机械制造技术基础

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1、机械制造技术基础课程设计说明书设计题目:设计“杠杆”零件机械加工工艺规程及工艺装备设 计 者: 班级学号: 指导老师: 湖南电子科技职业学院 年 月 日湖南电子科技职业学院机械制造技术基础课程设计任务书题目:设计“杠杆”零件的机械加工工艺及相关工序的专业夹具内容:1. 零件图 1张 2. 毛坯图 1张 3课程设计说明书 1张 4. 夹具装备图 1张 5. 夹具体零件图 1张 6. 机械加工工艺过程综合卡片 1张 7. 机械加工工艺规程卡片 1套原始资料: 该零件图样,班 级 学 号 学 生 指 导 老 师 系(教研室)主任 年 月 日“杠杆”零件的机械加工工艺课程设计说明书一、零件的分析1、零

2、件的作用题目给的零件是杠杆零件,主要作用是固定作用2、零件的形状具体尺寸,公差如下图所示。二、零件的工艺分析 由零件图可知,其材料为HT200,该材料为灰铸铁,具有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。1. 选择毛坯该零件材料为45钢。考虑到车床在车前螺纹工作中要经常正.反,向旋转,该零件在工作过程中则经常承受交变载荷,因此应该选用铸件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。该零件生产是中批量生产。2. 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差。参见本书第五章第一节,钢质模铸件的公差及机械加工余量按GBT123622003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应

3、先确定如下各项因素。(1)铸件公差等级 由该零件的功用和技术要求,确定其铸件公差等级为普通级。(2)铸件质量mf 根据零件成品质量1.18Kg,估算为mf=1.23Kg。 3 确定毛坯尺寸 毛坯尺寸见下表: 杠杆(铸件)尺寸 /mm零件尺寸单面加工余量铸件尺寸151.818.654360252.220.6 4确定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数从下表中查得 杠杆(铸件)尺寸偏差 /mm铸件尺寸公差根据18.66表5-3608表5-320.66表5-3 5设计毛坯图(1) 确定模锻斜度 外模锻斜度=2 内模锻斜度加大,取=3(2) 确定分模位置由于毛坯是圆盘类铸件,

4、应采取纵向分模,这样可以冲内孔,使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上、下模在模锻过程中错移,选择最大直径的对称平面为分模面,分模线为直线,属平直分模线。下图为本零件的毛坯图。三、选择加工方法,制定工艺路线1定位基准的选择本零件是带孔的杠杆,孔是其设计基准(亦是装配基准和测量基准),为避免由于基准不重合而产生的误差,应选孔为定位基准,即遵循“基准重合”的原则。具体而言,即选25H9mm孔及一端面作为精基准。由于本杠杆大部分表面需加工,因此应选大圆及下端面为粗基准。2零件表面加工方法的选择本零件的加工有内孔、端面及小孔等。材料为45钢。以公差等级和表面粗糙度要求,参考本指南有关资料,其加

5、工方法选择如下。(1) 25mmH9内孔 公差等级为9,表面粗糙度为Ra3.2,毛坯孔以铸出,只需直接粗钻孔再绞即可。(2) 10mmH7内孔 公差等级为7,表面粗糙度为Ra1.6,毛坯孔以铸出,只需直接粗钻孔再绞即可。(3) 8mmH7内孔 公差等级为7,表面粗糙度为Ra1.6,毛坯孔以铸出,只需直接粗钻孔再绞即可。(4) 端面 本零件尺寸精度要求不高,表面粗糙度为A面3.2、B面6.3两种要求。A面、A1面、A2面先粗铣再精铣,B面、B1面、B2面粗铣。制定工艺路线杠杆的加工工艺路线一般是先进行面的加工,再进行孔的加工。杠杆加工包括上下表面及孔内的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则,该

6、零件加工可按下述工艺路线进行。工序10:毛坯准备 工步一:铸造毛坯 工步二:表面时效热处理工步三:涂底漆。工序20:粗铣精铣40上下端面和宽度为30的平台面工步一:粗、精铣40上端面和宽度为30的平台面工步二:粗、精铣40下端面 工序30:粗精铣30凸台面工序40:钻、扩、粗铰、精铰25H9mm孔工步一:钻25(H9)孔工步二:扩钻25(H9)孔工步三:粗铰25(H9)孔工步四:精铰25(H9)孔工序50:钻、粗铰、精铰28(H7)mm孔工步一:钻28(H7)孔工步二:粗铰28(H7)孔工步三:精铰28(H7)孔工序60:钻、粗铰、精铰10(H7)mm孔工步一:钻10(H7)孔工步二:粗铰10

7、(H7)孔工步三:精铰10(H7)孔工序70:清洗。工序80:检验。再清洗、干燥、涂防锈油、包袋入库。四、工序设计 1 、选择加工设备与工艺装备粗精铣宽度为40mm的上下平台和宽度为30mm的平台。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择XA6132万能立式升降铣床(参考文献:机械工艺设计手册,主编:李益民,机械工业出版社出版社),刀具选D=50mm的圆柱形铣刀(参考文献:机械工艺设计手册,主编:李益民,机械工业出版社出版)、专用夹具、专用量具和游标卡尺。粗精铣宽度为30mm的凸台表面。采用XA6132万能立式升降铣床,刀具选D=50mm的圆柱形铣刀,专用夹具、专用量检具和

8、游标卡尺。钻孔25(H9)使尺寸达到23mm。采用Z550型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻(莫氏锥柄2号刀)D=23mm,专用钻夹具,专用检具。扩孔钻钻孔25(H9)使尺寸达到24.8mm。采用立式Z550型钻床,刀具选D=24.7mm的锥柄扩孔钻(莫氏锥度3号刀),专用钻夹具和专用检具。粗铰孔25(H9)使尺寸达到24.94mm。采用立式Z550型钻床,刀具选D=24.94mm的锥柄机用铰刀,专用钻夹具和专用检具。精铰孔25(H9)使尺寸达到25(H9)。采用立式Z550型钻床,刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀,并倒145的倒角钻用铰夹具和专用检量具。钻28(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。采

9、用立式Z518型钻床,刀具选用D=7.8mm的直柄麻花钻,专用钻夹具和专用检量具。钻10(H7)的内孔使尺寸达到9.8mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D=9.8mm的直柄麻花钻,专用的钻夹具和量检具。粗铰10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm。采用立式Z518型钻床,刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀,专用夹具和专用量检具。精铰10(H7)内孔使尺寸达到10(H7)mm。采用立式Z518型钻床,选择刀具D=10mm的精铰刀,使用专用夹具和量检具。粗铰28(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。采用立式Z518型钻床,选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀,使用专用夹具和专用量检具。精铰28(H7)

10、小孔使尺寸达到8(H7)。采用立式Z518型钻床,选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀,使用专用的夹具和专用的量检具。 (4)选择量具 本零件属成批生产,一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点,参考本书有关资料,选择如下。 选择各外圆加工面的量具。本零件各外圆加工面的量具见表内圆加工面所用夹具 /mm工序加工面尺寸尺寸公差量具250.052读数值0.001,测量范围0-1000千分表(表5-108)100.015读数值0.005,测量范围0-200千分表(表5-108)80.015读数值0.005,测量范围0-200千分表(表5-108)以上均为基孔制,均先粗镗,再精

11、镗。公差等级为IT9、公差等级为IT7、公差等级为IT7。 选择加工轴向尺寸所用量具 加工轴向尺寸所用量具见下表。加工轴向尺寸所用量具 /mm工序尺寸及公差量具读数值0.02,测量范围 0-150游标卡尺 2 、确定工序尺寸 确定圆柱面的工序尺寸 圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量(毛坯余量),应将毛坯余量分为各工序加工余量,然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度 /mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗

12、糙度/um粗精粗精粗精孔281.6孔10+0.015 0 孔 (2)下表面A面,粗铣3mm上,表面粗糙度为Ra6.3,表面B面粗铣2.5mm,表面粗糙度为Ra6.3,再精铣0.5mm,表面粗糙度为Ra3.2。确定切削用量与时间定额的计算工序一:毛坯准备(省略)工步一:铸造毛坯工步二:表面时效热处理由于毛坯铸造内应力较大。为了消除内应力,减少变形,保证精度的稳定性,铸造后要安排人工时效处理(加热到500550,加热速度50120/h,保温46h,冷却速度30/h,出炉温度200)。工步三:涂底漆工序二:粗铣精铣40上下端面和宽度为30的平台面工步一:粗、精铣40上端面和宽度为30的平台面1、加工

13、条件 工件材料:灰铸铁,铸造。 加工要求:粗、精铣40上端面和宽度为30的平台面,使表面粗糙度达到Ra=3.2。 机床:XA6132万能立式升降铣床(查机械制造工艺手册表4-16)刀具:根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社),选择高速钢圆柱形铣刀铣40上端面和宽度为30的平台面,铣刀直径可根据铣削深度,铣削宽度,按下式计算确定:端铣刀:=5664mm式中:为铣刀直径,为铣削宽度根据表21.2,铣刀直径选择50mm,根据表21.4,圆柱形铣刀规格(GB111585),铣刀直径D=50mm,极限偏差js16;L=80mm,极限偏差js16;d=22mm,极限偏差H7;粗铣用粗齿,齿数Z=6;精铣

14、用细齿,齿数Z=8。粗铣平面选用=38mm,精铣平面选用=0.11mm。由于铸造加工余量(+6.5mm-4.5mm),查金属机械加工工艺人员手册(第三版)P1012表12-2选精度等级为14级。 (2)铸造件在表面粗糙度许可的要求下,一般通过一次粗铣就能达到尺寸要求,但由于尺寸有余,故考虑一次进行铣削。此时,在确定好铣削量的同时,使刀尖避开工件表面的铸硬度粗铣=3mm,精铣=1mm。 (3)进给量的选择 查金属切削手册(上海科学出版社)表6-12取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣=0.25mm/齿,精铣=0.06mm/齿。 (4)切削速度 查金属切削手册(上海科学出版社)表6-14由于粗铣铸造件

15、时,切削负载和载荷较大,故V应取较小值。V=15m/min。精铣26m/min。 (5)铣刀直径和工作台的进给量 查金属切削手册(上海科学出版社)表10-38和10-39得 D=50mm则 粗铣: =100015/3.1450=95.54r/min 取=96r/min 按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=95r/minv=3.149550/1000=14.92m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=0.25695=142.5m/min精铣: =100026/3.1450=165.6r/min 取=166r/min 按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=150r/minv=3.1

16、450150/1000=23.55m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=0.068150=72m/min (6)切削工时 查金属切削手册(上海科学出版社)选 =83mm,=8.3mm, =3mm 粗铣: 94.3/142.5=0.66min 精铣: 94.3/72=1.31min工步二:粗、精铣40下端面1、加工条件 工件材料:灰铸铁,铸造。 加工要求:粗、精铣40下端面,使表面粗糙度达到Ra=3.2。 机床:XA6132万能立式升降铣床(查机械制造工艺手册表4-16)刀具:根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社),选择高速钢圆柱形铣刀铣粗、精铣40下端面,铣刀直径可根据铣削深度,铣削宽度

17、,按下式计算确定:端铣刀:=5664mm式中:为铣刀直径,为铣削宽度根据表21.2,铣刀直径选择50mm,根据表21.4,圆柱形铣刀规格(GB111585),铣刀直径D=50mm,极限偏差js16;L=80mm,极限偏差js16;d=22mm,极限偏差H7;粗铣用粗齿,齿数Z=6;精铣用细齿,齿数Z=8。粗铣平面选用=38mm,精铣平面选用=0.11mm。由于铸造加工余量(+6.5mm-4.5mm),查金属机械加工工艺人员手册(第三版)P1012表12-2选精度等级为14级。 (2)铸造件在表面粗糙度许可的要求下,一般通过一次粗铣就能达到尺寸要求,但由于尺寸有余,故考虑一次进行铣削。此时,在确

18、定好铣削量的同时,使刀尖避开工件表面的铸硬度粗铣=3mm,精铣=1mm。 (3)进给量的选择 查金属切削手册(上海科学出版社)表6-12取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣=0.25mm/齿,精铣=0.03mm/齿。 (4)切削速度 查金属切削手册(上海科学出版社)表6-14由于粗铣铸造件时,切削负载和载荷较大,故V应取较小值。V=15m/min。精铣30m/min。 (5)铣刀直径和工作台的进给量 查金属切削手册(上海科学出版社)表10-38和10-39得 D=50mm则 粗铣: =100015/3.1450=95.54r/min 取=96r/min 按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=

19、95r/minv=3.149550/1000=14.92m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=0.25695=142.5m/min精铣: =100030/3.1450=165.6r/min 取=190r/min 按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=190r/minv=3.1450190/1000=29.83m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=0.038190=45.6m/min (6)切削工时 查金属切削手册(上海科学出版社)选 =30mm,=8.3mm, =3mm 粗铣: 41.3/142.5=0.29min 精铣: 41.3/45.6=0.91min工序三:粗精铣30凸台

20、面1、加工条件 工件材料:灰铸铁,铸造。 加工要求:粗、精铣230凸台面,使表面粗糙度达到Ra=6.3。 机床:XA6132万能立式升降铣床(查机械制造工艺手册表4-16) 刀具:根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社),选择高速钢圆柱形铣刀粗、精铣230凸台面,铣刀直径可根据铣削深度,铣削宽度,按下式计算确定:端铣刀:=4248mm式中:为铣刀直径,为铣削宽度根据表21.2,铣刀直径选择50mm,根据表21.4,圆柱形铣刀规格(GB111585),铣刀直径D=50mm,极限偏差js16;L=80mm,极限偏差js16;d=22mm,极限偏差H7;粗铣用粗齿,齿数Z=6;精铣用细齿,齿数Z=8

21、。粗铣平面选用=38mm,精铣平面选用=0.11mm。由于铸造加工余量(+6.5mm-4.5mm),查金属机械加工工艺人员手册(第三版)P1012表12-2选精度等级为14级。 (2)铸造件在表面粗糙度许可的要求下,一般通过一次粗铣就能达到尺寸要求,但由于尺寸有余,故考虑一次进行铣削。此时,在确定好铣削量的同时,使刀尖避开工件表面的铸硬度粗铣=3mm,精铣=1mm。 (3)进给量的选择 查金属切削手册(上海科学出版社)表6-12取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣=0.25mm/齿,精铣=0.06mm/齿。 (4)切削速度 查金属切削手册(上海科学出版社)表6-14由于粗铣铸造件时,切削负载和载荷

22、较大,故V应取较小值。V=15m/min。精铣26m/min。 (5)铣刀直径和工作台的进给量 查金属切削手册(上海科学出版社)表10-38和10-39得 D=50mm则 粗铣: =100015/3.1450=95.54r/min 取=96r/min 按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=95r/minv=3.149550/1000=14.92m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=0.25695=142.5m/min精铣: =100026/3.1450=165.6r/min 取=166r/min 按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=150r/minv=3.1450150/10

23、00=23.55m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=0.068150=72m/min (6)切削工时 查金属切削手册(上海科学出版社)选 =30mm,=8.3mm, =3mm 粗铣: 41.3/142.5=0.33min 则粗铣230凸台面:2=20.33=0.66min 精铣: 41.3/72=0.57min 则精铣230凸台面:2=20.57=1.14min工序四:钻、扩、粗铰、精铰25H9mm孔1、加工余量的确定 查参考文献得,钻孔余量为23.0mm,扩孔的余量为1.8mm,粗铰的余量为0.14mm,精铰的余量为0.06mm.2、切削用量的计算(1)钻孔工步 1)背吃刀量的确定 a

24、p=23.0 mm。2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=0.4 mm/r。3)切削速度的计算 由于该材料为HT200,由参考文献初选切削速度为V为20 m/min。由公式:可求得该工序的钻头转速n=276.93 r/min,参照参考文献所列Z550型立式钻床的主轴转速,取转速n=250 r/min,再将此转速代入公式:便求得该工序的实际钻削速度为:(2)扩孔工步 1)背吃刀量的确定 ap=1.8 mm。 2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=1.2mm/r。 3)切削速度的计算 由参考文献初选切削速度为V为4 m/min。由公式:可求得该工序的钻头转速

25、n=51.36 r/min,参照参考文献所列Z550型立式钻床的主轴转速,取转速n=47r/min,再将此转速代入公式:n=1000V/d 便求得该工序的实际钻削速度为:(3)粗铰工步 1)背吃刀量的确定 ap=0.14 mm。 2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=1.0mm/r。 3)切削速度的计算 由参考文献初选切削速度为V为3m/min。由公式: 可求得该工序的铰刀的转速n=38.28 r/min,参照参考文献所列Z550型立式钻床的主轴转速,取转速n=47r/min,再将此转速代入公式: 便求得该工序的实际钻削速度为:(4)精铰工步 1)背吃刀量的确定 ap=0.

26、06 mm。 2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=0.8 mm/r。 3)切削速度的计算 由参考文献初选切削速度为V为5 m/min。由公式: 可求得该工序的铰刀的转速n=63.69 r/min,参照参考文献所列Z550型立式钻床的主轴转速,取转速n=63/min,再将此转速代入公式:便求得该工序的实际钻削速度为:3、 时间定额的计算(1)基本时间tj的计算 1) 钻孔工步 由参考文献,钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=54 mm,l2=1 mm,l1=(Dcotkr)/2(12)=(23.0 cot56)/2(12)=8.7mm;

27、f=0.4 mm/r;n=250 r/min。将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(54 mm8.7mm1 mm)/(0.4 mm/r250 r/min)=0.637min 2)扩孔工步 由参考文献表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=54 mm,l2=3 mm,l1=(D-d1) cotkr/2(12)=(24.8-23.0)cot60/2(12)=2.525mm;f=1.2 mm/r;n=47r/min。将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(54 mm2.525mm3 mm)/(1.2 mm/r47 r/min)=

28、1.055min 3)粗铰工步由参考文献钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l1,l2 由参考文献按kr=150、ap=(D-d)/2=(24.94-24.8)/2=0.07mm的条件查得l1=0.37mm;l2=15mm;l=54mm;f=1.0 mm/r;n=47r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(54 mm0.37mm15mm)/(1.0 mm/r47 r/min)=1.48min 4)精铰工步 由参考文献表5-41钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l1,l2 由参考文献按kr=150、ap=(

29、D-d)/2=(25.0-24.94)/2=0.03mm的条件查得l1=0.19mm;l2=13mm;l=54mm;f=0.8 mm/r;n=63r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(54 mm0.19mm13mm)/(0.8 mm/r63 r/min)=1.33min(2)辅助时间ta的计算由参考文献可知,辅助时间ta与基本时间tj的关系为ta=(0.150.2)tj,在这里取ta=0.15tj,则各本工序的辅助时间为:工序4的钻孔的辅助时间:ta=0.1538.22s=5.73s工序4的扩孔的辅助时间:ta=0.1563.3s=9.5s工序4的粗铰的辅助时间:ta

30、=0.1588.8s=13.32s工序4的精铰的辅助时间:ta=0.1579.8s=11.97s(3)其它时间tm的计算 除了作业时间(基本时间与辅助时间)以外,每道工序的单件时间还包括布置工作地时间tb、休息与生理需要时间tx和准备与终结时间。由本例杆杠的生产类型为大量生产,分摊到每个工件的准备与终结时间很少,可忽略不计;布置工作地时间和休息与生理需要时间与作业时间的关系为:tbtx=6%(tjta);所以工序4的钻孔的其它时间:tbtx=6%(38.225.73)s=2.67s工序4的扩孔的其它时间:tbtx=6%(63.39.5)s=4.37工序4的粗铰的其它时间:tbtx=6%(88.

31、813.32)s=6.13s工序4的精铰的其它时间:tbtx=6%(79.811.92)s=5.51s(4)单件时间tdj的计算 本工序的单件时间为四个工步的时间总和:其中钻孔工步 tdj钻=(2.6438.225.73)s=46.6s扩孔工步 tdj扩=(4.3763.39.5)s=77.53s粗铰工步 tdj粗铰=(6.1388.813.32)s=108.25s精铰工步 tdj精铰=(5.5179.811.97)s=97.28s所以工序4的单件时间为:tdj= tdj钻+ tdj扩 tdj粗铰+ tdj精铰=(46.6+77.53+108.25+97.28)s=329.66s工序五:钻、粗

32、铰、精铰28(H7)孔1、加工余量的确定 查参考文献得,钻孔余量为7.8mm,粗铰的余量为0.16mm,精铰的余量为0.04mm.2、切削用量的计算(1)钻孔工步 1)背吃刀量的确定 ap=7.8 mm。2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=0.3mm/r。3)切削速度的计算 由于该材料为HT200,由参考文献初选切削速度为V为22 m/min。由公式:可求得该工序的钻头转速n=1000 r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=1000 r/min,再将此转速代入公式:便求得该工序的实际钻削速度为:(2)粗铰工步 1)背吃刀量的确定 ap=0.1

33、6 mm。 2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=0.3mm/r。 3)切削速度的计算 由参考文献初选切削速度为V为11m/min。由公式: 可求得该工序的铰刀的转速n=438 r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=450r/min,再将此转速代入公式: 便求得该工序的实际钻削速度为:(3)精铰工步 1)背吃刀量的确定 ap=0.04 mm。 2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=0.3 mm/r。 3)切削速度的计算 由参考文献初选切削速度为V为18 m/min。由公式: 可求得该工序的铰刀的转速n=717 r/min,参

34、照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=720/min,再将此转速代入公式:便求得该工序的实际钻削速度为:3、时间定额的计算(1)基本时间tj的计算 1) 钻孔工步 由参考文献,钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=15 mm,l2=1 mm,l1=(Dcotkr)/2(12)=(7.8cot56)/2(12)=8mm;f=0.3 mm/r;n=1000 r/min。将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(15 mm8mm1 mm)/(0.3 mm/r1000 r/min)=0.076min则2tj=0.152min 2)粗铰工步

35、由参考文献钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l1,l2 由参考文献按kr=150、ap=(D-d)/2=(7.96-7.8)/2=0.08mm的条件查得l1=0.37mm;l2=15mm;l=15mm;f=0.3 mm/r;n=450r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(15mm0.37mm15mm)/(0.3mm/r450 r/min)=0.50min则2tj=1min 3)精铰工步 由参考文献表钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l1,l2 由参考文献按kr=150、ap=(D-d)/2=(8-7.

36、96)/2=0.04mm的条件查得l1=0.19mm;l2=13mm;l=15mm;f=0.3 mm/r;n=720r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(15 mm0.19mm13mm)/(0.3mm/r720 r/min)=0.14min则2tj=0.28min(2)辅助时间ta的计算由参考文献可知,辅助时间ta与基本时间tj的关系为ta=(0.150.2)tj,在这里取ta=0.15tj,则各本工序的辅助时间为:工序5的钻孔的辅助时间:ta=0.150.152=0.02min工序5的粗铰的辅助时间:ta=0.151=0.15min工序5的精铰的辅助时间:ta=0.

37、150.14=0.02min 工序六:钻、粗铰、精铰10(H7)孔1、加工余量的确定 查参考文献得,钻孔余量为9.8mm,粗铰的余量为0.16mm,精铰的余量为0.04mm.2、切削用量的计算(1)钻孔工步 1)背吃刀量的确定 ap=9.8 mm。2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=0.3mm/r。3)切削速度的计算 由于该材料为HT200,由参考文献初选切削速度为V为22 m/min。由公式:可求得该工序的钻头转速n=1000 r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=1000 r/min,再将此转速代入公式:便求得该工序的实际钻削速度为:(2

38、)粗铰工步 1)背吃刀量的确定 ap=0.16 mm。 2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=0.3mm/r。 3)切削速度的计算 由参考文献初选切削速度为V为11m/min。由公式: 可求得该工序的铰刀的转速n=438 r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=450r/min,再将此转速代入公式: 便求得该工序的实际钻削速度为:(3)精铰工步 1)背吃刀量的确定 ap=0.04 mm。 2) 进给量的确定 由参考文献选取该工步的每转进给量为f=0.3 mm/r。 3)切削速度的计算 由参考文献初选切削速度为V为18 m/min。由公式: 可求得

39、该工序的铰刀的转速n=717 r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=720/min,再将此转速代入公式:便求得该工序的实际钻削速度为:4、 时间定额的计算(1)基本时间tj的计算 1) 钻孔工步 由参考文献,钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/fn求得。其中1=54 mm,l2=1 mm,l1=(Dcotkr)/2(12)=(23.0 cot56)/2(12)=8.7mm;f=0.4 mm/r;n=250 r/min。将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(54 mm8.7mm1 mm)/(0.4 mm/r250 r/min)=0.

40、637min 2)粗铰工步由参考文献钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l1,l2 由参考文献按kr=150、ap=(D-d)/2=(9.96-9.8)/2=0.08mm的条件查得l1=0.37mm;l2=15mm;l=54mm;f=1.0 mm/r;n=47r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(54 mm0.37mm15mm)/(1.0 mm/r47 r/min)=1.48min 3)精铰工步 由参考文献表5-41钻孔的基本时间可由公式tj= L/fn=(ll1l2)/f求得。式中l1,l2 由参考文献按kr=150、ap=(D-d)

41、/2=(10.0-9.96)/2=0.02mm的条件查得l1=0.19mm;l2=13mm;l=54mm;f=0.8 mm/r;n=63r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:tj=(54 mm0.19mm13mm)/(0.8 mm/r63 r/min)=1.33min(2)辅助时间ta的计算由参考文献可知,辅助时间ta与基本时间tj的关系为ta=(0.150.2)tj,在这里取ta=0.15tj,则各本工序的辅助时间为:工序6的钻孔的辅助时间:ta=0.1538.22s=5.73s工序6的粗铰的辅助时间:ta=0.1588.8s=13.32s工序6的精铰的辅助时间:ta=0.

42、1579.8s=11.97s工序七:表面去毛刺(省略)工序八:检验入库(省略) 最后,将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一并填入机械加工工艺过程综合卡片。(阅机械加工工艺过程综合卡片) 夹具设计 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。 经过与指导老师协商,决定设计工序六的专用夹具,为了钻、粗、精铰28(H7)小孔使尺寸达到8(H7)而设计的。本次的夹具为本工序所加工的孔是位于30凸台平面内,孔径不大,工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因,采用翻转式钻模。3.1确定设计方案 这道工序所加工的孔在30凸台平面上,且与土台面垂直,平行度

43、A=0.1。根据工件结构特点,其定位方案有: 工件以250.052mm 孔及端面和水平面底、30的凸台分别在台阶定位销、支承钉上实现完全定位。钻8(H7)mm孔时工件为悬臂,为防止工件加工时变形,采用了螺旋辅助支承,当辅助支承与工件接触后,用螺母锁紧。3.2选择定位元件(1)选择带台阶面的定位销,作为以25H9孔及其端面的定位元件。(2)选择可调支承钉为8(H7)孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件 ,用锁紧螺母将其锁紧,防止在加工孔时出现扭转,限制工件六个自由度。为增加刚性,在8(H7)的端面增设一螺旋辅助支承,辅助支承与工件接触后,用螺母将其锁紧。3.3计算夹紧力并确定螺杆直径 参考文献(机

44、械加工工艺手册),因夹具的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力与切削力F之间的关系为: =KF,式中的K为安全系数。由参考文献得,当夹紧力与切削力方向相反时,取K=3。 由前面的计算可知F=1279N。所以,=KF=12793N=3837N,由此可以知道,选择一个M30的螺旋辅助支承。一是为了承受切削力的冲击,二是为了防止工件在加工时变形,因为钻8(H7)孔时,工件为悬臂。3.4定位误差计算 (1)加工8H7时孔距尺寸 84 0.2mm的定位误差计算,由于基准重合,故 :0.015+0.2=0.215mm,0.015-0.2=-0.185mm,上下偏差为:0.215-(-0.185)=0.4

45、mm,符合尺寸要求。而基准位移误差为定位孔 (25H9 )与定位销的最大间隙,故:定位销取直径为25H9,尽量减少位移误差。故:25-25=0,上偏差:0.052-0.052=0mm,下偏差:0-0=0mm。其基准也符合设计要求。由此可知此定位方案能满足尺寸 84 0.2mm的定位要求。 (2)加工8H7孔时轴线平行度 0.15mm 的定位误差计算,由于基准重合,故 :0.015+0.015=0.03mm而基准位移误差是定位孔25H9与定位面间的垂直度误差。故:0.052+0.052mm=0.104mm 所以有:0.03+0.104mm=0.134mm 此方案能满足平行度 0.15mm的定位要

46、求。3.5夹具设计及操作的简要说明 在设计夹具时,应该注意劳动生产率。为此,应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。本工序由于加工精度等级较低,切削力较大。为了加紧工件,势必要增大受力面积,而这样将使整个夹具过于庞大。因此,应设法降低切削力。目前采取的措施有三:一是提高毛坯的制造精度,使最大切削深度降低,以降低切削力;二是选择一种比较理想的夹紧机构,尽量增加该夹紧机构的扩力比;三是在可能的情况下,适当提高工作压力,以增加夹紧力。结果,本夹具总的感觉还比较紧凑。设计心得 两个星期的机械设计到今天已经划上句号,经过着两个星期的努力,不仅顺利完成了课程设计这个任务,而

47、且从中一方面巩固了之前的理论学习,另一方面也发现了自己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的指导,和自己的认真学习,自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解,把在设计过程中发现的问题,作为今后学习过程中努力的方向。课程设计,是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合,使自己把学过的知识联系起来,运用在各个方面上去。同时,广泛地运用设计手册,学会了在实际中运用工具书,和独立完成每一步查找工作;在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成,所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析,在夹具设计过程中也想同学征求了意见,是设计更加符合实际要求。 刚开始接到该课题设计,并没有很深的想

48、法,按照任务书上所规定的大概地去查找了好些相关资料,认为也就如此。直到自己认真地去审视每一部分,才发现想要把各部分联系起来作为一个总体,难度顿时提高了许多倍,才发现除了要有过硬的专业知识,应用与总体思维是多么重要。设计的过程伴随思维与心情的反复变化,在客观条件受限下,应该沉稳对待,切忌浮躁,按照自己的时间制定计划作好设计的每一步。从这次课程设计中,我学到了许多以前没有学到的东西,充实了自己, 让我对大学里学的关于制造类的课程有了个全面的融会贯通。本设计还让我体会到了一种创新的重要性。在这里,我首先要感谢的是我的指导老师,在我设计碰到难题的时候,每次他都认真的、耐心的指导我,细心的讲解。使我把设计中碰到的都难题解决了。可以说没有老师的细心指导,我的设计是搞不完的,特在这里表达我衷心的谢意。同时,在设计过程中,我的同学也给与了我许多的帮助,在这也谢谢

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