等臂杠杆设计说明书.docx
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等臂杠杆设计说明书
目录
绪论1
第一章零件分析2
1.1零件的作用2
1.2零件的工艺分析2
第二章确定毛坯、画毛坯----零件合图4
2.1选择毛坯4
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量4
第三章工艺规程的设计5
3.1确定毛坯的制造形式5
3.2基面的选择6
3.3工件表面加工方法的选择6
3.4确定工艺路线7
3.5工艺方案的比较和分析:
8
3.6选择加工设备及刀、量、夹具8
3.7加工工序设计10
致谢12
参考文献13
绪论
课程设计是在完成了四年的专业课学习,并进行了大量生产实习的基础上进行的最后的一个教学环节。
此次设计我们综合运用所学的机械制造与自动化专业课,尤其是机械制造工艺学及机械加工工艺学的基本理论,结合生产实习中所积累的知识和经验,在老师的指导下,独立分析和解决零件加工工艺问题,初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力,同时也提高了自己查阅和运用有关手册、图表、运用AUTOCAD软件等技术资料及编写技术文件的技能,是很重要的一次实践环节。
在设计中遇到了很多技术方面的问题,在进行查阅资料和老师的帮助下,修改核对后问题都一一解决。
设计过程中除了考察我们专业课的能力之外还培养了我们分析问题、解决问题和克服困难的能力,为我以后的工作奠定了良好的基础,更是对我们四年专业课学习的一个良好的总结。
由于能力所限,经验不足,设计中肯定有很多不足之处,希望老师多加指教。
第一章零件分析
1.1零件的作用
题目给出的零件是杠杆。
它的主要的作用是用来支承、固定的。
要求零件的配合是符合要求。
1.2零件的工艺分析
杠杆的Φ25+0.052mm孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。
现分述如下:
本夹具用于在立式钻床上,加工Φ8(H7)孔。
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7、支承钉11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2,当辅助支承2与工件接触后,用螺母1锁紧。
要加工的主要工序包括:
粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔、粗精铣Φ30凸台的上下表面。
加工要求有:
Φ40mm的平台的表面粗糙度各为Ra6.3um(上平台)、Ra3.2(下平台)、Φ10(H7)孔为Ra3.6um、Φ25(H9)和Φ8(H7)孔表面粗糙度都为Ra1.6um。
2×Φ8(H7)孔有平行度分别为0.1um(A)、0.15um(A)。
Φ10(H7)孔的平行度为0.1um(A)。
杠杆有过渡圆角为R5,则其他的过渡圆角则为R3。
其中主要的加工表面是孔Ф8(H7),要用Ф8(H7)钢球检查。
该杠杆ф25、ф10、ф8的具体技术要求可列下表进行台阶分析:
杠杆零件的技术要求表
加工表面
尺寸及公差/mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra/mm
形位公差
Ф54上表面
54
IT13
6.3
Ф54下表面
54
IT13
3.2
Ф30左表面
15
IT12
6.3
Ф30友表面
15
IT12
6.3
Ф25孔
25
IT9
1.6
Ф10孔
10
IT7
3.2
0.1
A
Ф8孔
8
IT7
1.6
0.15
A
Ф8孔
8
IT7
3.2
0.1
A
第二章确定毛坯、画毛坯----零件合图
2.1选择毛坯
该杠杆在工作中的载荷平稳,根据零件要求材料为HT200,毛坯采用铸造。
该杠杆的零件的轮毂尺寸不大,且生产类型为大量生产,为提高质量和生产毛坯的精度,故采用金属模铸造。
毛坯的拔模斜度为5°。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由教材可知,要确定的毛坯机械加工余量和尺寸公差,先确定以下各项因素:
⑴公差等级
有杠杆的功能和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。
⑵零件的分模面
根据该杠杆零件的形为特点,该零件的ф25、ф8轴线组成的平面为分模面,属于直分模面。
⑶零件的表面粗糙度
由零件图可知,该杠杆的各加工表面粗糙度Ra均大于1.6um。
根据上述诸因素,可查表确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量,所得结果见下表:
杠杆零件的技术要求表
加工表面
机械加工余量/mm
尺寸公差
Ф40小表面
粗
3
精
1
Ф40大表面
粗
3
精
1
Ф30左表面
粗
3
精
1
Ф30右表面
粗
3
精
1
第三章工艺规程的设计
3.1确定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。
考虑到零件在工作中处于润滑状态,采用润滑效果较好的铸铁。
由于年产量为5000件,达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,铸造表面质量的要求高,故可采用铸造质量稳定的,适合大批生产的金属模铸造。
又由于零件的对称特性,故采取两件铸造在一起的方法,便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。
各加工表面表面总余量
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量数值/mm
说明
Ф40mm的上下平台
40
G
4
加工上下底面
快度30mm
30
H
3
加工上表面
Ф30mm的凸台上下面
30
H
3
凸台上下面
Ф10(H7)孔
10
H
3
加工内孔
Ф8(H7)孔
8
H
3
加工内孔
Ф25(H9)孔
25
G
4
加工内孔
又由参考文献得出:
主要毛坯尺寸及公差
主要尺寸
零件尺寸
总余量
毛坯尺寸
公差CT
2×ф8(H7)之间的中心距离
16
8
168
4
Ф10(H7)孔尺寸
10
2.0
10
3
Ф25(H9)孔尺寸
25
3.0
25
4
Ф8(H7)孔尺寸
8
2.0
8
3
3.2基面的选择
(1)粗基准的选择。
对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的加工表面就是宽度为Ф40mm的肩面表面作为加工的粗基准,可用压板对肩台进行加紧,利用一组V形块支承Φ40mm的外轮廓作主要定位,以消除z、z、y、y四个自由度。
再以一面定位消除x、x两个自由度,达到完全定位,就可加工Φ25(H7)的孔。
(2)精基准的选择。
主要考虑到基准重合的问题,和便于装夹,采用Φ25(H7)的孔作为精基准。
3.3工件表面加工方法的选择
本零件的加工表面有:
粗精铣宽度为Φ40mm的上下平台、钻Φ10(H7)孔、钻2×Ф8+0.015的小孔、粗精铣Φ30凸台的平台。
材料为HT200,加工方法选择如下:
1、Φ40mm圆柱的上平台:
公差等级为IT8~IT10,表面粗糙度为Ra6.3,采用粗铣→精铣的加工方法,并倒R3圆角。
2、Φ40mm圆柱的下平台:
公差等级为IT8~IT10,表面粗糙度为Ra3.2,采用采用粗铣→精铣的加工方法,并倒R3圆角。
3、Ø30mm的凸台上下表面:
公差等级为IT13,表面粗糙度为Ra6.3,采用粗铣→精铣的加工方法。
4、钻Φ10(H7)内孔:
公差等级为IT7~IT8,表面粗糙度为Ra3.2,平行度为0.1µm(A),采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。
5、钻Φ25(H9)内孔:
公差等级为IT6~IT8,表面粗糙度为Ra1.6,采用钻孔→扩孔钻钻孔→精铰的加工方法,并倒1×45°内角。
6、钻Φ8(H7)内孔:
公差等级为IT6~IT8,表面粗糙度为Ra1.6,采用钻孔→粗铰→精铰的加工方法。
3.4确定工艺路线
1、工艺路线方案一:
工序号
工序内容
铸造
时效
涂底漆
01
粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台
02
粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面
03
钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm
04
扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm
05
铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)
06
钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到9.8mm
07
粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm
08
精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(H7)mm
09
钻、粗、精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)
10
检验入库
2、工艺路线方案二:
工序号
工序内容
铸造
时效
涂底漆
01
粗精铣宽度为Ф40mm的上下平台和宽度为30mm的平台
02
粗精铣宽度为Φ30mm的凸台表面
03
钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф23mm
04
钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸
05
扩孔钻钻孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm
06
铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9
07
钻Φ10(H7)的内孔使尺寸达到9.8mm
08
粗铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到9.96mm
09
精铰Φ10(H7)内孔使尺寸达到Φ10(H7)mm
10
粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到7.96mm
11
精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)
12
检验入库
3.5工艺方案的比较和分析:
上述两种工艺方案的特点是:
方案一是根据宽度为40mm的上下肩面作为粗基准,Ф25(H7)孔作为精基准,所以就要加工Ф25孔时期尺寸达到要求的尺寸,那样就保证了2×Ф8小孔的圆跳动误差精度等。
而方案二则先粗加工孔Ф25,而不进一步加工就钻Ф8(H7),那样就很难保证2×Ф8的圆度跳动误差精度。
所以决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。
3.6选择加工设备及刀、量、夹具
由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,辅以少量专用机床。
其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线。
工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。
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X5012立式铣床(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=2mm的削平型立铣刀(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X5021立式铣床,刀具选D=2mm的削平型铣刀,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Z535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Ф25(H9)使尺寸达到Ф24.8mm。
采用立式Z535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。
铰孔Ф25(H9)使尺寸达到Ф25(H9)。
采用立式Z535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Φ9.8mm。
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Φ9.96mm。
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Φ7.96mm。
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。
(参考资料和文献均来自:
机械工艺设计手册,主编:
李益民,机械工业出版社出版)
3.7加工工序设计
根据本次设计的要求,工序设计只设计老师所给出工序的计算。
下面是对Φ8(H7)内孔的加工设计。
各工步余量和工序尺寸及公差(mm)
加工表面
加工方法
余量
公差等级
工序尺寸
2×Φ8(H7)
钻孔
0.215
—
Φ7.8
2×Φ8(H7)
扩孔
0.055
—
Φ7.96
2×Φ8(H7)
铰孔
—
H7
Φ8(H7)
1、钻2×Ф8(H7)的小孔使尺寸达到7.8mm。
2、粗铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到7.96mm。
3、精铰2×Φ8(H7)小孔使尺寸达到Φ8(H7)。
这三部工序全都采用Z518机床来进行加工的,故:
(1)参考文献:
机械设计工艺简明手册,并参考Z518机床主要技术参数,取钻2×Ф8(H7)孔的进给量f=0.3mm/r,用插入法求得钻2×Ф8(H7)孔的切削速度为v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出转速为:
按机床实际转速取n=1000r/min,则实际切削速度为v=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.
从参考文献得知:
求出钻2×Ф8(H7)孔的
和M如下:
根据所得出数据,它们均少于机床的最大扭转力矩和最大进给力,故满足机床刚度需求。
(2)参考文献:
机械设计工艺简明手册,并参考Z518机床主要技术参数,取扩孔2×Ф8(H7)的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:
扩孔的切削速度为(
-
)V钻,故取v扩=1/2v钻=1/2×22m/min=11m/min,
由此算出转速
取机床实际转速n=450r/min。
(3)参考文献:
机械设计工艺简明手册,并参考Z518机床主要技术参数,取铰孔的进给量f=0.3mm/r,参考文献得:
铰孔的切削速度为v=0.3m/s=18m/min。
由此算出转速:
按照机床的实际转速n=720r/min。
则实际切削速度为:
致谢
本次课程设计是在邹聆昊老师的精心指导下、同学的共同努力下完成的。
在设计过程中,老师不顾自身工作繁重,在百忙之中不辞劳苦地指导我们的设计,检查我们的设计进度,从而确保了设计的顺利进行。
其间,老师百问不厌、诲人不倦、毫不保留地将积累多年的知识和经验传授给我们,使我们不仅学到了知识,更领悟到很多做人处事的道理,她那渊博的知识以及对学生高度负责的态度,使我们心中的敬意油然而生,她的平易近人、和蔼可亲让我们倍感亲切,她那严谨治学的作风使我们终身受益,对于老师的谆谆教诲,我们将铭刻于心、终生难忘!
在此对老师致以衷心和诚恳的感谢!
在设计中为了查得数据,多次进入图书馆、通过互联网得到了第一手珍贵资料,并向所列各参考文献的作者表示深深的谢意!
参考文献
[1]李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京:
机械工业出版社,1993
[2]王可绍.机械制造工艺设计手册.哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版,1984
[3]属切削手册(第三版).上海:
上海科学技术出版社,2003
[4]张耀宸.机械加工工艺设计手册.航空工业出版社,1987
[5]张龙勋.机械制造工艺学课程设计指导.北京:
机械工业出版社,1993
[6]孟少农.机械加工工艺手册第一、二卷.北京:
北京机械工业出版社,1991
[7]王光斗、王春福.机床夹具设计手册(第三版).上海:
上海科学技术出版社,1990
[8]李华.机械制造技术(第二版).北京:
高等教育出版社.2005
[9]司乃钧、许德珠.热加工工艺基础.高等教育出版社.2004
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