135调速器操纵手柄--设计说明书解析.pdf
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1、-机械制造技术基础课程设计 题 目:13调速器操纵手柄 专 业:机械设计制造及其自动化 姓 名:陈近南 指导教师:陈浩南 13 年 月 1 日-机械制造技术基础课程设计任务书 设计题目:设计“操作手柄(13调速器)”零件的机械加工 工艺规程及相关工序专用夹具 设计要求:1.未注明铸造圆角 R2 2.去毛刺锐边 材料 45 钢 设计内容:1.绘制零件图(1 张)2.绘制毛坯图(1 张)4.机械加工工艺过程卡(一套)5.夹具设计装配图(1 张)课程设计说明书(1 份)原始资料:该零件图样,Q20台/年,n件/台,每日 1 班 -目 录 一、零件的工艺分析及生产类型的确定错误!未定义书签。1.零件的
2、作用.5 1.零件的工艺分析错误!未定义书签。1.零件的生产类型.错误!未定义书签。二、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图.错误!未定义书签。21.选择毛坯.错误!未定义书签。2.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差.错误!未定义书签。23.确定机械加工余量.错误!未定义书签。2.确定毛坯尺寸和尺寸公差.错误!未定义书签。.5.设计毛坯图错误!未定义书签。三、加工工艺过程设计错误!未定义书签。31定位基准的选择.错误!未定义书签。3.2零件表面加工方法的选择.错误!未定义书签。3.3制定工艺路线错误!未定义书签。四、工序设计错误!未定义书签。1.选择加工机床.错误!未定义书签。确定工序尺寸.错误
3、!未定义书签。五、确定切削用量错误!未定义书签。5.1 车 24mm 外圆端面.1 5.车 4m外圆.错误!未定义书签。5.车 18m 外圆:.错误!未定义书签。5.4 铣端面至尺寸 1 m.错误!未定义书签。5.铣键槽所在平面错误!未定义书签。5.6 铣X8mm 槽.错误!未定义书签。5.8 12 mm 的孔错误!未定义书签。5.9 铰孔 12:错误!未定义书签。-5.1 1的孔.错误!未定义书签。.11 铰孔 10:.错误!未定义书签。5.12 9 mm 的孔错误!未定义书签。.1 16mm 的孔.错误!未定义书签。5.5 绞 16的孔.错误!未定义书签。56 攻螺纹 M6错误!未定义书签
4、。六、总 结错误!未定义书签。七、参 考 文 献错误!未定义书签。-序 言 机械制造技术基础课程设计在学完了机械制造技术基础和大部分专业课,一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题,设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备,提高了结构设计能力,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。其目的在于:培养学生运用机械制造工艺学及有关课程(工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削机床、金属切削原理及刀具等)的知识,结合生产实践中学到的知识,独立地分析和解决工艺问题,初步具备设计一
5、个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。能根据被加工零件的技术要求,运用夹具设计的基本原理和方法,学会、拟定夹具设计方案。完成夹具结构设计,初步具备设计出高效、省力、经济合理并能保证加工质量的专用夹具的能力。培养学生熟悉并运用有关手册、标准、图表等技术资料的能力。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。-一、零件的工艺分析及生产类型的确定.1 零件的作用 本次课程设计题目给定的零件是操纵手柄(1调速器),操纵手柄是种常见的传动件,是机床操纵杆上的一个零件,该零件的功用是传递扭矩。工人操纵手柄即可使操纵杆获得不同的转动位置,从而使机床主轴正转、反转或停止转动。1.2 零件的工艺分析
6、该零件加工表面有面、孔、键槽、螺纹。由图可知:孔1、16、9、键槽以及相关的面都有较高的技术要求。故在加工的过程中应选用合理的基准,确保加工精度。由图分析,可选用右端面为粗基准,加工出孔12 并保证一定的精度,再以孔1为精基准,依次精加工右端面及其他结构。最后再以精加工后的右端面和4 外表面为基准加工出孔9、16。这符合基准统一、基准重合、互为基准三原则,易于保证各结构之间的位置、精度误差,同时可以减少夹具类型及数量,减少成本。.3.零件的生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。在本次课程设计题目中,依据设计题目原始资料知道:Q=2000 台/年,n=1 件/台,每日
7、1 班;结合生产实际,备品率和废品率分别取%和%。代入公式(2-1)得到该零件的生产纲领:N=00 x1x(+0)x(11%)=2222 件/年 操纵手柄轮廓尺寸小,属于轻型零件。因此,根据表 2-可知,该零件的的生产类型为中批量生产。二、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图 2.1选择毛坯 操纵手柄是种常见的传动件,要求具有一定的强度。零件材料采用45 钢,由于零件成批生产,轮廓尺寸不大,形状也不复杂,在使用过程中不经常变动,只是起支撑作用,受到的冲击力不是很大,只是纵向上受到的压力比较大,并且该零件为中批生产,采用模锻成形生产方法提高生产率,提高零件精度。.2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公
8、差 参照机械制造技术基础课程设计指南第五章第一节,钢质模锻件的公差及机械加工余量按照 GB/T2362-20确定。要确定毛坯尺寸及机械加工余量,应先确定如下各项因素:-锻件的公差等级 由该零件的功用和技术要求确定其锻件公差等级为普通级。锻件质量 m 锻件质量的估算按下列程序进行:零件图基本尺寸 估计机械加工余量 绘制锻件图 估算锻件质量,按此质量查表确定公差和机械加工余量。估算毛坯质量为.5 锻件形状复杂系数 估算毛坯质量为 1.kg 最大直径为8m,长度 10mm 则Nm=621085.7190284=0.17k S=Nfmm=1.64 属于3s级 锻件材料系数 M 由于该零件材料为5 钢,
9、是碳的质量分数小于 0.6%的碳素钢,故该锻件的材质系数属级。零件表面粗糙度 由零件图知,各要求表面粗糙度 Ra1.6um 23.确定机械加工余量 根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表5-9,由此查得单边余量在厚度方向为 1.-.2mm,水平方向为.7-2.2mm,即锻件各外径的单面余量为 17-.mm,各轴向尺寸的单面余量也为 1-.m。锻件中心两孔的单面余量按表 5-10 查得mm 2.确定毛坯尺寸和尺寸公差 各加工表面为查表确定各表面粗糙度Ra1 u,因此这些毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上所查得的余量值即可(由于有的表面只需要粗加工,这时可取所查数据中的小值。当表面需要经过粗加
10、工和半加工时,可取其较大值)。综上所述,确定毛坯尺寸见表 1.零件尺寸/单面加工余量mm 偏差 毛坯尺寸m 根据 5 20.1.15.02.2 17 1表、-9 008.0-24.2.14.06.1 28 1表7、5-9 18 20.2.14.06.1 1表 5-7、59 027.0012 1.8.1.15.06.1 8.1表 5-6、5-9-10 1.1.15.06.1 66 1表、5-9 M6 1.1.15.06.1 1表 5-6、5-键槽 16 1.1.15.06.1 2.44 1表 5-6、5-9 2.009 17.2.14.06.1 5.1表 5-7、5-12.0016 1.7.2.
11、14.06.1 126 1表 5-7、-9 25设计毛坯图 三、加工工艺过程设计 31.定位基准的选择 3.1 粗基准的选择:车2外圆面,车右端面,以右端面为工序基准、24 外圆为定位基准,车1mm、-扩孔12m、10m并保证一定的精度。31.2 精基准的选择:根据 基准重合,基准统一,互为基准等原则,以10 外圆为定位基准、孔1为工序基准,半精车24mm、铣键槽 1mm*8及其它结构。再以24 外圆为定位基准、孔10m 为工序基准精加工孔2mm 3.2零件表面加工方法的选择 175m 右端面,公差等级未注,表面粗糙度未注,直接粗车 24mm 公差等级 IT1,表面粗糙度 Ra=12.5,粗车
12、,半精车 18mm 公差等级未注,表面粗糙度未注,直接粗车 左端面 8m,公差等级未注,表面粗糙度未注,粗铣 D 端面、螺纹台面公差等级未注,表面粗糙度a=6.3,粗铣,半精铣 2 孔公差等级 IT8,表面粗糙度 Ra=6,扩孔,铰孔 1孔公差等级未注,表面粗糙度R=3,扩孔,铰孔 键槽 16mm8m 公差等级未注,表面粗糙度未注,粗铣 M6 螺纹孔公差等级未注,表面粗糙度未注,丝锥攻螺纹 孔公差等级T3,表面粗糙度a12.,扩孔 16 孔公差等级T11,表面粗糙度 Ra=6.3,扩孔,铰孔 3.3制定工艺路线 工序:模锻 工序:退火,消除内应力 工序:车右端面,车2外圆,以右端面为工序基准、
13、24 外圆为定位基准车18mm,倒角 345、445。工序:以24 外圆为定位基准,端面上下表面互为工序基准铣 D 端面到 1m,铣左端面到 8mm。工序:以右端面为工序基准、2外圆为定位基准,铣6 端面铣键槽平面至尺寸mm,铣键槽 16Xm 工序:以右端面为工序基准、2外圆为定位基准,扩孔1,以2外圆为定位基准、孔12 为工序基准,扩孔0 工序:以右端面为工序基准、2外圆为定位基准,扩孔9,再扩孔16-工序:倒角 0.545、145,丝锥攻螺纹 工序:去毛刺 工序:终检,入库 四、工序设计.1.选择加工机床 工序加工机床选择依据,零件形状、大小,经济精度,表面粗糙度要求等 工序:模锻 工序:
14、退火,消除内应力 工序:粗车与半精车,零件要求表面粗糙度 Ra=125,精度 IT12 即可,零件轮廓尺寸不大,选用车床 C140 工序:粗铣与半精铣即可达到精度要求,选用铣床 X5 工序:孔12 表面粗糙度为a=.3,要求相对较高,需扩孔、铰孔,选用摇臂钻床Z525 工序:键槽精度要求不高,选用铣床 Z25 工序:孔技术要求不高,表面粗糙度要求不高,选用车床 CA6140 工序:选用车床 CA614 工序:钳工去毛刺 工序:终检,入库.确定工序尺寸()确定各圆柱面的工序尺寸 加工表面 工序名称 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 右端面 粗车 4.mm 175033.0()a1.5 车
15、2外圆面 粗车 2.5mm 25.5033.0(T13)Ra125 半精车 1.m 2084.0(IT10)Ra25 车1外圆面 粗车 4.0m 18027.0(IT)R12 -加工表面 工序名称 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 12 孔 铰孔 0.2mm 027.0012(IT)Ra6.3 扩孔 34m 07.008.11(T0)R12.5 加工表面 工序名称 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 10 孔 扩孔 2m 058.008.9(IT10)R12.5 铰孔 0.mm 036.0010(IT19)Ra.3 键槽 6m 铣槽 3mm 18(IT12)Ra1.5 加工表面
16、工序名称 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 M6 扩孔.6mm 048.005mm a12.5 攻螺纹 1mm 6 6.9 孔 扩孔 3.4 2.009 R.3 6 孔 粗铰孔 0 12.0016 a6.3 扩孔 3.2 2.008.15 Ra12.5 (2)轴向尺寸确定 -未注公差等级为14=-35-1=1mm ES1=0.870.=1mm EI0-6-3=0.4m 未注公差等级为 I4 17-6880=7m ES=1-0=1mm EI100.87-0.87=-1.74mm 未注公差等级为T1 A1=1-6mm ES1=0.65-0=0.15m EI=-0.15-0.4=0.95mm
17、 五、确定切削用量.1 车 24m 外圆端面(1)选择刀具和机床 机床选择 CA10 车床即可,根据切削用量简明手册表 1.1,选刀杆尺寸1625BHmmmm,选刀片厚度为 4.5mm,根据表1.2,选择YT5硬质合金刀片,根据表1 3,-选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角012,后角06,主偏角90r,副偏角15r,刃倾角0=0,刀尖圆弧半径0r=1mm。他(2)选择切削用量 切削深度pa 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 pa=3.5mm。确定进给量f 根据表 1.3,可知=0.30.4mm/rf,则可取进给量=0.35mm/rf。确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切
18、削用量简明手册表 7,车刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命=18min。只有径向进给,每分钟进给量v 按机床选取:cn=10r/min,则 每分钟进给量:0.35 10035(/min)cvfnmm (3-1)检验机床功率 根据切削用量简明手册,当工件的硬度在B 17520时,所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时 /2150.43(min)35dtv (32)5.2 车 24mm 外圆(1)选择刀具和机床 机床选择 CA6140 车床即可,根据切削用量简明手册表 1.1,选刀杆尺寸-1625BHmmmm,选刀片厚度为 4.5m,根据表 1.2,
19、选择 YT5 硬质合金刀片,根据表 1.3,选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角012,后角06,主偏角90r,副偏角15r,刃倾角0=0,刀尖圆弧半径0r=1mm。(2)选择切削用量 切削深度pa 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 pa=3mm。确定进给量f 根据表3,可知=0.30.4mm/rf,则可取进给量=0.35mm/rf。确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表,车刀刀齿后刀面最大磨损量为.5m,查切削用量简明手册表.8,故刀具磨钝寿命 T 10mi。切削速度cV和每分钟进给量fV 按机床选取:cn 10/min,则 实际切削速度:100247.54
20、(/min)10001000ccn dVm (3-3)每分钟进给量:0.35 10035(/min)fVfnmmc 检验机床功率 根据切削用量简明手册,当工件的硬度在 HB=150时,所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时 802.29(min)35fLtV (3-4)-5.车 8m外圆:(1)选择刀具和机床 机床选择 C4车床即可,根据切削用量简明手册表1.1,选刀杆尺寸1625BHmmmm,选刀片厚度为 4.mm,根据表 1.2,选择 YT硬质合金刀片,根据表 1.,选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角012,后角06,主偏角90r,副偏角15r,刃倾角0=0,刀尖圆弧半径0r=
21、1mm。(2)选择切削用量 切削深度pa 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 pa=3mm。确定进给量f 根据表 1.,可知=0.30.4mm/rf,则可取进给量=0.35mm/rf。确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表.7,车刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T 80in。切削速度cV和每分钟进给量fV 按机床选取:cn=100r/mi,则 实际切削速度:100185.65(/min)10001000ccn dVm 每分钟进给量:0.35 10035(/min)fVfnmmc 检验机床功率 根据切削用量简明手册,当
22、工件的硬度在 HS=175 7 时,所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时 -129801.4(min)35fLtV(3)倒角倒角 345,3X4 车削完成后,接着倒角即可。5.4 铣端面至尺寸 18 mm (1)选择刀具和机床 机床选择 X1 立式铣床即可,根据切削用量简明手册表.1,选择0d=80mm 的高速钢圆柱铣刀。(2)选择铣削用量 铣削深度pa 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 pa 3mm。每齿进给量zf 查切削用量简明手册,当使用高速钢圆柱铣刀,取zf=01mr。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据切削用量简明手册表 3,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1m,由铣刀
23、直径0d=0mm,查切削用量简明手册表 3.8,故刀具磨钝寿命 T=180min。铣削速度cV和每分钟进给量fV 根据切削用量简明手册表 3.16,0d=0mm,=,pa7.5mm,zf0.24mm/z,20/mincVm查 0100010002079.58(/min)80cVnrd 查 (35)各修正系数:89.0MvfMnMvkKk,0.1tvftntvkKk,则 20 0.89 1.017.8(m/min)cvcVVk查 -(36)79.580.89 1.070.83(r/min)nnn k (-)按机床选取:cn=10r,则 实际切削速度:1008025.13(/min)1000100
24、0cndVm 每分钟进给量:0.156 10090(/min)fVf Znmm Z (-)检验机床功率 根据切削用量简明手册,当工件的硬度在 HBS=17527 时,所选择的切削用量是可以采用的。计算基本工时 180.2(min)90fDtV (3-9).5 铣键槽所在平面(1)选择刀具和机床 机床选择 X1 立式铣床即可,根据切削用量简明手册表 3.1,选择0d=0mm 的高速钢立铣刀。(2)选择铣削用量 铣削深度pa 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 pa 3.2mm。每齿进给量zf 查切削用量简明手册,当使用高速钢立铣刀,取zf 0.2m/z。确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命-
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