. 7±0. 015。

工序10. 半精车，精车下端面，尺寸80±0. 015。

+0. 054工序11. 半精镗，精镗孔φ110±0. 027，半精镗，精镗锥孔φ1220。

工序12. 铣两侧面。

工序13. 钻4⨯M 12螺纹孔φ10. 20，钻28⨯M 6螺纹孔φ5. 2。

工序14. 钻3⨯M 12螺纹孔φ10. 20。

工序15. 攻螺纹4⨯M 12。

工序16. 攻螺纹4⨯M 8，攻螺纹28⨯M 6。

工序17. 攻螺纹3⨯M 12。

工序18. 去毛刺。

3.4零件各表面加工顺序的确定

在选定零件各表面加工时使用的定位基准和表面的加工方法后，即可划分加工阶段，确定各表面的加工顺序。

1. 加工阶段的划分

机械加工工艺过程一般可分为粗加工，半精加工和精加工三个阶段，当有些零件表面要求有很高的精度和很小的表面粗糙度时，需增加光整加工阶段。在拟定零件的工艺路线时，一般应遵循划分加工阶段这一原则，但具体运用时又要灵活掌握，不能绝对化。例如，对于一些毛坯质量高，加工余量少，加工精度要求较低而刚性又较好的零件，则不必划分阶段。又如，对于一些刚性好的重型零件，由于装夹调运费工费时，往往不划分阶段，而在一次安装中完成表面的粗，精加工。

2. 加工顺序的安排

安排机械加工顺序时，应该遵循先粗后精、先主后次、先基面后其它的原则。对于箱体、

支架类零件，应该遵循先面后孔的加工原则，即先加工平面，后加工孔。安排加工顺序还要考虑到车间设备的布置情况。当设备呈机群式布置（把相同类型机床布置在同一区域）时，应尽量把相同工种的工序安排在一起，避免工件在车间内往返流动。当机械加工顺序确定后，再在其中合理地安排热处理工序、检验工序和其他辅助工序。

3. 热处理工序的安排

热处理工序在工艺路线中的位置，主要取决于热处理的目的。

（1）为了改善工件材料力学性能和切削加工性能的热处理（正火、退火、调质）应安排在粗加工前后。

（2）为了消除工件内应力的热处理（如时效处理），安排在粗加工以后，精加工以前；对于结构复杂的零件，应在粗加工前、后都要进行时效处理；对于要求很高的零件应安排多次时效处理。

（3）为了提高工件表面硬度的淬火处理，一般安排在半精加工之后，磨削等精加工之前。

（4）氮化，氰化等热处理工序根据零件的加工要求一般安排在精磨之后进行。

4. 检验工序的安排

（1）粗加工全部结束以后，精加工开始以前

（2）零件从一个车间转到另一个车间前后

（3）重要工序之后

（4）零件加工全部结束之后

5.其它辅助工序的安排

其它辅助工序主要有划线、清洗、防锈、表面处理、去毛刺等。它们一般可作如下安排

（1）划线工序一般安排在机械加工前

（2）油漆工序主要用于铸造的箱体，床身等基础零件，在内、外表面粗加工及时效处理后，即可安排清理型砂、毛刺，然后涂底漆。

（3）去毛刺、倒棱工序安排在机械加工完成后。特别是经过铣削或刨削加工的工件。

（4）发蓝、发黑及表面涂镀等表面处理工序，一般安排在工艺过程的最后进行。

（5）在零件精加工或光整加工之后，最终检验前应安排清洗工序，在零件成品入库前要安排清洗上油工序。

3.5. 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定