【K077-6】气门摇臂轴支座工艺及钻3斜孔夹具设计.rar
零 件 图 号 共 3 页 A1 陆 勇 机械加工工艺过程卡 产品型号 产品名称 气 门 摇 臂 轴 支 座 零 件 名 称 第 页 材料 牌号 HT200 毛 坯 种 类 铸 造 毛 坯 外 形 尺 寸 83*46*69 毛 坯 件 数 1 每 台 件 数 1 备 注 工时工 序 号 工 序 名 称 工序内容 车 间 工 段 设备 工艺装备 终 件 单件 1 铸造 1.25 2 热 处 理 时效处理 0.5 3 铣 粗铣圆柱 22 上 端面 X63 卧 式铣 床 夹具 :专用夹 具 刀具:硬质合 金刀具三面刃 铣刀 量具:游标卡 尺 0.25 4 铣 粗铣圆柱 22 下端 面 X63 卧 式铣 床 刀具:硬质合 金刀具三面刃 铣刀 量具:游标卡 尺 0.25 5 铣 精铣圆柱 22 下端 面 X63 卧 式铣 床 刀具:硬质合 金三面刃铣刀 量具:游标卡 尺 0.3 6 铣 粗铣圆柱 28 两端 面 X63 卧 式铣 床 夹具:专用夹 具 刀具:硬质合 金三面刃铣刀 量具:游标卡 尺 0.3 7 铣 精铣圆柱 28 两端 面 X63 卧 式铣 床 刀具:硬质合 金三面刃铣刀 量具:游标卡 尺 0.35 8 铣 粗铣圆柱 26 两端 面 X63 卧 式铣 床 夹具:专用夹 具 刀具:硬质合 金刀具 量具:游标卡 尺 0.28 9 钻 钻 18 孔 Z215A 立式 钻床 夹具:专用夹 具 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.65 10 扩 扩 18 孔 Z215A 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.5 11 镗 精镗 18 孔 T740 金刚 镗床 刀具:硬质合 金刀具 量具:游标卡 尺 1.2 12 镗 细镗 18 孔, 倒角 145 T740 金刚 镗床 刀具:硬质合 金刀具, 45 度刀具 量具:游标卡 尺 1.8 13 钻 钻 16 孔 Z215A 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.5 14 扩 扩 16 孔 Z215 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.3 15 镗 精镗 16 孔 T740 金刚 镗床 刀具:硬质合 金刀 量具:游标卡 尺 1 16 镗 细镗 16 孔,倒角 145 T740 金刚 镗床 刀具:硬质合 金刀, 45 度 刀具 量具:游标卡 尺 1.25 17 钻 钻 11 孔 Z215 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.3 18 钻 钻 3 孔 Z215 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.15 19 检 查 目 录 绪 论 1 一 工艺性分析 3 .零件的作用3 .2 审查零件的结构工艺 3 .3 确定零件的生产类型 3 二 确定毛坯、绘制毛坯简图 4 .选择毛坯4 .确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 4 2.2.1 公差等级 4 2.2.2 铸件的重量 4 2.2.3 铸件的形状复杂系数 4 2.2.4 铸件的材质系数4 2.2.5 铸件分模线形状 5 2.2.6 零件的表面粗糙度 5 2.3 拟定工艺路线 5 三、工艺规程设计 6 3.1 定位基准的选择:6 3.2 制定加工工艺路线 7 3.3 选择加工设备及刀、夹、量具10 四 加工工序设计 11 五、时间定额计算 14 六 专用夹具的设计 15 6.1 问题提出 15 6.2 定位基准的选择 15 6.3 定位元件的设计 16 6.4 切削力和夹紧力的计算 16 6.5:定位误差分析 17 6.6 夹具设计及简要操作说明 18 7 体会与展望 20 致 谢 21 参考文献 22 设计说明书 气门摇臂轴支座钻 3 油孔的夹具设计题 目: 班 级: 姓 名: 指导教师: 完成日期: 0 0 摘要 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践 知识,正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺 尺寸确定等问题,保证零件的加工质量 学会使用图表资料以及手册,掌握与本本设计有关的各种资料的名称,出 处,能够做到熟练运用。因此,它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我 个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性 训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,为今后参加工作打下一个良 好的基础。由于能力有限,设计当中可能会有不足之处,恳请各位老师给予批 评指正。 1 1 Abstract Through the use of Mechanical Manufacturing Engineering Course of the basic theory and practice in the production of learned practical knowledge, the proper parts in a processing position. Clamping and process routing. Process to determine such issues as size to ensure the parts machining Quality Learn how to use graphic materials, as well as manual control with design-related books of various types of information the name of the source, to achieve the proficiency to use. Therefore, it is in our university life plays an important position. For me personally, I hope that through this course design is the work of their own future in an adaptive training, from training its own analysis of issues, problem-solving skills, to work for the future and lay a good foundation. Due to limited capacity to design there may be shortcomings, I earnestly urge the teachers to give criticism of correction 2 2 目 录 绪 论 1 一 工艺性分析 3 .零件的作用3 .2 审查零件的结构工艺 3 .3 确定零件的生产类型 3 二 确定毛坯、绘制毛坯简图 4 .选择毛坯4 .确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 4 2.2.1 公差等级 4 2.2.2 铸件的重量 4 2.2.3 铸件的形状复杂系数 4 2.2.4 铸件的材质系数4 2.2.5 铸件分模线形状 5 2.2.6 零件的表面粗糙度 5 2.3 拟定工艺路线 5 三、工艺规程设计 6 3.1 定位基准的选择:6 3.2 制定加工工艺路线 7 3.3 选择加工设备及刀、夹、量具10 四 加工工序设计 11 五、时间定额计算 14 六 专用夹具的设计 15 6.1 问题提出 15 6.2 定位基准的选择 15 6.3 定位元件的设计 16 6.4 切削力和夹紧力的计算 16 6.5:定位误差分析 17 6.6 夹具设计及简要操作说明 18 7 体会与展望 20 致 谢 21 参考文献 22 3 3 0 0 绪 论 机械制造工艺学设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基 础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前 对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际 的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 机械制造技术是一门非常重要的技术,人类的发展过程就是一 个不断的制造过程。因此,制造技术的重要性是不言而喻的,它有 以下四个方面的意义。 1 社会发展与制造技术密切相关 2 制造技术是科学技术物化的基础 3 制造技术是所有工业的支柱 4 制造技术国力和国防的后盾 机械制造工艺学设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了 生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获 得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力, 另外,也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过 机械制造工艺学课程设计,应在下述各方面得到锻炼: (1)能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产 实习中学到的时间知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹 紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。 1 1 (2)提高结构设计能力。学生通过设计借据(或量具)的训练, 应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合 理而能保证加工的夹具的能力。 (3)学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料 的名称、出处,能够做到熟练运用。 就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事 的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的 能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于个人能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请老师给予指 导。 2 2 一 工艺性分析 .零件的作用 气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合 .2 审查零件的结构工艺 由附图 1 得知,其材料为 HT200。该材料具有较高的强度, 耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力,要求耐磨的零 件。 该零件上主要加工面为上端面,下端面,左右端面,18mm 孔和 11 孔 16 孔以及 3mm 轴向槽的加工。 11 孔的尺寸精度以及下端面 0.05mm 的平面度与左右两端面孔的尺 寸精度,直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封,18 孔的 尺寸精度,以上下两端面的平行度 0.055mm。因此,需要先以下端 面为粗基准加工上端面,再以上端面为粗基准加工下端面,再把下 端面作为精基准,最后加工 11)mm 孔时以下端面为定位基准,以 保证孔轴相对下端面的位置精度。 由参考文献(1)中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置 精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。 .3 确定零件的生产类型 依 据 设 计 题 目 知 Q=5000 台 /年 , 加 工 零 件 重 量 为 0.6kg 属 轻 型 机 械 , 所 以 生 产 类 型 属 于 中 批 生 产 。 3 3 二 确定毛坯、绘制毛坯简图 .选择毛坯 由 于 气 门 摇 臂 轴 支 座 在 工 作 过 程 中 不 承 受 冲 击 载 荷 , 为 增 强 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 的 强 度 和 冲 击 韧 度 , 获 得 纤 维 组 织 , 毛 坯 应 该 选 用 铸 件 。 而 且 气 门 摇 臂 轴 的 轮 廓 尺 寸 不 大 , 生 产 类 型 属 于 中 批 生 产 , 考 虑 到 提 高 生 产 率 采 用 消 失 模 铸 造 。 .确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2.2.1 公差等级 由 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 功 用 和 技 术 要 求 , 确 定 改 零 件 的 公 差 等 级 为 普 通 级 。 2.2.2 铸件的重量 已 知 机 械 加 工 后 拨 叉 的 重 量 为 0.6kg, 由 此 初 步 估 计 机 械 加 工 前 锻 件 毛 坯 的 重 量 为 1kg。 2.2.3 铸件的形状复杂系数 对 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 零 件 图 进 行 分 析 计 算 。 由 公 式 ( 2-3) S=mt/mN=1/1.9=0.53,所 以 0.32 S 0.63, 该 零 件 属 于 S2 级 。 2.2.4 铸件的材质系数 因 为 该 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 材 料 是 HT200( C 含 量 2.6%- 3.6%) , 所 以 该 锻 件 的 材 质 系 数 属 于 M1 级 。 4 4 2.2.5 铸件分模线形状 根 据 该 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 形 位 特 点 , 选 择 零 件 高 度 方 向 的 对 称 面 为 分 模 面 , 属 于 平 直 分 模 线 。 2.2.6 零件的表面粗糙度 由 零 件 图 可 知 , 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 各 个 加 工 表 面 的 粗 糙 度 内 圆 为 6.3 大 圆 端 面 为 12.5。 由 此 可 见 此 零 件 的 要 求 不 是 很 高 。 2.3 拟定工艺路线 根据零件材料确定毛坯为铸件,已知零件的生产纲领为 6000 件/ 年,通过计算,该零件质量约为 1Kg,由参考文献(5)表 1 4、表 13 可知,其生产类型为大批生产,毛坯的铸造方法选用 砂型机器造型。此外,为消除残余应力,铸造后安排人工时效处 理。参考文献(1)表 2.312;该种铸造公差等级为 CT1011,MA-H 级。参考文献(1)表 2.3-12,用查表方法确定 各表面的加工余量如下表所示: 加工表面 基本尺寸 加工余量等 级 加工余量数 值 说明 上端面 22 外 圆端面 H 3mm 单侧加工 下端面 22 下 H 3mm 单侧加工 5 5 端面 前端面 28 外 圆端面 H 3mm 单侧加工 后端面 28 外 圆端面 mm H 3mm 单侧加工 前端面 26 前外 圆端面 H 3mm 单侧加工 后端面 26 后外 圆端面 H 3mm 单侧加工 三、工艺规程设计 3.1 定位基准的选择: 精基准的选择:气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又 是设计基准,用它作为精基准,能使加工遵循基准重合的 原则,实现用削边轴加底面的定位方式(采用螺旋加紧机 构夹紧) 。18mm 孔及左右两端面都采用底面做基准,这使 得工艺路线又遵循“基准统一”的原则,下端面的面积比 较大,定位比较稳定,夹紧方案也比较简单,可靠,操作 方便。 6 6 粗基准的选择:考虑到以下几点要求,选择零件的重要面 和重要孔做基准。 第一,在保证各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔 或面的加工余量尽量均匀,此外,还要保证定位夹 紧的可靠性,装夹的方便性,减少辅助时间,所以 粗基准为上端面。 钻削 18mm 孔的定位夹紧方案: 方案一:用一菱形销加一圆柱销定位两个 13mm 的 孔,再加上底面定位实现,两孔一面完全定位,这 种方案适合于大批生产类型中。 方案二:用 V 形块十大平面定位 V 形块采用联动夹紧机构实现对 R10 的外圆柱表面进 行定位,再加底面实现完全定位,由于 11mm 孔的 秒个精度不需要很高,故用做定位销孔很难保证精 度,所以选择方案二。 3.2 制定加工工艺路线 根据各表面加工要求,和各种加工方法能达到的经济精度, 确定各表面及孔的加工方法如下: 上端面:精铣。 下端面:粗铣 28 前端面:粗铣精铣 28 后端面:粗铣精铣 26 前端面粗铣,26 后端面粗铣 7 7 11mm 孔:钻孔。18 孔钻,扩,绞 16 孔,钻,扩, 绞,3 孔钻 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,将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面,下端 面的精铣放在后面,每一阶段要首先加工上端面后钻孔, 左右端面上 18(+0.1+0.006)mm 孔放后面加工。初步 拟订加工路线如下: 工序号 工序内容 01 铸造 02 时效处理 03 铣 22 上端面 04 铣 22 下端面 05 钻 11 通孔 06 铣 28 前端面 07 铣 28 后端面 08 铣 26 前端面 09 铣 26 后端面 10 钻 16 通孔 11 钻 18 通孔 12 钻 3 通孔 12 检验 13 入库 8 8 上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则,但某些工序还有一些问 题还值得进一步讨论。如铣 28 前后端面和 26 前后端面时,因为 按上述方案在铣 28 前面后,随即铣 28 后端面,这样会增加辅助 劳动时间,降低效率,若换为铣 28 前端面后,随即铣 26 前端面, 然后铣 26 后端面,在铣 28 前端面,然后在钻 3 孔,这样铣刀的 空行程和调整时间就比较短,大大提高了劳动效率,特别适合于大 批量生产,故改为此方案。 修改后的工艺路线如下: 序号 工序内容 简要说明 01 02 03 04 05 06 07 08 09 010 011 012 铸造 时效处理 涂漆 铣 22 上端面 铣 22 下端面 钻 11 通孔 铣 28 前端面 铣 26 前端面 粗铣 26 后端面 粗铣 28 后端面 精铣 28 后端面 钻 3 孔 消除内应力 防止生锈 加工经基准 先面后孔 先面后孔 先面后 次要工序后加工 9 9 13 检验 入库 3.3 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批生产,故加工设备适宜通用机床为主,辅 以少量专用机床的流水生产线,工件在各机床上的装卸及各机床间 的传动均由人工完成。 粗铣上端面: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 X1632 立式铣床。 (参考文献(1)表 6-18) ,选 择直径 D 为 80mm 立铣刀,参考文献(1)表 7-88,通用夹具和游 标卡尺。 粗铣 22 上端面:采用上述相同的机床与铣刀,通用夹具及游 标卡尺。 粗铣 22 下端面:采用上述相同的机床与铣刀,通用夹具及游标卡 尺。 钻 11 通孔。采用 Z525 立式钻床,高速钢锥柄麻花钻 粗铣 28 前端面:采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6 21,采用以前的刀具,专用夹具及游标卡尺。 粗铣 26 前端面:采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6 21,专用夹具及游标卡尺。 10 10 粗铣 26 后端面,采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6 21,专用夹具及游标卡尺。 精铣 22 前端面,采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6 21,专用夹具及游标卡尺。 精铣 22 前端面,采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6 21,专用夹具及游标卡尺。 钻 18 通孔,采用 Z3025B*10,参考文献(1)表 626,通用夹 具刀具为 d 为 18.0 的直柄麻花钻,参考文献(1)表 7111。 钻 16mm 孔:采用 Z3025B*10,参考文献(1)表 626,通用夹具。 刀具为 d 为 16.0 的直柄麻花钻,参考文献(1)表 7111。 钻 3 孔:,选择摇臂钻床 Z3025 参考文献(1)表 626,采 用锥柄麻花钻,通用夹具及量具。 四 加工工序设计 经查参考文献(1)表 312 可得,铣削上端面的加工余量为 4mm,又由零件对上顶端表面的表面精度 RA=12.5mm 可知,粗铣的 铣削余量为 4mm。 底面铣削余量为 3mm,粗铣的铣削余量为 2mm,精铣余量 1mm,精 铣后公差登记为 IT7。 取每齿进给量为 fz.mmz(粗铣) 取每齿进给量为 f.mmr(精铣) 11 11 粗铣走刀一次 apmm,精铣走刀一次 apmm 初步取主轴转速为rmin(粗铣) ,取精铣主轴的转速为 rmin,又前面已选定直径为 mm,故相应的切削速 度分别为:校核粗加工。 粗 n. 精 n. 又由机床切削功率 P=167.9*10-5ap0.9f2aeznkpm 取 Z=10 个齿,pm=1.代入得: pm=.0.9*(0.2)50*2.5*10*1 pm=0.861(km) 又因前查的机床的功率为.kw/h 若效率为.8P,则 .P=6.0pm 故选择主轴的转速为m/min (2)工序中的粗镗 工序。 粗铣余量参考文献表取粗镗为 .mm,粗铣切削余量为 0.2mm,铰孔后尺寸为 20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及 12 12 公差 18 粗镗 1.8 _ 19.8 19.2 精镗 0.2 H8 20H8 孔轴线到底面位置尺寸为0mm 因精镗与粗镗的定位的下底面与 V 型块,精镗后工序尺寸 为 20.020.08mm,与下底面的位置精度为 0.05mm,与左右端面的 位置精度为 0.06mm,且定位夹紧时基准重合,故不需保证。0.06mm 跳动公差由机床保证。 粗镗孔时因余量为 1.9mm,故 ap=1.9mm, 查文献表. 4-8 取 V=0.4m/s=24m/min 去进给量为 f=002mm/r n=1000V/d=1000*24/3.14*20=380r/min 查文献的 Fz=9.81*60nFzCFzapXFzVnFzKFz pm=FzV*10-3 CF2=180, XFz=1 Yfz=0.75 nFz=0 Rfz=9.81*60*180*2.75*0.20.75*0.4*1 13 13 =1452 N P=0.58 kw 取机床效率为. 0.78*0.85=0.89kw0.58kw 故机床的功率足够。 五、时间定额计算 下面计算工序的时间定额 () 机动时间 粗铣时:L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s 精铣时:f 取 0.1mm/s L/(f*n)=45/0.1*380=15s 总机动时间:T=7.5+15=22.5s (2)辅助时间: 粗镗 精镗 操作内容 每次时间 (min) 操作次数 时间 min 操作次数 时间 min 装夹 2 1 2 - - 换刀 1 1 1 1 1 测量 0.1 1 0.1 1 0.1 卸夹 1.5 - - 1 1.5 14 14 开机到开 始的时间 0.3 1 1 1 0.3 退刀 0.1 1 1 1 0.1 所以辅助时间 Ta 为: Ta=2+1+0.1+1.5+0.3*2+0.1*0.1*2 =6.5min 作业时间为 Ta+Tb=605+0.37=6.87 min 该工序单位加工时间为 6.87min 六 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 用的夹具。 有老师分配的任务,我被要求设计 钻 3 油孔,选用机床:X525 立式钻床 6.1 问题提出 本夹具主要用来钻 3 油孔,因为钻 3 孔本身没有什么精度要求, 因此以提高生产效率为主。因此,在本道工序加工时,主要应考虑 如何提高生产率、降低劳动强度又因为 3 相对水平面倾斜 10因 此我们 定位的时间把工件调整到水平位置方可加工好。 15 15 6.2 定位基准的选择 我们采用已经加工好的 18 孔和 16 孔定位基准,及经典的一面 2 销定位。 6.3 定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面两孔定位,所以相应的夹具上的 定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱 销和短削边销进行设计。 根据加工要求和基准重合原则,则以底面 18 和 16 孔定位,定 位元件采用 1 面 2 销,定位孔和定位销的主要尺寸如图 2 定位孔中心距 L 及 2 定位销中心距 l mL6352 m43.605.17.22ax4.02min 所以 L=63.36mm mm7 取 L =63.36mm mm02. 取圆柱销直径 16g6 菱形销的直径公差取 IT6 为 0.09mm,得菱形销的直径为 8 m07.9 6.4 切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工,钻削力。由切削手册得: 钻削力 式(5-2)6.08.2HBDfF 钻削力矩 式(5-3)91T 式中: 10.5Dmmaxaxmin187491733B 代入公式(5-2)和(5-3)得12fr 16 160.8.6261.5174FN 9.0.0239Tm 本道工序加工工艺孔时,夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立 计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 6.5:定位误差分析 2 一面两销定位误差 (1)移动时基准位移误差 yj (式 min11XDd 5-5) 式中: 圆柱销孔的最大偏差1d 圆柱销孔的最小偏差D 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙1min 代入(式 5-5)得: =yj min11XDd0.9.16 = .25 (2) 转角误差 (式 5-Lddtg2min2min11 6) 式中: 圆柱销孔的最大偏差1 圆柱销孔的最小偏差D 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙1min 削边销孔的最大偏差2d 削边销孔的最小偏差 削边销定位孔与定位销最小配合间隙2minX 其中: )2(min1i XLgx 则代入(式 5-6)得:0.9.60.9.04.6235tg 则: .2 17 17 6.6 夹具设计及简要操作说明 本工件采用定位销和菱形销定位,用移动压板压紧,这样操作更 加简单,迅速,特别适合打批量生产,总体来说这套夹具是非常不 错的。能满足批量生产要求 装配图附图如下 装 配 图 附 图 18 18 7 体会与展望 经 过 这 次 设 计 , 我 领 悟 了 理 论 指 导 实 践 的 重 要 性 , 作 为 大 学 生 的 我 们 学 习 了 很 多 理 论 知 识 , 但 是 我 们 应 用 的 却 很 少 , 在 这 次 课 程 设 计 中 , 我 能 够 充 分 的 利 用 老 师 在 课 堂 上 讲 的 知 识 , 去 解 决 一 些 生 产 实 践 中 遇 到 的 实 际 问 题 。 过 程 中 我 们 既 可 以 升 华 和 巩 固 自 己 学 过 的 知 识 , 还 可 以 学 到 一 些 新 的 知 识 。 要 完 成 课 程 设 计 , 除 了 要 复 习 必 要 的 理 论 知 识 , 如 机 械 图 学 的 知 识 , 互 换 性 的 知 识 , 机 械 制 造 的 知 识 外 , 还 要 灵 通 的 掌 握 一 种 制 图 软 件 , 如 电 子 图 版 或 者 是 aotoCAD, 还 有 高 级 的 Proe 制 图 等 。 等 做 完 了 所 有 的 课 程 设 计 , 才 能 够 更 好 的 了 解 自 己 已 经 掌 握 了 , 还 要 继 续 学 习 的 都 有 那 些 知 识 。 我 总 结 了 这 次 设 计 的 经 验 , 决 定 要 更 努 力 的 学 习 专 业 知 识 , 学 好 专 业 英 语 , 学 好 专 业 教 材 , 掌 握 更 先 进 的 制 图 工 具 , 好 为 毕 业 设 计 做 好 准 备 。 19 19 致 谢 这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。 但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠, 由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐 心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的 完成了毕业设计。 这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我 衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时间,耐心地帮助我解决 技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作 风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,她都始终给予 我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精心指 导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业 水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影 响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 20 20 参考文献 1 黄 健 求 机 械 制 造 技 术 基 础 M 北 京 : 机 械 工 艺 出 版 社 2005.11 2 李 凤 平 张 士 庆 苏 猛 屈 振 生 机 械 图 学 M 沈 阳 : 东 北 大 学 出 版 社 2003.9 3 王 光 斗 王 春 福 机 床 夹 具 设 计 手 册 M 上 海 : 上 海 科 学 技 术 出 版 社 2000.11 4 巩 云 鹏 田 万 禄 张 祖 立 黄 秋 波 机 械 设 计 课 程 设 计 M 沈 阳 : 东 北 大 学 出 版 社 2000.12 5 苏 翼 林 .材 料 力 学 M.北 京 :人 民 教 育 出 版 社 ,1979 6 马 壮 赵 越 超 马 修 泉 工 程 材 料 与 成 型 工 艺 M 沈 阳 : 东 北 大 学 出 版 社 2007.03
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金币
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K077-6
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气门
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零 件 图 号 共 3 页 A1 陆 勇 机械加工工艺过程卡 产品型号 产品名称 气 门 摇 臂 轴 支 座 零 件 名 称 第 页 材料 牌号 HT200 毛 坯 种 类 铸 造 毛 坯 外 形 尺 寸 83*46*69 毛 坯 件 数 1 每 台 件 数 1 备 注 工时工 序 号 工 序 名 称 工序内容 车 间 工 段 设备 工艺装备 终 件 单件 1 铸造 1.25 2 热 处 理 时效处理 0.5 3 铣 粗铣圆柱 Ø 22 上 端面 X63 卧 式铣 床 夹具 :专用夹 具 刀具:硬质合 金刀具三面刃 铣刀 量具:游标卡 尺 0.25 4 铣 粗铣圆柱 Ø22 下端 面 X63 卧 式铣 床 刀具:硬质合 金刀具三面刃 铣刀 量具:游标卡 尺 0.25 5 铣 精铣圆柱 Ø22 下端 面 X63 卧 式铣 床 刀具:硬质合 金三面刃铣刀 量具:游标卡 尺 0.3 6 铣 粗铣圆柱 Ø28 两端 面 X63 卧 式铣 床 夹具:专用夹 具 刀具:硬质合 金三面刃铣刀 量具:游标卡 尺 0.3 7 铣 精铣圆柱 Ø28 两端 面 X63 卧 式铣 床 刀具:硬质合 金三面刃铣刀 量具:游标卡 尺 0.35 8 铣 粗铣圆柱 Ø26 两端 面 X63 卧 式铣 床 夹具:专用夹 具 刀具:硬质合 金刀具 量具:游标卡 尺 0.28 9 钻 钻 Ø18 孔 Z215A 立式 钻床 夹具:专用夹 具 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.65 10 扩 扩 Ø18 孔 Z215A 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.5 11 镗 精镗 Ø18 孔 T740 金刚 镗床 刀具:硬质合 金刀具 量具:游标卡 尺 1.2 12 镗 细镗 Ø18 孔, 倒角 1×45° T740 金刚 镗床 刀具:硬质合 金刀具, 45 度刀具 量具:游标卡 尺 1.8 13 钻 钻 Ø16 孔 Z215A 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.5 14 扩 扩 Ø16 孔 Z215 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.3 15 镗 精镗 Ø16 孔 T740 金刚 镗床 刀具:硬质合 金刀 量具:游标卡 尺 1 16 镗 细镗 Ø16 孔,倒角 1×45° T740 金刚 镗床 刀具:硬质合 金刀, 45 度 刀具 量具:游标卡 尺 1.25 17 钻 钻 Ø11 孔 Z215 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.3 18 钻 钻 Ø3 孔 Z215 立式 钻床 刀具:麻花钻 量具:游标卡 尺 0.15 19 检 查 目 录 绪 论 ………………………………………………………………………1 一 工艺性分析 ……………………………………………………………3 1.1零件的作用………………………………………………………3 1.2 审查零件的结构工艺 ……………………………………………3 1.3 确定零件的生产类型 ……………………………………………3 二 确定毛坯、绘制毛坯简图…………………………………………… 4 2.1选择毛坯…………………………………………………………4 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 ………………………4 2.2.1 公差等级 …………………………………………………4 2.2.2 铸件的重量 ………………………………………………4 2.2.3 铸件的形状复杂系数 ……………………………………4 2.2.4 铸件的材质系数…………………………………………4 2.2.5 铸件分模线形状 …………………………………………5 2.2.6 零件的表面粗糙度 ……………………………………… 5 2.3 拟定工艺路线 ……………………………………………………5 三、工艺规程设计 ………………………………………………………6 3.1 定位基准的选择:………………………………………………6 3.2 制定加工工艺路线 ……………………………………………7 3.3 选择加工设备及刀、夹、量具…………………………………10 四 加工工序设计 ………………………………………………………11 五、时间定额计算 ………………………………………………………14 六 专用夹具的设计 ……………………………………………………15 6.1 问题提出 ………………………………………………………15 6.2 定位基准的选择 ………………………………………………15 6.3 定位元件的设计 ………………………………………………16 6.4 切削力和夹紧力的计算 ………………………………………16 6.5:定位误差分析 ……………………………………………………17 6.6 夹具设计及简要操作说明 ………………………………………18 7 体会与展望 …………………………………………………………20 致 谢 ……………………………………………………………………21 参考文献 ……………………………………………………………………22 设计说明书 气门摇臂轴支座钻 Ф3 油孔的夹具设计题 目: 班 级: 姓 名: 指导教师: 完成日期: 0 0 摘要 能通过运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践 知识,正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺 尺寸确定等问题,保证零件的加工质量 学会使用图表资料以及手册,掌握与本本设计有关的各种资料的名称,出 处,能够做到熟练运用。因此,它在我们的大学生活中占有重要的地位。就我 个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性 训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力,为今后参加工作打下一个良 好的基础。由于能力有限,设计当中可能会有不足之处,恳请各位老师给予批 评指正。 1 1 Abstract Through the use of Mechanical Manufacturing Engineering Course of the basic theory and practice in the production of learned practical knowledge, the proper parts in a processing position. Clamping and process routing. Process to determine such issues as size to ensure the parts machining Quality Learn how to use graphic materials, as well as manual control with design-related books of various types of information the name of the source, to achieve the proficiency to use. Therefore, it is in our university life plays an important position. For me personally, I hope that through this course design is the work of their own future in an adaptive training, from training its own analysis of issues, problem-solving skills, to work for the future and lay a good foundation. Due to limited capacity to design there may be shortcomings, I earnestly urge the teachers to give criticism of correction 2 2 目 录 绪 论 ………………………………………………………………………1 一 工艺性分析 ……………………………………………………………3 1.1零件的作用………………………………………………………3 1.2 审查零件的结构工艺 ……………………………………………3 1.3 确定零件的生产类型 ……………………………………………3 二 确定毛坯、绘制毛坯简图…………………………………………… 4 2.1选择毛坯…………………………………………………………4 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 ………………………4 2.2.1 公差等级 …………………………………………………4 2.2.2 铸件的重量 ………………………………………………4 2.2.3 铸件的形状复杂系数 ……………………………………4 2.2.4 铸件的材质系数…………………………………………4 2.2.5 铸件分模线形状 …………………………………………5 2.2.6 零件的表面粗糙度 ……………………………………… 5 2.3 拟定工艺路线 ……………………………………………………5 三、工艺规程设计 ………………………………………………………6 3.1 定位基准的选择:………………………………………………6 3.2 制定加工工艺路线 ……………………………………………7 3.3 选择加工设备及刀、夹、量具…………………………………10 四 加工工序设计 ………………………………………………………11 五、时间定额计算 ………………………………………………………14 六 专用夹具的设计 ……………………………………………………15 6.1 问题提出 ………………………………………………………15 6.2 定位基准的选择 ………………………………………………15 6.3 定位元件的设计 ………………………………………………16 6.4 切削力和夹紧力的计算 ………………………………………16 6.5:定位误差分析 ……………………………………………………17 6.6 夹具设计及简要操作说明 ………………………………………18 7 体会与展望 …………………………………………………………20 致 谢 ……………………………………………………………………21 参考文献 ……………………………………………………………………22 3 3 0 0 绪 论 机械制造工艺学设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基 础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前 对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际 的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 机械制造技术是一门非常重要的技术,人类的发展过程就是一 个不断的制造过程。因此,制造技术的重要性是不言而喻的,它有 以下四个方面的意义。 1. 社会发展与制造技术密切相关 2. 制造技术是科学技术物化的基础 3. 制造技术是所有工业的支柱 4. 制造技术国力和国防的后盾 机械制造工艺学设计是在学完了机械设计制造工艺学、进行了 生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获 得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力, 另外,也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过 机械制造工艺学课程设计,应在下述各方面得到锻炼: (1)能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产 实习中学到的时间知识,正确地解决一个零件在加工中的定位、夹 紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题,保证零件的加工质量。 1 1 (2)提高结构设计能力。学生通过设计借据(或量具)的训练, 应当获得根据被加工零件的加工要求,设计出高效、省力、经济合 理而能保证加工的夹具的能力。 (3)学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料 的名称、出处,能够做到熟练运用。 就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事 的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的 能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于个人能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请老师给予指 导。 2 2 一 工艺性分析 1.1零件的作用 气门摇杆轴支座是柴油机一个主要零件。是柴油机摇杆座的结合 1.2 审查零件的结构工艺 由附图 1 得知,其材料为 HT200。该材料具有较高的强度, 耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力,要求耐磨的零 件。 该零件上主要加工面为上端面,下端面,左右端面,Ø18mm 孔和 Ø11 孔 Ø16 孔以及 3mm 轴向槽的加工。 Ø11 孔的尺寸精度以及下端面 0.05mm 的平面度与左右两端面孔的尺 寸精度,直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封,Ø18 孔的 尺寸精度,以上下两端面的平行度 0.055mm。因此,需要先以下端 面为粗基准加工上端面,再以上端面为粗基准加工下端面,再把下 端面作为精基准,最后加工 Ø11)mm 孔时以下端面为定位基准,以 保证孔轴相对下端面的位置精度。 由参考文献(1)中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置 精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。 1.3 确定零件的生产类型 依 据 设 计 题 目 知 Q=5000 台 /年 , 加 工 零 件 重 量 为 0.6kg 属 轻 型 机 械 , 所 以 生 产 类 型 属 于 中 批 生 产 。 3 3 二 确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1选择毛坯 由 于 气 门 摇 臂 轴 支 座 在 工 作 过 程 中 不 承 受 冲 击 载 荷 , 为 增 强 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 的 强 度 和 冲 击 韧 度 , 获 得 纤 维 组 织 , 毛 坯 应 该 选 用 铸 件 。 而 且 气 门 摇 臂 轴 的 轮 廓 尺 寸 不 大 , 生 产 类 型 属 于 中 批 生 产 , 考 虑 到 提 高 生 产 率 采 用 消 失 模 铸 造 。 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2.2.1 公差等级 由 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 功 用 和 技 术 要 求 , 确 定 改 零 件 的 公 差 等 级 为 普 通 级 。 2.2.2 铸件的重量 已 知 机 械 加 工 后 拨 叉 的 重 量 为 0.6kg, 由 此 初 步 估 计 机 械 加 工 前 锻 件 毛 坯 的 重 量 为 1kg。 2.2.3 铸件的形状复杂系数 对 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 零 件 图 进 行 分 析 计 算 。 由 公 式 ( 2-3) S=mt/mN=1/1.9=0.53,所 以 0.32< S< 0.63, 该 零 件 属 于 S2 级 。 2.2.4 铸件的材质系数 因 为 该 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 材 料 是 HT200( C 含 量 2.6%-- 3.6%) , 所 以 该 锻 件 的 材 质 系 数 属 于 M1 级 。 4 4 2.2.5 铸件分模线形状 根 据 该 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 形 位 特 点 , 选 择 零 件 高 度 方 向 的 对 称 面 为 分 模 面 , 属 于 平 直 分 模 线 。 2.2.6 零件的表面粗糙度 由 零 件 图 可 知 , 气 门 摇 臂 轴 支 座 的 各 个 加 工 表 面 的 粗 糙 度 内 圆 为 6.3 大 圆 端 面 为 12.5。 由 此 可 见 此 零 件 的 要 求 不 是 很 高 。 2.3 拟定工艺路线 根据零件材料确定毛坯为铸件,已知零件的生产纲领为 6000 件/ 年,通过计算,该零件质量约为 1Kg,由参考文献(5)表 1— 4、表 1—3 可知,其生产类型为大批生产,毛坯的铸造方法选用 砂型机器造型。此外,为消除残余应力,铸造后安排人工时效处 理。参考文献(1)表 2.3—12;该种铸造公差等级为 CT10~11,MA-H 级。参考文献(1)表 2.3-12,用查表方法确定 各表面的加工余量如下表所示: 加工表面 基本尺寸 加工余量等 级 加工余量数 值 说明 上端面 Ø 22 外 圆端面 H 3mm 单侧加工 下端面 Ø 22 下 H 3mm 单侧加工 5 5 端面 前端面 Ø 28 外 圆端面 H 3mm 单侧加工 后端面 Ø 28 外 圆端面 mm H 3mm 单侧加工 前端面 Ø26 前外 圆端面 H 3mm 单侧加工 后端面 Ø26 后外 圆端面 H 3mm 单侧加工 三、工艺规程设计 3.1 定位基准的选择: 精基准的选择:气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又 是设计基准,用它作为精基准,能使加工遵循基准重合的 原则,实现用削边轴加底面的定位方式(采用螺旋加紧机 构夹紧) 。Ø18mm 孔及左右两端面都采用底面做基准,这使 得工艺路线又遵循“基准统一”的原则,下端面的面积比 较大,定位比较稳定,夹紧方案也比较简单,可靠,操作 方便。 6 6 粗基准的选择:考虑到以下几点要求,选择零件的重要面 和重要孔做基准。 第一,在保证各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔 或面的加工余量尽量均匀,此外,还要保证定位夹 紧的可靠性,装夹的方便性,减少辅助时间,所以 粗基准为上端面。 钻削 Ø18mm 孔的定位夹紧方案: 方案一:用一菱形销加一圆柱销定位两个 Ø13mm 的 孔,再加上底面定位实现,两孔一面完全定位,这 种方案适合于大批生产类型中。 方案二:用 V 形块十大平面定位 V 形块采用联动夹紧机构实现对 R10 的外圆柱表面进 行定位,再加底面实现完全定位,由于 Ø11mm 孔的 秒个精度不需要很高,故用做定位销孔很难保证精 度,所以选择方案二。 3.2 制定加工工艺路线 根据各表面加工要求,和各种加工方法能达到的经济精度, 确定各表面及孔的加工方法如下: 上端面:精铣。 下端面:粗铣 Ø28 前端面:粗铣—精铣 Ø28 后端面:粗铣—精铣 Ø26 前端面粗铣,Ø26 后端面粗铣 7 7 Ø11mm 孔:钻孔。Ø18 孔钻,扩,绞 Ø16 孔,钻,扩, 绞,Ø3 孔钻 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,将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面,下端 面的精铣放在后面,每一阶段要首先加工上端面后钻孔, 左右端面上 Ø18(+0.1—+0.006)mm 孔放后面加工。初步 拟订加工路线如下: 工序号 工序内容 01 铸造 02 时效处理 03 铣 Ø22 上端面 04 铣 Ø22 下端面 05 钻 Ø11 通孔 06 铣 Ø28 前端面 07 铣 Ø28 后端面 08 铣 Ø26 前端面 09 铣 Ø26 后端面 10 钻 Ø16 通孔 11 钻 Ø18 通孔 12 钻 Ø3 通孔 12 检验 13 入库 8 8 上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则,但某些工序还有一些问 题还值得进一步讨论。如铣 Ø28 前后端面和 Ø26 前后端面时,因为 按上述方案在铣 Ø28 前面后,随即铣 Ø28 后端面,这样会增加辅助 劳动时间,降低效率,若换为铣 Ø28 前端面后,随即铣 Ø26 前端面, 然后铣 Ø26 后端面,在铣 Ø28 前端面,然后在钻 Ø3 孔,这样铣刀的 空行程和调整时间就比较短,大大提高了劳动效率,特别适合于大 批量生产,故改为此方案。 修改后的工艺路线如下: 序号 工序内容 简要说明 01 02 03 04 05 06 07 08 09 010 011 012 铸造 时效处理 涂漆 铣 Ø22 上端面 铣 Ø22 下端面 钻 Ø11 通孔 铣 Ø28 前端面 铣 Ø26 前端面 粗铣 Ø26 后端面 粗铣 Ø28 后端面 精铣 Ø28 后端面 钻 Ø3 孔 消除内应力 防止生锈 加工经基准 先面后孔 先面后孔 先面后 次要工序后加工 9 9 13 检验 入库 3.3 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批生产,故加工设备适宜通用机床为主,辅 以少量专用机床的流水生产线,工件在各机床上的装卸及各机床间 的传动均由人工完成。 粗铣上端面: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 X1632 立式铣床。 (参考文献(1)表 6-18) ,选 择直径 D 为 Ø80mm 立铣刀,参考文献(1)表 7-88,通用夹具和游 标卡尺。 粗铣 Ø22 上端面:采用上述相同的机床与铣刀,通用夹具及游 标卡尺。 粗铣 Ø22 下端面:采用上述相同的机床与铣刀,通用夹具及游标卡 尺。 钻 Ø11 通孔。采用 Z525 立式钻床,高速钢锥柄麻花钻 粗铣 Ø28 前端面:采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6— 21,采用以前的刀具,专用夹具及游标卡尺。 粗铣 Ø26 前端面:采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6— 21,专用夹具及游标卡尺。 10 10 粗铣 Ø26 后端面,采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6— 21,专用夹具及游标卡尺。 精铣 Ø22 前端面,采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6— 21,专用夹具及游标卡尺。 精铣 Ø22 前端面,采用卧式铣床 X1632,参考文献(1)表 6— 21,专用夹具及游标卡尺。 钻 18 通孔,采用 Z3025B*10,参考文献(1)表 6—26,通用夹 具刀具为 d 为 Ø18.0 的直柄麻花钻,参考文献(1)表 7—111。 钻 16mm 孔:采用 Z3025B*10,参考文献(1)表 6—26,通用夹具。 刀具为 d 为 Ø16.0 的直柄麻花钻,参考文献(1)表 7—111。 钻 Ø3 孔:,选择摇臂钻床 Z3025 参考文献(1)表 6—26,采 用锥柄麻花钻,通用夹具及量具。 四 加工工序设计 经查参考文献(1)表 3—12 可得,铣削上端面的加工余量为 4mm,又由零件对上顶端表面的表面精度 RA=12.5mm 可知,粗铣的 铣削余量为 4mm。 底面铣削余量为 3mm,粗铣的铣削余量为 2mm,精铣余量 1mm,精 铣后公差登记为 IT7~IT8。 取每齿进给量为 fz=0.2mm/z(粗铣) 取每齿进给量为 f=0.5mm/r(精铣) 11 11 粗铣走刀一次 ap=2mm,精铣走刀一次 ap=1mm 初步取主轴转速为150r/min(粗铣) ,取精铣主轴的转速为 300r/min,又前面已选定直径D为 Ø80mm,故相应的切削速 度分别为:校核粗加工。 V粗 =πDn/1000=3.14*80*150/1000=37. 68 V精 =πDn/1000=3.14*80*300/1000=75. 36 又由机床切削功率 P=167.9*10^-5ap^0.9f2aeznkpm 取 Z=10 个齿,pm=1.代入得: pm=167.9*2.0^0.9*(0.2)^50*2.5*10*1 pm=0.861(km) 又因前查的机床的功率为1.5kw/h 若效率为0.8P,则 0.8P=6.0pm 故选择主轴的转速为150m/min (2)工序5中的粗镗 ø18工序。 Ø18粗铣余量参考文献[1]表3-83取粗镗为 1.8mm,粗铣切削余量为 0.2mm,铰孔后尺寸为 20H8,各工部余量和工序尺寸公差列于表2-3 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及 12 12 公差 Ø18 粗镗 1.8 ____ ø19.8 Ø19.2 精镗 0.2 H8 20H8 孔轴线到底面位置尺寸为60mm 因精镗与粗镗的定位的下底面与 V 型块,精镗后工序尺寸 为 20.02±0.08mm,与下底面的位置精度为 0.05mm,与左右端面的 位置精度为 0.06mm,且定位夹紧时基准重合,故不需保证。0.06mm 跳动公差由机床保证。 粗镗孔时因余量为 1.9mm,故 ap=1.9mm, 查文献[1]表2. 4-8 取 V=0.4m/s=24m/min 去进给量为 f=002mm/r n=1000V/πd=1000*24/3.14*20=380r/min 查文献的 Fz=9.81*60^nFzCFzapXFzV^nFzKFz pm=FzV*10^-3 CF2=180, XFz=1 Yfz=0.75 nFz=0 Rfz=9.81*60°*180*2.75ˊ*0.2^0.75*0.4°*1 13 13 =1452 N P=0.58 kw 取机床效率为0.85 0.78*0.85=0.89kw0.58kw 故机床的功率足够。 五、时间定额计算 下面计算工序5的时间定额 (1) 机动时间 粗铣时:L/(f*n)=45/0.2*380=7.5s 精铣时:f 取 0.1mm/s L/(f*n)=45/0.1*380=15s 总机动时间:T=7.5+15=22.5s (2)辅助时间: 粗镗 精镗 操作内容 每次时间 (min) 操作次数 时间 min 操作次数 时间 min 装夹 2 1 2 - - 换刀 1 1 1 1 1 测量 0.1 1 0.1 1 0.1 卸夹 1.5 - - 1 1.5 14 14 开机到开 始的时间 0.3 1 1 1 0.3 退刀 0.1 1 1 1 0.1 所以辅助时间 Ta 为: Ta=2+1+0.1+1.5+0.3*2+0.1*0.1*2 =6.5min 作业时间为 Ta+Tb=605+0.37=6.87 min 该工序单位加工时间为 6.87min 六 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 用的夹具。 有老师分配的任务,我被要求设计 钻 Ф3 油孔,选用机床:X525 立式钻床 6.1 问题提出 本夹具主要用来钻 Ф3 油孔,因为钻 Ф3 孔本身没有什么精度要求, 因此以提高生产效率为主。因此,在本道工序加工时,主要应考虑 如何提高生产率、降低劳动强度又因为 Φ3 相对水平面倾斜 10°因 此我们 定位的时间把工件调整到水平位置方可加工好。 15 15 6.2 定位基准的选择 我们采用已经加工好的 Φ18 孔和 Φ16 孔定位基准,及经典的一面 2 销定位。 6.3 定位元件的设计 本工序选用的定位基准为一面两孔定位,所以相应的夹具上的 定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱 销和短削边销进行设计。 根据加工要求和基准重合原则,则以底面 Φ18 和 Φ16 孔定位,定 位元件采用 1 面 2 销,定位孔和定位销的主要尺寸如图 2 定位孔中心距 L 及 2 定位销中心距 l mL6352 m43.605.17.22ax4.02min 所以 L=63.36mm mm7 取 L =63.36mm mm02. 取圆柱销直径 Φ16g6 菱形销的直径公差取 IT6 为 0.09mm,得菱形销的直径为 Φ8 m07.9 6.4 切削力和夹紧力的计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔加工,钻削力。由《切削手册》得: 钻削力 式(5-2)6.08.2HBDfF 钻削力矩 式(5-3)91T 式中: 10.5Dmmaxaxmin187491733B 代入公式(5-2)和(5-3)得12fr 16 160.8.6261.5174FN 9.0.0239Tm 本道工序加工工艺孔时,夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立 计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 6.5:定位误差分析 2 一面两销定位误差 (1)移动时基准位移误差 yj (式 min11XDd 5-5) 式中: ———— 圆柱销孔的最大偏差1d ———— 圆柱销孔的最小偏差D ————圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙1min 代入(式 5-5)得: =yj min11XDd0.9.16 = .25 (2) 转角误差 (式 5-Lddtg2min2min11 6) 式中: ———— 圆柱销孔的最大偏差1 ———— 圆柱销孔的最小偏差D ———— 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙1min ———— 削边销孔的最大偏差2d ———— 削边销孔的最小偏差 ———— 削边销定位孔与定位销最小配合间隙2minX 其中: )2(min1i XLgx 则代入(式 5-6)得:0.9.60.9.04.6235tg 则: .2 17 17 6.6 夹具设计及简要操作说明 本工件采用定位销和菱形销定位,用移动压板压紧,这样操作更 加简单,迅速,特别适合打批量生产,总体来说这套夹具是非常不 错的。能满足批量生产要求 装配图附图如下 装 配 图 附 图 18 18 7 体会与展望 经 过 这 次 设 计 , 我 领 悟 了 理 论 指 导 实 践 的 重 要 性 , 作 为 大 学 生 的 我 们 学 习 了 很 多 理 论 知 识 , 但 是 我 们 应 用 的 却 很 少 , 在 这 次 课 程 设 计 中 , 我 能 够 充 分 的 利 用 老 师 在 课 堂 上 讲 的 知 识 , 去 解 决 一 些 生 产 实 践 中 遇 到 的 实 际 问 题 。 过 程 中 我 们 既 可 以 升 华 和 巩 固 自 己 学 过 的 知 识 , 还 可 以 学 到 一 些 新 的 知 识 。 要 完 成 课 程 设 计 , 除 了 要 复 习 必 要 的 理 论 知 识 , 如 机 械 图 学 的 知 识 , 互 换 性 的 知 识 , 机 械 制 造 的 知 识 外 , 还 要 灵 通 的 掌 握 一 种 制 图 软 件 , 如 电 子 图 版 或 者 是 aotoCAD, 还 有 高 级 的 Proe 制 图 等 。 等 做 完 了 所 有 的 课 程 设 计 , 才 能 够 更 好 的 了 解 自 己 已 经 掌 握 了 , 还 要 继 续 学 习 的 都 有 那 些 知 识 。 我 总 结 了 这 次 设 计 的 经 验 , 决 定 要 更 努 力 的 学 习 专 业 知 识 , 学 好 专 业 英 语 , 学 好 专 业 教 材 , 掌 握 更 先 进 的 制 图 工 具 , 好 为 毕 业 设 计 做 好 准 备 。 19 19 致 谢 这次设计使我收益不小,为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。 但是,查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时,数据存在大量的重复和重叠, 由于经验不足,在选取数据上存在一些问题,不过我的指导老师每次都很有耐 心地帮我提出宝贵的意见,在我遇到难题时给我指明了方向,最终我很顺利的 完成了毕业设计。 这次毕业设计成绩的取得,与指导老师的细心指导是分不开的。在此,我 衷心感谢我的指导老师,特别是每次都放下她的休息时间,耐心地帮助我解决 技术上的一些难题,她严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作 风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,她都始终给予 我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜,她不仅在学业上给我以精心指 导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,除了敬佩指导老师的专业 水平外,她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样,并将积极影 响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 20 20 参考文献 [1] 黄 健 求 机 械 制 造 技 术 基 础 [M] 北 京 : 机 械 工 艺 出 版 社 2005.11 [2] 李 凤 平 张 士 庆 苏 猛 屈 振 生 机 械 图 学 [M] 沈 阳 : 东 北 大 学 出 版 社 2003.9 [3] 王 光 斗 王 春 福 机 床 夹 具 设 计 手 册 [M] 上 海 : 上 海 科 学 技 术 出 版 社 2000.11 [4] 巩 云 鹏 田 万 禄 张 祖 立 黄 秋 波 机 械 设 计 课 程 设 计 [M] 沈 阳 : 东 北 大 学 出 版 社 2000.12 [5] 苏 翼 林 .材 料 力 学 [M].北 京 :人 民 教 育 出 版 社 ,1979 [6] 马 壮 赵 越 超 马 修 泉 工 程 材 料 与 成 型 工 艺 [M] 沈 阳 : 东 北 大 学 出 版 社 2007.03
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