2022年CA杠杆设计说明书 .pdf
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1、0 前言 - 1 一、零件的分析 - 1 二、工艺规程设计- 2 (一)确定毛坯的制造形式- 2 (二)制定工艺路线- 3 (三)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 - 5 (四)确定主要切削用量及基本工时- 7 三、夹具设计 - 19 (一)问题的提出- 19 (二)夹具设计 - 19 四、 总结 - 21 五、参考文献 - 21名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - 1 前言机械制造技术基础课程设计是我们在学完
2、了大学的全部基础课,专业基础课以及专业课后进行的。 这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习, 也是一次理论联系实际的训练。因此,他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练, 希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、 查资料的能力 ,为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限,设计尚有很多不足之处,希望各位老师给予指导。一、零件的分析(一)零件的作用题目所给的零什是 CAl340 自动车床上的杠杆(见附图) ,它位于自动车床的自动机构中,与灵活器配介使用,起制动的作用。经查资料得知,此零件用
3、于机床当中,并且还承受着冲击载荷, 因此就要求该零件的材料具有足够的刚度和强度同时还要有足够的塑性和韧性。(二)零件的工艺分析分析零件图可知, 该杠杆的左、 右端面及上下端面的精度要求并不太高,其粗糙度在 Ra3.2以上;故可用铣削加工。 20H7mm 的孔的粗糙度为 Ra1.6,所以采用钻- 扩- 粗铰- 精铰的工艺过程在钻床上加工。长30mm 内孔 8 H7 对精度要求较高, 由于端面为平面, 可防止钻头钻偏以保证加工精度。该零件出了内孔之外, 其他加工表面精度要求均不高, 因此以车床和铣床的粗加工就可达到要求。30mm 内孔较长,需以多步骤加工实现。杠杆共有四组加工表面,现分述如下1、以
4、中 20H7mrn 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:一个20H7mm 的孔及其倒角,粗糙度为Ral.6;尺寸为 35mm 且与孔 20H7mm 相垂直的两个平面, 粗糙度为 Ra3. 2;一个中心轴线与 20H7mm 孔中心轴线平行且相距11.5mm的圆弧油槽;还有一个与 20H7mm 的孔轴线成 45的油孔 3mm,并锪沉头孔。其中 20H7mm 孔及名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - 2 两端面为主要加工
5、面,并且20H7mm 的孔粗糙度为 Ral.6、两平面的粗糙度为Ra3.2。2、以 10mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括: 一个中 8.5mm 的孔及 M10 深 18 的螺纹; 20 且与 8.5mm 孔相垂直的凸台面,粗糙度为Ra6. 3。3、以 8H7mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:一个8H7mm 的孔,Ral.6;一个 Ra6. 3的槽和一个M4mm 的螺纹孔,二者旨与 8H7mm 孔垂直。4、以 8H8mm 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:一个8H8mm,深 l8mm 的孔;以 8H8mm 的孔轴线为轴线的 20mm 的圆; M5 的螺纹孔的轴线与8H8mm
6、 的孔轴线相互垂直;还有一个是与 8H8mm 的孔轴线相互垂直的下端面,其粗糙度为Ra6.3。其中,下端面为主要加工表面。由以上分析叫知,对于这四组加工表面而言,叫以先加工一面一孔,以它们为精准加工其它表向。另外,该零什结构简单,工艺性好。二、工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件的材料为球墨铸铁QT50-l. 5。考虑到零件结构简单,工艺性好,在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷,因此,应该选用铸件。由于零件应该达到中批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,重量在l2kg 以下,故可采用机械造型中的金属模铸造。这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是可以的。(二)基准面的选择基准面的选
7、择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否,可以是加工质量的到保证,生产效率提高,否则,不但加工工艺过程漏洞百出,更有甚者,零件的大批量的报废,使用无法进行,难以在工期内完成加工任务。粗基准的选择对于本杠杆来说是至关重要的,对于一般零件而言, 应以出加工的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - 3 表面为粗基准, 本零件正好符合要求, 对于精基准而言, 主要应考虑到基准重合的问题,当设计基准与工艺基准不重合时,
8、应该进行尺寸换算。(三)零件表面加工方法的选择(1)左右下及四周端面表面粗糙度为 Ra3.2 与 Ra6.3,需进行粗铣、半精铣;(2)8H7mm 孔公差等级为 IT7,表面粗糙度为 Ra1.6,需要进行钻、扩、粗铰、精铰;(3)8H8mm 孔公差等级为 IT8,表面粗糙度为Ra3.2,需进行钻、扩、铰;(4)20H7mm 孔公差等级为 IT7,表面粗糙度为 Ra1.6,需进行钻、扩、粗铰、精铰;(5)3mm 孔公差等级为 IT9,表面粗糙度为Ra6.3,需钻和扩;(6)钻螺纹底孔并攻螺纹M4 、M5与攻螺纹 M10深 18;(7)铣 8+00.2mm 槽公差等级为 IT9,表面粗糙度为 Ra
9、6.3;(四)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等技术要求能得到合理的保证, 在生产纲领已确定的情况下, 可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 , 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,以便使生产成本尽量下降。1、工艺路线方案一工序 1 粗铣、半精铣 35mm 圆柱两端面;工序 2 粗铣20mm 圆柱两及 20mm 凸台端面;工序 3 钻3 油孔;工序 4 钻、扩 20H7mm 孔和钻 R2mm 圆弧油槽;工序 5 钻8H8mm ,8H7mm 及 M10螺纹底孔;工序 6 扩8H8mm,8H7mm 孔;工序 7 车20H7mm
10、 孔两端倒角。工序 8 粗铣、精铣槽;工序 9 钻 M4 、M5螺纹底孔;工序 10 攻 M10 、M4 、M5螺纹;工序 11 粗铰、精铰 8H8mm,8H7mm,20H7mm 三孔。工序 12 终检。2、工艺路线方案二工序 1 粗铣、半精铣 35mm 圆柱两端面;工序 2 钻、扩20H7mm 孔和钻 R2mm 圆弧油槽;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 4 工序 3 粗铣20mm 圆柱两及 20mm 凸台端面
11、;工序 4 同时钻8H7mm、8H8mm、M10螺纹底孔;工序 5 粗铰8H7mm 、8H8mm 、20H7mm 三孔;工序 6 精铰8H7mm 、8H8mm 、20H7mm 三孔;工序 7 车20H7mm 孔两端倒角;工序 8 钻3mm 油孔;工序 9 钻 M4 、M5螺纹底孔;工序 10 攻 M10mm 螺纹孔;工序 11 粗铣、精铣槽;工序 12 终检。3、工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于:方案一与方案二在第1 道工序相同,只是方案二先加工孔,然后用它可以作为定位基准。另外,精铰孔置于粗铰孔之后,可以用它作为精准来加工其它表面, 提高精度要求, 而方案一却不同, 精铰孔置于最后
12、加工。但从两方案比较可以看出, 它们在位置精度上的要求仍不易保证,并且在一道工序中同时钻几个孔, 只能选用专门设计的组合机床(但在成批生产时, 在能保证加工精度的情况下, 应尽量不选用专用组合机床)加工,这样便增加了加工设备的要求, 经济花费会相应提高, 因此,综合以上两个方案及零件的技术要求,可以先加工 20H7mm 孔的两端面, 以它为精基准面, 35mm 外圆面及 R12mm圆弧面辅助定位来钻R2mm 的圆弧油槽 (精度要求可以不考虑) ,扩、铰20H7mm的孔,然后再以 20H7mm 孔端面及其孔为精基准面, R12mm 圆弧面辅助定位来加工8H8mm,8H7mm 孔及部分端面和槽,这
13、样基准重合与统一,不仅可以保证尺寸精度,还可以保证位置精度。而油孔及螺纹孔,它们的精度要求不高,可以放于最后加工,仍以 20H7mm 孔端面及其孔与 8H8(8H7)mm 孔定位。由于加工过程中夹紧也比较方便,于是,最后的加工路线确定如下: 1.铣 35 圆柱两端面;2.钻、扩 20H7mm 孔和钻 R2mm 圆弧油槽;3.钻 3 孔、锪沉孔60深 3;4.铣 20 圆柱端面、 20 凸台面;5.粗铰、精铰 20H7 孔、锪 20H7mm 孔两端倒角;6.钻 8H8 加工孔、粗铰、精铰;7.钻 8H7 加工孔粗铰、半精铰、精铰;8.钻 M10 螺纹加工孔、攻丝M10 深 18;9.钻 M4 螺
14、纹加工孔、攻丝M4;10. 钻 M5 螺纹加工孔、攻丝M5;11. 粗铣、精铣8+00.2mm 槽;12. 去毛刺、检验;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 5 三、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“Cl340 半自动车床杠杆”零件材料为QT50-l. 5,生产类型为中批生产,采用机器造型,金属模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1、20孔外端面的
15、加工余量 (加工余量的计算成本长度为66)加工余量计算表如下:工序加工尺寸及公差铸件毛坯(20 两端面尺寸66)粗铣两端面半精铣两端面加工前尺寸最大70 68 最小68 66 加工后尺寸最大70 68 66 最小68 66 66 加工余量(单边)2 最大1 0.5 最小1 0.5 (l)按照金属机械加工工艺人员于册表12-2,取毛坯的单边加工余量Z=2mmm,铸件尺寸精度等级为5,固偏差为 1。(2)半精铣余量:单边为 Z=0.5mm,(见 简明机械加工工艺于册 表 1-22)加工精度等级为 IT11。(3)粗铣加工余量:分两次走刀,单边加工余量为Z=l. 5mm,(简明名师资料总结 - -
16、-精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 6 机械加工工艺于册表1-22),加工精度等级为ITl2。2、Ml0 螺纹孔外端面的加工余量(l)按照金属机械加工工艺人员于册表12 2,取毛坯的单边加工余量Z=2mrn,铸件尺寸精度等级为5,固偏差为 0.5。(2)半精铣加工余量:单边为Z=0.5mm 见简明机械加工工艺手册表1-22)加工精度等级为IT11。(3)粗铣加工余量:单边为Z=2-0. 5=1. 5mm,分两次走刀,固每次加工量为Z /
17、2=0. 75mm,加工精度等级为ITl2。加工余量训算表(零件尺寸28)工序加工余量(单边)工序尺寸半精铣0 .5mm 28 粗铣(两次)l.5mm 30 毛坯2. 0mm 32 3、8 孔的加工余量 ,孔的精度要求为 IT7, 金属机械加工工艺人员手册表 13-14,确定工序尺寸及余量为钻孔7. 8mm 粗铰7. 96mm Z=0.16mm 精铰8.0H7 mm Z=0.04mm 4、 20 孔的加工余量 , 孔的精度要求为IT7,金属机械加工工艺人员手册表 13- 14,确定工序尺寸及余量为毛坯孔l8mm 0 扩孔19. 8mm Z=1.8mm 粗铰19. 94mm Z=0.14mm 精
18、铰20H7 mm Z=0.05mm 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 7 5、 8 孔的加工余量 ,孔的精度要求为 IT8, 金属机械加工工艺人员手册表 13-14,确定工序尺寸及余量为钻孔8. 2mm 6、尾部槽的加工余量 ,参照金属机械加工工艺人员手册表13-14,确定工序尺寸及余量为粗铣4mm 半精铣6mm Z=2mm (四)确定主要切削用量及基本工时(1) 铣 35 圆柱两端面、 20 凸台面。选用机床:
19、X52K立式铣床。1、粗铣 35 孔的两端面零件材料为球墨铸铁QT50-l.5,故可用高速钢直齿三而刃圆盘铣刀。查简叫机械加工工艺手册 (简称简明手册)表11-21和表 12-22,取铣刀直径D=125mm,粗齿, Z=20 齿。由于粗铣加工单边余量为2mm,小于 5mm,故铣削宽度 a=2mm。查 机械加工工艺人员手册(简称工艺手册)表 11-69 可知, fz=0.06-0.12mm/z 取 fz=0. 1mm齿。查工艺手册表14-77,取 u=38mm/min 则n =1000u/d =96 (r/min) 根据机床使用说明书,查表3 29,取主轴实际转速n=100r/min,则实际切削
20、速度v= dn /1000 =39. 27 (r/min) 当 n=l00r/min 时,刀具每分钟进给量fx 应为fx= fzZn=0.120100=200 (mm/min) - 查机床说明书,取实际进给速度fz=205mm/min,则实际进给量:fz=fx/zn=0.1025(mm/Z) 切削工时:查 工艺手册 表 15-14, 切入长度 L1=1. 7mm.超出长度 L2=3mm 于是行程长度为 L0+Ll+L2 ,则机动工时为Tm= (L0+Ll+L2) /fx= (35+1. 7+3)/205=0. 19 (min) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
21、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - - - - - - 8 2半精铣 35 孔两端面选用高速钢直齿三而刃圆盘铣刀,细齿,d=125mm,z=20 齿。由于加工余量 0. 5mm,经查手册,只需一次半精铣,故铣削宽度ea =0.5mm查工艺手册表14-69,f=0. 060. 12mm啮,取 f=0. 08mm/z 查工艺手册表14- 77,取 U=45mm/min,则N=1000u/ d=ll4. 6 (r/min) 根据机床使用说明书,查表3 29,取主轴转速 n=125r/min,则实际切削速度
22、Uc= dn/1000=49 (m/min) 当 n=125r/rnin 时,工作俞每分钟进给量fx为fx=fnz=O. 08 20 125=200 (mm/min) 查机床使用说明书,取刀具实际进给速度为fx=205(mm/min) , 则实际进给量为:f=fx/zn=2.5/(20125)=0.082(mm/z) 切削工时:有粗铣加工可知,刀具行程为L0+L1+L2 ,则机加工时为t=(L0+L1+ L2)/ fx=(35+1.7+3)/205=0.19 粗铣,半精铣中20 凸台而 。选用机床:X52K立式铣床。1、粗铣 20 凸台而零件材料为球墨铸铁QT50-l.5, 故可用高速钢直齿三
23、面刃圆盘铣刀。 查 简明机械加工工艺手册(简称简明手册)表11-21和表 12-22,取铣刀直径d=120mrn,粗齿, Z=20 齿。由于粗铣加工单边余量为1.5mm,小于 5mm,故铣削宽度 a=1. 5mm。查机械加工工艺人员手册 (简称工艺手册)表11-69可知,fz=0 06-0.12mrn/z,取 fz=0.1mm齿。查工艺手册表14-77,取 u=38m/min 则N=1000u/d =100(r/min) 根据机床使用说明书,查表3.29,取实际转速 n=100r/min,则实际切削速度V= dn/1000=37.68(r/min) 当 n=1000r/min 时,刀具每分钟进
24、给量fm应该为:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 22 页 - - - - - - - - - 9 mf= fzzn=0.120 100=200(mm/min) 查机床说明书,取实际进给速度f=205mm/min,则实际进给量F=f/zn=0.1025(mm/z) 切削工时:查工艺手册 表 15-14,切入长度 L1=1.5mm ,超出长度 L2=2mm 。于是行程长度为 L0+L1+L2,则机加工时为: T=(L0+L1+L2)/f=(20+1.5+2)/
25、205=0.12(min)2、半精铣 20 凸台面。选用机床: X61W 立式铣床。选用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀,细齿,d=120mm,z=20 齿由于加工余量 0.5mm,查手册,只需一次半精铣,故铣削宽度ea =0.5mm查工艺手册表14-69,f=0.06-0.12mm/z,取 f=0.08mm/z 查工艺手册表14-77,取 U=45m/min,则N=1000u/ d=119.4(r/min) 根据机床使用说明书,查表3.29,取实际转速 n=125r/min,则实际切削速度V= dn/1000=47.1(m/min) 当 n=1000r/min 时,刀具每分钟进给量fm应该为:fm=
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