转向臂加工工艺及钻φ16孔夹具设计[版本1]【三维UG零件图】【含CAD图纸、工序卡、说明书】
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机械加工工序卡片产品型号零件图号钻孔产品名称转向臂零件名称转向臂毛坯种类工序号工序名称材料牌号铸铁30钻孔KT35-10机床刀具量具走刀次数走刀长度/mm背吃刀量/mm主轴转速/rmin切削速度/rmin工步号工步内容摇臂钻床内径千分尺1装夹2钻孔直柄麻花钻12614.03002503铰孔圆柱直柄扩1261.8100471精铰孔铰刀1260.210063江南大学加工工艺过程卡片零 件 号零件名称转向臂工序号工 序 名 称设备夹具刀具量具工 时名称型号名称规格名称规格(mm)名称规格123456789铸造时效处理涂漆粗精铣宽度为26的下端面钻孔8.5 扩钻孔8.5铰孔8.5钻孔16(H7)铰孔16(H7)钻孔9.3(H6)铰孔9.3(H6)铰孔9.3(H6)质检、入库立式铣床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床立式钻床X5012Z518Z518Z518Z518Z518Z518Z518专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具削平型立铣刀莫氏锥柄麻花钻锥柄扩孔钻锥柄机用铰刀直柄麻花钻直柄机用铰刀莫氏锥柄麻花钻锥柄机用铰刀D=6D=8D=9D=15D=16D=8D= 9D=10游标卡尺和卡板专用检具专用检具专用检具专用检量具专用检具专用检量具专用量具专用量具课程设计说明书设计题目:设计转向臂零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计者:杜晓啸 学号:0401060621 指导教师:薛国祥江南大学2009年6月28日江南大学机械制造工艺学课程设计任务书题目: 转向臂的机械加工工艺规则及工艺装备内容:1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张 4. 夹具设计装配图 1张 5. 夹具设计零件图 1张 6. 课程设计说明书 1份设计者:杜晓啸学号:0401060621指导教师:薛国祥一工艺设计1.生产批量1.1确定生产类型转向臂生产类型为成批生产1. 2零件工艺分析1.2.1转向臂的作用:连接两个不紧靠的却要连接的部件1.2.2材料选择:铸铁1.2.3热处理:正火处理145-204HB1.2.4工艺性分析:16与8.5的孔平行相距103mm,16与9.3的孔垂直相距9.5。 1.3设计内容1.3.1毛坯的选择及毛坯图1.3.2选择加工的工艺路线工序号工序内容说明10粗车,半精车16孔的下端面20钻,扩,铰8.5孔30钻,扩,铰16孔,并倒角1X4540钻,扩,铰9.3孔1.3.3工艺设计a基准的选择(1)粗基准的选择对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的加工表面就是直径为26mm的下表面作为加工的粗基准,可用压板对肩台进行加紧,利用一组V形块支承26mm的外轮廓作主要定位,以消除z、z、y、y四个自由度。再以一面定位消除x、x两个自由度,达到完全定位,就可加工8.5的孔。(2)精基准的选择主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用8.5的孔作为精基准。b选择加工设备及刀、量、夹具由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线。粗精铣宽度为26的下端面,采用X5021立式铣床,刀具选D=2mm的削平型铣刀,专用夹具、专用量检具和游标卡尺。钻孔8.5使尺寸达到8,采用Z518型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻(莫氏锥柄1号刀)(P157表5-84),d=8.0专用钻夹具和专用检具。扩孔钻钻孔8.5使尺寸达到8.5采用Z518型钻床,刀具选锥柄扩孔钻(莫氏锥柄1号刀)(P158表5-86)d=9.0, 专用钻夹具和专用检具。钻孔16(H7)使尺寸达到15,采用Z518型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻(莫氏锥柄2号刀),d=15, 专用钻夹具和专用检具。铰孔16(H7)使尺寸达到16(H7)。采用立式Z518型钻床,刀具选D=16mm的锥柄机用铰刀,并倒145的倒角, 专用铰夹具和专用检量具。钻孔9.3(H6)使尺寸达到8,采用Z518型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻(莫氏锥柄1号刀),d=8, 专用钻夹具和专用检具。铰孔9.3(H6)使尺寸达到9。采用立式Z518型钻床,刀具选D=9mm的锥柄机用铰刀, 专用铰夹具和专用检量具。铰孔9.3(H6)使尺寸达到9.3(H6)。采用立式Z518型钻床,刀具选D=10mm的锥柄机用铰刀, 专用铰夹具和专用检量具。c. 确立切削量及基本工时铸造毛坯时效处理涂底漆工序一:粗铣半精铣26的下端面(1)粗铣工件材料:KT35-10,铸造加工要求:粗铣26的下端面机床:X5012立式铣床刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度060,深度ap=4取刀具直径do=63mm。选择刀具前角o5后角o8,副后角o=8,刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=14切削用量1)铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=4.0mm,一次走刀即可完成所需长度。2)每齿进给量 机床功率为4.5kw。fz=0.150.30mm/z。由于是对称铣,选较小量fz=0.18mm/z3)查后刀面最大磨损查切削用量简明手册表3.7,后刀面最大磨损为0.30.5mm。查切削用量简明手册表3.8,寿命及寿命T=180min4)计算切削速度 按切削用量简明手册,V c=算得 Vc28.8m/min,n=80r/min,据X5012铣床参数,选择 nc = 188r/min, ,则实际切削速度 Vc=3.14*160*188/1000=40m/min=94.45 m/s, 实际进给量为 mm/min根据X5012 立式铣床工作台进给量表(表5-73)选择190mm/min则实际每齿进给量为mm/z5)校验机床功率 根据机制课程设计指南表2-18,铣削时的功率(单位为Kw)为式中,54.5,0.9,则 489 N, =0.65m/s,0.125 kw4.5 kw最终确定 ap=4.0mm,nc=190r/min,,V c=94.45m/s,f z=0.21mm/z6)计算基本工时(2)半精铣加工要求:半精铣26的下端面机床:X5012立式铣床刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度060,深度ap=4取刀具直径do=63mm。选择刀具前角o5后角o8,副后角o=8,刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=14切削用量1)铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=4.0mm,一次走刀即可完成所需长度2)每齿进给量 机床功率为4.5kw。fz=0.150.30mm/z 选较小量fz=0.18mm/z3)查后刀面最大磨损查切削用量简明手册表3.7,后刀面最大磨损为0.30.5mm查切削用量简明手册表3.8,寿命及寿命T=180min4)计算切削速度 按切削用量简明手册,V c=算得 Vc28.8m/min,n=80r/min,据X5012铣床参数,选择 nc = 188r/min则实际切削速度 Vc=3.14*160*188/1000=40m/min=94.45 m/s 实际进给量为 mm/min根据X5012 立式铣床工作台进给量表(表5-73)选择190mm/min则实际每齿进给量为mm/z5)校验机床功率 根据机制设计课程设计指南表2-18,铣削时的功率(单位为Kw)为式中,54.5,0.9,则 489 N, =0.65m/s,0.125 kw4.5 kw最终确定 ap=4.0mm,nc=190r/min,,V c=94.45m/s,f z=0.21mm/z6)计算基本工时工序二:钻,扩,铰8.5孔(1) 钻孔由机械制造工艺设计简明手册,并参考Z518机床主要技术参数(表4.2-14),取钻8.5孔的进给量f=0.3mm/r(表4.2-16),初选钻8.5孔的切削速度为v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出转速为:n=1000v/d=100026.1/3.149.8r/min=848.17r/min按机床实际转速取n=900r/min,则实际切削速度为v=3.149009.8/1000m/min27.7m/min从 课程设计指南 表2-15 得知:=410 =1.2 =0.75 =0.117 =2.2 =0.8 代入 (2)粗铰参考文献:机械制造设计工艺简明手册,并参考Z518机床主要技术参数,取扩孔8的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:扩孔的切削速度为()V钻,故取v扩=1/2v钻=1/227.7m/min=13.85m/min,由此算出转速n=1000v/d=100013.85/3.149.96r/min=442.8r/min取机床实际转速n=450r/min。时间定额的计算1、基本时间的计算(1) 钻孔由课程设计指南表2-26,钻孔的基本时间可由公式= L/fn=(l)/fn求得。其中1=8 mm,=0.1 mm,=(Dcotkr)/2(12)=(8cot)/2(12)=4 mm;f=0.3 mm/r n=900 r/min将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:=(8 mm4mm0.1 mm)/(0.3 mm/r900 r/min)=2.31s(2)粗铰由课程设计指南表2-26,钻孔的基本时间可由公式= L/fn=(l)/fn求得。其中1=8 mm,=0.1 mm,f=0.3mm/r n=450r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:=(8mm1.046mm0.1 mm)/(0.3mm/r450 r/min)=4.3s工序三:钻,扩,铰16孔,(一)、加工余量的确定由工序卡,钻孔余量为14.0mm,扩孔的余量为1.8mm,粗铰的余量为0.2mm(二)、切削用量的计算(1) 钻孔 1)背吃刀量的确定 ap =14.0 mm。 2) 进给量的确定由课程设计指南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KT35-10,由课程设计指南初选切削速度为V为20 m/min。由公式:n=1000V/ d 可求得该工序的钻头转速n=276.93 r/min,参照课程设计指南所列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:n=1000V/d 便求得该死工序的实际钻削速度为: (2)扩孔 1) 背吃刀量的确定 ap=1.8 mm。 2) 进给量的确定 由课程设计指南选取该工步的每转进给量为f=1.2mm/r。 3) 切削速度的计算 由课程设计指南初选切削速度为V为4 m/min。由公式:n=1000V/d 可求得该工序的钻头转速n=51.36 r/min,参照课程设计指南所列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 便求得该死工序的实际钻削速度为:(3)粗铰1)背吃刀量的确定 ap=0.2 mm。2) 进给量的确定 由课程设计指南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 由课程设计指南初选切削速度为V为5 m/min。由公式:n=1000V/d 可求得该工序的铰刀的转速n=63.69 r/min,参照课程设计指南所列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:n=1000V/d 便求得该死工序的实际钻削速度为:(三)、时间定额的计算 1、基本时间的计算(1) 钻孔由课程设计指南表2-26,钻孔的基本时间可由公式= L/fn=(l)/fn求得。其中1=26 mm,=1 mm,=(Dcotkr)/2(12)=(26.0cot)/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:=(26 mm8.7mm1 mm)/(0.4 mm/r250 r/min)=20.22 S(2)扩孔由课程设计指南表2-26,钻孔的基本时间可由公式= L/fn=(l)/fn求得。其中1=26 mm,=3 mm,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:=(26mm2.525mm3 mm)/(1.2 mm/r47 r/min)=37.78 s(3)粗铰由课程设计指南表2-26钻孔的基本时间可由公式= L/fn=(l)/fn由课程设计指南表2-27按kr=150、=(D-d)/2=(25-24.8)/2=0.1mm 查得=0.37mm;=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:=(26 mm0.37mm15mm)/(1.0 mm/r47 r/min)=44.9s工序四 钻、扩、绞9.3H6孔(1) 钻孔由机械制造工艺设计简明手册,并参考Z518机床主要技术参数(表4.2-14),取钻9.3(H6)孔的进给量f=0.3mm/r(表4.2-16),初选钻9.3(H6)孔的切削速度为v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出转速为:n=1000v/d=100026.1/3.149.8r/min=848.17r/min按机床实际转速取n=900r/min,则实际切削速度为v=3.149009.8/1000m/min27.7m/min从 课程设计指南 表2-15 得知:=410 =1.2 =0.75 =0.117 =2.2 =0.8 代入 (2)粗铰参考文献:机械制造设计工艺简明手册,并参考Z518机床主要技术参数,取扩孔28(H7)的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:扩孔的切削速度为()V钻,故取v扩=1/2v钻=1/227.7m/min=13.85m/min,由此算出转速n=1000v/d=100013.85/3.149.96r/min=442.8r/min取机床实际转速n=450r/min。(3)精铰参考文献:机械制造工艺设计简明手册,并参考Z518机床主要技术参数,取铰孔的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:铰孔的切削速度为v=0.3m/s=18m/min。由此算出转速:n=1000v/d=100018/3.1410r/min=573r/min按照机床的实际转速n=600r/min。则实际切削速度为:V= dn/1000=3.1410600/1000 m/min=18.84m/min时间定额的计算1、基本时间的计算(1) 钻孔由课程设计指南表2-26,钻孔的基本时间可由公式= L/fn=(l)/fn求得。其中1=26 mm,=1 mm,=(Dcotkr)/2(12)=(9.8cot)/2(12)=4.3mm;f=0.3 mm/r n=900 r/min将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:=(26 mm4.3mm1 mm)/(0.3 mm/r900 r/min)=6.78s(2)粗铰由课程设计指南表2-26,钻孔的基本时间可由公式= L/fn=(l)/fn求得。其中1=26 mm,=3 mm,f=0.3mm/r n=450r/min 将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:=(26 mm1.046mm3 mm)/(0.3mm/r450 r/min)=13.1s(3)精铰由课程设计指南表2-26钻孔的基本时间可由公式= L/fn=(l)/fn由课程设计指南表2-27按kr=、=(D-d)/2=(10-9.96)/2=0.02mm 查得=1.046mm;=5mm;l=25mm;f=0.3mm/r;n=573r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间:=(26mm1.046mm5mm)/(0.3 mm/r573r/min)=11.3S二 夹具设计经过与老师协商,决定设计第三道工序的工装卡具。工序三的夹具为钻扩铰16孔的钻夹具2.1问题的提出在给定的零件中,对本序加工的主要考虑尺寸60,由于公差要求较低,因此,本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。2.2卡具设计2.2.1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑,选择孔20和其端面为基准定位,加一个辅助支撑钉来保住其刚度,为使工件完全定位。再使用活动V形块配活压紧螺钉卡紧。2.2.2切削力和卡紧力计算本步加工按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。钻削轴向力 :扭矩 卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=16.77N使用活动V形块快速卡紧,调节卡紧螺钉进行调节,即可指定可靠的卡紧力。2.2.3定位误差分析本工序采用孔20和端面为基准定位,使加工基准和设计基准统一,能很好的保证定位的精度。2.2.4 卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大,故使用手动卡紧。三总结与体会 通过这次为时两周的课程设计,我认识到自己在学习上的严重不足。虽然很辛苦的完成了设计,但也得到了很多,课本只说了原理,而实践才出真知。闭门造车是不可取的,在设计各个数据时都得找到每个数据的来源,与同学讨论也能得到很多一开始没想到的点子,但是这个设计并不完美,虽然我尽力的改正了一开始的错误,瑕疵却总是存在的。通过这次课程设计,系统性的整合了学过的知识,弥补了自己的短处,并积极的改正错误。四参考文献1、李益民主编,机械制造加工工艺简明手册,机械工业出版社,1994.72、廖念钊等主编,互换性与技术测量(第三版),中国计量出版社,2006.84、冯之敬主编,机械制造工程原理,清华大学工业出版社,2004.15、袁哲俊、刘华明主编,刀具设计手册,机械工业出版社,1999.66、王光斗、王春福 主编, 机床夹具设计手册(第三版), 上海科学技术出版社, 2000.117、崇凯主编, 机械制造技术基础课程设计课程设计指南, 化学工业出版社, 2007.218
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