機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).doc
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機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 說明書 設(shè)計(jì)題目:零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名:郭強(qiáng) 學(xué)號:0914112105 專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)老師: 晉中學(xué)院 2012年6月3日 目 錄 零件的分析 零件的作用 零件的工藝分析 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 毛坯的制造形式 基準(zhǔn)面的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇 制定的工藝路線 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 確定切削用量及基本工時(shí) 繪制零件圖和編制工藝卡 夾具設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 繪制夾具裝配圖 1.零件分析 1.1 零件的作用 題所給的是CA6140車床上的撥叉,它位于車床變速機(jī)構(gòu)中,主要起換擋作用,使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作,獲得所需的速度和扭矩。零件上方的Φ20mm的孔與操作機(jī)構(gòu)相連,下方的Ф50mm的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸,通過上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速,兩零件鑄造為一體,加工時(shí)分開。 1.2 零件的工藝分析 CA6140車床上的撥叉共有兩處加工表面。其間有一定的位置要求,分述如下: 1.2.1 以Ф20mm為中心的加工表面 這一組加工表面包括:Ф20mm的孔,以及其上下表面,孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)要鉆鉸的Ф8mm的錐孔,一個(gè)M6的螺紋孔,和一個(gè)缺口。 1.2.2 以Ф50mm為中心的加工表面 這一組加工表面包括:Ф50mm的孔,以及其上、下端面; 這兩組表面有一定的位置要求; (1) Ф50mm的孔的上、下表面與Ф20的孔的垂直度誤差為0.07mm。 (2) Ф20mm的孔的上、下表面與Ф20的孔的垂直度誤差為0.05mm。 (3) Ф50mm、Ф20mm的孔的上、下表面以及Ф50mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為3.2um。 (4) Ф20mm的孔的內(nèi)表面的粗糙度誤差為1.6um,精度為IT7。 2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 毛坯的制造形式 零件材料為HT200,考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,故選擇鑄造毛坯。圖一 毛坯圖 2.2 基準(zhǔn)面的選擇 2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 對零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn),而對若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn),根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)原則,現(xiàn)取Ф20mm的孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個(gè)短V形塊支承兩個(gè)Ф20mm孔的外輪廓作主要定位面,以消除3個(gè)自由度,再用一個(gè)支承板支撐在Ф72mm的上表面,以消除3個(gè)自由度。 2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù)。 2.3 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)已確定為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(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。 1、 工藝路線方案一: 工序一:退火 工序二:粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um 工序三:以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑Ф20 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,其上、下表面尺寸為30mm, 工序四:以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф20 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05mm 工序五:以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、半精鏜Ф50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um 工序六;以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑Ф50 mm的上表面,保證其與孔的垂直度誤差不超過0.07mm,其上、下表面尺寸為12mm 工序七:銑斷 工序八:以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm,裝配時(shí)鉆鉸 工序九:以Ф20mm的孔為精基準(zhǔn),鉆Ф5mm的孔,攻M6的螺紋 工序十:以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn),銑缺口,保證其粗糙度為12.5um 工序十一:檢查 上面的工序可以是中批生產(chǎn),但是其效率不高,并且工序四中的鉆孔方法在鉆孔是可能會(huì)偏離中心。經(jīng)綜合考慮,采用下面的方案二。 工藝路線方案二: 工序一;退火 工序二:粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的下表面,保證其粗糙度為3.2 um 工序三:以Ф20 mm的下表面為精基準(zhǔn),粗、精銑Ф20 mm、Ф50 mm的孔的上表面,保證其粗糙度為3.2 um,Ф20 mm的上、下表面尺寸為30mm,Ф50 mm的上、下表面尺寸為12mm 工序四:以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф2 0 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為1.6 um,垂直度誤差不超過0.05 mm 工序五:以Ф20 mm 的下表面為精基準(zhǔn),粗、半精鏜Ф50 mm的孔,保證其內(nèi)表面粗糙度為3.2 um 工序六:銑斷 工序七:以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆Ф8 mm的錐孔的一半Ф4 mm,裝配時(shí)鉆鉸 工序八:以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn),鉆Ф5 mm的孔,攻M6的螺紋 工序九:以Ф20 mm的孔為精基準(zhǔn),銑缺口,保證其粗糙度為12.5 um 工序十:檢查 2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA6140車床撥叉”零件的材料為HT200硬度為190~210HB,毛坯重量為2.2Kg,生產(chǎn)類型為中批量,鑄件毛坯。又由<<機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊>>(以下稱〈〈工藝手冊〉〉表1.3-1查得毛坯的制造方法采用殼模鑄造級,表2.2-4查得加工余量等級為G級,選取尺寸公差等級為CT10。 根據(jù)以上資料及路線,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯如下: 1、延軸線方向長度方向的加工余量及公差(Ф20mm、Ф50mm端面) 查《工藝手冊》表2.2~4取Ф20mm、Ф50mm端面長度余量為2.5mm(均為雙邊加工)。 銑削加工余量為:a)粗銑:1.5mm b)精銑:1mm 毛坯尺寸及公差為:(35土0.3)mm ( 17土0.25)mm 2、內(nèi)孔(Ф50mm已鑄成孔)查《工藝手冊》表2.2~2.5,取Ф50mm已鑄成長度余量為3mm,即已鑄成孔Ф44mm。 鏜削加工余量為:a)粗鏜:2mm b)半精鏜:1mm 毛坯尺寸及公差為:(48土0.3)mm ()mm 3、其他尺寸直接鑄造得到。 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 2.5.1 工序二:粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的下表面 (1) 加工條件 工件材料:HT200。бb=0.16GPa HBS=190~210,鑄件 機(jī)床:XA5032立式銑床 刀具;W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀 W18Cr4V硬質(zhì)合金端銑刀,牌號為YG6,由《切削用量簡明手冊》〉后稱《切削手冊》表3.1查得銑削寬度ae<=60mm,深度ap<=4,齒數(shù)Z=10時(shí),取刀具直徑do=80mm。又由《切削手冊》表3.2選擇刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=,刀齒斜角λs=-10o,主刃Kr=60o,過渡刃Krε=30o,副刃Kr’=5o,過渡刃寬bε=1mm (2) 切削用量 1)粗銑Ф20mm的下表面 a)切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進(jìn)給量:由《切削手冊》表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW,查《切削手冊》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是對稱銑,選較小量f=0.14mm/z c)查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7,后刀面最大磨損為(1.0~1.5)mm 查《切削手冊》表3.8, 壽命T=180min d)計(jì)算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式: 也可以由表3.16查得=98mm/s n=439r/min vf =490mm/s 又根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=475r/min vf =600mm/s,則實(shí)際的切削速度為: 即==119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量為: 即==0.13mm/z e)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》表3.24,Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW,所以Pcm> Pcc,故校驗(yàn)合格。 最終確定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/z f)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+Δ;根據(jù)《切削手冊》表3.26,可得 l+Δ=12mm,所以L=l+y+Δ=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min 2)粗銑Ф50mm的下表面 a)銑削Ф50mm的下表面與銑削Ф20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/z b)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+Δ;根據(jù)《切削手冊》表3.26,可得 l+Δ=0所以L=l+y+Δ=72mm 故 =72/600=0.12min 3)精銑孔Ф20mm的下表面 a) 切削深度 因切削用量較小,故可以選擇ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 b)每齒進(jìn)給量:由《切削手冊》表3.30可知機(jī)床的功為7.5KW,查《切削手冊》表3.5可得f=0.5~0.7mm/r,由于是對稱銑,選較小量f=0.7mm/r c)查后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表3.7,后刀面最大磨損為(1.0~1.5)mm 查《切削手冊》表3.8, 壽命T=180min d)計(jì)算切削速度 按《切削手冊》表3.27中的公式: 也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根據(jù)XA5032銑床參數(shù),選 n=475r/min vf =375mm/min , 則實(shí)際的切削速度為 所以==119.3m/min,實(shí)際進(jìn)給量 所以==0.08mm/z e)校驗(yàn)機(jī)床功率 查《切削手冊》表3.24,Pcc=1.1KW,而機(jī)床所提供的功率Pcm為1.7KW,所以Pcm> Pcc,故校驗(yàn)合格。 最終確定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/min f)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+Δ;根據(jù)《切削手冊》表3.26,可得 l+Δ=80mm, 所以L=l+y+Δ=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2)精銑Ф50mm的下表面 a)銑削Ф50mm的下表面與銑削Ф20mm的下表面的相關(guān)參數(shù)及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/m b)計(jì)算基本工時(shí) 公式中: L=l+y+Δ;根據(jù)〈〈切削手冊〉〉表3.26,可得 l+Δ=80mm所以L=l+y+Δ=72+80=152mm 故 =152/375=0.405min 2.5.2 工序三:粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工時(shí)與工序一中的粗、精銑孔Ф20mm、Ф50mm的下表面相同。 2.5.3 工序四:鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Ф20mm的孔 (一) 鉆Ф18mm的孔 (1)加工條件 工藝要求:孔徑d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷卻 機(jī)床 :Z535型立式鉆床 刀具 :高速鋼麻花鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭,其直徑do=18mm,鉆頭幾何形狀為:由《切削手冊》表2.1及表2.2 選修磨橫刃,β=28o αo=10o 2Φ=118o 2Φ1=70o bε=3.5mm b=2mm l=4mm (2) 切削用量 1) 決定進(jìn)給量f a)、按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù)《切削手冊》表2.7,當(dāng)鑄鐵的強(qiáng)度 бb200HBS do=18mm時(shí),f=0.70~0.86mm/r 由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系數(shù)K=1 所以 f=(0.70~0.86)x1=(0.70~0.86)mm/r b) 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.8,當(dāng)бb=190MPa,do=18mm,鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/r c)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù)表2.9,當(dāng)бb210MPa,do20.5mm,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為11760N(Z535鉆床允許的軸向力為15696N(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-14)時(shí),進(jìn)給量為1.5mm/r。 從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=0.70~0.86mm/r,根據(jù)Z535鉆床說明書,選f=0.80mm/r(見《工藝設(shè)計(jì)手冊》表4.2-16),又由《切削手冊》表2.19可以查出鉆孔時(shí)的軸向力,當(dāng)f=0.80mm/r do<=21mm時(shí),軸向力Ff=7260N 軸向力的修正系數(shù)為1.0,故Ff=7260N 根據(jù)Z535鉆床說明書,機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度允許的最大軸向力為Fmax=15696N,由于Ff- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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