机械制造工艺学课程设计之杠杆.docx
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1、机械制造工艺学课程设计之杠杆- 23 -2020年4月19日文档仅供参考,不当之处,请联系改正。机 械 制 造 工 艺 学课程设计说明书题目:设计“杠杆”的机械加工工艺规程及工艺设备(年产量4000件)设计人:指导教师:学号: 西安工程大学机械设计工艺学课程设计任务书题目:设计“杠杆”零件的机械加工工艺规程及工艺设备(年产量为4000件)内容:1.目的 2.要求: 零件图 1张 机械加工工艺卡片 1套 夹具总装图 1张 夹具主要零件图 5份 课程设计说明书 1份 班级: 学生: 指导老师: 教研室主任: 目录第一章:零件的分析1.1零件的分析11.2毛胚的选择3第二章:工艺设计2.1工艺规程的
2、设计3 2.1.1定位基准的选择3 2.1.2确定工艺路线3 2.1.3工艺路线方案的分析比较52.2机床设备及工艺装备的选择6 2.2.1加工设备的选择6 2.2.2具体选择机床设备及工艺设备62.3加工工序设计7 2.3.1工序30和907 2.3.2工序40和1008 2.3.3粗、精铣30圆柱体上表面9 2.3.4粗、精铣30圆柱体下表面9 2.3.5加工25H9孔10 2.3.6加工10H7孔11 2.3.7加工2*8H7孔11 2.3.8时间定额计算12第三章:夹具设计3.1零件图的分析133.2定位方案设计133.3对刀方案143.4装置选用及设计143.5定位误差计算143.6
3、夹紧力的计算153.6.1最大切削力153.6.2最大转矩153.6.3切削功率153.6.4夹紧力计算15 设计说明 本次设计是我们在学完大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课程之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的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地位。就我个人而言,我希望能经过这次课程设计对自己将来从事的工作进行一次适应性训练,从中段炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力有限,设计尚有许多不足之处,恳请老师给予指教。 第一章 零件的分析1.1零件的分析1.1.1计
4、算生产纲领确定生产类型已知任务要求设计的零件为一杠杆。现假定该机器年产量为4000件/年,且每台机器中能同时加工的零件数仅为一件,若取设备率为3%,机械加工的废品率为2%,则得出该零件的年产纲领为:N=4000*(1+3%+2%)件/年=4200件/年由计算可知,该零件的年产量为4200件。由零件的特征可知,它属于中批生产。1.1.2零件的作用设计要求杠杆的主要作用是用来支撑的、固定的。要求零件的配合是符合要求的。1.1.3零件的工艺性分析和零件图的审查 1)设计零件所用材料为HT200。该材料的特点是具有较高强度、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。 2)该零件是以2
5、5H9的孔套在轴上,主要以25H9的孔及端面为其定位基准,包括粗铣40的圆柱体及其凸台表面,精铣左右两边,宽度为30mm的圆柱体上下端面。钻、扩、铰25、10、8的孔。 3)主要加工表面及其孔的要求: 40圆柱及其凸台:上端面粗糙度为R6.3um。下端面粗糙度为R3.2um。 左右两边30的上下端面:上下端面的粗糙度均为R6.3um。25的孔:表面粗糙度为R2.0um,孔倒角为45 两个8H7的孔:表面粗糙度为R1.0um,两个8H7孔中心与25H9孔中心的距离为840.2mm。 10H7的孔:孔中心与25H9孔中心之间的距离为48mm,平行度要求为0.1。4)零件图:1.2毛胚的选择1.2.
6、1确定毛胚的类型和制造方法 根据零件材料HT200确定毛胚为铸件,又已知零件纲领为4200件/年,该零件质量约1kg,可知,其生产类型为中批生产,由于零件结构简单,用锻件是不太可能的。因此,需要先根据零件图,做出铸模,进行铸造,结合零件和经济的考虑,因此用毛胚制造最好选用砂型铸造的方法。选用砂型机器造型,未消除残余应力,铸造后安排人工时效。1.2.2确定毛胚技术要求 1)铸件不应有裂痕、砂眼和局部缩松、气孔和夹渣等缺陷。铸件表面应清除毛刺、结瘤和粘沙等。 2)正火处理硬度174-207HBS,以消除应力,改进切削加工性能。 3)未注圆角为R3-R5mm。 4)起模斜度为30。第二章 工艺设计2
7、.1工艺规程的设计2.1.1定位基准的选择 1)粗基准的选择:选择零件的重要孔的毛胚孔作粗基准,在保证各加工面均有加工余量的前提下,使重要孔的加工余量尽量均匀;另外还应能保证定位精准、夹紧可靠。因此经过对零件的分析,考虑到上述的各方面要求,故能够选择40圆柱体的外轮廓为粗基准。 2)精基准的选择:由零件图可知25H9孔及其底面既是装配基准,又是设计基准,用她们作为精基准,能使加工遵循“基准重合”的原则。且其余各面和孔的加工也可用它们定位,这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。另外,采用了25H9孔作为精基准,定位比较稳定,夹紧方案比较简单、可靠,操作方便。2.1.2确定工艺路线 1)确定各表
8、面加工方法:根据各表面加工的要求和各种加工方法所能达到的经济精度,确定各表面加工。方法如下:粗铣40圆柱体及凸台表面和精铣左右两边30圆柱体上下两端面,钻扩铰2*8H7、10H7和25H9四个孔。 2)拟定加工工艺路线:加工方案有以下两种,如表一表二所示 表一加工方案(一)工序号工序内容简要说明10铸造20时效处理消除应力30粗铣40圆柱体及凸台上端面先加工基准面40粗铣40圆柱体及凸台下端面加工面50粗铣2*30圆柱体上下端面60钻、扩、铰25H9孔,孔口倒角1*45留精扩铰余量70钻、扩、铰10H7的孔80钻、扩、铰2*8H7的孔90精铣40圆柱体及凸台上端面100精铣40圆柱体及凸台下端
9、面110精铣2*30圆柱体上下端面120精铰25H9孔,表面粗糙度R1.0mm后加工孔130精铰10H7孔140精铰2*8H7孔,表面粗糙度R1.0mm150去毛刺160清角170检验表二加工方案(二)工序号工序内容简要说明10铸造20时效处理消除内应力30粗铣40圆柱体及凸台上端面先加工基准面40粗铣40圆柱体及凸台下端面先加工面50钻、扩、铰25H9孔,孔口倒角1*45后加工孔60粗铣2*30圆柱体上下端面先加工面70钻、扩、铰10H7的孔后加工孔80钻、扩、铰2*8H7的孔90精铣40圆柱体及凸台上端面精加工面100精铣40圆柱体及凸台下端面110精铣2*30圆柱体上下端面精加工孔120
10、精铰25H9孔,表面粗糙度R1.0mm后加工孔130精铰10H7孔140精铰2*8H7孔,表面粗糙度R1.0mm150去毛刺160清角170检验2.1.3工艺路线方案的分析与比较方案一:按工序集中原则组织工序,先在一台铣床上将40圆柱体和30圆柱体的端面全部铣好,然后将25H9、10H7、2*8H7四个孔在一台钻床上将孔加工完成。该方案的有点是:工艺路线短,减少工件装夹次数,易于保证加工面的相互位置精度,需要的机床数量少,减少工件在工序中的运输,减少辅助时间和准备终结时间。方案二:按工序分散原则组织工序,先在一台铣床上将40柱体的两端面铣好,再在钻床上钻好25H9,然后以25H9和一端面为基准
11、加工零件的其它面和孔该方案的优点是能够采用通用夹具;缺点是工艺路线长,增加了工件的装夹次数。总结:由于该零件确定的生产类型为单件中批生产,因此能够采用自动机床或者专用机床并配以专用夹具加工零件,尽量使工序集中以满足生产率和保证质量的要求,综合比较,考虑选择方案一更为合理,即要求按工序集中原则组织工序加工。2.2机床设备及工艺装备的选择由于生产类型为单件中批生产,故加工设备宜以通用数控机床为主,其它生产方式为通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水式生产线。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工来完成。2.2.1加工设备的选择1)铣面时考虑到工件的定位方案及夹具结构设计的问题,采用立
12、铣,选择X52K立式铣床。选择c类可转位面铣刀,专用夹具和游标卡尺。2)钻孔时,所要加工的孔的最大直径为25mm,故可选择用Z525立式铣床,直柄麻花钻,扩、铰孔专用。采用专用夹具,专用量具。2.2.2具体选择机床设备及工艺设备工序号工序名称机床设备和工艺设备10铸造20热处理30粗铣端面X62W型万能卧铣床直齿端铣刀 游标卡尺40粗铣端面X62W型万能卧铣床直齿端铣刀 游标卡尺50粗铣端面X62W型万能卧铣床直齿端铣刀 游标卡尺60粗加工25H9孔Z525立式铣床 直柄麻花钻 直柄扩孔钻 高速钢机用铰刀 内径千分尺70粗加工25H9孔Z525立式铣床 直柄麻花钻 直柄扩孔钻 高速钢机用铰刀
13、内径千分尺80粗加工25H9孔Z525立式铣床 直柄麻花钻 直柄扩孔钻 高速钢机用铰刀 内径千分尺90精铣端面X62W型万能卧铣床直齿端铣刀 游标卡尺100精铣端面X62W型万能卧铣床直齿端铣刀 游标卡尺110精铣端面X62W型万能卧铣床直齿端铣刀 游标卡尺120粗加工25H9孔Z525立式铣床高速钢机用铰刀 游标卡尺130精加工10H7孔Z525立式铣床高速钢机用铰刀 游标卡尺140精加工2*8H7孔Z525立式铣床高速钢机用铰刀 游标卡尺150去毛刺平锉160清洗清洗机170检验塞规百分表卡尺2.3加工工序设计(确定切削用量及基本工时)确定工序尺寸一般方法是,由加工表面的最后工序往前推算,
14、最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时同一表面多次加工的工序尺寸只与工序的加工余量有关。有基准转换时,工序尺寸应用工艺尺寸链来计算。2.3.1工序30粗铣和工序90精铣40圆柱体和凸台上表面查有关手册平面加工余量表,得精加工余量ZN为0.6mm,总余量ZN为2.5mm,故粗加工余量ZN=2.5-1.6=1.9mm。由该面的设计尺寸为XNB精=54.6mm。查平面加工方法表,得粗铣加工公差等级为IT1113,由于零件要求为IT13,其公差为0.39mm,因此XNB精=(56.4+0.39)mm。校核精铣余量ZV精:ZN精min=0.046mm,则粗铣该平面的工序尺寸XN精=XNB
15、精min-XNB精max=(54.6-0.39)-54=0.21mm,故余量足够。查阅有关手册,取粗铣每齿进给量fz=0.2mm/z;精铣的每转进给量f=0.05mm/z;粗铣走刀1次,ap=1.9mm;精铣走刀1次,ap=0.6mm。取粗铣主轴转速为150r/min,取精铣主轴转速为300r/min。前面已选定铣刀直径D为100mm,故相应的切削速度分别为:粗加工V(粗)=*d*n/1000=47.1m/min,精加工V=*d*n/1000=3.14*100*300/1000=94.2m/min。机床校核功率(一般只校核粗加工工序):参考有关资料,铣削时的切削功率为Pc=1.89kw。又从机
16、床X52K说明书(主要技术参数)的机床功率7.5KW,机床传动效率一般取0.750.85,则说明机床电动机所需要功率PE=Pc/,故机床功率足够。2.3.2工序40粗铣及工序100精铣40圆柱体和凸台下表面。查有关手册平面加工余量表,得精加工余量ZN为0.6mm,总余量ZN(总)为2.0,故粗加工余量ZN(粗)=2.0-0.06=1.4mm。由该面的设计尺寸为XNB精=54.6mm。查平面加工方法表,得粗铣加工差等级为IT1113,由于零件要求为IT13,其公差为0.39mm,因此XNB精=(54.6+0.39)mm。校核精铣余量ZN精:ZN精min=1.89/0.85=2.227.5kw。则
17、粗铣该平面的工序尺寸XN精=XNB精min-XNB精max=(54.6-0.39)-54=0.21mm,故余量足够。查阅有关手册,取粗铣的每齿进给量fz=0.2mm/z;精铣的每转进给量f=0.05mm/z;粗铣走刀一次,ap=1.4mm;精铣走刀一次,ap=0.6mm。取粗铣的主轴转速为150r/min,取精铣主轴转速为300r/min。铣刀直径D为100mm,故相应的切削速度分别为:粗加工V(粗)=47.1m/min.精加工V(精)=94.2m/min。校核机床功率(一般只校核粗加工工序):参考有关资料,铣削时的切削功率为Pc=0.69kw(取Z=5个齿,n=2.5r/s,ae=83mm,
18、ap=1.9mm,fz=0.2mm/z,kpc=1;)又从机床X52K说明书(主要技术参数)的机床功率7.5KW,机床传动效率一般取0.750.85,则说明机床电动机所需要功率PE=Pc/,故机床功率足够。2.3.3粗、精铣30圆柱体上表面查有关手册平面加工余量表,得精加工余量ZN为0.6mm,总余量ZN(总)为2.5,故粗加工余量ZN(粗)=2.5-0.6=1.9mm。由该面的设计尺寸为XNB精=15mm,粗铣加工XNB精=15.6mm。查平面加工方法表,得粗铣加工差等级为IT1113,取IT11,其公差为0.16mm。ZN精min=0.69/0.85=0.817.5kw,因此XNB精=(1
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