目录
一、零件的分析2
1.1零件的作用: 2
二、工艺规程的设计3
2.1确定毛坯的制造形式3
2.2基准的选择3
2.2.1.粗基准的选择3
2.2.2.精基准的选择4
2.3制定工艺路线4
2.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定7
2.4.1.155两端面8
2.4.2. 140内孔的加工8
2.4.3.铣中凸台面8
2.4.4.钻中间13的孔8
2.4.5.铣侧两平面8
2.4.6.钻两侧平面孔9
2.4.7.钻圆柱面上两小孔9
2.5切削用量以及机床、加工工时的确定9
三、零件专用夹具的设计18
3.1设计方案的确定18
3.2夹紧力的分析19
3.3精度的分析20
四.课程设计总结20
参考文献21
前言
机械工艺学课程设计是对机械制造所以知识的综合运用,这次课程设计是对
自己未来从事的工作进行的一次适应性的训练,从中锻炼自己分析问题,解决
题的能力,为今后的工作打下良好的基矗也是一次理论联系实际的训练,因此
它在我四年的大学生活中占有重要地位。
一、零件的分析
1.1零件的作用:
题目给出的是CA10B解放牌汽车中间轴轴承支架,它的主要作用是:
(1)起到稳固滚子的作用
(2)在安装时起到固定滚珠的作用,以利于安装。
〈二〉.零件的工艺分析
零件的加工过程中,要保证零件上部的折弯部分在竖直方向与140孔成5.5
的夹角,同时要保证支架两侧板的平面与水平面成30的夹角,孔中心到顶小孔
所在平面的距离为40mm,且每孔中心线与竖直方向零件的夹角成60°夹角。要
保证以上尺寸要求,最好先将的内孔和端面加工完成,再以内孔和端面
为定位基准对上凸台表面进行加工,最后以内孔,端面,和上13的
小孔(一面两销)为定位基准,加工支架两侧板,其中主要加工面粗糙度为6.3
μm,其余表面粗糙度为12μm.
二、工艺规程的设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件的材料为HT200,零件承受的冲击载荷不是很大,且零件的轮廓尺寸较
大,又是大批量生产,而且表面粗糙度质量要求也不是很高,故可采用铸件,以提高生产效率和效益。
2.2基准的选择
基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一,他对零件的生产是非常重要
2.2.1.粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求:
⑴.粗基准的选择应以加工表面为粗基准。
⑵.选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。
⑶.应选择加工余量最小的表面作为粗基准。
⑷.应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准,
⑸.粗基准应避免重复使用,因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。
先选取155外圆为定位基准,利用三爪卡盘为定位元件,铣155两端面,
再以155外圆为定位基准,利用三爪卡盘为定位元件,镗140内孔。
2.2.2.精基准的选择
精基准选择的原则
⑴.基准重合原则。
⑵.基准统一原则,应尽可能选用统一的定位基准。
⑶.互为基准的原则。
(4),自为基准原则。
此外,还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准,以保证定位稳固
可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。
以140内孔,155端面,13空(两面一销)为定位精基准,加工其
它表面及孔。主要考虑精基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合的时候,
应该进行尺寸换算,这在以后还要进行专门的计算,在此不再重复。
2.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度
技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定为大批量生产的条件下,可以考
虑采用万能机床以及专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外还应
当考虑经济效果,以便生产成本尽量降低。后续工序安排应当遵循粗精分开和先
面后孔的原则。确定加工方法以后,就按生产类型、零件的结构特点、技术要求
和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则:
⑴.工序分散原则
工序内容简单,有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机
艺装备。生产准备工作量少,产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需
要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产管理复杂。
⑵.工序集中原则
工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应减少了操作工人数
产面积,也简化了生产管理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面
间的相互位置精度。使用设备少,大量生产可采用高效率的专用机床,以提高生
产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整维修费事,生产准
备工作量大。
需加工的面:
155的两端面:粗铣以155外圆和一端面为基准
144内孔:粗镗—精镗以155外圆和一端面为基准,粗镗内孔到
139.9mm,半精镗内孔到140
上凸台面:粗铣以内孔和一端面为基准
两侧凸台面:粗铣以140内孔,155端面以及中间13的
小孔为定位基准
三个13的孔:钻孔以140内孔,155端面以及中间13
的小孔为定位基准
2个相距30的7的孔:钻孔以140和155一端面为基准
1).工艺路线方案一
工序1以155外圆为定位基准,粗镗140内孔,车155一端面;
工序2掉转,以155外圆为定位基准,车155另一端面,半精镗
140内孔;
工序3以140内孔为定位基准,铣顶小凸台面;
工序4以140内孔为定位基准,钻中间13的孔;
工序5以140内孔,中间13小孔,155端面为定位基准,铣支架两
侧台平面;
工序6以140内孔,中间13小孔,155端面为定位基准,钻支架两
侧台平面的13小孔,
工序7以155外圆为定位基准,钻2X7.2小孔;
工序8检查。
2).工艺路线方案二
工序1铣销以155外圆和一端面为基准,铣一端面,粗糙度为12μm,翻转铣另
一端面,粗糙度为12μm;
工序2镗销以155外圆和一端面为基准,粗镗内孔到139.8mm,半精镗内孔到140
,倒2X45°倒角,粗糙度为6.3μm;
工序3铣销以内孔和一端面为基准,铣上中间凸平面,使其厚度为
12mm,表面粗糙度为12μm;
工序4钻孔以140内孔和一端面为基准,钻中间的孔,粗糙度为
12μm;
工序5铣销,以140内孔,155端面以及中间13的小孔为定位基准
铣支架两侧平面.表面粗糙度为12μm;
工序6钻孔以140内孔,155端面以及中间13的小孔为定位基准
(一面两销),钻支架两侧平面13的孔,表面粗糙度为12μm;
工序7钻孔以140和155一端面为基准,钻圆柱面上两小孔,2 X7.2
,保证两孔间距离为32±0.1mm;
工序8检查.
比较以上两种方案,两种方案的定位基准基本一样,加工工序的步骤也一样,但方案一中155端面用车销加工也可以,但由于工件上面的突出部分使得车销时转动起来工件的离心力太大,这样会影响加工的精度,同时也给夹具的设计带来一定的难度,况且其工件装夹的次数要比第二种方案多,故影响加工效率,.而第二种方案中, 155两端面采用铣销加工,这样工件上面的突出部分就不会对加工产生大的影响.所以第二种方案更为经济合理,选第二种方案.
2.4机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA10B中间轴轴承支架零件材料为HT200,生产类型为大批量生产.根据上
诉资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量。
工序尺寸以及毛坯尺寸如下:
2.4.1.155两端面
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
可直接对其表面进行铣销;铣销厚度为2mm,故毛坯两表面之间的厚度为
12mm+2mm=52mm厚;
2.4.2. 140内孔的加工
参照<<机械加工工艺手册>>,其加工余量为0.5mm,粗镗0.4mm,精镗0.1mm,
故毛坯的尺寸为140mm-0.5mm=
139.5mm;
2.4.3.铣中凸台面
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
直接对其表面进行铣销
;铣销厚度为2mm,故毛坯凸台平面的厚度为
12mm+2mm=14mm;
2.4.4.钻中间13的孔
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
可直接对其进行钻孔;
2.4.5.铣侧两平面
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
可直接对其表面进行铣销;铣销厚度为2mm,故毛坯两侧平面的厚度为
12mm+2mm=14mm;
2.4.6.钻两侧平面孔
参照<<机械加工工艺手册>>,因其表面质量要求比较低(粗糙度为12μm),故
可直接对其进行钻孔;
2.4.7.钻圆柱面上两小孔
参照<<机械加工工艺手册>>,因其公差等级要求比较低(两孔轴线之间的距
离为32±0.1mm,两孔的直径为7故可直接对其进行钻孔;
工序余量及工序尺寸等汇总表:
加工表面
工序名称工序余量/mm表面粗糙度/um工序基本尺寸/ mm 155两端面粗铣2 12 50内孔粗车0.4 12.5 139.9
半精车0.1 6.3 140中凸台面粗铣
2 12 12中间13的孔钻孔12两侧平面粗铣2 12 12钻两侧平面孔钻孔12圆柱面上两小孔钻孔12
2.5切削用量以及机床、加工工时的确定
工序1.铣两端面
加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床:
YG6式铣床;刀具:X52K立铣刀
=100mm,z=10;切削液:普通乳化液(乙醇胺)
切削用量:
(1)决定铣削深度ap(由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度为
12μm,所以可以在一次走刀内切完)
ap=h=1mm
(2)决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW
查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18
(3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命
根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣
刀直径d0=100mm故刀具寿命T=180mi
n(查表3.8) (4)根据(表3.16)当d0=100mm Z=10 ap=1 fz=0.18 ct=98m/mi
n
nt =322r/mi
n ft=490mm/mi
n 各修正系数为: km=km
n=kmf=0.89 Ks=ks
n=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/mi
n
n=
nt k=322×0.89×0.8=230r/mi
n f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/mi
n 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
nc =300r/mi
n fc=375mm/mi
n 因此实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0
n/1000 =3.14×100×300/ 1000 =94.2 m/mi
n Fzc=fc/(
nc×Z) =375/ 300×10=0.125mm/z 切削速度: V=94.2 m/mi
n.进给量为0.125mm/z; 机床要求:根据表3.24当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/mi
n,近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故 Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/mi
n
n=300r/mi
n c=94.2m/mi
n fz=0.125mm/z 切削工时:tm = L/ f 式中L=176mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(176+35)=221mm故tm=221/ 375=0.56mi
n 工序2.粗镗140mm内孔,精镗140mm内孔 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为25μm;机床: T611卧式镗床;刀具:通空镗刀,d=25mm;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: 有《工艺手册》表2.3-10得 粗镗孔至φ139.9,单边余量Z=0.8mm 一次镗去全部余量ap=0.8 mm 进给量f=0.52 mm/r 根据有关手册确定卧式镗床的切削速度为r=35m/mi
n
n =1000r/Πd =1000×35/ 3.14×12 =223r/mi
n 查表4.2-20 T611卧式镗床主轴转速
n=212r/mi
n 切削工时L=12 L2=3 L3=4mm则 t1=(L1+L2+L3)/
nf =(12+3+4)/212×0.52=0.15mi
n 半精镗孔单边余量Z=0.1mm一次公差去全部余量ap=0.1mm 进给量f =0.2mm/r 根据有关手册,确定卧式镗床切割进度=12m/mi
n 查表4.2-20 T611卧式镗主轴转速
n =315 r/mi
n 切削工时:L=12 L2=3 L3=4则 t2=(L+L2+L3)/
nf=(12+3+4)/ 3.5×0.2=0.3mi
n 工序3.铣中间凸平面 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: YG6立式铣床;刀具:X52K立铣刀,=100mm,z=10;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)决定铣削深度ap(由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙 度为12μm所以可以在一次走刀内切完)详细资料请加:648569809 9/ 13 ap=h=2 mm (2)决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣 刀直径=100mm,z=10故刀具寿命T=180mi
n(查表3.8) (4)根据(表3.16)当=100mm,z=10 ap=2 fz=0.18 ct=98m/mi
n
nt =322r/mi
n ft=490mm/mi
n 各修正系数为: km=km
n=kmf=0.89 Ks=ks
n=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/mi
n
n=
nt k=322×0.89×0.8=230r/mi
n f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/mi
n 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
nc =300r/mi
n fc=375mm/mi
n 因此实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0
n/1000 =3.14×100×300/ 1000 =94.2 m/mi
n Fzc=fc/(
nc×Z) =375/ 300×10=0.125mm/z 切削速度:V=94.2 m/mi
n.进给量为0.125mm/z 机床要求:根据表3.24当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/mi
n,近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故 Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/mi
n
n=300r/mi
n c=94.2m/mi
n fz=0.125mm/z 切削工时:tm = L/ f 式中L=48mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(45+35)=83mm故tm=83/ 375=0.22mi
n 工序4.钻中间13的孔 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: Z3025立式钻床;刀具:直柄小麻花钻,d=13mm;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm时f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f =(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42 mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35mi
n (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/mi
n
n =1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312 r/mi
n 由钻床说明手册选取
n=400 r/mi
n 切削工时:tm =L/
nf= L+Y+Δ/
nf=(12+10)/400×0.4=0.14mi
n 工序5.铣支架两侧平面 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: YG6立式铣床;刀具:X52K立铣刀,=100mm,z=10;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)决定铣削深度ap(由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙 度为12μm所以可以在一次走刀内切完) ap=h=2 mm (2)决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣 刀直径=100mm,z=10故刀具寿命T=180mi
n(查表3.8) (4)根据(表3.16)当=100mm,z=10 ap=2 fz=0.18 ct=98m/mi
n
nt =322r/mi
n ft=490mm/mi
n 各修正系数为: km=km
n=kmf=0.89 Ks=ks
n=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/mi
n
n=
nt k=322×0.89×0.8=230r/mi
n详细资料请加:648569809 11/ 13 f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/mi
n 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
nc =300r/mi
n fc=375mm/mi
n 因此实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0
n/1000 =3.14×100×300/ 1000 =94.2 m/mi
n Fzc=fc/(
nc×Z) =375/ 300×10=0.125mm/z 切削速度:V=94.2 m/mi
n.进给量为0.125mm/z 机床要求:根据表3.24当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/mi
n,近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故 Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/mi
n
n=300r/mi
n c=94.2m/mi
n fz=0.125mm/z 切削工时:tm = L/ f 式中L=28mm根据0表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(28+35)=63故tm=63/ 375=0.17mi
n 工序6.钻支架两侧平面小孔 钻支架两侧平面小孔钻支架两侧平面小孔 钻支架两侧平面小孔, 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: Z3025立式钻床;刀具:直柄小麻花钻,d=13mm;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm时f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f =(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42 mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35mi
n (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/mi
n
n =1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312 r/mi
n 由钻床说明手册选取
n=400 r/mi
n 切削工时:tm =L/
nf= L+Y+Δ/
nf=(12+10)/400×0.4=0.14mi
n 工序7.钻圆柱面上两小孔 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: Z3025钻床;刀具:直柄小麻花钻,d=7.2mm,;切削液:普通乳化液(三乙醇 胺) 切削用量:(1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d=7.2mm时f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.2=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f =(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42 mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35mi
n (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/mi
n
n =1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312 r/mi
n 由钻床说明手册选取
n=400 r/mi
n 切削工时:tm =L/
nf= L+Y+Δ/
nf=(7.5+10)/400×0.4=0.11mi
n 三、零件专用夹具的设计 本次课程设计所设计的是铣销CA10B解放牌汽车中间轴轴承支架两侧平面的专用夹具.其具体设计思路及方案如下: 3.1设计方案的确定 本夹具是铣销支架两侧平面用,该零件表面不规则,故不能用通用的机床夹具来装夹,又因其是大批量生产,所以要设计专用夹具以提高加工精度和加工效率.分析零件,加工支架两侧平面是在中间的内孔和13的小孔加工以后加工的,故定位的时候可以考虑用这几个已加工的面或孔来作定位基准加工支架两侧平面,这样可以提高加工的精度. 再者,因为支架两侧平面与支架内孔轴线有一定的夹角,故铣销的时候要产生相对工件几个方向的力,所以要把六个自由度全部限制了.因为在加工这两个平面之前,除了上面提到的两孔外,还有155两个端面也已加工完成.所以可以考虑一面两销定位,即两个短销分别固定和155两个空,再利用一平面即可实现完全定位,这样就可以对零件进行精确的定位,可以保证加工精度. 又因零件加工的两个面不在同一平面上,而是有一定的角度,故夹具的设计中还应考虑的分度的问题,以提高加工效率.可采用一分度盘,将零件固定在分度盘上,通过分度盘的转动带动零件的转动,分度盘可通过其上的一个当块和固定在夹具座上的两个当块限位. 综上所述,本夹具可采用两个定位销,一个分度盘,一个压板和夹具座等主要元件组成. 3.2夹紧力的分析 本到工序为铣片面,因此对工作台将产生一个扭矩,但因切销量很小(2mm),故其扭矩也不会太大,根据夹紧的基本原则,确定工件的夹紧方式,分度盘上的两个定位削可将铣销时产生的扭矩平衡掉.分度盘再通过两个钩头压板压紧在夹具体座上,这样夹紧机构即可以保证工件夹紧的可靠,安全,又不会破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度. 3.3精度的分析 本夹具设计的是铣支架两侧平面,用圆柱销模拟内孔轴线,所以工序基准和设计基准重合,又由于该加工面的精度要求不是很高,那么零件的加工精度可以完全由圆柱销的制造精度和安装精度来保证,为此本夹具在装配好后应对圆柱销的安装精度进行检测,如果不符合要求可以进行修配。 四.课程设计总结 为期两周的夹具课程设计已经接近尾声,回顾整个过程,我组三名同学在赵彤涌老师的指导下,取得了可喜的成绩,课程设计作为《机械制造技术基捶、《金属工艺学》等课程的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性认识。 本次课程设计主要经历了两个阶段:第一阶段是机械加工工艺规程设计,第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识;夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 通过此次设计,使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。 总的来说,这次设计,使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力,为以后的设计工作打下了较好的基矗由于能力所限,设计中还有许多不足之处,恳请各位老师、同学们批评指正! 参考文献 1.《机械制造技术基础课程设计指导书》,冯涛等主编。 2.《机械加工工艺手册》,孟少农主编,机械工业出版社 3.《机械加工工艺设计手册》,张耀宸,航空工业出版社 4.《机械制造技术基捶,曾志新主编,武汉理工大学出版社 5.《机械设计课程设计手册》,吴宗泽主编,高等教育出版社
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n(查表3.8) (4)根据(表3.16)当d0=100mm Z=10 ap=1 fz=0.18 ct=98m/mi
n
nt =322r/mi
n ft=490mm/mi
n 各修正系数为: km=km
n=kmf=0.89 Ks=ks
n=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/mi
n
n=
nt k=322×0.89×0.8=230r/mi
n f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/mi
n 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
nc =300r/mi
n fc=375mm/mi
n 因此实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0
n/1000 =3.14×100×300/ 1000 =94.2 m/mi
n Fzc=fc/(
nc×Z) =375/ 300×10=0.125mm/z 切削速度: V=94.2 m/mi
n.进给量为0.125mm/z; 机床要求:根据表3.24当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/mi
n,近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故 Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/mi
n
n=300r/mi
n c=94.2m/mi
n fz=0.125mm/z 切削工时:tm = L/ f 式中L=176mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(176+35)=221mm故tm=221/ 375=0.56mi
n 工序2.粗镗140mm内孔,精镗140mm内孔 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为25μm;机床: T611卧式镗床;刀具:通空镗刀,d=25mm;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: 有《工艺手册》表2.3-10得 粗镗孔至φ139.9,单边余量Z=0.8mm 一次镗去全部余量ap=0.8 mm 进给量f=0.52 mm/r 根据有关手册确定卧式镗床的切削速度为r=35m/mi
n
n =1000r/Πd =1000×35/ 3.14×12 =223r/mi
n 查表4.2-20 T611卧式镗床主轴转速
n=212r/mi
n 切削工时L=12 L2=3 L3=4mm则 t1=(L1+L2+L3)/
nf =(12+3+4)/212×0.52=0.15mi
n 半精镗孔单边余量Z=0.1mm一次公差去全部余量ap=0.1mm 进给量f =0.2mm/r 根据有关手册,确定卧式镗床切割进度=12m/mi
n 查表4.2-20 T611卧式镗主轴转速
n =315 r/mi
n 切削工时:L=12 L2=3 L3=4则 t2=(L+L2+L3)/
nf=(12+3+4)/ 3.5×0.2=0.3mi
n 工序3.铣中间凸平面 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: YG6立式铣床;刀具:X52K立铣刀,=100mm,z=10;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)决定铣削深度ap(由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙 度为12μm所以可以在一次走刀内切完)详细资料请加:648569809 9/ 13 ap=h=2 mm (2)决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣 刀直径=100mm,z=10故刀具寿命T=180mi
n(查表3.8) (4)根据(表3.16)当=100mm,z=10 ap=2 fz=0.18 ct=98m/mi
n
nt =322r/mi
n ft=490mm/mi
n 各修正系数为: km=km
n=kmf=0.89 Ks=ks
n=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/mi
n
n=
nt k=322×0.89×0.8=230r/mi
n f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/mi
n 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
nc =300r/mi
n fc=375mm/mi
n 因此实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0
n/1000 =3.14×100×300/ 1000 =94.2 m/mi
n Fzc=fc/(
nc×Z) =375/ 300×10=0.125mm/z 切削速度:V=94.2 m/mi
n.进给量为0.125mm/z 机床要求:根据表3.24当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/mi
n,近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故 Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/mi
n
n=300r/mi
n c=94.2m/mi
n fz=0.125mm/z 切削工时:tm = L/ f 式中L=48mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(45+35)=83mm故tm=83/ 375=0.22mi
n 工序4.钻中间13的孔 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: Z3025立式钻床;刀具:直柄小麻花钻,d=13mm;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm时f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f =(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42 mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35mi
n (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/mi
n
n =1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312 r/mi
n 由钻床说明手册选取
n=400 r/mi
n 切削工时:tm =L/
nf= L+Y+Δ/
nf=(12+10)/400×0.4=0.14mi
n 工序5.铣支架两侧平面 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: YG6立式铣床;刀具:X52K立铣刀,=100mm,z=10;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)决定铣削深度ap(由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙 度为12μm所以可以在一次走刀内切完) ap=h=2 mm (2)决定每齿进给量fz当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时fz=0.14~0.24mm/z取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣 刀直径=100mm,z=10故刀具寿命T=180mi
n(查表3.8) (4)根据(表3.16)当=100mm,z=10 ap=2 fz=0.18 ct=98m/mi
n
nt =322r/mi
n ft=490mm/mi
n 各修正系数为: km=km
n=kmf=0.89 Ks=ks
n=ksf=0.8 故:c=ct k=98×0.89×0.8=70m/mi
n
n=
nt k=322×0.89×0.8=230r/mi
n详细资料请加:648569809 11/ 13 f=ft k=490×0.89×0.8=312.3mm/mi
n 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择
nc =300r/mi
n fc=375mm/mi
n 因此实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0
n/1000 =3.14×100×300/ 1000 =94.2 m/mi
n Fzc=fc/(
nc×Z) =375/ 300×10=0.125mm/z 切削速度:V=94.2 m/mi
n.进给量为0.125mm/z 机床要求:根据表3.24当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/mi
n,近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW,故 Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.5 f=375mm/mi
n
n=300r/mi
n c=94.2m/mi
n fz=0.125mm/z 切削工时:tm = L/ f 式中L=28mm根据0表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则 L=(28+35)=63故tm=63/ 375=0.17mi
n 工序6.钻支架两侧平面小孔 钻支架两侧平面小孔钻支架两侧平面小孔 钻支架两侧平面小孔, 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: Z3025立式钻床;刀具:直柄小麻花钻,d=13mm;切削液:普通乳化液(三乙醇胺) 切削用量: (1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d0=7.8mm时f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f =(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42 mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d=13mm时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35mi
n (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/mi
n
n =1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312 r/mi
n 由钻床说明手册选取
n=400 r/mi
n 切削工时:tm =L/
nf= L+Y+Δ/
nf=(12+10)/400×0.4=0.14mi
n 工序7.钻圆柱面上两小孔 加工条件:工件材料:HT200;加工要求:粗糙度为12μm;机床: Z3025钻床;刀具:直柄小麻花钻,d=7.2mm,;切削液:普通乳化液(三乙醇 胺) 切削用量:(1)按加工要求决定进给量 根据表2.7当加工要求为H12~HB精度铸铁硬度HBS200 d=7.2mm时f=0.36~0.44 mm/r 由于L/d=32/7.2=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95则 f =(0.36~0.44)×0.95=0.34~0.42 mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r (2)决定钻头磨纯标准及寿命 由表2.12,当d0=8时,钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35mi
n (3)决定切削速度 由表2.15硬度HBS200~219 f=0.9mm/r d0<20mm c=22 m/mi
n
n =1000/πd0=1000×22/(3.14×20)=312 r/mi
n 由钻床说明手册选取
n=400 r/mi
n 切削工时:tm =L/
nf= L+Y+Δ/
nf=(7.5+10)/400×0.4=0.11mi
n 三、零件专用夹具的设计 本次课程设计所设计的是铣销CA10B解放牌汽车中间轴轴承支架两侧平面的专用夹具.其具体设计思路及方案如下: 3.1设计方案的确定 本夹具是铣销支架两侧平面用,该零件表面不规则,故不能用通用的机床夹具来装夹,又因其是大批量生产,所以要设计专用夹具以提高加工精度和加工效率.分析零件,加工支架两侧平面是在中间的内孔和13的小孔加工以后加工的,故定位的时候可以考虑用这几个已加工的面或孔来作定位基准加工支架两侧平面,这样可以提高加工的精度. 再者,因为支架两侧平面与支架内孔轴线有一定的夹角,故铣销的时候要产生相对工件几个方向的力,所以要把六个自由度全部限制了.因为在加工这两个平面之前,除了上面提到的两孔外,还有155两个端面也已加工完成.所以可以考虑一面两销定位,即两个短销分别固定和155两个空,再利用一平面即可实现完全定位,这样就可以对零件进行精确的定位,可以保证加工精度. 又因零件加工的两个面不在同一平面上,而是有一定的角度,故夹具的设计中还应考虑的分度的问题,以提高加工效率.可采用一分度盘,将零件固定在分度盘上,通过分度盘的转动带动零件的转动,分度盘可通过其上的一个当块和固定在夹具座上的两个当块限位. 综上所述,本夹具可采用两个定位销,一个分度盘,一个压板和夹具座等主要元件组成. 3.2夹紧力的分析 本到工序为铣片面,因此对工作台将产生一个扭矩,但因切销量很小(2mm),故其扭矩也不会太大,根据夹紧的基本原则,确定工件的夹紧方式,分度盘上的两个定位削可将铣销时产生的扭矩平衡掉.分度盘再通过两个钩头压板压紧在夹具体座上,这样夹紧机构即可以保证工件夹紧的可靠,安全,又不会破坏工件的定位及夹压表面的精度和粗糙度. 3.3精度的分析 本夹具设计的是铣支架两侧平面,用圆柱销模拟内孔轴线,所以工序基准和设计基准重合,又由于该加工面的精度要求不是很高,那么零件的加工精度可以完全由圆柱销的制造精度和安装精度来保证,为此本夹具在装配好后应对圆柱销的安装精度进行检测,如果不符合要求可以进行修配。 四.课程设计总结 为期两周的夹具课程设计已经接近尾声,回顾整个过程,我组三名同学在赵彤涌老师的指导下,取得了可喜的成绩,课程设计作为《机械制造技术基捶、《金属工艺学》等课程的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性认识。 本次课程设计主要经历了两个阶段:第一阶段是机械加工工艺规程设计,第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识;夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 通过此次设计,使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。 总的来说,这次设计,使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力,为以后的设计工作打下了较好的基矗由于能力所限,设计中还有许多不足之处,恳请各位老师、同学们批评指正! 参考文献 1.《机械制造技术基础课程设计指导书》,冯涛等主编。 2.《机械加工工艺手册》,孟少农主编,机械工业出版社 3.《机械加工工艺设计手册》,张耀宸,航空工业出版社 4.《机械制造技术基捶,曾志新主编,武汉理工大学出版社 5.《机械设计课程设计手册》,吴宗泽主编,高等教育出版社
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