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課程設(shè)計(jì)
油缸機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)老師
年 月 日
摘 要
液壓油缸一般指液壓缸,液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)(或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng))的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。用它來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),可免去減速裝置,并且沒(méi)有傳動(dòng)間隙,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比;液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。液壓油缸主要應(yīng)用于機(jī)械中,是工程機(jī)械最主要部件,主要是為機(jī)械提供動(dòng)力的重要核心元件。油缸是機(jī)器上加工的重要組成元件之一,它的制造工藝對(duì)加工的尺寸精度有顯著的影響。
本課題的目的是對(duì)油缸的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)。在第一部分的制造工藝設(shè)計(jì)中,主要的工作是油缸的毛坯件的鑄造,加工工藝路線的設(shè)定,機(jī)件的工藝查閱和計(jì)算,編制主要的工藝文件。對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算,關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量。
關(guān)鍵詞:工藝,工序,切削用量,夾緊,定位
目 錄
摘 要 II
目 錄 III
第1章 緒論 1
第2章 零件的分析 3
2.1零件的形狀 3
2.2零件的工藝分析 3
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
3.1 確定毛坯的制造形式 5
3.2定位基準(zhǔn)的選擇 5
3.3 制定工藝路線 5
3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 8
3.4.1 機(jī)床選用 8
3.4.2 選擇刀具 8
3.4.3 選擇量具 8
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 8
第4章 確定切削用量及基本時(shí)間 11
總 結(jié) 26
參考文獻(xiàn) 27
致 謝 28
27
第1章 緒論
1 引言
工藝綜合課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)的一門主干專業(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)才能使我們對(duì)該課程的基礎(chǔ)理論有更深刻的理解,也只有通過(guò)實(shí)踐才能培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力和獨(dú)立工作能力。因此,工藝綜合課程設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生,也成為機(jī)械類專業(yè)的一門重要實(shí)踐課程。
2 課程設(shè)計(jì)的目的
工藝綜合課程設(shè)計(jì)旨在繼承前期先修基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上,讓我們完成一次機(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)使我們所學(xué)到的知識(shí)得到鞏固和加深。培養(yǎng)我們?nèi)婢C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)提高我們的自學(xué)能力,使我們熟悉機(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)使我們樹立正確的設(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。
(4) 通過(guò)編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書,提高我們的技術(shù)文件整理、寫作及組織編排能力,為我們將來(lái)撰寫專業(yè)技術(shù)及科研論文打下基礎(chǔ)。
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課,專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此,他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言,我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練,希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、查資料的能力 ,為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
油缸零件加工工藝設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下,進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位,夾緊以及工藝路線安排,工藝尺寸確定等問(wèn)題,并設(shè)計(jì)出專用夾具,保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論,又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要,只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。
由于能力有限,設(shè)計(jì)尚有很多不足之處,希望各位老師給予指導(dǎo)。
第2章 零件的分析
2.1零件的形狀
題目給的零件是油缸零件,主要作用是起連接作用。液壓油缸一般指液壓缸,液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)(或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng))的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。用它來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),可免去減速裝置,并且沒(méi)有傳動(dòng)間隙,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比;液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場(chǎng)合而定,其他裝置則必不可少。
液壓油缸主要應(yīng)用于機(jī)械中,是工程機(jī)械最主要部件,主要是為機(jī)械提供動(dòng)力的重要核心元件。
零件的實(shí)際形狀如上圖所示,從零件圖上看,該零件是典型的零件,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸,公差如下圖所示。
2.2零件的工藝分析
由零件圖可知,其材料為HT300,具有較高強(qiáng)度,耐磨性,耐熱性及減振性,適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。
油缸零件主要加工表面為:1.車外圓及端面,表面粗糙度值為3.2。2.車外圓及端面,表面粗糙度值3.2。3.鏜中心孔,表面粗糙度值3.2。4.半精車側(cè)面,及表面粗糙度值3.2。5.側(cè)面粗糙度值6.3、,法蘭面粗糙度值6.3。
油缸共有兩組加工表面,他們之間有一定的位置要求?,F(xiàn)分述如下:
(1).左端的加工表面:
這一組加工表面包括:左端面,?85mm外圓,倒角鉆孔。這一部份有1.6的粗糙度要求,粗車、半精車、精車就可以達(dá)到精度要求。
(2).右端面的加工表面:
這一組加工表面包括:右端面;?90mm外圓,粗糙度為1.6;Φ110的外圓并帶有倒角其要求也不高,粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中,Φ65孔、Φ85孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的制造形式
油缸的年產(chǎn)量為5000件,數(shù)量大,屬于大批量。
該油缸零件的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜以及大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定采用熔模鑄造方式生產(chǎn),因此毛坯形狀可以與零件的形狀盡量接近,鑄造出肋板孔與圓柱孔。毛坯尺寸通過(guò)確定加工余量后再?zèng)Q定。毛坯材料是HT300。
零件材料為HT300,考慮到零件在使用過(guò)程中起連接作用,分析其在工作過(guò)程中所受載荷,最后選用鑄造,以便使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平,而且零件輪廓尺寸不大,可以采用鑄造,這從提高生產(chǎn)效率,保證加工精度,減少生產(chǎn)成本上考慮,也是應(yīng)該的。
3.2定位基準(zhǔn)的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一?;孢x擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常運(yùn)行。
3.2.1粗基準(zhǔn)的選擇
遵照“保證不加工表面與加工表面相互精度原則”的粗基準(zhǔn)選擇原則(即
零件有不加工表面時(shí),應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn);若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)則應(yīng)與這些加工表面要求相對(duì)精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn))這里先選擇?90mm外圓為粗基準(zhǔn)。
3.2.2精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則,選擇精基面時(shí),首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題,即在可能的情況下,應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。本油缸零件
以加工好的?55mm、?50mm內(nèi)孔作為后續(xù)工序工序的精基準(zhǔn)。
3.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1 工藝路線方案一
10 鑄造 鑄造出毛坯
20 熱處理 毛坯熱處理,時(shí)效處理
30 車 粗車?85mm外圓及右端面,留2mm加工余量
40 車 掉頭,粗車?90mm外圓及左端面,留2mm加工余量
50 車 半精車?85mm外圓及右端面,留1mm加工余量
60 車 車3X0.5退刀槽(右邊)
70 車 掉頭,半精車?90mm外圓及左端面,留1mm加工余量
80 車 精車?85mm外圓及右端面,并進(jìn)行倒角
90 車 掉頭,精車?90mm外圓及左端面,并進(jìn)行倒角
100 鏜 粗鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔
110 鏜 半精鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔
120 鏜 精鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔,并倒角
130 銑 粗銑尺寸為98的兩平面
140 鉆 鉆4個(gè)?9mm孔,鉆?13mm沉頭孔
150 鉆 鉆6-M8螺紋底孔,攻絲6-M8螺紋
160 鉆 鉆?5mm孔(徑向)
170 鉆 鉆?5mm孔(軸向)
180 鉆 鉆Z1/8螺紋底孔,攻絲Z1/8螺紋
190 鉆 鉆?5mm、?12孔(軸向)
200 鉗工 去毛刺
210 終檢 終檢入庫(kù)
3.3.2 工藝路線方案二
10 鑄造 鑄造出毛坯
20 熱處理 毛坯熱處理,時(shí)效處理
30 車 粗車?85mm外圓及右端面,留2mm加工余量
40 車 掉頭,粗車?90mm外圓及左端面,留2mm加工余量
50 車 半精車?85mm外圓及右端面,留1mm加工余量
60 車 掉頭,半精車?90mm外圓及左端面,留1mm加工余量
70 車 精車?85mm外圓及右端面,并進(jìn)行倒角
80 車 掉頭,精車?90mm外圓及左端面,并進(jìn)行倒角
90 車 車3X0.5退刀槽(右邊)
100 鏜 粗鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔
110 鏜 半精鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔
120 鏜 精鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔,并倒角
130 銑 粗銑尺寸為98的兩平面
140 鉆 鉆4個(gè)?9mm孔,鉆?13mm沉頭孔
150 鉆 鉆6-M8螺紋底孔,攻絲6-M8螺紋
160 鉆 鉆?5mm孔(徑向)
170 鉆 鉆?5mm孔(軸向)
180 鉆 鉆Z1/8螺紋底孔,攻絲Z1/8螺紋
190 鉆 鉆?5mm、?12孔(軸向)
200 鉗工 去毛刺
210 終檢 終檢入庫(kù)
方案一工序比較集中,先進(jìn)行在車床上加工,先加工外輪廓各個(gè)外圓,然后再加工內(nèi)孔,方案二相對(duì)分散,內(nèi)孔和外輪廓交叉進(jìn)行,這樣影響加工效率,而且經(jīng)常更換刀具夾具,很容易產(chǎn)生加工誤差。
最終工藝路線方案:
10 鑄造 鑄造出毛坯
20 熱處理 毛坯熱處理,時(shí)效處理
30 車 粗車?85mm外圓及右端面,留2mm加工余量
40 車 掉頭,粗車?90mm外圓及左端面,留2mm加工余量
50 車 半精車?85mm外圓及右端面,留1mm加工余量
60 車 掉頭,半精車?90mm外圓及左端面,留1mm加工余量
70 車 精車?85mm外圓及右端面,并進(jìn)行倒角
80 車 掉頭,精車?90mm外圓及左端面,并進(jìn)行倒角
90 車 車3X0.5退刀槽(右邊)
100 鏜 粗鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔
110 鏜 半精鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔
120 鏜 精鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔,并倒角
130 銑 粗銑尺寸為98的兩平面
140 鉆 鉆4個(gè)?9mm孔,鉆?13mm沉頭孔
150 鉆 鉆6-M8螺紋底孔,攻絲6-M8螺紋
160 鉆 鉆?5mm孔(徑向)
170 鉆 鉆?5mm孔(軸向)
180 鉆 鉆Z1/8螺紋底孔,攻絲Z1/8螺紋
190 鉆 鉆?5mm、?12孔(軸向)
200 鉗工 去毛刺
210 終檢 終檢入庫(kù)
3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備
3.4.1 機(jī)床選用
①.工序粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多,成批量生產(chǎn),故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大,精度要求屬于中等要求,選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-7。
②.工序是鉆孔,選用Z525搖臂鉆床。
3.4.2 選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀,它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆,參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(主編 孟少農(nóng)),第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
3.4.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn),一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種:一是按計(jì)量器具的不確定度選擇;二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“油缸” 零件材料為HT300,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》(以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》),表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較,硬度HB為143~269,表2.2-23 灰口鑄鐵的物理性能,密度ρ=7.2~7.3(),計(jì)算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
(零件重>2000kg)
中型
(零件重100~2000kg)
輕型
(零件重<100kg)
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~650
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
650~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù),油缸的年產(chǎn)量為5000件,數(shù)量大,屬于大批量。
確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng),選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高,適用于大批生產(chǎn),查《工藝手冊(cè)》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性,采用機(jī)器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)
鑄造方法
公差等級(jí)CT
灰口鑄鐵
砂型手工造型
11~13
砂型機(jī)器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鑄造
7~9
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級(jí)為7級(jí)。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級(jí)CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160,公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量(JB2854-80)如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級(jí) 6
澆注時(shí)位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側(cè)面
底 面
鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
根據(jù)上述原是資料及加工工藝,分別確定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1.外圓表面(Φ85mm)
考慮其加工長(zhǎng)度為69mm為簡(jiǎn)化模鍛毛坯的外形,現(xiàn)直接取其外圓表面直徑為Φ85mm。表面粗糙度值要求為Ra1.6只要求加工,此時(shí)直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。
2.外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》(以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》)表2.2-14,其中鑄件重量為6Kg,鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1,鍛件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向)>180~315mm。
長(zhǎng)度方向的余量查《工藝手冊(cè)》表2.2~2.5,其余量值規(guī)定為3..0~4.5mm,現(xiàn)取3.0mm。
3.4個(gè)?9mm孔,?13mm沉頭孔
采用實(shí)心鑄造。
4、6-M8螺紋底孔
采用實(shí)心鑄造。
第4章 確定切削用量及基本時(shí)間
切削用量包括背吃刀量a、進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定a、f、再確定v。
4.1 工序30切削用量的及基本時(shí)間的確定
4.1.1 切削用量 粗車?85mm外圓及右端面,留2mm加工余量
所選刀具為YG6硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1,由于CA6140機(jī)床的中心高為200(表1.65),故選刀桿尺寸=,刀片厚度為。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面,前角=,后角=,主偏角=,副偏角=,刃傾角=,刀尖圓弧半徑=。
①.確定切削深度
由于單邊余量為3mm,可在一次走刀內(nèi)完成,故=3mm
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知:表1.4
刀桿尺寸為,,工件直徑~400之間時(shí),
進(jìn)給量=0.5~1.0
按CA6140機(jī)床進(jìn)給量(表4.2—9)在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知:
=0.7
確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表1—65,CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3565。
根據(jù)表1.21,當(dāng)強(qiáng)度在174~207時(shí),,,=時(shí),徑向進(jìn)給力:=950。
切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=1.17(表1.29—2),故實(shí)際進(jìn)給力為:
=950=1111.5 (3-2)
由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.9,車刀后刀面最大磨損量取為,車刀壽命=。
④.確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接有表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.11,當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200~219的鑄件,,,切削速度=。
切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=0.92,0.8,=1.0,=1.0(見表1.28),故:
==63 (3-3)
===120 (3-4)
根據(jù)CA6140車床說(shuō)明書選擇
=125
這時(shí)實(shí)際切削速度為:
== (3-5)
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
切削時(shí)的功率可由表查出,也可按公式進(jìn)行計(jì)算。
由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表1.25,=~,,,切削速度時(shí),
=
切削功率的修正系數(shù)=0.73,=0.9,故實(shí)際切削時(shí)間的功率為:
=1.7=1.2 (3-6)
根據(jù)表1.65,當(dāng)=時(shí),機(jī)床主軸允許功率為=,,故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行,最后決定的切削用量為:
=3,=,==,=
4.1.2 基本時(shí)間
確定基本時(shí)間。參考文獻(xiàn)[1]表2-24,車外圓基本時(shí)間為
T
式中,=40mm,~3), 90°,=2mm,=4mm,=0, f=0.65mm/r,n=0.77r/s,
s
4.2 工序40 掉頭,粗車?90mm外圓及左端面,留2mm加工余量切削用量的及基本時(shí)間的確定
采用與工序30確定切削用量的方法,得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下:
本工序?yàn)榭刹捎门c工序30相同的可轉(zhuǎn)位車刀。
=3,=,==,=
s
4.3 工序50 半精車?85mm外圓及右端面,留1mm加工余量切削用量及基本時(shí)間的確定
4.3.1 切削用量
本工序?yàn)榘刖?85mm外圓及右端面,留1mm加工余量。已知條件與粗加工工序相同。
切削用量。所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀所選刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同,查參考文獻(xiàn)[6]表1-3,車刀幾何形狀為,′=
ⅰ. 確定背吃刀量
=1mm
ⅱ. 確定進(jìn)給量
根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表1.6及參考文獻(xiàn)[2]表4.2-9中CA6140機(jī)床進(jìn)給量,選擇。由于是半精加工,切削力較小,故不須校核機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度。
ⅲ. 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
查參考文獻(xiàn)[7]表1.9,選擇車刀后刀面最大磨損量為0.4mm,耐用度T=65min。
查參考文獻(xiàn)[6]表1.10,當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工σb>1000MPs的合金鋼,,,切削速度=97m/min。
切削速度的修正系數(shù)查參考文獻(xiàn)[7]表1.28得:,其余的修正系數(shù)均為1,故:
V=97×0.81×1.15=90.4m/min
=178r/min
查參考文獻(xiàn)[6]表4.2-8選擇CA6140機(jī)床的轉(zhuǎn)速為:
n=185r/min=3.08r/s
則實(shí)際切削速度v=1.56m/s
半精加工,機(jī)床功率也可不校驗(yàn)。
最后確定的切削用量為:
=1mm, f=0.3mm/r, n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。
工序60 掉頭,半精車?90mm外圓及左端面,留1mm加工余量
采用與工序50確定切削用量的方法,得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下:
,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s, v=1.56m/s=93.6m/min。
確定半精車基本時(shí)間: =52s
工序70 精車?85mm外圓及右端面,并進(jìn)行倒角
1、加工條件
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
(2)、背吃刀量ap
查,得精車余量ap=1mm
1)、進(jìn)給量
依據(jù),根據(jù)表1.6,材料為碳鋼,當(dāng)表面粗糙度為,(預(yù)計(jì))時(shí),。
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書選擇
2)、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù),根據(jù)表1.9,選擇車刀的后刀面的最大磨損量為0.5mm,刀具的壽命T=60min。
3)、切削速度
依據(jù),根據(jù)表1.28,可查得切削速度的修正系數(shù)為=1.0,=1.0,=0.8,=1.0,=1.0,故
=0.94
依據(jù),根據(jù)表1.27,切削速度的計(jì)算
故 =158m/min
r/min
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書,選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=97m/min
最后決定切削用量
式中,l=75mm, 根據(jù),根據(jù)表1.26,車削時(shí)的入切量以及超切量,則L=80mm,故
min
工序80 掉頭,精車?90mm外圓及左端面,并進(jìn)行倒角
1、加工條件:工件材料為HT300鋼。
(1)、選擇刀具
車刀形狀、刀桿尺寸及刀片厚度均與粗車相同。
(2)選擇切削用量
1)、確定切削深度 由于精加工余量?jī)H為1mm,可在一次走刀內(nèi)切完,故
依據(jù),得精車余量ap=1mm
2)、進(jìn)給量
依據(jù),根據(jù)表1.6,加工材料為碳鋼,當(dāng)表面粗糙度為,(預(yù)計(jì))時(shí),。
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書選擇
確定的進(jìn)給量尚需滿足車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書,其進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力為=3530N。
查,根據(jù)表1.21,當(dāng)鋼的強(qiáng)度,,,,=100m/min(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力為=375N。
依據(jù),根據(jù)表1.29-2,切削時(shí)的修正系數(shù)為,,,故實(shí)際進(jìn)給力為
由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于車床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力,故所選的進(jìn)給量可用
3)、車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度T
依據(jù),根據(jù)表1.9,車刀的后刀面最大磨損量取為0.5mm(0.4~0.6),車刀的壽命T=60min。
4)、確定切削速度
依據(jù),根據(jù)表1.28,可查得切削速度的修正系數(shù)為,,,,,故
=0.94
依據(jù),根據(jù)表1.27,切削速度的計(jì)算為
故 =224m/min
r/min
依據(jù),根據(jù)CA6140車床的使用說(shuō)明書,選擇
這時(shí)實(shí)際切削速度為
=120m/min
最后決定的車削用量為
。
式中,l=45mm, 根據(jù),根據(jù)表1.26,車削時(shí)的入切量以及超切量為,則L=47mm,故
min
工序90 車3X0.5退刀槽
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表查得:進(jìn)給量,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-82得切削速度,
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
,
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.1-74取
實(shí)際切削速度:
進(jìn)給量:
工作臺(tái)每分進(jìn)給量:
被切削層長(zhǎng)度:由毛坯尺寸可知深度為0.5mm,l=0.5mm
機(jī)動(dòng)時(shí)間==0.052min=3.12s
工序100 粗鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔切削用量
選刀具為YT65硬質(zhì)合金、主偏角°、直徑為12mm的圓形鏜刀。其耐用度T=60min。
==0.25mm
f=0.15mm/r
v=×1.4=265.77mm/min
=1837.3r/min
參考文獻(xiàn)[1]表5-56,根據(jù)CA6140車床的轉(zhuǎn)速表,選擇n=1400r/min=23.3r/s,則實(shí)際切削速度v=4.98m/s。
4.4.2 基本時(shí)間
確定的基本時(shí)間:=16s
工序120 精鏜?55mm、?50mm內(nèi)孔,并倒角
查參考文獻(xiàn)[23]表3.2-10,刀具選擇為YT15硬質(zhì)合金、主偏角kr=45°、直徑d=20mm的圓形鏜刀,其耐用度T=60min。選用CA6140型臥式車床。
1)確定進(jìn)給量f
根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]中表1.2-33,查取進(jìn)給量f=1.02mm/r。
2)確定背吃刀量ap
因單邊余量為1mm,查取進(jìn)給量f=0.15mm/r。。
3)確定切削速度v
根據(jù)參考文獻(xiàn)[26]中表1.2-33,查取v=0.7m/s=42m/min,由公式:
r/min
根據(jù)T68型主軸轉(zhuǎn)速表,選取機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=200r/min。則實(shí)際切削速度:
=45.8m/min
4)基本時(shí)間為:
=2.18min=130s
輔助時(shí)間:
=0.15×233.6=35.04s
其它時(shí)間:
+=2×[0.02×(233.6+35.04)]=10.60s
工序130、粗銑尺寸為98的兩平面
1. 加工條件
工件材料:HT300,σb =170~240MPa,鑄造;工件尺寸:
機(jī)床:X52K立式銑床;
刀具:YG6硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》(后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》)表3.1,取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)《切削用量手冊(cè)》(后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》)表3.16,選擇刀具前角γ0=0°后角α0=8°,副后角α0’=10°,刃傾角:
λs=-10°,主偏角Kr=60°,過(guò)渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。
2. 切削用量
1)確定切削深度ap
因?yàn)橛嗔枯^小,故選擇ap=4mm,三次走刀即可完成。
2)確定每齒進(jìn)給量fz
由于本工序?yàn)榇旨庸ぃ叽缇群捅砻尜|(zhì)量可不考慮,從而可采用不對(duì)稱端銑,以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5,使用YG6硬質(zhì)合金端銑刀加工,機(jī)床功率為4.5kw(據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-35,X51立式銑床)時(shí):
fz=0.09~0.18mm/z
故選擇:fz=0.18mm/z。
3)確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7,銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm;由于銑刀直徑d0=125mm,故刀具使用壽命T=180min(據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8)。
4)計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.16,當(dāng)d0=125mm,Z=12,ap≤7.5,fz≤0.18mm/z時(shí),vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為:kMV= 1.0,kSV= 0.8。切削速度計(jì)算公式為:
其中 ,,,,,,,,,,,,,將以上數(shù)據(jù)代入公式:
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速: 。
根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36,選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此,實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為:
vc==m/min=118m/min
f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z
5)校驗(yàn)機(jī)床功率
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.24,近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書,主軸允許功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗(yàn)合格。最終確定:ap=4.0mm,nc=300r/min,vf=390mm/s,vc=118m/min,fz=0.1mm/z。
6)計(jì)算基本工時(shí)
tm=L/ vf,L=l+ y+Δ,l=176mm.
查《切削手冊(cè)》表3. 26,入切量及超切量為:y+Δ=40mm,則:
tm=L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。
工序140 鉆4個(gè)?9mm孔,鉆?13mm沉頭孔
本工序采用計(jì)算法。
表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途
標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
類型
直徑范圍(mm)
用途
GB1436-85
直柄麻花鉆
2.0~20.0
在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔
GB1437-85
直柄長(zhǎng)麻花鉆
1.0~31.5
在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔
GB1438-85
錐柄麻花鉆
3.0~100.0
在各種機(jī)床上,用鉆?;虿挥勉@模鉆孔
GB1439-85
錐柄長(zhǎng)麻花鉆
5.0~50.0
在各種機(jī)床上,用鉆模或不用鉆模鉆孔
選用Z525搖臂鉆床,查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,查《機(jī)》表2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得,耐用度為HT30000,表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長(zhǎng),麻花鉆,則螺旋角=65,鋒交2=118,后角a=10,橫刃斜角=50,L=197mm,l=116mm。
表3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽長(zhǎng)度(摘自GB6137-85) mm
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.80~13.20
151
101
表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值(根據(jù)GB6137-85) (o)
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6~18.00
65
118
12
40~60
表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
(1)后刀面最大磨損限度mm
刀具材料
加工材料
鉆頭
直徑d0(mm)
≤20
高速鋼
鑄鐵
0.5~0.8
(2)單刃加工刀具耐用度T min
刀具類型
加工材料
刀具材料
刀具直徑d0(mm)
11~20
鉆頭(鉆孔及擴(kuò)孔)
鑄鐵、銅合金及合金
高速鋼
60
鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5~0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.確定進(jìn)給量
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.25~0.65,根據(jù)表4.13中可知,進(jìn)給量取f=0.60。
②.確定切削速度
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-17高速鋼鉆頭在灰口鑄鐵(190HBS)上鉆孔的切削速度軸向力,扭矩及功率得,V=12,參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0,R=0.85。
V=12=10.32 (3-17)
則 = =131 (3-18)
查表4.2-12可知, 取 n = 150
則實(shí)際切削速度 = = =11.8
③.確定切削時(shí)間
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 孟少農(nóng) 主編,表10.4-43,鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式: T= (3-19)
其中 l= l=5 l=2~3
則: t= =9.13
工序150 鉆6-M8螺紋底孔,攻絲6-M8螺紋
(1) 鉆M8螺紋底孔φ6.7孔.
a/加工條件:機(jī)床:Z525立時(shí)鉆床..
刀具:麻花鉆 其中d=6.7mm,
.b/計(jì)算切削用量:=6.7mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53,表15-37可知:
.f=0.13mm/r v=0.35m/s
.
確定主軸轉(zhuǎn)速: n==.998r/min
. 按機(jī)床選?。?
實(shí)際機(jī)床選?。?v=
切入,切出 l1.+l2=4mm l=11mm
切削工時(shí): .
(2) 攻絲M8
a/加工條件:機(jī)床:Z525立時(shí)鉆床..
刀具:機(jī)用絲錐 其中d=8mm,
.b/計(jì)算切削用量:=1.3mm
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表15-53,表15-37可知:
.f=1mm/r v=0.12m/s
.
確定主軸轉(zhuǎn)速: n==286r/min
. 按機(jī)床選?。?
實(shí)際機(jī)床選?。?v=
切入,切出 l1.+l2=4mm l=11mm
切削工時(shí): ...
工序160 鉆?5mm孔(徑向)
⑴背刀吃量аp的選擇
粗加工時(shí)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度確定аp=2.5mm。
⑵進(jìn)給量的確定 由表5-22,選取該工步得進(jìn)量f=0.1mm/r。
⑶切削速度的計(jì)算 由表5-31,按工件材料為鑄鐵的條件選取,切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=1326r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床得主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=1360r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=20.5m/min。
工序170 鉆Z1/8螺紋底孔,攻絲Z1/8螺紋
1.刀 具:專用刀具,55度管螺紋絲錐。
機(jī) 床:Z525立式鉆床。
加工要求:可以先用小于錐孔小端直徑的鉆頭鉆出底孔,再使用錐孔鉸刀進(jìn)行鉸孔,最后用55度管螺紋絲錐攻螺紋。
2.切削用量:
1)確定進(jìn)給量 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定,進(jìn)給量取f =0.36mm/r
2)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n =627r/min
3)確定切削速度 =15.65m/min
3.計(jì)算基本工時(shí) =(12+4)/(5450.36)=0.082min
工序180 鉆?5mm、?12孔(軸向)
1)鉆?5mm
⑴背刀吃量аp的選擇
粗加工時(shí)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度確定аp=2.5mm。
⑵進(jìn)給量的確定 由表5-22,選取該工步得進(jìn)量f=0.1mm/r。
⑶切削速度的計(jì)算 由表5-31,按工件材料為鑄鐵的條件選取,切削速度v=20m/min選取。由公式n=1000v/d可求得該工序鉆頭鉆速n=1326r/min,參照表4-9所列Z525型立式鉆床得主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速n=1360r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式v=nd/1000=20.5m/min。
2)鉆?12孔
機(jī)床:立式鉆床Z525
刀具:根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
切削深度:
進(jìn)給量:取。
切削速度取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
按照文獻(xiàn),取
所以實(shí)際切削速度:
切削工時(shí)
被切削層:
刀具切入:
刀具切出: 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間:
總 結(jié)
通過(guò)對(duì)油缸機(jī)加工藝的設(shè)計(jì),我對(duì)以往所學(xué)的理論基礎(chǔ)、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行了一次較為全面的訓(xùn)練,培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力以及敢于創(chuàng)新的精神。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中通過(guò)對(duì)零件圖的研究和分析制定了一套合理的工藝,本工藝在理論上是可行的,并且對(duì)于圖紙上要求的粗糙度,位置度,尺寸精度等都可以較好的滿足。還具有較好的經(jīng)濟(jì)性。為了能更好的加工還對(duì)典型的工序進(jìn)行了專用夾具的設(shè)計(jì),在夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中,結(jié)合實(shí)際情況在本次論文設(shè)計(jì)中,老師給了我很多指導(dǎo)和鼓舞,特別是老師身上的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)和耐心的教導(dǎo),使我能完成本次的設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)與論文編寫過(guò)程中,由于學(xué)生水平有限,其中難免會(huì)有一些缺點(diǎn)和不足,懇請(qǐng)老師及同學(xué)批評(píng)并指正。
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致 謝
短暫的課程設(shè)計(jì)馬上快要結(jié)束,可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人,我的導(dǎo)師。我不是您最出色的學(xué)生,而您卻是我最尊敬的老師。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),學(xué)識(shí)淵博,思想深邃,視野雄闊,為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁,置身其間,耳濡目染,潛移默化,使我不僅接受了全新的思想觀念,樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo),領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式,從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無(wú)路,柳暗花明又一村”。感謝我的爸爸媽媽,焉得諼草,言樹之背,養(yǎng)育之恩,無(wú)以回報(bào),你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。在論文即將完成之際,我的心情無(wú)法平靜,從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成,有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助,在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意!
最后再一次感謝所有在課程設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué),以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。