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機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)
題目:設(shè)計(jì)扁叉的機(jī)械加工工藝規(guī)程
時(shí) 間
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
年 級(jí)
指導(dǎo)教師
引言:
機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,內(nèi)容覆蓋金屬切削原理和刀具、機(jī)械加工方法及設(shè)備、互換性與測(cè)量技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)及工藝裝備等,因而也是一門(mén)實(shí)踐性和綜合性很強(qiáng)的課程,必須通過(guò)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)才能使學(xué)生對(duì)該課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解,也只有通過(guò)時(shí)間才能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和獨(dú)立工作的能力。因此,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生,也成為機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要實(shí)踐課程。
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)旨在繼承材料成形技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生一次機(jī)械零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和典型夾具設(shè)計(jì)的鍛煉,其目的如下:
(1) 在結(jié)束了機(jī)械制造基礎(chǔ)等前期課程的學(xué)習(xí)后,通過(guò)本次設(shè)計(jì)使學(xué)生所學(xué)到的知識(shí)得到鞏固和加深。培養(yǎng)學(xué)生全面綜合地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決機(jī)械制造中的問(wèn)題的能力。
(2) 通過(guò)設(shè)計(jì)提高學(xué)生的自學(xué)能力,使學(xué)生熟悉機(jī)械制造中的有關(guān)手冊(cè)、圖表和技術(shù)資料,特別是熟悉機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)方面的資料,并學(xué)會(huì)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際正確使用這些資料。
(3) 通過(guò)設(shè)計(jì)使學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)理念,懂得合理的設(shè)計(jì)應(yīng)該是技術(shù)上先進(jìn)的,經(jīng)濟(jì)上合理的,并且在生產(chǎn)實(shí)踐中是可行的。
通過(guò)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),提高學(xué)生的技術(shù)文件整理、寫(xiě)作及組織編排能力,為學(xué)
生將來(lái)些專(zhuān)業(yè)技術(shù)及科研論文打下基礎(chǔ)。
目錄
一、 零件分析
1.1零件的結(jié)構(gòu)要求。
1.2零件的工藝分析。
二、 毛坯設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式。
2.2確定毛坯的機(jī)械加工余量和公差
2.3毛坯圖。
三、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1基面的選擇。
3.2制訂加工工藝路線。工序設(shè)計(jì)
4.1機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。
4.2確定切削用量和基本工時(shí)。
4.3零件圖。
一、 凸塊銑削專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
I: 夾具設(shè)計(jì):
II: 定位元件設(shè)計(jì):
III誤差計(jì)算
III: 夾具設(shè)計(jì):
四、 總結(jié)
五、 參考文獻(xiàn)
一、 零件圖的分析
1.1結(jié)構(gòu)要求
扁叉結(jié)構(gòu)要合理,要求扁叉結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求,而且要有好的機(jī)械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能夠保證加工質(zhì)量,同時(shí)使勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝的問(wèn)題。
扁叉是一個(gè)很重要的零件,因?yàn)槠淞慵叽绫容^小,結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜程度一般,但其加工兩同軸內(nèi)孔的精度要求較高,此外還有上端面以及兩側(cè)面要求加工精度很高,對(duì)圓柱的四個(gè)端面也要一定的精度要求。
該零件的兩小孔有同軸度要求,且上端面的兩側(cè)面相對(duì)空軸線有對(duì)稱(chēng)度要求,上端面兩側(cè)面對(duì)兩孔軸線也各自有平行度要求。
因此,該零件的尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度,以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響其性能與工作壽命,因此對(duì)他們的加工是非常關(guān)鍵的。
1.2工藝分析
⑴以φ10H7為軸心線為基準(zhǔn),兩圓柱同軸度有較高的要求。
⑵以兩孔軸線為基準(zhǔn),要求凸塊兩側(cè)面有較高的對(duì)稱(chēng)度和平行度。
⑶凸塊的兩側(cè)面要求粗糙度為3.2,上端面粗糙度為6.3。
⑷短圓柱的四個(gè)端面:.有一定的位子要求和粗糙度要求。
⑸兩孔的粗糙度有很高的要求。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,故選擇金屬型澆注鑄件毛坯。
2.2確定毛坯的機(jī)械加工余量和公差
參考《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》(以下稱(chēng)指導(dǎo)書(shū))查表2-11,《公差與機(jī)械加工余量》(GB/T6414-1999)
加工表面
工序名稱(chēng)
工序余量
工序基
本尺寸
工序經(jīng)濟(jì)精度
工序(或工步)尺寸及其偏差
表面粗糙度(Ra )
公差等級(jí)
公差
粗銑凸塊上端面和兩側(cè)面
粗銑B面和A1、A2面
4.3
2.3
142×7.4
142×10.7
4.3
2.3
42×7.4
142×10.
12.5
6.3
銑B面
精銑B面
0.7
142×6
≥IT13、≤IT14
0.7
142×6
6.3
銑A1、A2
精銑A1、A2
0.7
142×10
≥IT13、≤IT14
0.7
142×10
3.2
銑圓柱C端面
粗銑C1、C1
2.0
?24
?≥IT16、≤IT17
?2
?24
?6.3
,查表2-11,輪廓尺寸尺寸不超過(guò)160mm,得加工余量5-7mm,故取6mm。
2.3設(shè)計(jì)及繪制毛坯圖
三、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1基面的選擇
⑴粗基面的選擇。以上端面作為粗基準(zhǔn),粗銑兩側(cè)面和上端面;以圓柱端面互為粗基準(zhǔn),粗銑四個(gè)端面。
⑵精基面的選擇。以精銑過(guò)后的上端面為精基準(zhǔn),精銑兩側(cè)面;以精銑后一個(gè)圓柱端面為精基準(zhǔn),精銑其他三個(gè)端面。
3.2制訂加工工藝路線。
(一)、工藝路線方案一
Ⅰ、粗銑凸塊兩側(cè)面A1、A2/和凸塊上端面B面
Ⅱ、精銑B面
Ⅲ、精銑A1、A2面
Ⅳ、粗銑C圓柱兩端面C1、C2
Ⅴ、粗銑D圓柱兩端面D1、D2
Ⅵ、精銑C圓柱兩端面C1、C2
Ⅶ、精銑D圓柱兩端面D1、D2
Ⅷ、鉆孔
Ⅸ、粗鉸
Ⅹ、精鉸
Ⅺ、檢查入庫(kù)
(二)、工藝路線方案二
Ⅰ、粗刨面A1、A2和C 面
Ⅱ、半精銑C面
Ⅲ、半精銑A1、A2
Ⅳ、精銑C面
Ⅴ、精銑A1、A2
Ⅵ、粗銑C圓柱兩端面C1、C2
Ⅶ、粗銑D圓柱兩端面D1、D2
Ⅷ、半精銑C圓柱兩端面C1、C2
Ⅸ、半精銑D圓柱兩端面D1、D
Ⅹ、精銑C圓柱兩端面C1、C2
Ⅺ、精銑D圓柱兩端面D1、D
Ⅻ、精銑圓柱端面
ⅩⅢ、鉆孔
ⅩⅣ、粗鉸
ⅩⅤ、精鉸
ⅩⅪ、檢查入庫(kù)
通過(guò)比較得,第一種方案加工時(shí)間較短,加工精度合適,成本較合理;第二種方案加工時(shí)間張,加工精度很高,但成本較高。因此,采用第一種方案加工。
四、工序設(shè)計(jì)
4.1機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定。
“扁叉”材料為HT200,生產(chǎn)類(lèi)型中批量,金屬型鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線,確定工序五中加工表面即兩同軸小孔的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
內(nèi)孔(φ10未鑄成孔即毛坯為實(shí)心圓柱體)
查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表2-11,工序尺寸加工余量為5-7mm,故取6mm。
查《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5,工序尺寸加工余量
鉆孔 10mm的麻花鉆
鉸孔 0.035mm
精鉸 0mm
—銑削速度(m/min)
、 —銑刀直徑(mm)
—銑刀轉(zhuǎn)速(r/min)
f —銑刀每分鐘工作臺(tái)移動(dòng)速度,即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量(mm/r)
—銑刀每齒工作臺(tái)移動(dòng)速度,即每齒進(jìn)給量(mm/z)
—進(jìn)給速度,即工作臺(tái)每分鐘移動(dòng)速度(mm/min)
Z —銑刀齒數(shù)
—銑削寬度
—銑削背吃刀量
4.2確定切削用量和基本工時(shí)。
工序Ⅰ:粗銑A1、A1、B面
本工序是粗銑上端面B和兩側(cè)面A1、A2,已知加工材料為HT200,σb=195Mpa,鑄件無(wú)外皮,機(jī)床為X6142型臥式銑床,所選刀具為整體銑刀,其參數(shù):直徑d=200mm,齒數(shù)z=20。
(1)確定每齒進(jìn)給量。根據(jù)《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-4知X6142型臥式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為14.175KW。查5-27知工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒銑刀加工鑄鐵時(shí),每齒進(jìn)給量 =0.3—0.5mm/z。由于本工序背吃刀量=1—2mm和上端面B切削寬度為12mm和兩側(cè)面A1、A2的切削寬度為10.7mm,故粗銑三個(gè)面都選擇每齒進(jìn)給量=0.4mm/z。
(2)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度。跟據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》,查表5-28,用高速鋼鑲齒銑刀粗加工鑄鐵時(shí),選擇銑刀后刀面磨損極限值為2mm,查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72續(xù)知,銑刀合理耐用度時(shí)間T=120min。
(3)確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量f。由《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72續(xù)查得,整體銑刀切削鑄鐵的切削速度為V=29.7m/min,則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是:
n=1000V/∏d=47.3r/min。
選取 n=45r/min,則實(shí)際銑削速度為
=∏dn/1000=28.26m/min
銑刀每轉(zhuǎn)工作臺(tái)移動(dòng)速度,即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
f=z=0.4×20=8mm
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為
=zn=0.4×20×45=360mm/min
根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量,選取f=300mm/min,則實(shí)際每齒進(jìn)給量為
=Vf/zn=300/(20×45)=0.333mm/z
(4)校驗(yàn)機(jī)床功率。由5-31和5-32知,由銑削力Fz和銑削功率Pm得,故選X6142合適。最后確定的切削用量為:
=12mm ==10.7
=4.3mm = =1.3 荒銑的背吃刀量
= = =1.0mm 粗銑的背吃刀量
=0.333mm/z
f=300m/min
=29m/min
2.基本時(shí)間tm
tm=(Lw+L1+L2)/
LW ——工件銑削部分長(zhǎng)度
L1——切入行程長(zhǎng)度 當(dāng)主偏角為90時(shí),L1=0.5( d— )+(1—3)
L2——切出行程長(zhǎng)度 L2=3—5mm
已知n=46r/min,Lw=142mm。由計(jì)算得L1+L2=8mm。所以,基本時(shí)間為:
=(142+8)300=0.5mim =0.5min
=+ =1min
工序Ⅱ:精銑B面
本工序是精銑端面,已知加工材料為HT200,σb=195Mpa,鑄件無(wú)外皮,機(jī)床為X5042型立式銑床,所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀,其參數(shù):直徑d=200mm,齒數(shù)Z=20。粗銑時(shí),為了提高切削效率,一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量,一個(gè)工作行程銑完;精銑時(shí)一般為0.1-1mm或更小。
(1)確定每齒進(jìn)給量。根據(jù)《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-4知X5042型臥式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為14.175KW。查5-72知工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時(shí),每齒進(jìn)給量=0.3-0.5mm/z。由于本工序背吃刀量=0.7和切削寬度為12mm,故選擇每齒進(jìn)給量=0.3mm/z。
2)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度。跟據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》,查表5-28,用高速鋼鑲齒銑刀粗加工鑄鐵時(shí),選擇銑刀后刀面磨損極限值為2mm,查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72續(xù)知,銑刀合理耐用度時(shí)間T=120min,。
(3)確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量f。由《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72續(xù)查得,高速鋼切削鑄鐵的切削速度為V=33.8m/min,則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是:
n=1000V/∏d=33.79r/min。
選取 n=34r/min,則實(shí)際銑削速度為
=∏dn/1000=21.35m/min
銑刀每轉(zhuǎn)工作臺(tái)移動(dòng)速度,即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
f=z=0.3×20=6mm
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為
=fn=n=0.3×20×34=204mm/min
根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量,選取f=180mm/min,則實(shí)際每齒進(jìn)給量為
=Vf/zn=180/(20×34)=0. 265mm/z
(4)校驗(yàn)機(jī)床功率。由《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》查表5-31和5-32知,由銑削力Fz和銑削功率Pm得,故選X6142合適。最后確定的切削用量為:
==6mm
=0.7mm
=0.265mm/z
f=180m/min
=22m/min
2.基本時(shí)間tm
tm=(Lw+L1+L2)/
LW ——工件銑削部分長(zhǎng)度
L1——切入行程長(zhǎng)度 當(dāng)主偏角為90時(shí),L1=0.5( d— )+(1—3)
L2——切出行程長(zhǎng)度 L2=3—5mm
已知n=34r/min,Lw=142mm。由計(jì)算得L1+L2=6mm。所以,基本時(shí)間為:
tm=(142+8)/180=0.833mim
工序Ⅲ:精銑A1、A2面
本工序是精銑側(cè)面,已知加工材料為HT200,σb=195Mpa,鑄件無(wú)外皮,機(jī)床為X6142型臥式銑床,所選刀具為高速鋼鑲齒套式面銑刀,其參數(shù):直徑d=200mm,齒數(shù)Z=20。粗銑時(shí),為了提高切削效率,一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量,一個(gè)工作行程銑完。
(1)確定每齒進(jìn)給量。根據(jù)《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-4知X6142型臥式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為14.175KW。查5-27知工藝系統(tǒng)剛性中等、鑲齒端銑刀加工鑄鐵時(shí),每齒進(jìn)給量=0.3—0.5mm/z。由于本工序背吃刀量=0—1mm和切削寬度為7.4mm,故選擇每齒進(jìn)給量=0.3mm/z。
(2)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度。跟據(jù)《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》,查表5-28,用高速鋼鑲齒銑刀粗加工鑄鐵時(shí),選擇銑刀后刀面磨損極限值為2mm,查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72續(xù)知,銑刀合理耐用度時(shí)間T=240min。
(3)確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量f。由《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72續(xù)查得,高速鋼切削鑄鐵的切削速度為V=20m/min,則所需銑床主軸轉(zhuǎn)速范圍是:
n=1000V/∏d=31.85r/min。
選取 n=35r/min,則實(shí)際銑削速度為
=∏dn/1000=21.98m/min
銑刀每轉(zhuǎn)工作臺(tái)移動(dòng)速度,即每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
f=z=0.3×20=6mm
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為
=z n=0.3×20×35=210mm/min
根據(jù)表5-13中工作臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)縱向進(jìn)給量,選取f=150mm/min,則實(shí)際每齒進(jìn)給量為
=f/zn=150/(20×35)=0.214mm/z
(4)校驗(yàn)機(jī)床功率。由《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》查表5-31和5-32知,由銑削力Fz和銑削功率Pm得,故選X6142合適。最后確定的切削用量為:
=0.7mm
==6mm
=0.214mm/z
f=150m/min
=22m/min
2.基本時(shí)間tm
tm=(Lw+L1+L2)/
LW ——工件銑削部分長(zhǎng)度
L1——切入行程長(zhǎng)度 當(dāng)主偏角為90時(shí),L1=0.5( d— )+(1—3)
L2——切出行程長(zhǎng)度 L2=3—5mm
已知n=35r/min,Lw=142mm。由計(jì)算得L1+L2=8mm。所以,基本時(shí)間為:
tm=(142+8)/150=1mim
故,A1,A2兩面的基本時(shí)間為:t=2×tm=2min
工序Ⅳ:粗銑圓柱C的兩個(gè)端面C1、C2
本工序是粗銑圓柱C 的C1、C2兩個(gè)端面,已知加工材料為HT200,=195Mpa,鑄件無(wú)外皮,機(jī)床為XQ6125型臥式銑床。圓柱C 的C1、C2兩個(gè)端面尺寸一樣,先銑C1面,再C2銑面。
1、刀具的選擇
銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗,不能任意選擇。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1,銑削寬度≤5mm時(shí),直徑d0=80mm,ap≤70mm。但是根據(jù)零件的構(gòu)造條件和裝夾工藝,選擇d0=160mm。由于采用的刀具為高速鋼鑲齒圓柱銑刀,故齒數(shù)Z=10。
2、選擇切削用量
1)決定切削用量由于加工余量不大,故可在一次走刀內(nèi)完成,則
=h=2mm
2)確定每齒進(jìn)給量。根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-4知XQ6125型臥式銑床的主電動(dòng)機(jī)功率為2.22KW。查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3知工藝系統(tǒng)剛性中等、高速鋼鑲齒圓柱銑刀加工鑄鐵時(shí),每齒進(jìn)給量=0.12~0.2mm/z?,F(xiàn)選擇每齒進(jìn)給量=0.15mm/z。
3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.8mm,根據(jù)表3.8查得,鑲齒銑刀(d0=160mm),刀具壽命T=180min。
4)確定切削速度和工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量fZ。由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.11查得:
當(dāng)d0=160mm,Z=10,=40~70mm,=2.8mm,=0.15mm/z時(shí),Vt =30m/min,nt=60r/min,Vft=57mm/min。各修正系數(shù)為: ===1.0,。
故 =30×1.0×1.0m/min=30m/min
=60×1.0×1.0r/min=60r/min
=57×1.0×1.0mm/min=57mm/min
根據(jù)銑床XQ6125型的說(shuō)明書(shū),選擇nc=60r/min, Vfc=95mm/min。
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為:
m/min=30m/min
=mm/min=0.158mm/z
5)檢驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.20查得切削功率的修正系數(shù)0.8 kW,,故實(shí)際切削功率為
根據(jù)XQ6125型銑床說(shuō)明書(shū),機(jī)床允許的主軸功率為
2.22×0.75 kW=1.665 kW
故,因此所決定的切削用量可以采用,即ae=2mm,n=60r/min, Vf=95mm/min,=30m/min,=0.15mm/z。
3、計(jì)算基本工時(shí)
式中,L=l+y+Δ,l=24mm,根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25查得,y+Δ=21mm,則L=l+y+Δ=(24+21)mm=45mm,故
因?yàn)榇帚奀圓柱C1、C2兩端面的工步相同,所以兩個(gè)工步所用的時(shí)間相同,即粗銑圓柱C 的C1、C2兩個(gè)端面所需要的基本工時(shí)為:
n
4.3扁叉零件圖如下:
五、總結(jié)
通過(guò)為期一個(gè)半星期的課程設(shè)計(jì)使我加深了對(duì)機(jī)械制造基礎(chǔ)這一門(mén)課程實(shí)用性的理解,也是我明白了工廠里面工人操作流程,對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程,加工工藝規(guī)程,我有了一些粗層次的了解,我認(rèn)為出去以后當(dāng)我看到那一張張工序卡片,工藝卡片,我一定能看懂它,感謝有這樣一次機(jī)會(huì)!感謝我們團(tuán)體成員為這次課程設(shè)計(jì)所付出的辛勤努力,以及傅老師的指導(dǎo)。
六、參考文獻(xiàn)
[1] 盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.12.
[2] 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991.
[3] 柯建宏,賓鴻贊.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社,2006.
[4]鄭修本.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.
[5] 鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
機(jī)械制造工藝學(xué)(機(jī)械制造技術(shù))
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題目:“扁叉”零件的機(jī)械加工工藝
規(guī)程及銑削專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
(年產(chǎn)量5萬(wàn)件)
機(jī)械制造工藝學(xué)(機(jī)械制造技術(shù))課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
題目:“扁叉”零件的機(jī)械加工工藝
規(guī)程及銑削專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
(年產(chǎn)量5萬(wàn)件)
內(nèi)容:
1) 機(jī)械加工工藝卡片 1套
2) 夾具總裝圖 1張
3) 夾具零件圖 1套
4) 電子文稿 1份
5) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份
學(xué)生:
指導(dǎo)老師:
時(shí)間:
設(shè)計(jì)說(shuō)明
本課程設(shè)計(jì)是在我們已經(jīng)完成學(xué)習(xí)大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、學(xué)科基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)課程的一次深入的綜合性復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)習(xí)的訓(xùn)練,更是畢業(yè)設(shè)計(jì)前的一次實(shí)戰(zhàn)演練。這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們運(yùn)用已學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí),獨(dú)立編制工藝規(guī)程能力和設(shè)計(jì)一般夾具的基本能力。因此,它在我們四年的大學(xué)學(xué)業(yè)中占有重要地位。
我們希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),對(duì)未來(lái)可能要從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,對(duì)過(guò)去所學(xué)的精度設(shè)計(jì)和制造工藝鞏固和融匯并運(yùn)用到實(shí)際中去,對(duì)過(guò)去的理論知識(shí)有更加理性直觀的認(rèn)識(shí),通過(guò)這幾天的討論揣摩交流大家或多或少的都有了新的感悟。我們從中鍛煉了自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,也使我們每個(gè)人養(yǎng)成了團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神,一起努力將這個(gè)課程設(shè)計(jì)做好。
定位夾緊方案如下圖所示:
一、 凸塊銑削專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
I: 夾具設(shè)計(jì):
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。經(jīng)過(guò)與老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)銑床夾具。本夾具采用V型塊和定位板共同定位,該方式穩(wěn)定可靠,操作方便,兩個(gè)V型塊一共限制4個(gè)自由度,而定位板限定的一個(gè)自由度,共限制工件5個(gè)自由度。而在銑削方向的自由度可以放棄,不影響成型結(jié)果,故最終我們采用的是不完全定位。其夾具上基本定位一次裝夾,即可完成所有面的加工。由于工件尺寸小,質(zhì)量輕,加工余量較小,故采用快速夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊;刀具與夾具的相對(duì)位置由對(duì)刀塊來(lái)確定。具體圖見(jiàn)上方。
II: 定位元件設(shè)計(jì):
定位采用常見(jiàn)的V型塊和定位板定位,該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用于本次設(shè)計(jì)方案。V型塊三視圖如下:
III: 夾具設(shè)計(jì):
夾具通過(guò)螺栓連接前后兩板,擰緊以后實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊,裝夾也較容易實(shí)現(xiàn)。在工件的上下跳動(dòng)上,采用位于工件的兩個(gè)圓柱面上分別安裝螺栓壓板的形式,通過(guò)放松擰緊外六角螺栓的方法實(shí)現(xiàn)工件的壓緊和拆卸。該夾具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便;操作方便等優(yōu)點(diǎn)??紤]到夾具的快速拆裝工件以及工件的造型特點(diǎn)對(duì)夾具進(jìn)行完善,用V型塊定位,用內(nèi)六角螺栓來(lái)壓緊,以方便拆裝,考慮到夾具的功能完善和經(jīng)濟(jì)性用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉的標(biāo)準(zhǔn)壓頭來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊。對(duì)精度也有很好的保證,是大批生產(chǎn)的零件更好的統(tǒng)一,有好的互換性。
兄弟 別忘記給我介紹點(diǎn)生意啊 我單子不夠啊 最近沒(méi)錢(qián)了
3.4 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本夾具采用夾緊的元件進(jìn)行夾緊,同時(shí)保證了夾緊可靠和動(dòng)作迅速的要求。同時(shí),由于定位銷(xiāo)和其他夾緊的元件屬于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件,可直接購(gòu)買(mǎi),降低了夾具的制造成本。
3.5切削力及夾緊力的計(jì)算
銑刀材料:(硬質(zhì)合金刀)
刀具的幾何參數(shù):
由參考文獻(xiàn)[5]查表可得:
圓周切削分力公式:
式中
查[5]表得: 查[5]表 取
由表可得參數(shù):
即:
同理:徑向切削分力公式 :
式中參數(shù):
即:
軸向切削分力公式 :
式中參數(shù):
即:
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即:
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算有::
式中:為各種因素的安全系數(shù),查參考文獻(xiàn)[5]表可得:
所以有:
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有:
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得:
其中:
螺旋夾緊力:
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便,決定選用螺絲夾緊機(jī)構(gòu)。
一、零件圖的分析
1.1、扁叉的工藝要求
一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求,而且要有好的機(jī)械加工工藝性,也就是要有加工的可能性,要便于加工,要能夠保證加工質(zhì)量,同時(shí)使勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加工工藝的問(wèn)題。
扁叉是一個(gè)很重要的零件,因?yàn)槠淞慵叽绫容^小,結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜程度一般,但其加工兩同軸內(nèi)孔的精度要求較高,此外還有上端面以及兩外圓側(cè)面的四個(gè)端面要求加工,對(duì)精度要求也很高。
該零件的兩小孔有同軸度要求,且上端面的兩側(cè)面相對(duì)空軸線有對(duì)稱(chēng)度要求,兩上端面對(duì)兩孔軸線也各自有平行度要求。
由于該零件的尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度,以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量,進(jìn)而影響其性能與工作壽命,因此對(duì)他們的加工是非常關(guān)鍵的。
1.2、扁叉的工藝性分析
該零件共有三處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下:
1.2.1 以φ10H7為中心的加工表面:二者有高的同軸度要求。
1.2.2 以兩孔軸線對(duì)稱(chēng)的上凸塊側(cè)面和兩平面
這一組加工表面上端面的兩側(cè)面相對(duì)空軸線有對(duì)稱(chēng)度要求,兩上端面對(duì)兩孔軸線也各自有平行度要求。
1.2.3兩短圓柱的四個(gè)端面:沒(méi)有較高的位置精度要求
由上面分析可知,加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面(銑削上端面),再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外兩組(分別是銑圓柱端面和鉆鉸兩同軸小孔)。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為HT13—32。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單,故選擇金屬型澆注鑄件毛坯。
2.2確定毛坯的機(jī)械加工余量和公差
參見(jiàn)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》(以下稱(chēng)指導(dǎo)書(shū))第二章第二節(jié),鑄件尺寸公差及機(jī)械加工余量按GB/T6414-1999確定。
按金屬型鑄造,灰鑄鐵查《指導(dǎo)書(shū)》表2-5,查得加工余量等級(jí)為D~F,轉(zhuǎn)查表2-3,差得尺寸公差為8級(jí),轉(zhuǎn)查表2-4,最大輪廓尺寸不超過(guò)160mm,得加工余量1.4mm。
2.3設(shè)計(jì)及繪制毛坯圖
2.4 基面的選擇
本零件是有精度較高要求的孔的叉架零件,平面和孔是設(shè)計(jì)的基準(zhǔn),也是裝配和測(cè)量的基準(zhǔn),在加工時(shí),應(yīng)盡量以平面為基準(zhǔn)。例如,先銑出凸塊側(cè)面及其兩有平行度要求的平面,再加工的平面為精基準(zhǔn),加工出兩短圓柱的四個(gè)端面,同樣,也是以該已加工表面為基準(zhǔn)鉆出兩同軸的Φ10H7孔;加工前后四個(gè)圓柱端面時(shí),先以凸塊表面為基準(zhǔn),在銑床上利用組合銑刀一次性銑出端面。
2.5 鉆孔工序加工方法的選擇
由于Φ10H7表面粗糙度要求為Ra1.6,經(jīng)濟(jì)精度為IT7,可確定加工方案為:鉆削→粗鉸→精鉸
2.6 制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下, 經(jīng)綜合比較和分析可確定最優(yōu)加工路線方案為
.工藝路線方案
鑄造
時(shí)效
涂底漆
工序一 以外圓Φ24為粗基準(zhǔn),粗銑圖示的A1、A2和C面;
工序二 精銑A1、A2和C面,保證A1、A2和C面平行距離尺寸10mm,且平行度誤差不超過(guò)0.15;
工序三 以A1、A2平面為精基準(zhǔn),粗銑兩圓柱的四個(gè)端面;
工序四 以A1、A2平面為精基準(zhǔn),精銑該四側(cè)面,保證105 0.07和22mm;
工序五 以A1、A2平面為精基準(zhǔn),鉆、粗鉸、精鉸中心孔,保證平行度誤差不超過(guò)0.15mm,空的精度達(dá)IT7,且Φ10兩孔的同軸度不超過(guò)0.01mm;
工序六 以Φ10孔為精基準(zhǔn),粗銑B1、B2兩側(cè)面;
工序七 以Φ10孔為精基準(zhǔn),精銑上述兩側(cè)面,保證二者相對(duì)孔的軸線對(duì)稱(chēng)度誤差不超過(guò)0.01mm;
工序八 檢查、入庫(kù)
2.7 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
”扁叉”;零件材料為HT13—32,,生產(chǎn)類(lèi)型中批量,金屬型鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線,確定工序五中加工表面即兩同軸小孔的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
內(nèi)孔(φ10未鑄成孔即毛坯為實(shí)心圓柱體)
查《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5,工序尺寸加工余量
鉆孔 φ10mm的麻花鉆
鉸孔 0.035mm
精鉸 0mm
2.8確立切削用量及基本工時(shí)
工序五 以A1、A2平面為精基準(zhǔn),鉆、粗鉸、精鉸中心孔,保證平行度誤差不超過(guò)0.15mm,空的精度達(dá)IT7,且Φ10兩孔的同軸度不超過(guò)0.01mm;
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí)do=8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角αo=12,二重刃長(zhǎng)度bε=2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度
2.選擇切削用量
(1)決定進(jìn)給量
查《切》
所以,
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度(查《切》)為0.5~0.8mm,壽命.
?。?)切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
(4)校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件,校驗(yàn)成立。
3.計(jì)算工時(shí)
由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。
粗鉸和精鉸的切削用量如下:
鉸孔:
精鉸: ,d0=20IT7
三、夾具設(shè)計(jì)
由老師布置的任務(wù)可知本人設(shè)計(jì)第五道工序——鉆M10孔的鉆床夾具。本夾具將用于Z518立式鉆床。刀具為∮10的高速鋼麻花鉆。
3.1問(wèn)題提出
在給定的零件中,對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本步的重點(diǎn)應(yīng)在夾緊的方便與快速性上,兩孔呈180°直線分布,考慮到中批生產(chǎn)的加工效率,選擇翻卷式或者分度裝置,具體如下:
3.2夾具設(shè)計(jì)
3.2.1定為基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮,選擇A1、A2平面為基準(zhǔn),即以支撐定位板和可調(diào)支承釘完全定位,再使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。
3.2.2切削力及夾緊力計(jì)算
本步加工可按鉆削估算夾緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
軸向力
扭矩
由于扭矩很小,計(jì)算時(shí)可忽略。
夾緊力為
取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1
則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的夾緊力。
3.2.3定位誤差分析
本工序采用端面為基準(zhǔn)定位,使加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一,能很好的保證定位的精度。
3.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
夾具的夾緊力不大,故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力,使用有快換墊圈的快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。
夾具上設(shè)置有快換鉆套(中批生產(chǎn),且鉆鉸連續(xù)工步),用于確定的鉆頭位置。
四、總結(jié)
兩個(gè)星期的工裝夾具的課程設(shè)計(jì)做完了。在老師的耐心指導(dǎo)下,我完成了這次任務(wù),整個(gè)過(guò)程中小組同學(xué)互幫互助,我們?cè)诳鞓?lè)中共同學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)中共同進(jìn)步.
本次課程設(shè)計(jì)是我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)前一次重要的實(shí)踐設(shè)計(jì),對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課能很好的進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié),知識(shí)的綜合性很強(qiáng).更是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練.當(dāng)書(shū)本上的理論知識(shí)和實(shí)踐相結(jié)合的時(shí)候,困難就會(huì)接踵而至.這就需要反復(fù)的查閱資料、反復(fù)的思考和相互間的討論,經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)反復(fù)的過(guò)程后,理論知識(shí)才會(huì)真正的屬于自己,而且印象也會(huì)更加的深刻.以后要是遇到類(lèi)似的問(wèn)題也會(huì)有相似的經(jīng)驗(yàn)作為借鑒和指導(dǎo).為接下來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)做鋪墊.
在此次收獲課程設(shè)計(jì)成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),再次感謝尹老師的辛勤指導(dǎo)!
五、附圖
六、參考文獻(xiàn)
1.李洪主編《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》
2.楊黎明主編《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》
3.王紹俊主編《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》
4.機(jī)械制造技術(shù)課程指導(dǎo)書(shū)》
6