扇形板零件的机械加工工艺规程及夹具设计设计说明书.doc
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郑州科技学院
机械制造工艺学课程设计任务书
题目;扇形板零件的机械加工工艺规程及夹具设计
内容:
1.零件图1张
2.毛坯图1张
3.机械加工工艺过程卡1份
4.机械加工工序卡1份
5.夹具设计装配图1张
6.夹具体零件图1张
7.课程设计说明书1份
班级:
12级13班
姓名:
赵双双
学号:
201233401
指导教师:
韩彦勇
教研室主任:
郑喜贵
2015年9月7日
目录
1零件的分析 1
2毛坯设计 3
2.1确定毛坯的制造形式 3
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 3
2.2.1公差等级 3
2.2.2零件重量 3
2.2.3棒料材质系数 3
3机械加工工艺过程设计 5
3.1定位基准的选择 5
3.2零件表面的加工方法 5
3.3制定机械加工工艺路线 6
3.4工艺方案的比较与分析 8
3.5确定机械加工余量及毛坯尺寸 8
3.6选择机床 8
3.7选择刀具 9
3.8选择量具 9
3.8.1选择端面量具 9
3.8.2选择加工孔量具 9
3.8.3选择千分尺 10
4机械加工工序设计 11
4.1确定工序尺寸及加工余量 11
4.2端面工序尺寸及加工余量 11
4.3外圆柱面工序尺寸及加工余量 11
4.4孔的加工工序尺寸及加工余量 12
4.5确定切削用量及其基本时间 13
4.5.1工序三粗车Φ45mm外圆的切削用量及基本时间 13
4.5.2工序三切削用量的确定 14
4.5.3检查机床功率 15
4.6基本时间的确定 15
4.6.1工序七加工Φ12H7mm孔的切削用量及基本时间 15
4.6.2确定进给量f 16
4.6.3确定切削速度v 16
4.7检验扭矩功率 16
5夹具设计 18
5.1专用夹具的设计 18
参考文献 20
1零件的分析
图1-1手柄套零件图
手柄套主要用来安装手柄,起到方便操作手柄的作用。
由零件图可知,该零件加工表面包括两端面,外圆面和各个孔。
Φ12孔的中心线是主要的设计基准和加工基准,与右端面有一定的位置关系。
具体分析如下:
(1)Φ45mm外圆:
公差等级为f7,表面粗糙度为Ra3.2um。
(2)端面:
本零件为回转体结构,端面尺寸精度要求不高,右端面要求与Φ12H7孔的中心线垂直度为0.05,表面粗糙度为Ra3.2和Ra6.3.
(3)Φ12H7孔:
公差等级为IT7,表面粗糙度为Ra1.6um。
(4)2Φ6H8孔:
两孔位置相互垂直,孔中心线与右端面的距离为13mm,公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra3.2um。
两孔要求与Φ12H7孔的中心线的位置度为0.12。
(5)Φ8mm孔:
未注公差尺寸,孔中心线与右端面距离为22mm。
(6)Φ5H7孔:
公差等级为IT7,表面粗糙度为Ra3.2um,孔中心线与Φ12H7孔中心线的距离为15mm,深为12mm。
(7)Φ16mm孔:
未注公差尺寸,孔深12mm
2毛坯设计
2.1确定毛坯的制造形式
“手柄套”零件材料为45号钢,生产类型为大批量生产。
考虑到该手柄套零件在工作过程中要承受较小载荷,而且零件的轮廓尺寸不大,生产量已达到大批生产的水平,故毛坯选用圆棒料,零件材料为45号钢。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由《机械制造技术基础课程设计指导教程》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。
2.2.1公差等级
由手柄套的功用及其技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。
2.2.2零件重量
已知机械加工后手柄套重量为0.39kg,由此可初步估计机械机械加工前棒料毛坯质量为0.44kg。
2.2.3棒料材质系数
该手柄套材料为45号钢,是碳的质量份数小于0.65%的碳素钢,故该棒料的材质系数属M1级。
由手柄套零件图可知,该零件各加工表面的粗糙度Ra均大于1.6um。
根据上述各因素,可查表确定该棒料的的尺寸公差及机械加工余量,选用材料为直径Φ48mm的圆棒料
3机械加工工艺过程设计
3.1定位基准的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一,基面的选择正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。
否则加工工艺过程会出问题,更有甚者,还会造成零件成批报废,使生产无法进行。
从零件的分析得知,手柄套为一般轴类零件,以外圆作为粗基准。
精基准的选择主要考虑基准重合的问题。
选择加工表面的设计基准为定位基准,称为基准重合的原则。
采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差,零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证为使基准统一,选择Φ12mm孔作为精基准。
(1)以Φ45mm外圆为基准,加工两端面;
(2)以端面为基准加工外圆,钻Φ12mm孔;
(3)以Φ12mm孔为基准,加工Φ5mm,Φ6mm,Φ8mm孔和深Φ16mm的孔。
3.2零件表面的加工方法
本零件的加工表面有外圆,端面,孔,材料为45钢。
参考《机械制造工艺设计简明手册》相关资料,其加工方法选择如下:
(1)Φ45mm外圆面:
公差等级为IT7,表面粗糙度为Ra3.2um需进行粗车—半精车—精车。
(2)端面:
本零件端面为回转体端面,尺寸精度要求不高,右端面要求与Φ12H7mm孔的中心线垂直度为0.05,表面粗糙度为Ra3.2um和Ra6.3um。
若选用车削要求Ra3.2um的右端面经粗车,半精车,要求Ra6.3um的左端面粗车即可;为了便于加工,一道工序内打中心孔,本零件端面选用车削。
(3)Φ12H7mm孔:
公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra1.6um,需进行钻—粗铰—精铰。
(4)2Φ6H8mm孔:
公差等级为IT8表面粗糙度为Ra3.2um,需进行钻—铰。
(5)Φ8mm孔:
未注公差尺寸,公差等级按IT14,只需进行钻即可。
(6)Φ5mm孔:
公差等级为IT7,需进行钻—精铰。
(7)Φ16mm孔:
未注公差尺寸,公差等级按IT14即可,因Φ12H7mm孔已加工故只需扩孔即可。
3.3制定机械加工工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序相对集中来提高生产率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
工艺路线方案一
工序1下料
工序2粗车左端面,打中心孔,外圆倒角c1
工序3粗车Φ45mm外圆,切断,留总余长
工序4调质处理
工序5半精车右端面,保证总长
工序6半精车、精车外圆,倒角C1
工序7加工Φ12H7mm孔,进行钻—粗铰—精铰,倒角C1。
工序8加工Φ5mm孔,进行钻—精铰
工序9加工Φ8mm孔和2Φ6H8mm孔,2Φ6H8mm孔进行钻—铰,Φ8mm孔钻。
工序10扩Φ16mm孔,倒角
工序11去毛刺
工序12检验入库
工艺路线方案二
工序1下料
工序2粗车左端面,打中心孔,外圆倒角c1
工序3粗车Φ45mm外圆,切断,留总余长
工序4调质处理
工序5半精车右端面,,保证总长
工序6半精车、精车外圆,倒角C1
工序7加工Φ5mm孔,进行钻—精铰
工序8加工Φ12H7mm孔,进行钻—粗铰—精铰,倒角C1
工序9加工Φ8mm孔和2Φ6H8mm孔,2Φ6H8mm孔进行钻—铰,Φ8mm孔钻。
工序10扩Φ16mm孔,倒角
工序11去毛刺
工序12检验入库
3.4工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于:
两个方案都是按加工面再加工孔的原则进行加工的。
而方案一先加工Φ12H7mm孔进行钻—粗铰—精铰在加工Φ5mm孔。
方案二则是先加工Φ5mm孔,再加工Φ12H7mm孔。
由零件图可知,Φ12H7mm孔要求较高,且其中心线为设计基准,按基准先行,和先主后次原则,方案一较合理。
3.5确定机械加工余量及毛坯尺寸
根据零件图和生产纲领可知,该零件精度要求不高,且大批量生产,此零件外形为简单的圆柱体,为了一定程度降低了成本。
选择毛坯种类为型材。
根据《机械制造工艺设计简明手册》得,选择型材尺寸为Φ48mm。
3.6选择机床
(1)工序1使下料,选用设备为锯床。
(2)工序2、5是粗车左端面,打中心孔工序,半精车右端面、打中心孔机床。
由《机械制造技术基础课程设计》查得,选择型号为CA6140。
(3)工序3、6是粗车外圆,半精车精车外圆。
选用设备为卧式车床。
由《机械制造工艺设计简明手册》查得,选择型号为CA6140.
(4)工序4、5、9、10加工孔,选用设备为立式钻床。
由《机械制造工艺设计简明手册》查得,选择型号为Z525。
(5)工序11去毛刺,选用工具为钳工台。
3.7选择刀具
(1)在车床上加工的工序,一般都选用硬质合金车刀。
加工钢制类零件采用YT类硬质合金,粗加工用YT5,半精加工用YT15,精加工用YT30。
(2)钻头一般采用标准高速麻花钻。
本零件需要钻四个不同直径的孔,由《机械制造技术基础课程设计》查得,选择相应的麻花钻,选择相应的扩孔钻,选择相应的铰刀。
3.8选择量具
本零件属于成批产品,采用通用量具。
选择量具的方法为:
按计量器具的不确定度选择。
相关数据查《机械制造工艺设计简明手册》。
3.8.1选择端面量具
端面经粗车,半精车达到距离为35mm,查表得,选用分度值为0.02mm,测量范围0~150mm的游标卡尺。
3.8.2选择加工孔量具
(1)测量Φ12mm孔。
查表5.2—1,选择锥柄圆柱塞规D=10~14mm,L=99mm。
(2)测量Φ8mm孔,选择锥柄圆柱塞规D=6~10mm,L=87mm。
(3)测量Φ5mm、Φ6mm孔,选择针式塞规D=6mm,L=80mm选择分度值为0.01,测量范围0~25mm的深度百分尺。
3.8.3选择千分尺
外圆柱面半精车、精车,达到图纸要求为Φ45f7,查表得可知外径千分尺可用于测量公差等级为IT7~IT9的工件,故选择分度值为0.01,测量范围25~50mm的外径千分尺。
4机械加工工序设计
4.1确定工序尺寸及加工余量
确定工序尺寸一般的方法是,由加工表面的最后工序往前推算,最后的工序尺寸按零件图的要求标注。
相关数据查《机械制造技术基础课程设计》。
4.2端面工序尺寸及加工余量
两端面的距离为35mm,要求Ra3.2um的右端面经车削,半精车,要求Ra6.3um的左端面,经粗车即可。
工序安排先粗车两端面,再半精车右端面。
查表得,确定各道工序加工余量工序尺寸及毛坯总余量如下:
半精车:
加工余量为1mm,粗车:
加工余量为1mm,则毛坯总余量为3mm。
各工序尺寸:
半精车36mm,粗
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- 扇形 零件 机械 加工 工艺 规程 夹具 设计 说明书