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机械制造技术基础课程设计说明书设计题目设计“杠杆”零件机械加工工艺规程及工艺装备设计者:班级学号:指导老师:湖南电子科技职业学院年月日湖南电子科技职业学院机械制造技术基础课程设计任务书题目设计“杠杆”零件的机械加工工艺及相关工序的专业夹具内容
1.零件图1张
2.毛坯图1张3.课程设计说明书1张
4.夹具装备图1张
5.夹具体零件图1张
6.机械加工工艺过程综合卡片1张
7.机械加工工艺规程卡片1套原始资料:该零件图样,班级学号学生指导老师系(教研室)主任年月日“杠杆”零件的机械加工工艺课程设计说明书
一、零件的分析
1、零件的作用题目给的零件是杠杆零件,主要作用是固定作用
2、零件的形状具体尺寸,公差如下图所示
二、零件的工艺分析由零件图可知,其材料为HT200,该材料为灰铸铁,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和要求耐磨零件
1.选择毛坯该零件材料为45钢考虑到车床在车前螺纹工作中要经常正.反,向旋转,该零件在工作过程中则经常承受交变载荷,因此应该选用铸件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠该零件生产是中批量生产
2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差参见本书第五章第一节,钢质模铸件的公差及机械加工余量按GB/T12362——2003确定要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应先确定如下各项因素
(1)铸件公差等级由该零件的功用和技术要求,确定其铸件公差等级为普通级
(2)铸件质量mf根据零件成品质量
1.18Kg估算为mf=
1.23Kg3确定毛坯尺寸毛坯尺寸见下表杠杆(铸件)尺寸/mm零件尺寸单面加工余量铸件尺寸
151.
818.654360ф
252.2ф
20.64确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据铸件质量、材质系数、形状复杂系数从下表中查得杠杆(铸件)尺寸偏差/mm铸件尺寸公差根据
18.66表5-3608表5-
320.66表5-35设计毛坯图
(1)确定模锻斜度外模锻斜度α=2°内模锻斜度加大,取β=3°
(2)确定分模位置由于毛坯是圆盘类铸件,应采取纵向分模,这样可以冲内孔,使材料利用率得到提高为了便于起模及便于发现上、下模在模锻过程中错移,选择最大直径的对称平面为分模面,分模线为直线,属平直分模线下图为本零件的毛坯图·
三、选择加工方法,制定工艺路线1.定位基准的选择本零件是带孔的杠杆,孔是其设计基准(亦是装配基准和测量基准),为避免由于基准不重合而产生的误差,应选孔为定位基准,即遵循“基准重合”的原则具体而言,即选ф25H9mm孔及一端面作为精基准由于本杠杆大部分表面需加工,因此应选大圆及下端面为粗基准2.零件表面加工方法的选择本零件的加工有内孔、端面及小孔等材料为45钢以公差等级和表面粗糙度要求,参考本指南有关资料,其加工方法选择如下
(1)ф25mmH9内孔公差等级为9,表面粗糙度为Ra
3.2,毛坯孔以铸出,只需直接粗钻孔再绞即可
(2)ф10mmH7内孔公差等级为7,表面粗糙度为Ra
1.6,毛坯孔以铸出,只需直接粗钻孔再绞即可
(3)ф8mmH7内孔公差等级为7,表面粗糙度为Ra
1.6,毛坯孔以铸出,只需直接粗钻孔再绞即可
(4)端面本零件尺寸精度要求不高,表面粗糙度为A面
3.
2、B面
6.3两种要求A面、A1面、A2面先粗铣再精铣,B面、B1面、B2面粗铣制定工艺路线杠杆的加工工艺路线一般是先进行面的加工,再进行孔的加工杠杆加工包括上下表面及孔内的加工按照先加工基准面及先粗后精的原则,该零件加工可按下述工艺路线进行工序10毛坯准备工步一铸造毛坯工步二表面时效热处理工步三涂底漆工序20粗铣精铣φ40上下端面和宽度为30的平台面工步一粗、精铣φ40上端面和宽度为30的平台面工步二粗、精铣φ40下端面工序30粗精铣φ30凸台面工序40钻、扩、粗铰、精铰Φ25H9mm孔工步一钻Φ25(H9)孔工步二扩钻Φ25(H9)孔工步三粗铰φ25(H9)孔工步四精铰φ25(H9)孔工序50钻、粗铰、精铰2×Φ8(H7)mm孔工步一钻2×Φ8(H7)孔工步二粗铰2×φ8(H7)孔工步三精铰2×φ8(H7)孔工序60钻、粗铰、精铰Φ10(H7)mm孔工步一钻Φ10(H7)孔工步二粗铰Φ10(H7)孔工步三精铰Φ10(H7)孔工序70清洗工序80检验再清洗、干燥、涂防锈油、包袋入库
四、工序设计
1、选择加工设备与工艺装备粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用立铣,选择XA6132万能立式升降铣床(参考文献机械工艺设计手册,主编李益民,机械工业出版社出版社),刀具选D=50mm的圆柱形铣刀(参考文献机械工艺设计手册,主编李益民,机械工业出版社出版)、专用夹具、专用量具和游标卡尺粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面采用XA6132万能立式升降铣床,刀具选D=50mm的圆柱形铣刀,专用夹具、专用量检具和游标卡尺钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm采用Z550型钻床,刀具选莫氏锥柄麻花钻(莫氏锥柄2号刀)D=23mm,专用钻夹具,专用检具扩孔钻钻孔Ф25H9使尺寸达到Ф
24.8mm采用立式Z550型钻床,刀具选D=
24.7mm的锥柄扩孔钻(莫氏锥度3号刀),专用钻夹具和专用检具粗铰孔Ф25H9使尺寸达到Ф
24.94mm采用立式Z550型钻床,刀具选D=
24.94mm的锥柄机用铰刀,专用钻夹具和专用检具精铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25H9采用立式Z550型钻床,刀具选D=25mm的锥柄机用铰刀,并倒1×45°的倒角钻用铰夹具和专用检量具钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸达到
7.8mm采用立式Z518型钻床,刀具选用D=
7.8mm的直柄麻花钻,专用钻夹具和专用检量具钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到Φ
9.8mm采用立式Z518型钻床,刀具选用D=
9.8mm的直柄麻花钻,专用的钻夹具和量检具粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ
9.96mm采用立式Z518型钻床,刀具选用D=10mm的直柄机用铰刀,专用夹具和专用量检具精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(H7)mm采用立式Z518型钻床,选择刀具D=10mm的精铰刀,使用专用夹具和量检具粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ
7.96mm采用立式Z518型钻床,选择刀具为D=8mm直柄机用铰刀,使用专用夹具和专用量检具精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)采用立式Z518型钻床,选择刀具为D=8mm的直柄机用铰刀,使用专用的夹具和专用的量检具
(4)选择量具本零件属成批生产,一般情况下尽量采用通用量具根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点,参考本书有关资料,选择如下
①选择各外圆加工面的量具本零件各外圆加工面的量具见表内圆加工面所用夹具/mm工序加工面尺寸尺寸公差量具Ⅰφ
250.052读数值
0.001,测量范围0-1000千分表(表5-108)Ⅱφ
100.015读数值
0.005,测量范围0-200千分表(表5-108)Ⅲφ
80.015读数值
0.005,测量范围0-200千分表(表5-108)以上均为基孔制,均先粗镗,再精镗Ⅰ公差等级为IT
9、Ⅱ公差等级为IT
7、Ⅲ公差等级为IT7
②选择加工轴向尺寸所用量具加工轴向尺寸所用量具见下表加工轴向尺寸所用量具/mm工序尺寸及公差量具Ⅰ读数值
0.02,测量范围0-150游标卡尺ⅡⅢ
2、确定工序尺寸⑴确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关前面已确定各圆柱面的总加工余量(毛坯余量),应将毛坯余量分为各工序加工余量,然后由后往前计算工序尺寸中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度/mm加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度/um粗精粗精粗精孔2.
81.6孔————————¢10+
0.0150孔————————————2)下表面A面,粗铣3mm上表面粗糙度为Ra
6.3,表面B面粗铣
2.5mm,表面粗糙度为Ra
6.3,再精铣
0.5mm,表面粗糙度为Ra
3.2确定切削用量与时间定额的计算工序一毛坯准备(省略)工步一铸造毛坯工步二表面时效热处理由于毛坯铸造内应力较大为了消除内应力,减少变形,保证精度的稳定性,铸造后要安排人工时效处理(加热到500-550℃,加热速度50-120℃/h,保温4-6h,冷却速度≤30℃/h,出炉温度≤200℃)工步三涂底漆工序二粗铣精铣φ40上下端面和宽度为30的平台面工步一粗、精铣φ40上端面和宽度为30的平台面
1、加工条件工件材料灰铸铁,铸造加工要求粗、精铣φ40上端面和宽度为30的平台面,使表面粗糙度达到Ra=
3.2机床XA6132万能立式升降铣床(查《机械制造工艺手册》表[4-16])刀具根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社),选择高速钢圆柱形铣刀铣φ40上端面和宽度为30的平台面,铣刀直径可根据铣削深度,铣削宽度,按下式计算确定端铣刀=56-64mm式中为铣刀直径,为铣削宽度根据表
21.2,铣刀直径选择50mm,根据表
21.4,圆柱形铣刀规格(GB1115-85),铣刀直径D=50mm,极限偏差js16;L=80mm,极限偏差js16;d=22mm,极限偏差H7;;粗铣用粗齿,齿数Z=6;精铣用细齿,齿数Z=8粗铣平面选用=3~8mm,精铣平面选用=
0.1~1mm由于铸造加工余量(+
6.5mm~-
4.5mm),查《金属机械加工工艺人员手册》(第三版)P1012表[12-2]选精度等级为14级
(2)铸造件在表面粗糙度许可的要求下,一般通过一次粗铣就能达到尺寸要求,但由于尺寸有余,故考虑一次进行铣削此时,在确定好铣削量的同时,使刀尖避开工件表面的铸硬度粗铣=3mm,精铣=1mm
(3)进给量的选择查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[6-12]取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣=
0.25mm/齿,精铣=
0.06mm/齿
(4)切削速度查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[6-14]由于粗铣铸造件时,切削负载和载荷较大,故V应取较小值V=15m/min精铣26m/min
(5)铣刀直径和工作台的进给量查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[10-38]和[10-39]得D=50mm则粗铣=1000×15/
3.14×50=
95.54r/min取=96r/min按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=95r/minv=
3.14×95×50/1000=
14.92m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=
0.25×6×95=
142.5m/min精铣=1000×26/
3.14×50=
165.6r/min取=166r/min按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=150r/minv=
3.14×50×150/1000=
23.55m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=
0.06×8×150=72m/min
(6)切削工时查《金属切削手册》(上海科学出版社)选=83mm,=
8.3mm=3mm粗铣
94.3/
142.5=
0.66min精铣
94.3/72=
1.31min工步二粗、精铣φ40下端面
1、加工条件工件材料灰铸铁,铸造加工要求粗、精铣φ40下端面,使表面粗糙度达到Ra=
3.2机床XA6132万能立式升降铣床(查《机械制造工艺手册》表[4-16])刀具根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社),选择高速钢圆柱形铣刀铣粗、精铣φ40下端面,铣刀直径可根据铣削深度,铣削宽度,按下式计算确定端铣刀=56-64mm式中为铣刀直径,为铣削宽度根据表
21.2,铣刀直径选择50mm,根据表
21.4,圆柱形铣刀规格(GB1115-85),铣刀直径D=50mm,极限偏差js16;L=80mm,极限偏差js16;d=22mm,极限偏差H7;;粗铣用粗齿,齿数Z=6;精铣用细齿,齿数Z=8粗铣平面选用=3~8mm,精铣平面选用=
0.1~1mm由于铸造加工余量(+
6.5mm~-
4.5mm),查《金属机械加工工艺人员手册》(第三版)P1012表[12-2]选精度等级为14级
(2)铸造件在表面粗糙度许可的要求下,一般通过一次粗铣就能达到尺寸要求,但由于尺寸有余,故考虑一次进行铣削此时,在确定好铣削量的同时,使刀尖避开工件表面的铸硬度粗铣=3mm,精铣=1mm
(3)进给量的选择查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[6-12]取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣=
0.25mm/齿,精铣=
0.03mm/齿
(4)切削速度查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[6-14]由于粗铣铸造件时,切削负载和载荷较大,故V应取较小值V=15m/min精铣30m/min
(5)铣刀直径和工作台的进给量查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[10-38]和[10-39]得D=50mm则粗铣=1000×15/
3.14×50=
95.54r/min取=96r/min按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=95r/minv=
3.14×95×50/1000=
14.92m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=
0.25×6×95=
142.5m/min精铣=1000×30/
3.14×50=
165.6r/min取=190r/min按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=190r/minv=
3.14×50×190/1000=
29.83m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=
0.03×8×190=
45.6m/min
(6)切削工时查《金属切削手册》(上海科学出版社)选=30mm,=
8.3mm=3mm粗铣
41.3/
142.5=
0.29min精铣
41.3/
45.6=
0.91min工序三粗精铣φ30凸台面
1、加工条件工件材料灰铸铁,铸造加工要求粗、精铣2—φ30凸台面,使表面粗糙度达到Ra=
6.3机床XA6132万能立式升降铣床(查《机械制造工艺手册》表[4-16])刀具根据机械加工工艺师手册(机械工业出版社),选择高速钢圆柱形铣刀粗、精铣2—φ30凸台面,铣刀直径可根据铣削深度,铣削宽度,按下式计算确定端铣刀=42-48mm式中为铣刀直径,为铣削宽度根据表
21.2,铣刀直径选择50mm,根据表
21.4,圆柱形铣刀规格(GB1115-85),铣刀直径D=50mm,极限偏差js16;L=80mm,极限偏差js16;d=22mm,极限偏差H7;;粗铣用粗齿,齿数Z=6;精铣用细齿,齿数Z=8粗铣平面选用=3~8mm,精铣平面选用=
0.1~1mm由于铸造加工余量(+
6.5mm~-
4.5mm),查《金属机械加工工艺人员手册》(第三版)P1012表[12-2]选精度等级为14级
(2)铸造件在表面粗糙度许可的要求下,一般通过一次粗铣就能达到尺寸要求,但由于尺寸有余,故考虑一次进行铣削此时,在确定好铣削量的同时,使刀尖避开工件表面的铸硬度粗铣=3mm,精铣=1mm
(3)进给量的选择查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[6-12]取圆柱铣刀铣削铸造件的进给量粗铣=
0.25mm/齿,精铣=
0.06mm/齿
(4)切削速度查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[6-14]由于粗铣铸造件时,切削负载和载荷较大,故V应取较小值V=15m/min精铣26m/min
(5)铣刀直径和工作台的进给量查《金属切削手册》(上海科学出版社)表[10-38]和[10-39]得D=50mm则粗铣=1000×15/
3.14×50=
95.54r/min取=96r/min按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=95r/minv=
3.14×95×50/1000=
14.92m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=
0.25×6×95=
142.5m/min精铣=1000×26/
3.14×50=
165.6r/min取=166r/min按机床(XA6132万能立式升降铣床)选取=150r/minv=
3.14×50×150/1000=
23.55m/min当时,工作台的每分钟的进给量,=
0.06×8×150=72m/min
(6)切削工时查《金属切削手册》(上海科学出版社)选=30mm,=
8.3mm=3mm粗铣
41.3/
142.5=
0.33min则粗铣2—φ30凸台面2=2×
0.33=
0.66min精铣
41.3/72=
0.57min则精铣2—φ30凸台面2=2×
0.57=
1.14min工序四钻、扩、粗铰、精铰Φ25H9mm孔
1、加工余量的确定查参考文献得,钻孔余量为
23.0mm,扩孔的余量为
1.8mm,粗铰的余量为
0.14mm,精铰的余量为
0.06mm.
2、切削用量的计算
(1)钻孔工步1)背吃刀量的确定ap=
23.0mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
0.4mm/r3)切削速度的计算由于该材料为HT200,由参考文献初选切削速度为V为20m/min由公式可求得该工序的钻头转速n=
276.93r/min,参照参考文献所列Z550型立式钻床的主轴转速,取转速n=250r/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
(2)扩孔工步1)背吃刀量的确定ap=
1.8mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
1.2mm/r3)切削速度的计算由参考文献初选切削速度为V为4m/min由公式可求得该工序的钻头转速n=
51.36r/min,参照参考文献所列Z550型立式钻床的主轴转速,取转速n=47r/min,再将此转速代入公式n=1000V/∏d便求得该工序的实际钻削速度为
(3)粗铰工步1)背吃刀量的确定ap=
0.14mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
1.0mm/r3)切削速度的计算由参考文献初选切削速度为V为3m/min由公式可求得该工序的铰刀的转速n=
38.28r/min,参照参考文献所列Z550型立式钻床的主轴转速,取转速n=47r/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
(4)精铰工步1)背吃刀量的确定ap=
0.06mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
0.8mm/r3)切削速度的计算由参考文献初选切削速度为V为5m/min由公式可求得该工序的铰刀的转速n=
63.69r/min,参照参考文献所列Z550型立式钻床的主轴转速,取转速n=63/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
3、时间定额的计算
(1)基本时间tj的计算1)钻孔工步由参考文献,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/fn求得其中1=54mm,l2=1mm,l1=D×cotkr/2+1~2=
23.0×cot56°/2+1~2=
8.7mm;f=
0.4mm/r;n=250r/min将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(54mm+
8.7mm+1mm)/(
0.4mm/r×250r/min)=
0.637min2)扩孔工步由参考文献表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/fn求得其中1=54mm,l2=3mm,l1=D-d1×cotkr/2+1~2=
24.8-
23.0×cot60°/2+1~2=
2.525mm;f=
1.2mm/r;n=47r/min将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(54mm+
2.525mm+3mm)/(
1.2mm/r×47r/min)=
1.055min3)粗铰工步由参考文献钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/f求得式中l1,l2由参考文献按kr=
150、ap=D-d/2=
24.94-
24.8/2=
0.07mm的条件查得l1=
0.37mm;l2=15mm;l=54mm;f=
1.0mm/r;n=47r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(54mm+
0.37mm+15mm)/(
1.0mm/r×47r/min)=
1.48min4)精铰工步由参考文献表5-41钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/f求得式中l1,l2由参考文献按kr=
150、ap=D-d/2=
25.0-
24.94/2=
0.03mm的条件查得l1=
0.19mm;l2=13mm;l=54mm;f=
0.8mm/r;n=63r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(54mm+
0.19mm+13mm)/(
0.8mm/r×63r/min)=
1.33min
(2)辅助时间ta的计算由参考文献可知,辅助时间ta与基本时间tj的关系为ta=
0.15~
0.2tj,在这里取ta=
0.15tj,则各本工序的辅助时间为工序4的钻孔的辅助时间ta=
0.15×
38.22s=
5.73s工序4的扩孔的辅助时间ta=
0.15×
63.3s=
9.5s工序4的粗铰的辅助时间ta=
0.15×
88.8s=
13.32s工序4的精铰的辅助时间ta=
0.15×
79.8s=
11.97s
(3)其它时间tm的计算除了作业时间(基本时间与辅助时间)以外,每道工序的单件时间还包括布置工作地时间tb、休息与生理需要时间tx和准备与终结时间由本例杆杠的生产类型为大量生产,分摊到每个工件的准备与终结时间很少,可忽略不计;布置工作地时间和休息与生理需要时间与作业时间的关系为tb+tx=6%×(tj+ta);所以工序4的钻孔的其它时间tb+tx=6%×(
38.22+
5.73)s=
2.67s工序4的扩孔的其它时间tb+tx=6%×(
63.3+
9.5)s=
4.37工序4的粗铰的其它时间tb+tx=6%×(
88.8+
13.32)s=
6.13s工序4的精铰的其它时间tb+tx=6%×(
79.8+
11.92)s=
5.51s
(4)单件时间tdj的计算本工序的单件时间为四个工步的时间总和其中钻孔工步tdj钻=(
2.64+
38.22+
5.73)s=
46.6s扩孔工步tdj扩=
4.37+
63.3+
9.5s=
77.53s粗铰工步tdj粗铰=
6.13+
88.8+
13.32s=
108.25s精铰工步tdj精铰=
5.51+
79.8+
11.97s=
97.28s所以工序4的单件时间为tdj=tdj钻+tdj扩tdj粗铰+tdj精铰=
46.6+
77.53+
108.25+
97.28s=
329.66s工序五钻、粗铰、精铰2×φ8(H7)孔
1、加工余量的确定查参考文献得,钻孔余量为
7.8mm,粗铰的余量为
0.16mm,精铰的余量为
0.04mm.
2、切削用量的计算
(1)钻孔工步1)背吃刀量的确定ap=
7.8mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
0.3mm/r3)切削速度的计算由于该材料为HT200,由参考文献初选切削速度为V为22m/min由公式可求得该工序的钻头转速n=1000r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=1000r/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
(2)粗铰工步1)背吃刀量的确定ap=
0.16mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
0.3mm/r3)切削速度的计算由参考文献初选切削速度为V为11m/min由公式可求得该工序的铰刀的转速n=438r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=450r/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
(3)精铰工步1)背吃刀量的确定ap=
0.04mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
0.3mm/r3)切削速度的计算由参考文献初选切削速度为V为18m/min由公式可求得该工序的铰刀的转速n=717r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=720/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
3、时间定额的计算
(1)基本时间tj的计算1)钻孔工步由参考文献,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/fn求得其中1=15mm,l2=1mm,l1=D×cotkr/2+1~2=
7.8×cot56°/2+1~2=8mm;f=
0.3mm/r;n=1000r/min将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(15mm+8mm+1mm)/(
0.3mm/r×1000r/min)=
0.076min则2tj=
0.152min2)粗铰工步由参考文献钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/f求得式中l1,l2由参考文献按kr=
150、ap=D-d/2=
7.96-
7.8/2=
0.08mm的条件查得l1=
0.37mm;l2=15mm;l=15mm;f=
0.3mm/r;n=450r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(15mm+
0.37mm+15mm)/(
0.3mm/r×450r/min)=
0.50min则2tj=1min3)精铰工步由参考文献表钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/f求得式中l1,l2由参考文献按kr=
150、ap=D-d/2=8-
7.96/2=
0.04mm的条件查得l1=
0.19mm;l2=13mm;l=15mm;f=
0.3mm/r;n=720r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(15mm+
0.19mm+13mm)/(
0.3mm/r×720r/min)=
0.14min则2tj=
0.28min
(2)辅助时间ta的计算由参考文献可知,辅助时间ta与基本时间tj的关系为ta=
0.15~
0.2tj,在这里取ta=
0.15tj,则各本工序的辅助时间为工序5的钻孔的辅助时间ta=
0.15×
0.152=
0.02min工序5的粗铰的辅助时间ta=
0.15×1=
0.15min工序5的精铰的辅助时间ta=
0.15×
0.14=
0.02min工序六钻、粗铰、精铰φ10(H7)孔
1、加工余量的确定查参考文献得,钻孔余量为
9.8mm,粗铰的余量为
0.16mm,精铰的余量为
0.04mm.
2、切削用量的计算
(1)钻孔工步1)背吃刀量的确定ap=
9.8mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
0.3mm/r3)切削速度的计算由于该材料为HT200,由参考文献初选切削速度为V为22m/min由公式可求得该工序的钻头转速n=1000r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=1000r/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
(2)粗铰工步1)背吃刀量的确定ap=
0.16mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
0.3mm/r3)切削速度的计算由参考文献初选切削速度为V为11m/min由公式可求得该工序的铰刀的转速n=438r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=450r/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
(3)精铰工步1)背吃刀量的确定ap=
0.04mm2进给量的确定由参考文献选取该工步的每转进给量为f=
0.3mm/r3)切削速度的计算由参考文献初选切削速度为V为18m/min由公式可求得该工序的铰刀的转速n=717r/min,参照参考文献所列Z518型立式钻床的主轴转速,取转速n=720/min,再将此转速代入公式便求得该工序的实际钻削速度为
4、时间定额的计算
(1)基本时间tj的计算1)钻孔工步由参考文献,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/fn求得其中1=54mm,l2=1mm,l1=D×cotkr/2+1~2=
23.0×cot56°/2+1~2=
8.7mm;f=
0.4mm/r;n=250r/min将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(54mm+
8.7mm+1mm)/(
0.4mm/r×250r/min)=
0.637min2)粗铰工步由参考文献钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/f求得式中l1,l2由参考文献按kr=
150、ap=D-d/2=
9.96-
9.8/2=
0.08mm的条件查得l1=
0.37mm;l2=15mm;l=54mm;f=
1.0mm/r;n=47r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(54mm+
0.37mm+15mm)/(
1.0mm/r×47r/min)=
1.48min3)精铰工步由参考文献表5-41钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=l+l1+l2/f求得式中l1,l2由参考文献按kr=
150、ap=D-d/2=
10.0-
9.96/2=
0.02mm的条件查得l1=
0.19mm;l2=13mm;l=54mm;f=
0.8mm/r;n=63r/min;将上述结果代入公式,可得到该公序的基本时间tj=(54mm+
0.19mm+13mm)/(
0.8mm/r×63r/min)=
1.33min
(2)辅助时间ta的计算由参考文献可知,辅助时间ta与基本时间tj的关系为ta=
0.15~
0.2tj,在这里取ta=
0.15tj,则各本工序的辅助时间为工序6的钻孔的辅助时间ta=
0.15×
38.22s=
5.73s工序6的粗铰的辅助时间ta=
0.15×
88.8s=
13.32s工序6的精铰的辅助时间ta=
0.15×
79.8s=
11.97s工序七表面去毛刺(省略)工序八检验入库(省略)最后,将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一并填入机械加工工艺过程综合卡片(阅机械加工工艺过程综合卡片)夹具设计为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具经过与指导老师协商,决定设计工序六的专用夹具,为了钻、粗、精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)而设计的本次的夹具为—本工序所加工的孔是位于Φ30凸台平面内,孔径不大,工件重量较轻、轮廓尺寸以及生产量不是很大等原因,采用翻转式钻模
3.1确定设计方案这道工序所加工的孔在Φ30凸台平面上,且与土台面垂直,平行度△A=
0.1根据工件结构特点,其定位方案有工件以Φ25+
0.052mm孔及端面和水平面底、Φ30的凸台分别在台阶定位销、支承钉上实现完全定位钻Φ8(H7)mm孔时工件为悬臂,为防止工件加工时变形,采用了螺旋辅助支承,当辅助支承与工件接触后,用螺母锁紧
3.2选择定位元件
(1)选择带台阶面的定位销,作为以φ25H9孔及其端面的定位元件
(2)选择可调支承钉为φ8(H7)孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件用锁紧螺母将其锁紧,防止在加工孔时出现扭转,限制工件六个自由度为增加刚性,在φ8(H7)的端面增设一螺旋辅助支承,辅助支承与工件接触后,用螺母将其锁紧
3.3计算夹紧力并确定螺杆直径参考文献(机械加工工艺手册),因夹具的夹紧力与切削力方向相反,实际所需夹紧力与切削力F之间的关系为=KF,式中的K为安全系数由参考文献得,当夹紧力与切削力方向相反时,取K=3由前面的计算可知F=1279N所以,=KF=1279×3N=3837N,由此可以知道,选择一个M30的螺旋辅助支承一是为了承受切削力的冲击,二是为了防止工件在加工时变形,因为钻φ8(H7)孔时,工件为悬臂
3.4定位误差计算
(1)加工φ8H7时孔距尺寸84±
0.2mm的定位误差计算,由于基准重合,故
0.015+
0.2=
0.215mm,
0.015-
0.2=-
0.185mm,上下偏差为
0.215-(-
0.185)=
0.4mm,符合尺寸要求而基准位移误差为定位孔φ25H9与定位销的最大间隙,故定位销取直径为φ25H9,尽量减少位移误差故25-25=0,上偏差
0.052-
0.052=0mm,下偏差0-0=0mm其基准也符合设计要求由此可知此定位方案能满足尺寸84±
0.2mm的定位要求
(2)加工φ8H7孔时轴线平行度
0.15mm的定位误差计算,由于基准重合,故
0.015+
0.015=
0.03mm而基准位移误差是定位孔φ25H9与定位面间的垂直度误差故:
0.052+
0.052mm=
0.104mm所以有
0.03+
0.104mm=
0.134mm此方案能满足平行度
0.15mm的定位要求
3.5夹具设计及操作的简要说明在设计夹具时,应该注意劳动生产率为此,应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧因为这是提高劳动生产率的重要途径本工序由于加工精度等级较低,切削力较大为了加紧工件,势必要增大受力面积,而这样将使整个夹具过于庞大因此,应设法降低切削力目前采取的措施有三一是提高毛坯的制造精度,使最大切削深度降低,以降低切削力;二是选择一种比较理想的夹紧机构,尽量增加该夹紧机构的扩力比;三是在可能的情况下,适当提高工作压力,以增加夹紧力结果,本夹具总的感觉还比较紧凑设计心得两个星期的机械设计到今天已经划上句号,经过着两个星期的努力,不仅顺利完成了课程设计这个任务,而且从中一方面巩固了之前的理论学习,另一方面也发现了自己在学习工程中存在的薄弱环节经过老师的指导,和自己的认真学习,自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解,把在设计过程中发现的问题,作为今后学习过程中努力的方向课程设计,是一个系统性、知识点广泛的学习过程通过这样一个系统性的学习和结合,使自己把学过的知识联系起来,运用在各个方面上去同时,广泛地运用设计手册,学会了在实际中运用工具书,和独立完成每一步查找工作;在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成,所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析,在夹具设计过程中也想同学征求了意见,是设计更加符合实际要求刚开始接到该课题设计,并没有很深的想法,按照任务书上所规定的大概地去查找了好些相关资料,认为也就如此直到自己认真地去审视每一部分,才发现想要把各部分联系起来作为一个总体,难度顿时提高了许多倍,才发现除了要有过硬的专业知识,应用与总体思维是多么重要设计的过程伴随思维与心情的反复变化在客观条件受限下应该沉稳对待切忌浮躁按照自己的时间制定计划作好设计的每一步从这次课程设计中我学到了许多以前没有学到的东西充实了自己让我对大学里学的关于制造类的课程有了个全面的融会贯通本设计还让我体会到了一种创新的重要性在这里我首先要感谢的是我的指导老师在我设计碰到难题的时候,每次他都认真的、耐心的指导我,细心的讲解使我把设计中碰到的都难题解决了可以说没有老师的细心指导,我的设计是搞不完的,特在这里表达我衷心的谢意同时,在设计过程中,我的同学也给与了我许多的帮助,在这也谢谢。