六轴杠杆工艺设计说明书.doc

课程设计目录1 前言 22 设计要求 33 零件的工艺分析 44 确定生产类型 55 毛坯选择与说明 56 零件表面加工方法的选择 67 零件的工艺路线的制订 78 工序间尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定 109 加工余量、切削用量、工时定额的确定 11 10 心得体会 1811 参考资料 19 一前言机械制造工程学课程设计是在学完了机械制造工程学等课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的在于：1培养学生运用机械制造工程学及相关课程(工程材料与热处理、机械设计、公差与技术测量等)的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2能根据被加工零件的技术要求，运用机床夹具设计的基本原理和方法，学会拟订机床夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。3培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。4进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。 当然，通过这次课程设计可以加深我们对于机械加工工艺规程设计的基本步骤和流程的了解，为以后的工作或者更深入的学习做准备，也是对我们大学三年所学知识的一次检验，意义重大。二设计要求题 目：设计六轴杠杆零件的机械加工工艺规程内 容：1绘制零件图（按11的比例） 1张2绘制毛坯图（按11的比例） 1张3填写零件机械加工工艺规程卡片 1套（包括：机械加工工艺过程卡片1套，机械加工工序卡片1套）4编写零件课程设计说明书 1份原始资料：零件图样1张；零件生产纲领为10000件/年；每日1班。三零件的工艺分析 1.零件的作用 六轴杠杆在实际运用中，主要起连接，固定的作用。 2.零件的工艺分析零件的的材料为HT600。灰铸铁是石墨呈片层状分布的铸铁，是应用最广的一类铸铁，具有熔点低，流动性好，铸造收缩率小，铸造应力小，易于铸造成型。但是塑性和韧性几乎等于零。零件的主要技术要求分析如下：（1）.由零件图可知，零件的孔、上下表面及杠杆的下端面有粗糙度要求,其余的表面精度要求并不高,也就是说他们可以不用加工,只需按照毛坯的精度即可。孔的精度为Ra1.6，上下表面精度为Ra3.2，下端面为Ra12.5。（2）.零件要保证强度、硬度及疲劳度要求，在工作是不至于发生事故。四.确定生产类型 按照设计任务要求，该零件的生产纲领为10000件/年，该零件属于轻型的机械零件，由机械制造工艺设计简明手册表1.1-2生产类型与生产的关系可知生产类型为大批量生产。五.毛坯选择与说明 毛坯的选择：由于毛坯的选择要考虑零件的力学性能要求，零件的结构形状和外轮廓的尺寸，零件生产纲领和批量以及现场生产条件和发展等。考虑该设计零件的以上因素，该毛坯的制造方法选用金属性浇注，材料为HT600，该铸造方法生产效率较高，精度也较高，结构细密，能承受较大压力。 零件尺寸的确定：在零件图中，上表面（精度为Ra3.2）和下表面（精度Ra3.2的凸台）需要多种工步加工，要保证余量；圆弧面（32）精度为Ra1.6，要精加工；下端面（精度为Ra12.5）粗加工就可以达到要求；毛坯上不需要打孔，加强肋板和其他表面使用铸造精度就可以满足要求，不需要加工。最后综合各方面加工余量为：上下表面各2.5mm,圆弧面单面余量2.5mm,下端面余量为2.5mm，其余表面按零件尺寸即可。确定圆角和浇注口的位置：由于铸件尺寸相对较小，可选一般圆角为R2.5，下表面凸台出可选R5。浇注口在位置可以设置在大圆53mm的边缘位置。六零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有上下表面，大小孔，圆弧面和下端面等，材料为HT600，参考有关的设计手册和资料，其加工方法选择如下：（1） 下表面：表面粗糙度为Ra3.2，根据零件上尺寸的配合，公差等级为7级，需要粗铣（IT11-13,Ra100-25）和精铣（IT6-9,Ra1.6-0.4）。（2） 上表面：表面次粗糙度为Ra3.2，根据零件上尺寸的配合，公差等级为7级，需要粗铣和精铣。（3） 大孔：尺寸公差为30H7，表面粗糙度为Ra1.6，需要扩孔（IT11-12），粗铰（IT8-9）和精铰（IT6-7）。（4） 小孔：尺寸公差为20H7，表面粗糙度为Ra1.6，需要扩孔和粗精铰。（5） 圆弧面：直径32mm，粗糙度为Ra1.6，可确定精度等级为7级，需要粗铣和精铣。（6） 下端面：更改粗糙度为Ra1.6，需要粗铣和精铣。（7） 其他面不需要不涉及配合，不需要加工。*注：各种加工精度见典型零件加工生产实例表5-8-平面加工路线与公差等级和表面粗糙度，可知。七零件的工艺路线的制订 零件的工艺路线的制订奥考虑的因素很多，为了制订出更好的工艺路线需要先拟出多种工艺路线，将这几种工艺路线进行比较，从中找出较好的一种。结合该零件的各种考虑，现拟定以下两种工艺方案进行比较：方案一：工序1：将零件翻转，以上表面为粗基准，粗铣下表面凸台，保证厚度，即基本尺寸为30.5，ES=0.21,EI=0。工序2：放正零件，以下表面凸台为基准，保证厚度尺寸为29，ES=0.21,EI=0。工序3：在孔外园加挡销，用钻套第一次钻大孔，保证基本尺寸15，ES=0.18,EI=0；第二次钻大孔，保证基本尺寸28，ES=0.21,EI=0；精扩大孔，保证基本尺寸29.7，ES=0. 21,EI=0。 工序4：在小孔外园外加固定挡销，钻小孔，保证尺寸18，ES=0.18,EI=0。扩小孔，保证19.7，ES=0.21,EI=0。工序5：以下表面为基准，加2根定位销，粗铣圆弧面（外园柱面）及下端面，保证尺寸34，ES=0.25,EI=0;下端面28，ES=0.21,EI=0。工序6：，以加工过的上表面为基准，精铣下表面，保证基本尺寸28，ES=0.021,EI=0。工序7：精铣上表面，保证基本尺寸27，ES=0.021,EI=0。工序8：以大小孔和下表面为基准，精铣圆弧面，保证基本尺寸32，ES=0.025,EI=0,下端面27，ES=0.021,EI=0。工序9：以上表面和下端面为基准，加削边销，粗铰大孔，保持尺寸29.93，ES=0.052,EI=0;粗铰小孔，保持尺寸19.94，ES=0.052,EI=0。工序10：以上表面和下端面为基准，精铰大孔，保证尺寸30，ES=0.025.EI=0,精铰小孔，保证尺寸20，ES=0.021,EI=0。工序11：去毛刺。工序12：终检。方案二（相同工序装夹相同）工序1：粗铣下表面凸台，精度IT12工序2：粗铣上表面,精度IT12工序3：粗铣圆弧面及下端面，精度IT12工序4：钻大孔（2次），精度IT12，扩大孔，精度IT11工序5：钻小孔，精度IT12,扩孔，精度IT11工序6：精铣下表面，精度IT7工序7：精铣上表面，精度IT7工序8：精铣圆弧面及下端面，IT7工序9：粗铰大孔，精度IT9,粗铰小孔，精度IT9工序10：精铰大孔，精度IT7，精铰小孔，精度IT7工序11：去毛刺工序12：终检方案三将方案一中的工序9和10合并到一起。 三种加工方案具体的工步都差不多，只是顺序上有些许差异。按照“先粗后精，先面后孔，先主后次，基准先行”的原则，本该选择方案二，但是，考虑到该零件中大孔（30H7）是一个关键的定位孔，它决定着小孔和下端面的位置，属于基准，故不能死搬原则，忽略事实，而应先加工大孔，继而加工下端面和小孔。再比较方案一和三，将装夹方式相同的两步合为一步，理论上是可行的，但是实际上要使用质量较高的冷却液或者增加等待时间，不利于效率和成本，故也视为不恰当的方案。最终方案一是可取的。八工序间尺寸，公差，表面粗糙度及毛坯尺寸的确定工序名称工步工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间经济精度/mmm表面粗糙度Ra/mm尺寸，公差/mm钻、扩大孔一钻15IT120.1815二钻13IT120.2128扩孔0.85IT120.2129.7毛坯IT91.8钻扩小孔钻孔18IT120.1818扩孔1.7IT120.2119.7下表面粗铣1.5IT120.2130.5精铣1.0IT70.02128毛坯IT91.832上表面粗铣1.5IT120.2129精铣1.0IT70.02127圆弧面粗铣3IT120.2534精铣2.0IT70.02132毛坯IT91.837下端面粗铣1.5IT120.2528精铣1.0IT70.02527毛坯IT141.829.5九加工余量，切削用量，工时定额的确定加工材料HT600,铸件，有外皮工序1：粗铣下表面 工件尺寸：毛坯件32mm，铣削后30.5mm,铣削宽度e=1.5选择刀具为圆柱形面铣刀，齿数z=10,直径d=63mm,机床为卧式铣床T616 ，主轴转速为550r/min, 工作台进给量为0.19mm/r由机械制造工艺设计手册表7-7铣削基本时间的计算可知： i= *i，其中：l是铣刀水平进给量 l1是入切量，l1=+( 13)l2是超切量 ，l2=25 i=1 根据工序卡，可知l=53mm,l1=11.6mm，l2=3,则切削速度为：fmz=550*0.19=0.1045m/min 基本时间为：Ti=×1=0.647min工序2:粗铣上表面工件尺寸：加工前30.5mm，加工后29mm选择刀具为圆柱形面铣刀，齿数z=10,直径d=63mm,机床为卧式铣床T616 ，主轴转速为550r/min, 工作台进给量为0.19mm/r由机械制造工艺设计手册，表7-7铣削基本时间的计算可知： i= *i，其中：l是铣刀水平进给量 l1是入切量，l1=+( 13)l2是超切量 ，l2=25 i=1 根据工序卡，l=142mm，l1=11.6mm，l2=4则切削速度为：fmz=550*0.19=0.1045m/min 基本时间为：Ti=×1=1.499min工序3：钻扩大孔工件尺寸：从毛坯上一钻15mm，二钻28mm，扩孔至29.7选择钻床Z535,一钻：刀具为直柄麻花钻，主轴转速为1100r/mm，主轴进给量为0.25mm/r，刀具直径为D=15mm由机械制造工艺设计手册表7-5钻削基本时间的计算可知：Tj= 其中：l为钻削厚度，l=29mm，kr=30ol1=（）×tan（kr）+（12） L2=14，取l2=4则有:l1=D/2×tan30o+1.5=5.830mm 钻削速度为:fn=0.25×1100=0.275m/min 基本时间为：Ti=0.134min二钻：刀具为锥柄麻花钻，主轴转速为400r/min，进给量为0，57mm/r，刀具直径为D=28mm，由机械制造工艺设计手册表7-5钻削基本时间的计算可知：Tj=其中：l为钻削厚度，l=29mm，kr=30ol1=（）×tan（kr）+（12）=9.582mm l2取4 则钻削速度为：fn=0.57×400=0.228m/min 基本时间为：Ti=0.178min扩孔：刀具为锥柄扩孔钻，主轴转速为140r/min，由机械制造工艺设计手册表7-5钻削基本时间的计算可知：Tj=其中：l为钻削厚度，l=29mm，kr=30o l1=（）×tan（kr）+（12） =（29.7-28）/2×tan30o+1.5=1.991min l2=2mm则扩削速度为：fn=140×1.22=0.17m/min基本时间为：Ti=0.190min工序4：钻扩小孔钻孔：在毛坯上直接钻孔18mm机床为Z535,刀具为直柄麻花钻，主轴转速为750r/min，进给量为0.43mm/r，在公式Tj=中，l=25mm，l2取4l1=D/2×tanKr+（12）=6.696mm则切削速度为：fn=750×0.43=0.322m/min 基本时间为：Ti=0.108min扩孔：扩至19.7mm机床为Z535，刀具为锥柄扩孔钻，主轴转速为530r/min，进给量为0.32mm/r，在公式Tj=中，l=25mm，l2取4l1=（D-d）/2×tanKr+（12）=1.991mm则切削速度为：fn=530×0.32=0.167m/min 基本时间为：Ti=0.177min工序5：粗铣圆弧面及下端面加工前为37mm，加工后为34mm,单边余量为1.5mm，机床为数控铣床，刀具为直柄铣刀，主轴转速为950r/min，进给量为0.18mm/r，取z=3，在公式Ti=中，l1=ap+（12）=3mm，l2=2mm，l=71mm切削速度为：fmz=3×950×0.18=0.513m/min，基本时间为：Ti=0.148min工序6：精铣下表面，从30mm至28mm机床为卧式铣床T616，刀具为圆柱形面铣刀，主轴转速为810r/min，进给量为0.26mm/r，刀具直径为63mm，ae=1.5，在公式Ti=中，查表有fz=0.2mm/z，z=12，n=810r/minl1=+（13）=9.374mml2=4mm，l=53mm则切削速度为：fmz=810×0.26=1.944m/min 基本时间为：Ti=0.034min工序7：精铣上表面加工前尺寸28mm，加工后至27mm机床为卧式铣床，刀具为圆柱形面铣刀，主轴转速为810r/min，进给量为0.37mm/r，查表的fz=0.2mm/z，z=12，公式如上，l=142mm则切削速度为：fmz=0.1×12×810=1944mm/min 基本时间为：Ti=0.079min工序8：精铣圆弧面及下端面工件尺寸：从34mm到32mm，从28mm到27mm机床为数控铣床，刀具为直柄立铣刀，主周转速为1800r/min，进给量为0.16mm/r，有公式Tj=，l=71mm，l1=ap+（12）=2.5mml2=2.5mm查表，取fz=0.15，z=6，则有：切削速度为：fmz=0.15×6×1800=1620mm/min 基本时间为：Tj=0.047min工序9：粗铰大小孔大孔：从29.7mm到29.93mm小孔：从19.7mm到19.94mm机床为Z535，刀具为锥柄机用铰刀，主轴转速为750r/min，进给量为0.96mm/r，由公式Ti=，切削速度为fmz=0.96×750=720mm/min，大孔中: l1=（D-d）/2×tanKr+（12）=1.566mm，l=27mm， 查表取l2=18mm，基本时间为：Ti=0.0647min小孔中：l1=（D-d）/2×tanKr+（12）=1.569mm，l=24mm， 查表取l2=18mm，基本时间为：Ti=0.0605min工序10：精铰大小孔大孔：从29.93mm到30mm小孔：从19.94mm到20mm机床为Z535，刀具为硬质合金锥柄机用铰刀，主轴转速为1100r/min，进给量为1.22mm/r，故切削速度为fmz=1100×1.22=1.342m/min大孔中：由Ti=有，l=27mm，l2=13mm，l1=（D-d）/2×tanKr+（12）=1.520mmTi=0.0302min小孔中：l=24mm，l2=13mm，l1=（D-d）/2×tanKr+（12）=2.035mmTi=0.029min十：心得体会 在为期3周的课程设计中，通过我们小组同学间的讨论以及查阅各种资料，作出了相关的草图，定期经由指导教师的检查和指正，不断的改进我们的图纸，完善我们的设计思路。在经历了一次次失败后，终于完成了课程设计的全部类内容。自然也有了许多认识，具体如下：首先，课程设计在于培养我们学生运用在课堂上所学的机械制造工艺学及相关的课程，比如工程材料与热处理，互换性与测量等理论知识，结合以前的金工实习及一些参观实习，能够独立的分析和解决机械加工工艺方面的问题，初步具备设计中等复杂程度零件的工艺规划能力。其次，在讨论和修改过程中，通过比较于同学，听取于老师，可以很快得发现自己在以前学习中的不足，比如上课浮躁，没有钻研到深处，或者根本不知道有这么个知识点等，告诉我们在今后的学习生活中应该以什么样的态度来对待。第三，极大地锻炼了我们查阅资料的能力，要从众多的资料书中挑选出我们认为有价值的，有帮助的东西；同时要会用，学会读懂各种表格、标准及示意图等手册内容。查阅资料的能力在很大程度上能反应出我们自学的能力，要积极认真地对待。 第四，巩固了我们的制图和专业计算能力，以及一些结构设计，编写技术文件的能力，这在我们今后的学习和生活中占有很大一部分比例，有待于加强。最后，这次课程设计是我们大学毕业前的最后一次课程设计，是对毕业设计的一次练兵，做好此次设计对我们的毕业设计有很大帮助；设计内容也是比较贴近于现实生产要求的，对于将来我们的工作也是个预热。总之，至此课程设计对我们是很有益处的，学到很多。在这里也要感谢指导教师的谆谆教诲及敬业精神。在今后的学习生活中，要学会学习，学会做人。十一参考资料1机械制造技术基础 卢秉恒 主编 机械工业出版社2几何量公差与检测 甘永力 主编 上海科学技术出版社3机械设计课程设计 王昆 何小柏 主编 高等教育出版社4切削用量简明手册 艾兴 肖诗刚 编 机械工业出版社5机械制造基础课程设计指导课程 邹青 主编 机械工业出版社