气门摇臂轴支座 加工工艺和铣36mm下端面夹具设计【含CAD图纸、说明书和三维模型源文件】
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机械加工工艺过程卡工序号工 序 名 称加工车间设备名称及编号 工艺装备名称及编号技术等级时间定额(分)单件准终刀具夹具量具辅具1粗铣底平面,以上圆柱端面定位。机加X52铣床错齿三面刃铣刀专用夹具游标卡尺检验夹具中0.0462粗铣圆柱上端面,以底面定位机加X52铣床错齿三面刃铣刀通用夹具游标卡尺检验夹具中0.0223粗铣圆柱两端面。粗铣圆柱端面,保证轴向尺寸24mm。机加X52铣床错齿、三面刃铣刀通用夹具游标卡尺检验夹具中0.154精铣底平面,以上圆柱端面定位,保证尺寸。机加X52铣床错齿、三面刃铣刀专用夹具游标卡尺检验夹具中0.1165钻小孔机加Z525钻床锥柄麻花钻通用夹具游标卡尺检验夹具中0.36精铣圆柱端面,保证尺寸机加X52铣床错齿、三面刃铣刀专用夹具游标卡尺检验夹具中0.0977钻扩铰、孔,保证平面距离。机加Z525钻床锥柄麻花钻,铰刀专用夹具游标卡尺检验夹具中18、两孔两端倒角。游标卡尺检验夹具中9钳:去毛刺、锐边。游标卡尺中10终检、入库。中机械加工工序卡片工厂名机械加工工序卡片产品名称及型号零件名称零件图号工序名称工序号第 1 页摇臂座摇臂座铣底平面1共 1 页摇臂座车 间工 段材料名称材料牌号机械性能机加灰口铸铁HT200同时加工件数每台件数技术等级单件时间(分)准备终结时间11中0.046设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷却液铣床X52专用夹具不用更改内容工步号工步内容计算数据(mm)走刀次数直径或长度走刀长度单边余量1铣底平面40402123切削用量工时定额(分)刀具、量具及辅助工具切削深度进给量mm/r每分钟转速切削速度m/min基本时间辅助时间工作地点服务时间名称规格编号数量2001.267501172051铣刀D30D301卡尺编制抄写校对审核批准机械加工工序卡片工厂名机械加工工序卡片产品名称及型号零件名称零件图号工序名称工序号第 2 页摇臂轴粗铣2共 8 页摇臂轴车 间工 段材料名称材料牌号机械性能机加灰口铸铁HT200同时加工件数每台件数技术等级单件时间(分)准备终结时间11中0.046设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷却液铣床X52通用夹具不用更改内容工步号工步内容计算数据(mm)走刀次数直径或长度走刀长度单边余量1粗铣圆柱上端面。23切削用量工时定额(分)刀具、量具及辅助工具切削深度进给量mm/r每分钟转速切削速度m/min基本时间辅助时间工作地点服务时间名称规格编号数量21.26750117铣刀1卡尺编制抄写校对审核批准机械加工工序卡片工厂名机械加工工序卡片产品名称及型号零件名称零件图号工序名称工序号第 3 页摇臂轴粗铣3共 8 页摇臂轴车 间工 段材料名称材料牌号机械性能机加灰口铸铁HT200同时加工件数每台件数技术等级单件时间(分)准备终结时间11中0.15设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷却液铣床X52通用夹具不用更改内容工步号工步内容计算数据(mm)走刀次数直径或长度走刀长度单边余量1粗铣28圆柱上端面端面。2粗铣26圆柱上端面。3粗铣28圆柱下端面端面。4粗铣26圆柱下端面。切削用量工时定额(分)刀具、量具及辅助工具切削深度进给量mm/r每分钟转速切削速度m/min基本时间辅助时间工作地点服务时间名称规格编号数量21.26750118铣刀12.51.26750118卡尺121.267501182.51.26750118编制抄写校对审核批准机械加工工序卡片工厂名机械加工工序卡片产品名称及型号零件名称零件图号工序名称工序号第 4 页摇臂轴精铣4共 8 页摇臂轴车 间工 段材料名称材料牌号机械性能机加灰口铸铁HT200同时加工件数每台件数技术等级单件时间(分)准备终结时间11中0.116设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷却液铣床X52通用夹具不用更改内容工步号工步内容计算数据(mm)走刀次数直径或长度走刀长度单边余量1精铣底平面,保证尺寸39mm 。23切削用量工时定额(分)刀具、量具及辅助工具切削深度进给量mm/r每分钟转速切削速度m/min基本时间辅助时间工作地点服务时间名称规格编号数量0.50.80430047.1铣刀1卡尺1编制抄写校对审核批准机械加工工序卡片工厂名机械加工工序卡片产品名称及型号零件名称零件图号工序名称工序号第 5 页摇臂轴精铣5共 8 页摇臂轴车 间工 段材料名称材料牌号机械性能机加灰口铸铁HT200同时加工件数每台件数技术等级单件时间(分)准备终结时间11中0.3设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷却液钻床Z525通用夹具不用更改内容工步号工步内容计算数据(mm)走刀次数直径或长度走刀长度单边余量1钻11小孔成。2切削用量工时定额(分)刀具、量具及辅助工具切削深度进给量mm/r每分钟转速切削速度m/min基本时间辅助时间工作地点服务时间名称规格编号数量5.50.265450.30麻花钻1卡尺1编制抄写校对审核批准机械加工工序卡片工厂名机械加工工序卡片产品名称及型号零件名称零件图号工序名称工序号第 6 页摇臂轴精铣6共 8 页摇臂轴车 间工 段材料名称材料牌号机械性能机加灰口铸铁HT200同时加工件数每台件数技术等级单件时间(分)准备终结时间11中0.3设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷却液铣床X52专用夹具不用更改内容工步号工步内容计算数据(mm)走刀次数直径或长度走刀长度单边余量1精铣28圆柱上端面2翻面精铣28圆柱另一端面切削用量工时定额(分)刀具、量具及辅助工具切削深度进给量mm/r每分钟转速切削速度m/min基本时间辅助时间工作地点服务时间名称规格编号数量0.50.80430047.1铣刀10.50.80430047.1卡尺1编制抄写校对审核批准机械加工工序卡片工厂名机械加工工序卡片产品名称及型号零件名称零件图号工序名称工序号第 7 页摇臂轴精铣7共 8 页摇臂轴车 间工 段材料名称材料牌号机械性能机加灰口铸铁HT200同时加工件数每台件数技术等级单件时间(分)准备终结时间11中0.3设备名称设备编号夹具名称夹具编号冷却液钻床Z3025专用夹具不用更改内容工步号工步内容计算数据(mm)走刀次数直径或长度走刀长度单边余量1钻孔 至161612扩孔至15.8钻孔15.815.813铰孔161614钻至161615扩孔至17.817.817.816铰孔18181切削用量工时定额(分)刀具、量具及辅助工具切削深度进给量mm/r每分钟转速切削速度m/min基本时间辅助时间工作地点服务时间名称规格编号数量70.2640017.22麻花钻10.90.563028.36卡尺10.10.131256.66内径百分尺80.2640019.20.90.563034.60.10.131257.3编制抄写校对审核批准XX大学课程设计(论文)摇臂轴座的机械加工工艺及铣底面夹具设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日目 录目 录21 绪论42 摇臂座的机械加工工艺规程设计52.1.零件的工艺分析及生产类型的确定52.1.1零件的作用52.1.2 零件的工艺分析62.1.3 确定零件的生产类型72.2 选择毛坯种类,绘制毛坯图72.2.1 选择毛坯种类72.2.2 设计毛坯图82.3 选择加工方法,制定工艺路线92.3.1 定位基准的选择92.3.2 零件的表面加工方法的选择92.3.3加工阶段的划分102.3.4工序的集中与分散102.3.5工序顺序的安排102.3.6工艺方案的比较与分析112.3.7 加工设备及工艺装备选择122.3.8切削用量以及基本时间定额的确定133摇臂座零件专用夹具的设计293.1 确定夹具的结构方案293.2 切削力和夹紧力计算293.3 夹紧力的计算303.4 定位误差分析303.5 确定夹紧机构323.6 确定辅助定位装置323.7设计夹具体323.7 定向键与对刀装置设计323.8本章小结34总结35参考文献36致谢37第 36 页 共 36 页1 绪论本次设计的主要内容为:首先运用AutoCAD软件绘制摇臂座的二维零件图,然后根据图纸的技术要求等确定生产类型,拟采用以铸造的形式进行毛坯的制造,并确定零件的机械加工工艺路线,完成机械加工工序设计,进行必要的经济分析。最后,对某道加工工序进行夹具装配图及主要零件图的设计。摇臂座主要作用:摇臂座是固定摇臂的底座,起固定作用。在顶置式气门发动机中,摇臂座是进排气机构的一个部件。进排气机构是由凸轮轴、挺杆、摇臂、摇臂轴、摇臂座、气门、气门弹簧等零件组成。气门的开启和关闭是由挺杆和摇臂动作完成的,摇臂就是通过摇臂轴安装在摇臂座上,一端是从凸轮轴经挺杆驱动,另一端顶在气门杆上和弹簧一起作用控制气门的开合。柴油机中的摇臂座,是支撑摇臂轴的,其作用相当于滑动轴承座,摇臂是安装在摇臂轴上的。2 摇臂座的机械加工工艺规程设计2.1.零件的工艺分析及生产类型的确定2.1.1零件的作用摇臂座主要作用:摇臂座是固定摇臂的底座,起固定作用。在顶置式气门发动机中,摇臂座是进排气机构的一个部件。进排气机构是由凸轮轴、挺杆、摇臂、摇臂轴、摇臂座、气门、气门弹簧等零件组成。气门的开启和关闭是由挺杆和摇臂动作完成的,摇臂就是通过摇臂轴安装在摇臂座上,一端是从凸轮轴经挺杆驱动,另一端顶在气门杆上和弹簧一起作用控制气门的开合。柴油机中的摇臂座,是支撑摇臂轴的,其作用相当于滑动轴承座,摇臂是安装在摇臂轴上的。2.1.2 零件的工艺分析通过对摇臂座零件图的重新绘制,知原图样的视图正确、完整,尺寸、公差以及技术要求齐全。通过对零件图的详细审阅,该零件的基本工艺状况已经大致掌握。主要工艺状况如下叙述:零件的材料为HT200,灰铸铁的生产工艺简单,铸造性能优良,但是塑性较差、脆性较高、不适合磨削,而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根据对零件图的分析,该零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下: 零件的上表面是以摇臂底座为工序基准。12.5的孔是以摇臂座底面为基准,孔中心线与底面垂直。160.035的以孔摇臂座底面做工序基准,其孔轴线与底面平行。悬臂的工序基准是孔12.5的中心轴线。孔200.035的工序基准是摇臂座底面,该孔中心轴线与摇臂座底面平行。18圆形凸台的工序基准是以孔200.035的中心轴线所定,呈20度。 孔200.035、孔160.035、孔 12.5的定位基准为其中心轴线。零件其他部分的定位基准为摇臂座底座。以孔200.035为中心的加工表面为孔和倒角,孔34的两端面。以孔160.035为中心的加工表面有,孔孔160.035和倒角,铣28两端面。孔200.035与孔孔12.5孔底面的平行度公差为0.25。34两端面与孔200.035的垂直度公差为0.08。孔160.035与孔200.035的平行度公差为100:0.102.1.3 确定零件的生产类型 零件的生产类型是指企业(或车间、工段、班组、工作地等)生产专业化程度的分类,它对工艺规程的制订具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型,不同的生产类型由着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品年产量。零件的生产纲领N可按下式计算:根据上式就可以计算求得出零件的年生产纲领,再通过查表,就能确定该零件的生产类型。 根据本零件的设计要求,Q=10000台,m=1件/台,分别取备品率和废品率3%和0.5%,将数据代入生产纲领计算公式得出N=10351件/年,零件质量为0.27kg,根据机械制造技术基础课程设计指导教程3表1-3,表1-4可知该零件为轻型零件,本设计零件摇臂座的的生产类型为大批量生产。2.2 选择毛坯种类,绘制毛坯图2.2.1 选择毛坯种类摇臂座零件材料选择HT2040灰铸铁,毛坯采用铸造生产方法。铸造采用金属模机械工业砂型。精度等级达到(CT)89,毛坯公差13,加工余量等级为G。差机械制造工艺设计简明手册以下简称工艺手册表13-1。 根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸。 铣24底面、铣24顶面、铣18斜侧面。毛坯精度等级为9级,查工艺手册表2.24,加工余量为3。 内孔200.035,毛坯为实心,不冲出孔。内孔精度为810,参考工艺手册表2.39。钻孔:18.0扩孔:19.8Z=1.8铰孔:20+0.035Z=0.2(表3-1)内孔160.035钻孔:15.0扩孔:15.85Z=0.85铰孔:16+0.035Z=0.15(表3-2)34两端面的加工余量 按照工艺手册表1.48加工余量等级介入810级,表2.24。毛坯尺寸铸造尺寸零件尺寸单加工余量7467-0.2上3 下42924+0.102.521160.2025(表3-3)尺寸允许偏差铸造尺寸偏差670.20.824+0.100.5160.200.5(表3-4)2.2.2 设计毛坯图(1) 确定铸造斜度 根据机械制造工艺设计简明手册13表2.2-6 本零件毛坯砂型铸造斜度为。(2) 确定分型面 由于毛坯形状对称,且最大截面在中间截面,为了起模以及便于发现上下模在铸造过程中的错移,所以选择前后对称中截面为分型面。(3) 毛坯的热处理方式 为了去除内应力,改善切削性能,在铸件取出后进行机械加工前应当做时效处理。2.3 选择加工方法,制定工艺路线2.3.1 定位基准的选择根据上述定位基准的选择原则,分析本零件,根据摇臂座零件图,本零件时带有孔的形状比较简单的零件,孔、孔以及孔均为零件设计基准,均可选为定位基准,而且孔和孔设计精度较高(亦是装配基准和测量基准),工序将安排这两个孔在最后进行,为遵循“基准重合”原则,因此选择先进行加工的孔和加工后的36mm下底面作为精基准,在该零件需要加工的表面中,由于外圆面上有分型面,表面不平整有飞边等缺陷,定位不可靠,应选外圆端面及未加工的36mm下端面为粗基准。2.3.2 零件的表面加工方法的选择 根据本零件图上所标注的各加工表面的技术要求,查机械制造工艺设计简明手册13表1.4-7,表1.4-8,通过对各加工表面所对应的各个加工方案的比较,最后确定本零件各加工表面的加工方法如下表:表2.2 摇臂座各加工表面方案需加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/加工方案上端面IT1412.5粗铣36mm下端面IT126.3粗铣半精铣前端面IT113.2粗铣半精铣后端面IT113.2粗铣半精铣前端面IT1412.5粗铣后端面IT1412.5粗铣通孔IT1412.5钻偏内孔IT1412.5钻通孔IT81.6钻扩粗铰精铰通孔IT81.6钻扩粗铰精铰2.3.3加工阶段的划分本零件摇臂座加工质量要求较高,可将加工阶段分为粗加工,半精加工几个阶段。在粗加工阶段,首先将精基准备好,也就是先将36mm下端面和通孔加工出来,使后续的工序都可以采用精基准定位加工,保证其他加工表面的精度要求;然后粗铣粗基准上端面、外圆前后端面、外圆前后端面,在半精加工阶段,完成对外圆前后端面的半精铣,钻扩粗铰精铰出通孔和通孔,并钻出偏内孔。2.3.4工序的集中与分散 本零件采用工序集中原则安排零件的加工工序。本零件摇臂座的生产类型为大批量生产,可以采用各种机床配以专用工具、夹具、以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。2.3.5工序顺序的安排 1.机械加工顺序 (1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准,即在前面加工阶段先加工36mm下端面以及通孔。 (2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 (3)遵循“先主后次”原则,先加工主要表面和外圆前后端面,通孔,通孔,后加工次要表面偏内孔。 (4)遵循“先面后孔”原则,先加工36mm下端面,上端面,后加工通孔;先加工和外圆前后端面,后加工通孔,通孔。 2热处理工序机械加工前对铸件毛坯进行时效处理,时效处理硬度HBS187-220,时效处理的主要目的是消除铸件的内应力,稳定组织和尺寸,改善机械性能,这样可以提高毛坯进行加工的切削性能。 3.辅助工序 毛坯铸造成型后,应当对铸件毛坯安排清砂工序,并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验,然后再进行机械加工,在对本零件的所有加工工序完成之后,安排去毛刺、清洗、终检工序。2.3.6工艺方案的比较与分析 在综合考虑上述工序的顺序安排原则基础上,确定了该摇臂座零件的工艺路线如下:工艺方案一工序一铣 24上端面工序二铣 24底端面工序三钻 12.5的孔工序四铣 34两端面工序五铣 28两端面工序六钻、扩、铰200.035的孔工序七钻、扩、铰160.035的孔倒角0.545工序八铣 18斜端面工序九去毛刺,锐边工序十终检,入库(表4-1)工艺方案二工序一铸造工序二退火工序三粗铣22圆柱端面、2236底面工序四精铣2236底面工序五精铣28圆柱端面、26圆柱端面工序六精铣28圆柱两端面工序七钻孔11工序八钻、扩、铰18、16两孔至图样尺寸并锪倒角145工序九钻孔3工序十去锐边、毛刺工序十一终检、入库(表4-2)上述两个方案的特点在于:方案一是先加工28、26两圆柱端面,然后以此为基面加工2236底面,再以该底面为定位基准加工孔;方案二则与此相反, 先是加工2236底面,然后以此为基准加工各端面和孔。两者相比较可以看出,方案二的精基准符合“基准重合”原则,而方案一前后精基准选择不符合。用方案一加工的两18+0.027、16+0.11孔达不到图样的要求,因此方案二好,但是仔细考虑后还是有问题。根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工 后精加工的原则,最后的加工路线确定如下:序号工序内容定位基准1铸造2退火改善材料性能3粗铣底平面以上圆柱端面定位4粗铣圆柱上端面以底面定位5粗铣26、28圆柱两端面6精铣底平面以上圆柱端面定位7钻11孔划线8精铣28圆柱端面以底面定位9钻扩铰18+0.027、16+0.11孔以底面定位1018+0.027、16+0.11两孔两端倒角145各圆柱端面11钻孔318+0.027、16+0.11两孔12去毛刺、锐边13终检,入库2.3.7 加工设备及工艺装备选择查机械制造工艺设计简明手册13所选择的加工工艺装备如下表所示:表2.3 摇臂座加工工艺装备选用工序号机床设备刀具量具工序 铸(免填)游标卡尺工序 检游标卡尺工序 热处理游标卡尺工序 铣 卧式铣床X61硬质合金端铣刀游标卡尺工序 铣卧式铣床X61硬质合金端铣刀游标卡尺工序 钻立式钻床Z525直柄麻花钻11卡尺、塞规工序 铣卧式铣床X61硬质合金端铣刀游标卡尺工序 铣卧式铣床X61硬质合金端铣刀游标卡尺工序 钻TX617卧式镗床麻花钻、扩钻、机用铰刀内径千分尺,塞规工序 钻TX617卧式镗床麻花钻、扩钻、机用铰刀内径千分尺,塞规工序 钻立式钻床Z525直柄麻花钻塞规工序 钳(免填)游标卡尺工序 检内径千分尺、游标卡尺、塞规2.3.8切削用量以及基本时间定额的确定工序 粗铣粗铣底平面(1) 切削深度 。(2) 进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。(3) 切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220,根据机械加工工艺师手册10表30-23,选择切削速度=65m/min。计算主轴转速,查机械制造基础课程设计基础教程3表4-18得n=255r/min,然后计算实际(4)基本时间的确定 铣削常用符号如下:z铣刀齿数铣刀每齿的进给量,mm/z工作台的水平进给量,mm/min工作台的进给量,mm/min,铣削宽度,mm铣削深度,mmd铣刀直径,mm查机械制造技术基础课程设计指南2表2-28得此工序机动时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=255r/min,工作台进给量=。根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=22mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,。工序 加工36mm下端面1.工步一 粗铣下底面(1)切削深度 。(2)进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。(3)切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220,根据机械加工工艺师手册10表30-23,选择切削速度=65m/min。计算主轴转速,查机械制造技术基础课程设计指导教程3表4-18得n=255r/min,然后计算实际(4) 基本时间的确定 根据铣床的数据,主轴转速n=255r/min,工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=36mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,。2.工步二 半精铣36mm下底面C(1)切削深度 。(2)进给量的确定 此工序选择YG8硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,取fz=0.10mm/r, 。(3)切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表5-157=124m/min,计算主轴转速,查机械制造技术基础课程设计指导教程3机床主轴转速表,确定n=490r/min,再计算实际切削速度(4)基本时间的确定 根据铣床的数据,主轴转速n=490r/min,工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=36mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,工序 钻通孔(1) 切削深度 。(2) 进给量和切削速度的确定 选硬质合金钻头直柄麻花钻,钻头参数如下:,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-134,取,取,根据上面数据,计算主轴转速,查立式钻床Z525主轴转速表,取n=1360r/min,计算实际切削速度,。(3) 基本时间的确定,首先查机械制造技术基础课程设计指南2表2-26,查得钻削机动时间计算公式,=(14),钻孔深度,所以 工序 粗铣以及半精铣端面1.工步一 粗铣前端面F(1) 切削深度 。(2) 进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。(3) 切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220,根据机械加工工艺师手册10表30-23,选择切削速度=65m/min。计算主轴转速,查机械制造技术基础课程设计指导教程3表4-18得n=255r/min,然后计算实际。(4)基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表2-28得此工序机动时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=255r/min,工作台进给量=。根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=28mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,。2. 工步二 粗铣前端面I(1) 切削深度 。(2) 进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。(3) 切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220,根据机械加工工艺师手册10表30-23,选择切削速度=65m/min。计算主轴转速,查机械制造技术基础课程设计指导教程3表4-18得n=255r/min,然后计算实际。(4) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表2-28得此工序机动时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=255r/min,工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=26mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,3. 工步三 半精铣前端面F(1) 切削深度 。(2) 进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。(3) 切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220,根据机械加工工艺师手册10表30-23,选择切削速度=65m/min。计算主轴转速,查机械制造技术基础课程设计指导教程3表4-18得n=255r/min,然后计算实际。(4) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表2-28得此工序机动时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=255r/min,工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=28mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,工序 粗铣以及半精铣端面1. 工步一 粗铣后端面J(1) 切削深度 。(2) 进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。(3) 切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220,根据机械加工工艺师手册10表30-23,选择切削速度=65m/min。计算主轴转速,查机械制造技术基础课程设计指导教程3表4-18得n=255r/min,然后计算实际。(4) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表2-28得此工序机动时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=255r/min,工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=26mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,2. 工步二 粗铣后端面G(1) 切削深度 。(2) 进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。(3) 切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220,根据机械加工工艺师手册10表30-23,选择切削速度=65m/min。计算主轴转速,查机械制造技术基础课程设计指导教程3表4-18得n=255r/min,然后计算实际。(4) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表2-28得此工序机动时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=255r/min,工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=28mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,3.工步三 半精铣后端面G(1) 切削深度 。(2) 进给量的确定 此工序选择YG6硬质合金端铣刀,查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齿数z=10,根据所选择的X61卧式铣床功率为4KW,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。(3) 切削速度的确定 根据所知的工件材料为HT200,硬度HBS187-220,根据机械加工工艺师手册10表30-23,选择切削速度=65m/min。计算主轴转速,查机械制造基础课程设计基础教程3表4-18得n=255r/min,然后计算实际。(4) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表2-28得此工序机动时间计算公式:根据铣床的数据,主轴转速n=255r/min,工作台进给量=根据机床说明书取=480mm/min;切削加工面L=28mm根据机械加工工艺师手册10,表30-9查得=7,工序 钻扩粗铰精铰的孔1. 工步一 钻的通孔(1) 切削深度。(2) 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求,确定钻头为硬质合金直柄麻花钻,查表选择如下参数钻头:,查表机械制造技术基础课程设计指南2表5-134,查得,取,查得,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查TX617卧式镗床主轴转速表,取,再计算实际切削速度。(3) 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南2表2-26,查得钻削机动时间计算公式,=(14),钻孔深度,见机械加工工艺师手册10表28-42,所以2. 工步二 扩孔至(1) 切削深度(2) 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表5-87,确定扩孔钻为YG8硬质合金直柄麻花钻,选,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-128,查得,取,再查机械加工工艺师手册10表28-33,确定,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查TX617卧式镗床主轴转速表,取,再计算实际切削速度。(3) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程3表2-26,得扩孔,铰孔工序下的机动时间计算公式:,扩通孔长度,见机械加工工艺师手册10表28-42,3. 工步三 粗铰至(1) 切削深度。(2) 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表5-93,确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀,参数如下,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-136,查得进给量,取,因为此工步为粗铰,查得,取,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查TX617卧式镗床主轴转速表,取,再根据主轴转速计算实际的切削速度。(3) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程3表2-26,得扩孔,铰孔工序下的机动时间计算公式:,扩通孔长度,见机械加工工艺师手册10表28-42,4. 工步四 精铰至(1) 切削深度。(2) 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表5-93,确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀,参数如下,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-136,查得进给量,取,因为此工步为精铰,查得,取,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查TX617卧式镗床主轴转速表,取,再根据主轴转速计算实际的切削速度。(3) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程3表2-26,得扩孔,铰孔工序下的机动时间计算公式:,扩通孔长度,见机械加工工艺师手册10表28-42,工序 钻扩粗铰精铰的孔1. 工步一 钻的通孔(1) 切削深度。(2) 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求,确定钻头为硬质合金直柄麻花钻,查表选择如下参数钻头:,查表机械制造技术基础课程设计指南2表5-134,查得,取,查得,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查TX617卧式镗床主轴转速表,取,再计算实际切削速度。(3) 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南2表2-26,查得钻削机动时间计算公式,=(14),钻孔深度,见机械加工工艺师手册10表28-42,所以2. 工步二 扩孔至(1) 切削深度。(2) 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表5-87,确定扩孔钻为YG8硬质合金直柄麻花钻,选,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-128,查得,取,再查机械加工工艺师手册10表28-33,确定,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查TX617卧式镗床主轴转速表,取,再计算实际切削速度。(3) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程3表2-26,得扩孔,铰孔工序下的机动时间计算公式:,扩通孔长度,见机械加工工艺师手册表28-42,3. 工步三 粗铰至(1) 切削深度。(2) 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表5-93,确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀,参数如下,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-136,查得进给量,取,因为此工步为粗铰,查得,取,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查TX617卧式镗床主轴转速表,取,再根据主轴转速计算实际的切削速度。(3) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指导教程3表2-26,得扩孔,铰孔工序下的机动时间计算公式:,扩通孔长度,见机械加工工艺师手册10表28-42,4. 工步四 精铰至(1) 切削深度。(2) 进给量和切削速度的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表5-93,确定钻头为硬质合金直柄机用铰刀,参数如下,查机械制造技术基础课程设计指南2表5-136,查得进给量,取,因为此工步为精铰,查得,取,根据以上数据计算主轴转速,查机械加工工艺师手册10表10-2,查TX617卧式镗床主轴转速表,取,再根据主轴转速计算实际的切削速度。(3) 基本时间的确定 查机械制造技术基础课程设计指南2表2-26,得扩孔,铰孔工序下的机动时间计算公式:,扩通孔长度,见机械加工工艺师手册10表28-42,工序 钻偏内孔(1) 切削深度(2) 进给量和切削速度的确定 根据此孔最终要求的表面粗糙度的要求,确定钻头为硬质合金直柄麻花钻,查表选择如下参数钻头:,查表机械制造技术基础课程设计指南2表5-134,查得,取,查得,根据以上数据计算主轴转速,查Z525立式钻床主轴转速表,取,再计算实际切削速度。(3) 基本时间的确定 首先查机械制造技术基础课程设计指南2表2-26,查得钻削机动时间计算公式,=(14),钻孔深度,见机械加工工艺师手册10表28-42,所以3摇臂座零件专用夹具的设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。经过分析并与指导老师协商,铣底面夹具设计3.1 确定夹具的结构方案确定定位方案,选择定位元件根据我们所选择的工序来详细观察零件图,根据图中零件所要求的位置尺寸,以及形位精度要求,来确定夹具的结构方案。3.2 切削力和夹紧力计算(1)刀具: 高速钢错齿三面刃铣刀4 机床: x61W型万能铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中: 修正系数 z=24 代入上式,可得 F=889.4N 因在计算切削力时,须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中:为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 3.3 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数,取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉: 公称直径d=20mm,材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限: 极限应力幅:许用应力幅:螺钉的强度校核:螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核: 满足强度要求,夹具安全可靠, 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧,调节夹紧力调节装置,即可指定可靠的夹紧力3.4 定位误差分析(1)定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和二定位销,孔与销间隙配合。 (2) 工件的工序基准为孔心,当工件孔径为最大,定位销的孔径为最小时,孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工,所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同,则其定位误差为: Td=Dmax-Dmin 该夹具以一面两销定位,两定位销孔尺寸公差为80。为了满足工序的加工要求,必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考文献5可得: 两定位销的定位误差 : 其中:, 且:L=80mm ,得: 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 查5表1215有。 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和:从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。3.5 确定夹紧机构 在机械加工工艺设计中,已经确定摇臂座的生产类型为大批量生产,在此工序夹具中选择螺旋夹紧机构夹紧工件。如下图所示,在定心轴上直接做出一段螺杆,装夹工件时,先将工件定位孔装入带有螺母的定心轴上,实现定位,然后在工件与螺母之间插上开口垫圈,最后拧紧螺母压紧工件。3.6 确定辅助定位装置 为了减小加工时工件的变形,保证加工时工艺系统的刚度后端面处增加辅助支承3.7设计夹具体 夹具体的设计应通盘考虑,使上述各部分通过夹具体能够有机的联系起来,形成一个整体。考虑夹具与机床的连接,因为是在卧式镗床上使用,夹具安装在工作台上直接用钻套找正并用压板固定,故只需在夹具体上留出压板压紧的位置即可,不需专门的夹具与机床的定位连接元件。钻模板和夹具体一起用4根螺栓固连。夹具体上表面与其他元件接触的部位均做成等高的凸台以减少加工面积,夹具体底部设计成周边接触的形式以改善接触状况,提高安装的稳定性。3.7 定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中,一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台T形槽的配合,使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩,可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷,加强夹具在加工中的稳固性。根据GB220780定向键结构如图所示: 图5.1 夹具体槽形与螺钉根据T形槽的宽度 a=18mm 定向键的结构尺寸如表5.4:表5.4 定向键 BLHhD夹具体槽形尺寸公称尺寸允差d允差公称尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195对刀装置由对刀块和塞尺组成,用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成拨叉槽精铣加工,所以选用侧装对刀块。根据GB224380侧装对刀块的结构和尺寸如图2.2所示: 图2.2 对刀块塞尺选用平塞尺,其结构如图2.3所示: 图2.3 平塞尺塞尺尺寸参数如表2.5:表2.5 塞尺公称尺寸H允差dC30.0060.253.8本章小结如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单,便于操作,降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣余量小,切削力小,所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大,故使用手动夹紧。为了提高生产力,使用快速螺旋夹紧机构。总结虽然本次设计我很努力去做,但还是存在一些不足:(1)我对机械工艺规程设计理论方面的知识还没有十分扎实,对并没有投入生产,在实际生产中的产品,还要根据生产部门的设备,要求等,考虑零件的结构,精度和余量,难免会有我们现在没有考虑周全的内容。(2)对零件热处理方式及夹具的设计把握不准,其主要原因是对零件的了解不足,没有在真正的实践,而且没有见过实体,一些细节部分没有掌握好。(3)夹具设计是本次设计中最大的拦路虎,虽然课题要求我们只要选择其中之一工序进行夹具设计,但是夹具设计过程中遇到的问题是最多的,特别是对各机构的选用,既要达到局部要求,又要配合整体要求。因此我以后必定会再这方面多下苦功。因此,在以后的学习工作中,我要从以下方面来提高自己,解决设计中存在的问题。多学习相关的知识,关注前沿的科学技术,拓宽知识面,尽量进行实践,以便设计时能够在保证成本的前提下,较好地利用其本身。参考文献1.王先逵 主编.机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,20062.崇 凯 主编. 机械制造技术基础课程设计指南M.北京:化学工业出版社,20063.邹 青 主编.机械制造技术基础课程设计指导教程M.北京:机械工业出版社,20044.孙丽媛 主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京:冶金工业出版社,20075.郭克希 主编.机械制图.机械类、近机类M.北京:机械工业出版社,20046.徐学林 主编.互换性与测量技术基础M.长沙:湖南大学出版社,20077.吴宗泽 罗圣国 主编.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,20068.余光国 马俊 主编.机床夹具设计M.重庆:重庆大学出版社,1995 9.程绪琦 主编.AutoCAD2008中文标准教程M.北京:电子工业出版社,2008.410.杨叔子 主编.机械加工工艺师手册M.北京:机械工业出版社,2001.811.邓文英 主编.金属工艺学 上册M.北京:高等教育出版社,200112.邓文英 主编.金属工艺学 下册M.北京:高等教育出版社,200113.李益民 主编.机械制造工艺设计简明手册M.北京:机械工业出版社,1994.7致谢为期三个多月的毕业设计就要结束了,我也顺利的完成了我的课题设计,在此之际我要衷心的感谢在设计过程中一直帮助我支持我的老师。结束代表着新的开始,新的征程,本次的毕业设计将会成为我今后工作,学习生活中的一份坚实的基础和保证。从中吸取的经验教训也将成为我们在今后生活道路上的一笔财富,挫折永远是前进道路上所必须面对的,相信我们的未来会走的更好,也可以让我们大学的老师放心。真心的感谢在大学帮助过我的老师和同学们,再次感谢你们!
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