机械类专业基本技能考核课程实践说明书资料.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除专业基本技能实践综合考核课程实践说明书年 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 综合实践时间: 福建农林大学2016年 1 月 目 录1、零件分析.11.1、零件的作用.11.2零件的工艺分析.11.3、尺寸和粗糙度的要求.12、选择加工方法,拟定工艺路线.32.1、基面的选择.32.2、粗基准的选择.32.3、精基准的选择.32.4、制定机械加工工艺路线.33、毛坯的设计.43.1、选择毛坯.43.2、确定机加工余量、毛坯尺寸和公差.43.3、确定机械加工加工余量.44、加工M10螺纹的夹具设计.54.1、 定位基准的选择.54.2切削力和夹紧
2、力的计算.54.3夹具设计及简要操作说明.65、 确定切削用量以及基本时间的确定.66、 零件的二维图.147、直流电机系统论述.157.1 总体方案.157.2 基本原理.157.3 原理框图.158、系统的硬件设计.188.1 单片机最小系统的设计.188.2 电源电路设计.188.3 直流电机驱动电路设计.188.4 显示模块设计.198.5 按钮电路设计.208.6 元件参数选择.219、系统的软件设计.239.1 总体方案.239.2 相关软件介绍.249.3 应用软件的编制、调试.2510、仿真结果与分析.2510.1仿真电路图.2510.2 仿真结果.2611、总结.29参考文献
3、.30附录A:系统整体硬件电路图.31附录B:程序代码.31【精品文档】第 18 页1、零件分析1.1、零件的作用题目所给定的零件是轴套类零件。主要作用是传递扭矩,使变速器获得换档的动力。1.2、零件的工艺分析由零件图可知,该零件的材料为45#钢,锻造成型,由零件的尺寸公差选择模锻加工成型,保证不加工表面达到要求的尺寸公差。该零件需要加工的表面可大致分为以下四类:(1) 15的孔(2) 以15孔的轴心线为基准的两平面。(3) 以15孔的轴心线为基准的两侧面。(4) 以15mm槽为基准的M10*1-7H的螺纹孔。 1.3、尺寸和粗糙度的要求15的孔的上偏差为+0.043,下偏差为+0.016,配
4、合公差为F8,属于间隙配合,孔的内表面的粗糙度为3.2,要求较高,鉴于孔径为15.81,可先采用14的麻花钻钻孔,在用10的立铣刀进行扩孔,最后用无心砂轮进行精加工。15的孔的上下两平面距离孔中心线的尺寸分别为11mm和12.7mm,上表面的粗糙度为6.3,下表面的粗糙度为12.5,直接采用立铣刀铣削加工即可达到要求。以15的孔的轴心线为基准的尺寸为9.65mm的两侧面的表面粗糙度为6.3,可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。以15mm拨槽为基准的叉口的上下端面的尺寸分别为33.5mm和39.4mm其表面粗糙度为6.3,可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。以15的孔的轴心线为基准的叉口
5、两侧面尺寸为53mm,表面粗糙度为6.3,可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。拨槽的最前端面,以15孔的下端面为基准,其尺寸为56,其表面粗糙度为12.5以15mm拨槽为基准的M10*1-7H的螺纹孔,先采用8.5的麻花钻钻孔,再采用10的丝锥攻丝完成。图1-1图1-2图1-3 2、选择加工方法,拟定工艺路线2.1、基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一,基面的选择正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,加工工艺过程会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法进行。 2.2、粗基准的选择粗基准的选择影响影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间
6、的位置精度。为了保证叉口上下平面与15孔的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均匀,所以选择叉口的上端面作为第一道工序的定位基准。2.3、精基准的选择以第一道工序中的已加工面作为下到工序的定位平面,以15.81孔的中心轴线为定位基准,确保设计基准与工艺基准的重合,以减少加工误差。2.4、制定机械加工工艺路线方案工序10:锻造工序20:铣32的左、右端面工序30:扩,铰15的孔工序40:铣宽31.28的表面工序50:铣宽31.28左右端面工序60:铣9.65的端面工序70:铣宽21.64的槽工序80:加工R21的圆弧工序90:铣86.4的表面工序100:铣54的表面工序110:钻M10的螺纹孔
7、,攻丝M10工序120:去毛刺工序130:验收 3、毛坯的设计3.1、选择毛坯该零件的材料为45#钢,采用模锻毛坯成型。 3.2、确定机加工余量、毛坯尺寸和公差拨叉零件材料为 45,硬度选用180HBS,毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产,采用锻造。对毛坯初步设计如下: 1. 32圆的左右端面32圆的左右端面的粗糙度为12.5,查机械工艺学及夹具设计指导表2-12,知Z=2.0mm2. 32mm的孔 M10孔最大只有15.8mm,因此在毛坯的设计时,不宜设计底孔。毛坯采用实心铸造。 3. 侧面 该叉口两侧面粗糙度都是6.3,进行一次粗铣即可。选取加工余量等级为G,选取尺寸公差等级为9级。 4.
8、内圆面 内圆面的圆弧半径为R18mm,直接铸造出来,查资料知,砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为810级, 5.宽31.28和21.64的面 宽31.28和21.64的侧面,粗造度为6.3,12.5,进行一次粗铣即可满足要求,查机械工艺学及夹具设计指导表3-3知Z=2.0mm 6.宽14.2的槽 因其宽度只有14.2,粗糙度为12.5,所以直接铸造成实心,其它表面均为不加工表面,锻造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求。3.3、确定机械加工加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度,取铸件加工表面的单边余量为4,孔的加工余量按相关表查找选取。 4、加工M10螺纹的夹具设计工序90:铣宽
9、9.65的端面,选用机床:Z5140立式钻床,X51铣床4.1、定位基准的选择以15孔及其端面作为定位基准,工件的另一端面作为辅助基准4.2、切削力和夹紧力的计算由于本道工序完成工艺孔的钻孔加工,钻力。由机械加工工艺手册得:钻削力 式(4-1)钻削力矩 式(4-2)式中: 代入公式(4-1)和(4-2)得夹紧力方向与钻削力方向相同。4.3、夹具设计及简要操作说明把一面、一心轴、一削边销做为定位,螺母、心轴、快换垫圈夹紧工件,这样能满足批量生产要求装配图附图如下:图4-15、确定切削用量及基本工时工序10:锻造工序20:调质处理工序30:铣叉口宽51的面卧式铣床X62选择刀具刀具选取高速钢三面刃
10、铣刀,刀片采用YG8,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2)决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为工序40:铣20.5左端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀,刀片采用YG8,2. 决定铣削用量1) 决定铣削深度 一次走刀内铣完,则2) 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min
11、时按机床标准选取3) 计算工时切削工时:,则机动工时为工序50:铣20.5右端面及宽11的面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀,刀片采用YG8,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2)决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时:,则机动工时为工序60:铣宽16.5的面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀,刀片采用YG8,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣
12、完,则2)决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时:,则机动工时为工序70:钻,扩,铰15.81F8孔工步一钻孔至14确定进给量:根据参考文献表2-7,当钢的,时,。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.75,则根据Z525机床说明书,现取切削速度:根据参考文献表2-13及表2-14,查得切削速度所以根据机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步二:扩孔利用钻头将孔扩大至,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根据钻孔
13、的切削用量选取根据机床说明书,选取则主轴转速为,并按车床说明书取,实际切削速度为切削工时:,则机动工时为工步3:铰孔根据参考文献表2-25,得查参考文献表5.2-2,按机床实际进给量和实际转速,取,实际切削速度。切削工时:,则机动工时为工序80:铣叉口的左右端面1. 选择刀具刀具选取三面刃铣刀,刀片采用YG8,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2)决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取225当225r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为工序90:钻
14、宽16.5的面上M10的螺纹底孔8.5,攻丝M10工步一:钻宽16.5的面上M10的螺纹底孔8.5选用高速钢锥柄麻花钻(工艺表3.16) 由切削表2.7和工艺表4.216查得 (切削表2.15) 按机床选取 基本工时:工步二:攻螺纹M10mm 选择M10mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距,即 按机床选取基本工时:工序100:铣宽9.65的左右端面立式铣床X51选择刀具刀具选取立铣刀,刀片采用YG8,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2)决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准
15、选取1450当1450r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为总的工时:T=2t=1.242min工序110:铣宽14.2的槽立式铣床X51选择刀具刀具选取立铣刀,刀片采用YG8,2. 决定铣削用量1)决定铣削深度 因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则2)决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。根据表查出 ,则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取3)计算工时切削工时: ,则机动工时为工序120:清洗去毛刺工序130:验收工序140:入库6、零件的二维图7、 直流电机系统论述7.1 总体方案直流电机
16、PWM控制系统的主要功能包括:直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转,调整电机的转速,还能方便的读出电机转速的大小,实现电机的智能控制。其间,还包括直流电机的直接清零、启动(置数)、暂停、连续功能。 该直流电机系统由以下电路模块组成:振荡器和时钟电路,这部分电路主要由89C51单片机和一些电容、晶振组成。输入部分:这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。控制部分:主要由89C51单片机的外部中断扩展电路组成。显示部分:包括液晶显示部分和LED数码显示部分。显示部分由SM410564四位共阳数码管组成显示模块;LED数码显示部分由七段数码显示管组成。直流电机PWM控制实现部分:主要由一些二
17、极管、电机和L298直流电机驱动模块组成。7.2 基本原理1)主体电路: 直流电机PWM控制模块:这部分电路主要由89C51单片机的I/O端口、定时计数器、外部中断扩展等控制直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转,并且可以调整电机的转速,还可以方便的读出电机转速的大小和了解电机的转向,能够很方便的实现电机的智能控制。 此外,还包括直流电机的直接清零、启动(置数)、暂停、连续功能。其间是通过89C51单片机产生脉宽可调的脉冲信号并输入到L298驱动芯片来控制直流电机工作的。2)各部分电路模块的组成: (a)设计输入部分:这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。 (c)设计控制部分:主要由8
18、9C51单片机的外部中断扩展电路组成。 (b)设计显示部分:是直接采用SM410564四位共阳数码管组成显示模块。3)直流电机PWM控制实现部分: 主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块组成。7.3 原理框图1)系统组成:如图7-1所示图7-1 直流电机PWM调速方案 2)方案说明: 直流电机PWM调速系统以AT89C51单片机为控制核心,由命令输入模块、LED显示模块及电机驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入,单片机在程序控制下,定时不断给直流电机驱动芯片发送PWM波形,H型驱动电路完成电机正,反转控制;同时单片机不停的将从键盘读取的数据送到LED显示模块去显示,从中
19、不仅能读取其速度,而且能知道它的转向。8、系统的硬件设计8.1 单片机最小系统的设计1)单片机AT89C51: AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦出只读存储器的低电压,高性能 CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术,与工业标准MCS-51指令集合输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的方案。2)复位电路及时钟电路: 复位电路和时钟电路是维持单片机最小系统运行的基本模块。两种常用复位电路:上电复位和手动复位。其中:上电复位,如
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