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機(jī)械制造工藝學(xué)
課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書
班 級(jí) :
學(xué) 生:
指導(dǎo)老師 :
學(xué) 號(hào):
目 錄
1、 設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………3二、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型………………………………5
三、零件的分析………………………………………………5
3.1、零件的作用…………………………………………………5
3.2、零件的工藝分析……………………………………………5四、確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形狀………………7五、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………8
5.1、定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………8
5.2、工件表面加工方法的選擇……………………………………8
5.3、制定工藝路線………………………………………………9
5.4、確定加工余量、工序尺寸及公差……………………………9
5.5、選擇機(jī)床及對(duì)應(yīng)夾具、量具、刃具…………………………12
5.6、確定切削用量、基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)…………………14 六、夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………31
6.1、設(shè)計(jì)要求…………………………………………………31
6.2、夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算………………………………………31
6.3、夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說明……………………………32
參考文獻(xiàn)……………………………………………………34
致謝…………………………………………………………34
一、機(jī)械加工工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
題目 支撐塊零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)
學(xué)號(hào) 6 姓名
主要內(nèi)容:
1、設(shè)計(jì)零件毛坯,繪制毛坯圖。
2、制定該零件機(jī)械加工工藝路線,填寫工藝過程卡。
3、設(shè)計(jì)C面加工工序過程,填寫工序卡。
4、設(shè)計(jì)C面加工工序中所使用的專用夾具,繪制夾具裝配圖及其主要零件圖。
5、編寫課程設(shè)計(jì)說明書。
基本要求:
在熟悉機(jī)械制造技術(shù)教材和相關(guān)參考資料的內(nèi)容的基礎(chǔ)上,閱讀所發(fā)零件圖圖形,根據(jù)圖形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)零件的毛坯結(jié)構(gòu),繪制零件毛坯圖;根據(jù)零件的零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和各加工面的尺寸以及形位公差和表面精度,合理分配零件的各工序的加工方法;并結(jié)合毛坯尺寸確定制定工序的切削用量,填寫工藝過程卡和工序卡;而后根據(jù)指定工序的加工情況,設(shè)計(jì)專用夾具,繪制夾具裝配圖及其主要零件圖;最后編寫設(shè)計(jì)說明書,對(duì)設(shè)計(jì)過程作出總結(jié)。
2、 零件的分析
3.1零件作用
對(duì)工作零件起支承、定位的作用
3.2零件的工藝分析
零件圖如下:
支承塊階梯孔、60mm表面、50mm表面是重要加工表面。根據(jù)零件的尺寸、形位要求,60mm表面有平行度要求,50mm表面對(duì)階梯孔37的中心線有垂直度要求。零件材料:支承塊的工作性能要求選擇45號(hào)鋼,45號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,硬度不高,易切削加工,但要進(jìn)行熱處理。調(diào)制處理后45號(hào)鋼零件具有良好的機(jī)械性能,廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件,特別是一些在交變荷載下工作的連桿、螺栓、齒輪、及軸類等。但表面硬度低,不耐磨??捎谜{(diào)制+表面淬火提高零件表面硬度。
零件的尺寸及技術(shù)要求列于下表中
粗糙面度
尺寸精度
尺寸公差
形位公差
階梯孔
1.6
IT7
與上表面有垂直度要求0.02
階梯孔階梯端面
3.2
左右表面AB
1.6
IT8
AB表面有對(duì)稱度要求0.02
上下表面CD
3.2
外圓
3.2
螺紋底孔3-M5深12
6.3
螺紋底孔M16X1.5
6.3
3、 確定毛坯的制造方法、初步確定毛坯形狀
4.1選擇毛坯的制造方式
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求,本零件是中批、大批大量生產(chǎn),還有零件的材料要求(45號(hào)鋼)及加工表面與非加工表面的技術(shù)要求,我們選擇毛坯的制造方式為鍛造。根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》(機(jī)械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學(xué)李益民主編) 零件材料為45鋼,采用模鍛,精度可達(dá)到IT11-15,因此毛坯的加工余量一般。
4.2毛坯尺寸確定
(1) 鍛件質(zhì)量
(2) 鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)
所以為。
(3)分模線形狀:平直對(duì)稱
(4)鍛件的材質(zhì)系數(shù):45號(hào)鋼含碳量0.42~0.5%,所以材質(zhì)系數(shù)為級(jí)。
根據(jù)上述數(shù)據(jù)參照《模鍛件機(jī)械加工余量與公差標(biāo)準(zhǔn)》(JB3834-1985)執(zhí)行。鍛件的公差范圍為普通級(jí)。查表的尺寸及公差如下:
階梯孔 ,左右表面AB ,外圓 43 ,上下表面CD 53,GH面98,EF面偏離零件設(shè)計(jì)面1.5mm。
4.3繪制毛坯圖
毛坯圖如下:
五、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
5.1定位基準(zhǔn)的選擇
(1) 精基準(zhǔn)的選擇:根據(jù)該零件的技術(shù)要求,選擇37的孔為精基準(zhǔn)。零件上的很多表面都可以用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工,即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”。為了保證50mm表面與其中心線垂直和保證60mm表面和零件的對(duì)稱面平行,須先將37的孔加工出來,再用它定位滿足其他尺寸要求。
(2)粗基準(zhǔn)的選擇:作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整,沒有飛邊、毛刺或其他表面缺陷。對(duì)于本零件而言,選擇50mm表面作為粗基準(zhǔn)。該表面毛坯質(zhì)量好,余量均勻。
5.2工件表面加工方法的選擇
階梯孔加工方法:粗鏜、半精鏜、精鏜
50mm面CD:粗銑、精銑
60mm面AB:粗銑、半精銑、精銑
直徑40mm外圓表面:粗車、精車
95mm面GH:粗銑
EF面:粗銑
螺紋孔M16X1.5:鉆孔、攻螺紋
螺紋孔3-M5:鉆孔、攻螺紋
半圓孔4-R3:插齒
5.3制定加工工藝路線
加工工藝方案分析:遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則,應(yīng)先加工37的孔。按照“先粗后精”的原則,先安排粗加工工藝,后安排精加工工藝。遵循“先主后次”的原則,先加工主要表面直徑37的孔級(jí)臺(tái)階孔端面,50mm表面,60mm表面,40mm外圓;后加工次要表面M16X1.5螺紋孔和3個(gè)M5深12的螺紋孔。遵循“先面后孔”原則,先加工支承塊四個(gè)表面、外圓表面,在加工3個(gè)孔。由于生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),故采用通用機(jī)床配專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)降低成本。因此確定加工路線如下:
工序10: 粗銑上下面CD
工序20: 粗鏜、半精鏜、精鏜Φ37階梯孔。粗鏜至尺寸Φ31和Φ、半精鏜至尺寸Φ、 精鏜至尺寸Φ
工序30: 精銑上下面CD
工序40:粗車、精車Φ40外圓并倒角
工序50: 精車Φ37階梯孔的階梯端面
工序60: 粗銑、半精銑、精銑左右面AB;
工序70:粗銑G、H面
工序80:粗銑E、F面
工序90: 鉆螺紋孔、攻螺紋;
工序100:鉆螺紋孔、攻螺紋;
工序110: 插齒
工序120:清洗、檢驗(yàn)入庫(kù)
5.4確定加工余量、工序尺寸及公差
5.4.1支承塊階梯孔工序尺寸及公差計(jì)算
階梯孔孔徑Φ,表面粗糙度為1.6,加工方案為粗鏜、半精鏜、精鏜, 階梯孔端面表面粗糙度為3.2而且有尺寸要求,加工方案為精車,下面求解各道工序尺寸及公差。
(1)用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表)
精鏜加工余量=0.5mm
半精鏜加工余量=2mm
粗鏜加工余量=4.5mm
毛坯總余量=各工序余量之和=(0.5+2+4.5)mm=7mm
精車加工余量=0.2mm
(2)計(jì)算各工序尺寸的基本尺寸
精鏜后孔徑應(yīng)達(dá)到圖樣規(guī)定尺寸,因此磨削工序尺寸即圖樣上的尺寸=mm(設(shè)計(jì)尺寸)。其他各道工序基本尺寸依次為
半精鏜=(37-0.5)mm=36.5mm
粗鏜=(36.5-2)mm=34.5mm
毛坯=(34.5-4.5)mm=30mm
(3)確定各道工序尺寸的公差及其偏差。
工序尺寸的公差按各加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度確定,查閱相關(guān)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教材中各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度表或參閱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖2-9進(jìn)行選擇。
精鏜前半精鏜取IT10級(jí),查表得=0.10mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-4)
粗鏜取IT12級(jí),查表得=0.25mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3-4)
毛坯公差取自毛坯圖,這里查閱《機(jī)械零件工藝性手冊(cè)》(GB/T 6414-1999),取=0.7mm。
(4)工序尺寸偏差按“入體原則”標(biāo)注
精鏜:mm
半精鏜:mm
粗鏜:mm
毛坯孔:mm
為了清楚起見,把上述結(jié)果匯于表5-1中。
表5-1 孔的工序尺寸及公差的計(jì)算 mm
工序名稱
工序間雙邊余量
工序達(dá)到的公差
工序尺寸及公差
精鏜
0.5
IT7
(H7)
半精鏜
2
IT10
粗鏜
3.5
IT12
毛坯孔
-
mm
鏜孔深度40-0.2=39.8mm
5.4.2上下面C、D的工序尺寸及公差計(jì)算
上下面C、D經(jīng)過了粗銑和精銑,用查表法確定各道工序的加工余量
計(jì)算各工序尺寸的基本尺寸。
粗銑(單邊)余量 =1.0mm 表面粗糙度6.3
精銑(單邊)余量=0.5mm 表面粗糙度3.2
5.4.3外圓表面的工序尺寸及公差計(jì)算
外圓表面經(jīng)過了粗車、精車兩道工步
用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量如下
粗車加工余量=2.8mm(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表)
精車加工余量=0.2mm(見課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表)
毛坯總余量=各工序余量之和=(2.8+0.2)mm=3mm
5.4.4左右面AB的加工余量的確定
用查表法確定各道工序的加工余量及毛坯總余量
工序尺寸的公差按各加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度確定,查閱相關(guān)“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教材中各種加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度表或參閱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖2-9進(jìn)行選擇。
精銑前半精銑取IT11級(jí),查表得=0.22mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表)
粗鏜取IT12級(jí),查表得=0.35mm(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表)
為了清楚起見,把上述結(jié)果匯于表中。
AB表面的工序尺寸及公差的計(jì)算 mm
工序名稱
工序間雙邊余量
工序達(dá)到的公差
工序尺寸及公差
精銑
0.5
IT8
半銑鏜
1
IT11
粗銑
1.5
IT12
毛坯孔
-
mm
5.4.5.由于G、H、E、F表面只要粗銑就可以達(dá)到加工要求所以它們工序的加工余量均為1.5。
5.5選擇機(jī)床及對(duì)應(yīng)夾具、量具、刃具
5.5.1選擇機(jī)床
(1)工序10、30、60、70、80是銑削加工,各工序的工步數(shù)不多,成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率,根據(jù)工件尺寸選用X5020A立式銑床。(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-5)
(2)工序90、100是鉆孔、攻螺紋。根據(jù)工件尺寸可以選用Z5125A型立式鉆床。(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-6)
(3)工序20是粗鏜、半精鏜、精鏜孔,根據(jù)工件尺寸可以選用T618型臥式鏜床。(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5-9)
(4)工序40、50是車削加工。根據(jù)工件尺寸可以選用CA6140型臥式車床。
(5)工序110是插孔。根據(jù)工件尺寸選用Y54B型插齒機(jī)。
5.5.2選擇夾具
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保證加工質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度??梢栽O(shè)計(jì)專用夾具。
5.5.3選擇量具
本零件屬成批生產(chǎn),一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精
度要求、尺寸和形狀特點(diǎn),參考本書有關(guān)資料,選擇如下。
(1)選擇加工孔用量具。mm孔經(jīng)粗鏜、半精鏜、精鏜三次加工。粗鏜至mm,半精鏜mm。
① 粗鏜孔mm,公差等級(jí)為ITl2,選擇測(cè)量范圍0mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。
② 半精鏜孔mm,公差等級(jí)為IT10,選擇測(cè)量范圍0mm-60mm的內(nèi)徑千分尺即可。
③ 精鏜孔mm,由于精度要求高,加工時(shí)每個(gè)工件都需進(jìn)行測(cè)量,故宜選用極限量規(guī)。根據(jù)孔徑可選三牙鎖緊式圓柱塞規(guī)(GB/T 6322-1986)。
(2)Φ15螺紋孔、Φ4螺紋孔,選擇測(cè)量范圍0mm-20mm的內(nèi)徑千分尺即可。
(3)其他尺寸如:AB面、CD面、GH面的尺寸可以選用0mm-100mm游標(biāo)卡尺。
5.5.4選擇刃具
(1)銑削AB、CD、EF、GH面時(shí),選用鑲齒套式硬質(zhì)合金端面銑刀,直徑D=Φ80mm
(2)鏜孔時(shí)選用機(jī)夾單刃硬質(zhì)合金鏜刀直徑D=Φ20mm
(3)車階梯孔階梯端面時(shí)選用端面車刀。
(4)鉆孔mm時(shí),選用直柄麻花鉆,直徑mm。
(5)鉆孔mm時(shí),選用直柄麻花鉆,直徑mm。
(6)攻螺紋時(shí)用M16、M5的螺紋刀。
(7)插齒時(shí)選用的插刀。
5.6確定切削用量、基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)
5.6.1工序10 粗銑
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
粗銑時(shí),為提高銑削效率,一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)工作行程完成,所以粗銑CD面的加工余量為1mm,選擇背吃刀量。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇每齒進(jìn)給量為0.05mm/z.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇切削速度
(2)確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6,磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm,由表9。4-7查得刀具的耐用度。
(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
(B)確定時(shí)間定額
走刀基本時(shí)間1.038min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
15mm
其中d=60mm;;
=3~5,取=5mm
=96.34mm/min
5.6.2工序20 粗鏜、半精鏜、精鏜
1. 粗鏜
鏜37的孔:
(A)確定切削用量
a. 確定背吃用量
粗鏜時(shí),為提高效率,一般選擇鏜削背吃刀量等于加工余量,一個(gè)工作行程鏜完,所以粗鏜大孔時(shí)加工余量為4.5mm,選擇背吃刀量
b. 確定進(jìn)給量和切削速度
(1)根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-69,選擇進(jìn)給量為f=0.3mm/r 切削速度為0.66m/s.
(2)確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表3-7取粗鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。
(3)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
(B)確定時(shí)間定額
基本時(shí)間0.278min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;f 為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量。
7mm
其中4.5mm;
=0
。
鏜31的孔:
(A)確定切削用量
a. 確定背吃用量
粗鏜時(shí),為提高效率,一般選擇鏜削背吃刀量等于加工余量,一個(gè)工作行程鏜完,所以粗鏜大孔時(shí)加工余量為1mm,選擇背吃刀量
b.確定進(jìn)給量和切削速度
(1)根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-69,選擇進(jìn)給量為f=0.3mm/r 切削速度為0.66m/s.
(2)確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表3-7取粗鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。
(3)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
(B)確定時(shí)間定額
基本時(shí)間0.116min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量。
7mm
其中4.5mm;,=0,。
2. 半精鏜
(A)確定切削用量
a 確定背吃用量
半精鏜時(shí),半精鏜時(shí)一般為1.5~3mm或更小,所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量,即a=2mm。
b確定進(jìn)給量和切削速度
c根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-69,選擇進(jìn)給量為0.2mm/r 切削速度為1.32m/s.
(2)確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表3-7取半精鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。
(3)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
(B)確定時(shí)間定額
基本時(shí)間0.019min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量。
7mm
其中4.5mm;
=0,。
3.精鏜
(A)確定切削用量
a 確定背吃用量
取背吃刀量等于其在此工序的加工余量,即a=0.5mm。
b確定進(jìn)給量和切削速度
c根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-69,選擇進(jìn)給量為0.15mm/r 切削速度為1m/s.
(2)確定鏜刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表3-7取半精鏜時(shí)單刃鏜刀刀具的耐用度T=50min。
(3)確認(rèn)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
基本時(shí)間0.334min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量。
7mm
其中4.5mm;,=0,。
5.6.3工序30 精銑CD面
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
精銑時(shí),精銑時(shí)一般為0.1~1mm或更小,所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量,即a=0.5mm。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇每齒進(jìn)給量為0.6mm/z.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇切削速度。
(2)確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6,取磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm,由表9。4-7查得刀具的耐用度。
(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
。
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間0.103min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
15mm
其中d=60mm;;
=3~5,取=5mm
=967.36mm/min
5.6.4工序40 粗車、精車
粗車:
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
粗車時(shí),取背吃刀量等于其在此工序的加工余量,即a=2.8mm。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-57,選擇進(jìn)給量為0.4mm/r.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-60,選擇切削速度。
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
。
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間0.08min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
5mm
其中2.8mm;
=0,。
精車:
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
粗車時(shí),取背吃刀量等于其在此工序的加工余量,即a=0.2mm。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-58,選擇進(jìn)給量為1.5mm/r.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-60,選擇切削速度。
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
。
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間0.019min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
5mm
其中2.8mm;
=0,。
5.6.5工序50 精車
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
精車時(shí),取背吃刀量等于其在此工序的加工余量,即a=0.2mm。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-58,選擇進(jìn)給量為1.6mm/r.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-60,選擇切削速度。
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
。
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間0.011min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
5mm
其中2.8mm;
=5,。
5.6.6工序60 粗銑、半精銑、精銑
1.粗銑:
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
粗銑時(shí),為提高銑削效率,一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)工作行程完成,所以粗銑AB面的加工余量為0.75mm,選擇背吃刀量。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇每齒進(jìn)給量為0.04mm/z.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇切削速度
(2)確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6,磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm,由表9.4-7查得刀具的耐用度。
(3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
(B)確定時(shí)間定額
走刀基本時(shí)間0.895min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
10mm
其中d=60mm;;
=3~5,取=5mm
=77.07mm/min
2. 半精銑:
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
半精銑時(shí),背吃刀量一般為0.5―2mm,所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量,即a=0.5mm。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇每齒進(jìn)給量為0.06mm/z.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇切削速度。
(2)確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6,取磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm,由表9。4-7查得刀具的耐用度。
(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間0.621min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
10mm
其中d=60mm;;
=3~5,取=5mm
=111mm/min
3. 精銑:
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
精銑時(shí),背吃刀量一般為0.1~1mmmm,所以取背吃刀量等于其在此工序的加工余量,即a=0.25mm。
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇每齒進(jìn)給量為0.4mm/z.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇切削速度。
(2)確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6,取磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm,由表9。4-7查得刀具的耐用度。
(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n:
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間0.107min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
10mm
其中d=60mm;;
=3~5,取=5mm
=644.9mm/min
5.6.7工序70 粗銑EF面
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
粗銑時(shí),為提高銑削效率,一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)工作行程完成,所以粗銑G、H面的加工余量為1.5mm,選擇背吃刀量。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇每齒進(jìn)給量為0.04mm/z.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇切削速度
(2)確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6,磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm,由表9.4-7查得刀具的耐用度。
(3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
粗銑G面時(shí):
(B)確定時(shí)間定額
走刀基本時(shí)間0.911min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
16mm
其中d=80mm;;
=3~5,取=4mm
=77.2mm/min
粗銑H面時(shí):
(B)確定時(shí)間定額
走刀基本時(shí)間0.677min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
8mm
其中d=80mm;;
=3~5,取=4mm
=77.2mm/min
5.6.8工序80 粗銑EF面
(A)確定切削用量
a.確定背吃刀量
粗銑時(shí),為提高銑削效率,一般選擇銑削背吃刀量等于加工余量。一個(gè)工作行程完成,所以粗銑E、F面的加工余量為1.5mm,選擇背吃刀量。
b.確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇每齒進(jìn)給量為0.04mm/z.
c.選取切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-72,選擇切削速度
(2)確定銑刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-6,磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.5mm,由表9.4-7查得刀具的耐用度。
(3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
(B)確定時(shí)間定額
走刀基本時(shí)間0.703min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;為工作臺(tái)水平進(jìn)給量。
12mm
其中d=80mm;;
=3~5,取=4mm
=77.2mm/min
5.6.9工序90 鉆孔、攻螺紋
鉆孔:鉆Φ15螺紋孔;
(A) 確定切削用量
a. 確定背吃刀量
因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為15mm。一次工作行程鉆完,所以選擇背吃刀量a=14mm。
b. 確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-64,選擇進(jìn)給量f為0.31mm/r
c. 確定切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-66,選擇切削速度Vc=0.2m/s
(2)確定麻花鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度
T=100min。
(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間0.648min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量。
=4mm
其中D=14mm;
=1~4,取=0mm
攻M16內(nèi)螺紋(P=1.5mm):
(A) 確定切削用量
a. 確定背吃刀量
因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為1mm。一次工作行程攻完,所以選擇背吃刀量a=1mm。
b. 確定進(jìn)給量
進(jìn)給量應(yīng)為螺距P,故f=1.5mm/r
c. 確定切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-83,選擇切削速度Vc=29.4m/min
(2)確定麻花鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表3-7,取絲錐的耐用度T=100min。
(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間+=0.592min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量。
=1.5mm;=3;n=585.2r/min
5.6.10工序100 鉆孔、攻螺紋
鉆孔:鉆Φ4螺紋孔;
(A) 確定切削用量
a. 確定背吃刀量
因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為4mm。一次工作行程鉆完,所以選擇背吃刀量a=4mm。
b. 確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-64,選擇進(jìn)給量f為0.08mm/r
c. 確定切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-66,選擇切削速度Vc=0.2m/s
(2)確定麻花鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表3-7,取鉆削時(shí)麻花鉆刀具的耐用度T=100min。
(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間0.236min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量。
=3mm
其中D=14mm;
取=0mm
攻M5內(nèi)螺紋(P=1.5mm):
(A) 確定切削用量
a. 確定背吃刀量
因?yàn)榈谝淮毋@孔的加工余量為1mm。一次工作行程攻完,所以選擇背吃刀量a=1mm。
b. 確定進(jìn)給量
進(jìn)給量應(yīng)為螺距P,故f=1.5mm/r
c. 確定切削速度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-83,選擇切削速度Vc=12.5m/min
(2)確定麻花鉆的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表3-7,取絲錐的耐用度T=100min。
(3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間+=0.518min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度;f為主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量。
=1.5mm;=3;n=796.2r/min
5.6.11工序110 插齒
(A) 確定切削用量
a. 確定背吃刀量
因?yàn)椴妪X的加工余量為3mm。一次工作行程攻完,所以選擇背吃刀量a=3mm。
b. 確定進(jìn)給量
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7-99,選擇圓周進(jìn)給量0.25mm/dst,
徑向進(jìn)給量=0.08mm/dst
c. 確定切削速度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7-100,選擇切削速度Vc=16m/min
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表7-100,刀具耐用度為7h。
(B)確定時(shí)間定額
一次走刀基本時(shí)間=0.225min
其中為切削加工長(zhǎng)度;為刀具切入長(zhǎng)度;為刀具切出長(zhǎng)度
=2mm;=2mm
六、夾具設(shè)計(jì)
2 銑C面專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工支撐塊零件時(shí),需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容,需要設(shè)計(jì)加工工藝孔夾具及銑C面夾具一套。將用于立式銑床
2.1 銑底面夾具設(shè)計(jì)
2.1.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來粗銑C面,該底平面對(duì)孔的中心線要滿足尺寸要求以及平行度要求。在粗銑此C面時(shí),其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求,最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí),應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
2.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知:粗銑平面軸線有尺寸要求及平行度要求,其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi),在此選用V形塊定心自動(dòng)找到中心線,這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。
采用V形塊定心平面定位的方式,保證平面加工的技術(shù)要求。同時(shí),應(yīng)加一側(cè)面定位支承來限制一個(gè)沿軸移動(dòng)的自由度。
2.1.3 切削力及夾緊分析計(jì)算
刀具材料:(高速鋼端面銑刀)
刀具有關(guān)幾何參數(shù):
由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-9 可得銑削切削力的計(jì)算公式:
式(2.1)
查參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得:
對(duì)于灰鑄鐵: 式(2.2)
取 , 即
所以
由參考文獻(xiàn)[17]《金屬切削刀具》表1-2可得:
垂直切削力 :(對(duì)稱銑削) 式(2.3)
背向力:
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況,找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài),按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠,再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即:
式(2.4)
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算:
式(2.5)
式中:為各種因素的安全系數(shù),見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表可得:
所以 式(2.6)
式(2.7)
式(2.8)
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大,為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便,決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算:
式(2.9)
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得:
其中:
螺旋夾緊力:
易得:
經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力,因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。
2.1.4 誤差分析與計(jì)算
該夾具以平面定位V形塊定心,為了滿足工序的加工要求,必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差,一般可用下式表示:
式(2.10)
由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得:
⑴、平面定位V形塊定心的定位誤差 :
⑵、夾緊誤差 : 式(2.11)
其中接觸變形位移值:
式(2.12)
⑶、磨損造成的加工誤差:通常不超過
⑷、夾具相對(duì)刀具位置誤差:取
誤差總和:
從以上的分析可見,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
2.1.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述,應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率,但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式,在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小,工件材料易切削,切削力不大等特點(diǎn)。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較,選用了手動(dòng)夾緊方式(螺旋夾緊機(jī)構(gòu))。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大,在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外,當(dāng)夾具有制造誤差,工作過程出現(xiàn)磨損,以及零件尺寸變化時(shí),影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象,支承釘和V形塊采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。
結(jié) 論
通過本次的課程設(shè)計(jì),使我能夠?qū)镜闹R(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí),對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解,本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、銑、鏜、鉆夾具的設(shè)計(jì)與分析,對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。
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致謝
課程設(shè)計(jì)是將大學(xué)所學(xué)的知識(shí)融合在一起,綜合運(yùn)用所有的相關(guān)專業(yè)知識(shí),是課本知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計(jì),使我的專業(yè)知識(shí)在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高,這離不開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計(jì)分析是在老師的指導(dǎo)下完成的,在分析的過程中,尹長(zhǎng)城老師給了我很大的鼓勵(lì),在設(shè)計(jì)分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計(jì)思路,增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力,與我們一起討論問題,使我對(duì)分析有了更清晰明確的認(rèn)識(shí),使我受益非淺。
課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練,這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過程。“千里之行始于足下”,通過這次課程設(shè)計(jì),我深深體會(huì)到這句千古言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計(jì),學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地地邁開這一步,就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
說實(shí)話,課程設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累。然而一著手清理自己的設(shè)計(jì)結(jié)果,仔細(xì)回味課程設(shè)計(jì)的心路歷程,一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一部,是我人生中的一點(diǎn)小小的勝利,然而它令我感到自己成熟了許多。
通過課程設(shè)計(jì),使我深深體會(huì)到,干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過程中,許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂;有時(shí)應(yīng)為不小心計(jì)算出錯(cuò),只能毫不留情地重做。但一想起老師平時(shí)多耐心的教導(dǎo),想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任,想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故,我不禁時(shí)刻提醒自己,一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。
經(jīng)歷了課程設(shè)計(jì),使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正的貧乏,自己綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力是如此的不足,幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程,今天才知道自己并不會(huì)用。想到這里,我真的有點(diǎn)心急了。
由于課程時(shí)間的倉(cāng)促,很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時(shí)間去細(xì)細(xì)追究來源,比如網(wǎng)格劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等,這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個(gè)大體上的方向,離實(shí)際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的,因?yàn)榉较虼_定了,就會(huì)用最少的精力做好事情,這對(duì)于我以后的工作至關(guān)重要。因?yàn)樵趯?shí)際生產(chǎn)生活中,要從事的工種是千差萬別的,只有從中找到自己最拿手,最有發(fā)展前途的崗位,個(gè)人才有更多的熱情,也最可能在自己的崗位做出一些貢獻(xiàn)。