《杠杆设计说明书》.docx
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《杠杆设计说明书》
机械制造技术基础
课程设计说明书
设计题目:
杠杆(CA1340自动车床)加工工艺规程及工艺装备
设计者:
xxx
班级:
xxx
学号:
xxx
指导教师:
xxx
xx大学
xx年xx月
机械制造技术基础课程设计任务书
题目:
杠杆(CA1340白动车床)加工工艺规程及工艺装备
内容:
1.零件图1张
2.毛坯图1张
3.机械加工工艺过程卡片1张
4.机械加工工序卡片1套
5.夹具装配图1张
6.夹具零件图1张
7.课程设计说明书1份
原始资料:
该零件图样,Q=30000牛/年,n=1件/台,每日一班
序言4
一、零件的工艺分析及生产类型的确定4
1.零件的作用4
2.零件的工艺分析4
3.零件的生产类型5
二、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图5
1.选择毛坯5
2.毛坯尺寸公差与机械加工余量计算5
3.设计毛坯图5
三、选择加工方法,制定工艺路线6
1.定位基准的选择6
2.零件表面加工方法的选择6
3.制定工艺路线7
四、工序设计9
1.选择机床9
2.选择夹具9
3.选择刀具10
4.确定工序尺寸12
五、确定切削用量及基本时间14
六、夹具设计24
七、设计小结25
八、参考文献26
序言
机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。
由丁能所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。
、零件的工艺分析及生产类型的确定
(一)零件的作用
题目所给的零件是CA1340自动车床上的杠杆(见图),它位丁自动车床的自动机构中,与灵活器配合使用,起制动的作用。
(二)零件的工艺分析
杠杆共有三组加工表面,它们之间有一定的位置要求,现分述如下:
1、以①6H7mrfL为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
两个①6H7mm勺孔,粗糙度为;尺寸为20mmfl与两个孔①6H7mm相垂直的四个平面,粗糙度为。
其中,主要加工表面为两个①6H7mrmj孔。
2、以①20H7mr8L为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
一个①20H7mM勺孔及其倒角,粗糙度为;两个与①20H7mnfLft直的平面,粗糙度为;一个中心轴线与①20H7mr®L中心轴线平■行且相距8mm勺圆弧油槽;还
有一个与①20H7mnJL垂直的油孔①4mm并锻沉头孔。
其中,①20H7mrfL及两端面为主要加工面。
3、以O8H7mrJL为中心的加工表面
这一组加工表面包括:
两个①8H7mr^孔,;一个槽和一个M4mit6螺纹孔。
其中,主要加工表面为①8H7mnfLo
这三组加工表面之间有一定的位置要求,主要是:
(1)①6H7mr<与①20H7mril具有平行度,公差为。
(2)①8H7mmL与①6H7mril具有平行度,公差为。
由以上分析可知,对于这三组加工表面而言,可以先加工一面一孔,以它们为精准加工其它表面,并且可以保证加工面之间的位置精度要求。
另外,该零件结构简单,工艺性好。
(三)零件的生产类型
依据设计的题目每年3万件,零件是CA1340自动车床上的杠杆,质量为12kg查课《程设计指南》表2-1(p7)可知其届轻型零件,生产类型为大批生产。
二、选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图
(一)选择毛坯
零件的材料为球墨铸铁QT45-5考虑到零件结构简单,工艺性好,在工作过程中受力不大及没有经常承受交变载荷,因此,应该选用铸件。
由于零件年产量为30000件,以达到大
批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,重量在12kg以下,故可采用机械造型中的金届模铸造。
(二)确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
参见《程设计指南》第五章第一节,铸件的公差及机械加工余量按GB/T6414-1999确定。
要
确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应确定如下各因素。
(1)铸件公差等级由于大批量金届型球墨铸铁公差等级为CT8-10。
(参见《程设计指南》表5-1)
(2)要求机械加工余量等级由于是金届铸造那么要求铸件加工余量等级为D-F级。
(参见
《程设计指南》表5-5)
(三)确定毛坯尺寸
由《课程设计指南》表5-1,该零件为球墨铸铁,金届型铸造,得公差等级CT为8--10o查表5-3,取CT为9,查得铸件各尺寸公差为。
分析本零件,除两个①8H7mitt孔和一个①20H7m制孔以及两个①6H7m的孔的Ra=^m,其余各表面Ra»,因此这些面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上查得的余量和公差即可(由
于有的表面只需粗加工,这时可取表中的较小值。
当要粗加工和半精加工时,可取大值)。
由公式,单边加工时:
R=F+RMA+CT/2;侧加工或外圆面时:
R=R=F+2RMA+CT/2;腔加工时:
R=F-2RMA-CT/2(R-毛坯尺寸,F-基本尺寸,RMA机械加工余量,CT-公差等级)
根据铸件的公差等级及要求加工余量分别查《程设计指南》表5-3和表5-4,1.对于加工①20H7m讷端面时由丁零件基本尺寸为80m的以毛坯单边加工余量为Z=。
2.46二孔外端面的加工余量,按照《程设计指南》表5-3和表5-4,取毛坯的单边加工余量Z=,铸件尺寸精度等级为5,固偏差为土。
3.46二孔加工余量,两内孔精度要求为IT7级,参照《程设计指南》表5-3和表5-4,确定工序尺寸及余量为Z=。
4.48孔的加工余量,孔的精度要求为IT7,《程设计指南》表5-3和表5-4,确定工序尺寸及余量为Z=。
5.420孔的加工余量,孔的精度要求为IT7,《程设计指南》表5-3和表5-4,确定工序尺寸及余量为Z=2mm6.槽的加工余量,参照《程设计指南》表5-3和表5-4,确定工序尺寸及余量为Z=2mm
综上所述确定毛坯尺寸如下表:
杠杆毛坯尺寸(铸件)
零件尺寸
单边加工余量
铸件尺寸
8000.2mm
8900.2mm
12mm
19mm
.厂0.012
460mm
4
tcc0.012
48.00mm
4
CC0Q214200mm
2mm
418mm
8mm
2mm
6mm
三、选择加工方法,制定工艺路线
(一)基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。
否则,加工工艺过程中会问题白出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行
(1)精基准的选择
主要原则有:
①基准重合原则;②基准统一原则;③自为基准原则;④互为基准原则。
对本零件而言,是以①20H7m啪孔为设计基准的,所以选①20H7mrmj孔为加工的精基准(符合基准重合原则)。
(2)粗基准的选择。
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准,以便为后续的工序提供精基准。
选择粗基准的出发点是:
一要考虑如何分配各加工表面的余量:
二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。
这两个要求常常是不能兼顾的,但对丁一般的轴类零件来说,以外圆作为粗基准是完全合理的。
零件中①32的外圆表面为不需要加工的表面,而且为了能够保证①32的外圆表面与①
20H7mrffi孔的位置关系,主要是同轴度,所以综合各种因素我们选择①32的外圆作为粗基准。
0
(二)零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆端面、内孔、槽等,材料为球墨铸铁,以公差等级和表面粗糙度要求,参考《设计指南》其加工方法可如下
(1)加工①20H7mrffl端面查表发现其精度为IT11虽不高,但其表面粗糙度为,所以需要粗铁、半精铢、精铢。
(2)加工46二孔外端面因为未注公差等级,根据GB180O79规定公差为IT11,表面粗糙
度为m,所以可以先粗铢再半精铢就可
IT11~IT12,所以可以粗铁、半精铢
(3)制定工艺路线
工序1粗铁、半精铢、精铢①20H7mrJL的两端面。
以①32mn#圆柱面和一个未加工面为粗基准,选用X61V型万能升降台铁床并加专用夹具。
工序2钻R3mrW弧油槽,扩①20H7mrfLo以①20H7mr^L的一个端面和①32mn#圆柱面为基准,选用Z525型立式钻床和专用夹具。
工序3粗皎、精皎①20H7mmL,锻①20H7mrTL倒角。
以①20H7mrfL的一个端面和①32mm外圆柱面为基准,选用Z525型立式钻床和专用夹具。
工序4粗铁、半精铢①6H7mrTL的四个端面。
以①20H7mrfL的一个端面和①20H7mrSL为基准,选用X61V型万能升降台铁床和专用夹具。
工序5钻、粗皎、精皎①6H7mrffl孔。
以①20H7mrJL的一个端面和①20H7mrSL为基准,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。
工序6钻、粗皎、精皎①8H7mrffi孔。
以①20H7mrtL的一个端面和①20H7mrfL为基准,选用Z525型立式钻床和专用夹具。
工序7钻①4油孔、车忽①8圆锥沉头孔。
以①8H7mrJL的一个端面和①20H7mrSL为基准,
①20H7mrfL辅助定位,选用Z525型立式钻床和专用夹具。
工序8钻M4螺纹底孔、攻M4螺纹孔。
以①20H7mrfL的一个端面和①20H7mrSL为基准,
①6H7mrJL辅助定位,选用Z525型立式钻床和专用夹具。
工序9粗铁、半精铢槽。
以①20H7mrJL的一个端面和①20H7mr^L为基准,①6H7mrfL辅助定位,选用X61V型万能升降台铁床和专用夹具。
工序10去毛刺
工序11活洗
工序12终检
所以综合以上所述的机械加工工艺过程卡如下
机械加工工艺过程卡片
文件编号
2
机械加工工艺过程卡片
广品型
号
CA1340
零(部)件图号
共1页
广品名称
杠杆
零(部)件名称
第1页
材料牌号
QT45-5
毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸
每坯件数
1
每台件数
1
备注
工序号
工序
名称
工序内容
车间
工段
设
备
工艺装备
工序时间
准终
单
件
1
粗铳半精铢精铢
粗铁、半精铢
精铳①20H7mnS勺两端面,
X61w铳床
专用夹具
2
钻油槽、扩孔
钻R3mrffl弧油槽,扩①20H7mmL
Z525钻床
专用夹具
3
粗、精皎镣孔倒角
粗饺、精饺①20H7mnfL,与忽①ZOHZmr^L倒角
Z525钻床
专用夹具
4
粗铳半精铢
粗铳、半精铳①6H7mrTL的四个端面
X61w铳床
专用夹具
5
钻、粗皎、精皎
钻、粗饺、精饺①6H7mrffi孔
钻床
专用夹具
6
钻、粗皎、精皎
钻、粗饺、精饺①8H7mrffi孔
Z525钻床
专用夹具
7
钻、锻
钻①4油孔、镣①8圆锥沉头孔
Z525钻床
专用夹具
8
钻、攻螺纹孔
钻M4螺纹底孔、攻M4螺纹孔
Z525钻床
专用夹具
9
粗铁、半精铢
粗铁、半精铢槽
X61w铳床
专用夹具
10
去毛刺
去除全部毛刺
机床
11
清洗
清洗工件表面
机床
12
终检
描图
描校
底图号
装订号
*
编制
(日期)
审
核
(日期)
会签
(日期)
*
*
a
①
标记
处数
更改文
件号
签
字
日
期
标记
处
数
更改文
件号
签
字
日
期
四、工序设计
(一)选择机床
工序1:
粗铁,半精锐,精铢①20H7mrfL的两端面。
选用机床:
X61W厅能升降台铢床。
工序2:
钻R3mrffl弧油槽,扩420H7mrgL.选用Z525立式钻床。
工序3:
粗皎、精皎①20H7mmi,锻①20H7mr^L两端倒角1X45°。
选用Z525立式钻床。
工序4:
粗铁,半精锐,精锐①6H7mrTL的四个端面。
选用机床:
X61W厅能升降台铢床。
工序5:
钻、粗皎、精皎①6H7mrffi孔。
选用Z525立式钻床
工序6:
钻、粗皎、精皎①8H7孔。
选用Z525立式钻床
工序7:
钻①4mm由孔,车忽①8mnH锥沉头孔。
选用Z525立式钻床。
工序8:
钻M4m醵纹底孔,攻M4m嘘纹孔。
选用Z525立式钻床。
工序9:
粗铁,半精锐槽。
选用机床:
X61W厅能升降台铢床。
(二)选择夹具
本零件除粗铁、精铢、钻孔、皎孔、铁槽外需要专用夹具,其他的都可使用通用夹具即可,
以上工艺过程卡中所列出的都为主要加工面所以都以专用夹具。
(3)选择刀具根据不同的工序选择刀具
(1)工序1中由于零件材料为球墨铸铁QT45-5,在粗铁时要求的精度等不高,且是大批量生产,那么就要提高生产效率和经济性,故可以选用高速钢直齿三面刃圆盘铁刀查《机械加工工艺师手册》,取铁刀直径d=125mm粗齿,z=20齿。
半精铢420H7mnfL的端面时也可以选用高速钢直齿三面刃圆盘铁刀,查《机械加工工艺师手册》,取铁刀直径d=125mm细齿,z=20齿。
精铢420H7mr«L的端面选用高速钢直齿三面刃圆盘铁刀,细齿,d=125mm,z=2g。
⑵工序2中钻R3mr«弧油槽时选高速钢长麻花钻,d=6mm扩①孑L,选用高速钢扩钻,查《机械加工工艺师手册》,d=.
(3)工序3中粗皎①两孔,由于粗皎对此处的要求精度所以选用硬质合金皎刀,d=。
精皎①
20H7mrtt孔,选用硬质合金皎刀,查《机械加工工艺师手册》,d=20H7mm锻①20H7mmt两端倒角1X45,锻①20H7mmL两端倒角1X45。
(4)工序4中粗铢①6H7mrJL的四个端面查《机械加工工艺师手册》,选用硬质合金圆柱铢刀,取铁刀直径d=40mmZ=6,粗齿。
半精铢①6H7mrTL的四个端面,查《设计指南》表1,选用硬质合金圆柱铁刀,取铁刀直径d=40mmZ=8,细齿。
(5)工序5中钻d=^两孔,选用高速钢麻花钻。
粗皎①的两孔,选用高速钢皎刀,查《机械加工工艺师手册》,d=。
精皎①6H7mrtt两孔,选用高速钢皎刀,查《机械加工工艺师手册》,d=6H7mm
(6)工序6中钻d=O两孔,选用高速钢麻花钻,查《机械加工工艺师手册》,d=。
粗皎①的两孔,选用高速钢皎刀,查《机械加工工艺师手册》,d=。
精皎①8H7mm勺两孔,选用高速钢皎刀,查《机械加工工艺师手册》,d=8H7mm
(7)工序7中钻①4mm的油孔,选用高速钢麻花钻,查《机械加工工艺师手册》,d=4mm锻①8mnffl锥沉头孔,选用锥面锻钻,查《机械加工工艺师手册》,d=10mm
(8)工序8中钻M4mm勺螺纹底孔①3mm选用高速钢麻花钻,查《机械加工工艺师手册》,d=3mm攻M4miWj螺纹底孔其所用的为标准刀具。
(9)粗铁槽,选用高速钢直齿三面刃铁刀,查《机械加工工艺师手册》,直径d=100mm宽度为7mmZ=20,粗齿。
(4)量具的选择本零件届成批生产,一般情况下尽量采用通用量具。
根据零件表面的
精度要求,尺寸和行状特点,参考本书有关治疗选择如下:
(1)选择加工孔用量具。
发现三个需要加工的孔都是7级精度,且都是要经过粗铢、半精
0.012
铁、精铢。
那么对于加工出的①270mm(|)6严mm、(|)8.0o°12mn^g据表5-108中读数值,测量范围0-30的千分表。
(2)选择加工轴向所用量具因为只需量80°°.2mnR寸,这里也可以选读数值为,测量范
围为50-100的千分表。
(3)选择加工槽所用量具槽经粗铁、精铢两次加工,但无等级要求,也可以选读数值为,测量范围为5-30的千分表。
所以选择各加工内圆面和各端面的量具如下表
选用量具表
工序
加工面尺寸
尺寸公差
量具
1
80
无
读数值为、测量范
围50~100的外径
千分尺(《设计指
南》表5-108)
2
①20H7
无
读数值为、测量范围5~30的内径千分尺
3
12
无
读数值为、测量范
围0~25的外经千
分尺
4
①6H7
无
读数值为、测量范
围5~30的内径千
分尺
5
①8H7
无
读数值为、测量范围5~30的内经千分尺
6
①4、①8
无
读数值为、测量范
围0~1。
白分表
7
8
无
读数值为、测量范
围5~30内经千分尺
围0~150游标卡尺(《设计指南》表5-108)
(五)确定工序尺寸
1.420孔外端面的加工余量(加工余量的计算成本长度为8000.2)
加工余量计算表如下
工序
加工亩
铸件毛坯
(420二端面尺寸8000.2)
粗铢二端面
半精锐
床两端
面
精锐床
两端面
加工前尺寸
最大
91
83
81
最小
87
加工后尺寸
最大
91
83
81
80
最小
87
加工余量(单边)
最大
最小
2
加工公差(单边)
1
1
(1)按照《金届机械加工工艺人员手册》表12-2,取毛坯的单边加工余量Z=,铸件尺寸
精度等级为5,固偏差为土1。
(2)粗铢加工余量:
分两次走刀,单边加工余量为Z=3mm,加工精度等级为IT12,所以加工偏差为00.3(入体方向)
(3)半精(铢余量:
单边为Z=1mm加工精度等级为IT11,所以本工序加工偏差为00.19(入体方向)
(4)精锐余量:
单边为,精铢偏差即零件偏差00.2.
2.46二孔外端面的加工余量
12-2,取毛坯的单边加工余量Z=,铸件尺寸
(1)按照《金届机械加工工艺人员手册》表
精度等级为5,固偏差为土。
(2)粗铢加工余量:
单边为乙=分两次走刀,固每次加工余量为Z=ZJ2=,加工精度等
级为IT12,所以加工偏差为003.
(3)半精铢加工余量:
单边为Z=,加工精度等级为IT11,即本工序加工偏差为00.19
加工余量计算表(零件尺寸1200.19)
工序
半精铢
粗铁(两次)
毛坯
加工余量(单边)工序尺寸
1200.19mm
0.012
mm13.4003mm
00.3
』c°.5
190.5mm
3.46二孔加工余量,两内孔精度要求为IT7级,参照《金届机械加工工艺人员手册》表13-14,确定工序尺寸及余量为
钻孔:
4
粗皎:
4Z=
精皎:
46;.012mmZ=
4.48孔的加工余量,孔的精度要求为IT7,《金届机械加工工艺人员手册》表13-14,确定工序尺寸及余量为
钻孔:
4
粗皎:
4Z=
精皎:
48.00.012mmZ=
5.420孔的加工余量,孔的精度要求为IT7,《金届机械加工工艺人员手册》表13-14,确定工序尺寸及余量为
毛坯孔:
418mm
扩孔:
4Z=
粗皎:
4Z=
精皎:
4200.021mmZ=
6.槽的加工余量,参照《金届机械加工工艺人员手册》表13-14,确定工序尺寸及余量为
粗铁:
6mm
半精铢8mmZ=2mm
所以综上所述本零件加工余量、工序尺寸、及公差、表面粗糙度见下表:
加工表面的工序尺寸
加工表面
工序单边余量
工序尺寸
表面粗糙度
粗
精
粗
精
粗
精
420孔外端面
3
1
8300厂
8100.19
8000.2
Ra
Ra
Ra
46二外端面
—
13.400.3
12
—
Ra
Ra
46二孔加工
—
4
—
460.012
Ra
Ra
Ra
48孔的加工
—
4
48.00.012
Ra
Ra
Ra
420孔的加工
4
4200.021
Ra
Ra
Ra
槽的加工
—
2
—
6
8
—
—
—
(五)确定切削用量及基本时
切削用量包括背吃刀量ap、进给量f和切削速度v。
确定顺序是先确定ap、f,再确定v。
1.工序1的切削量及基本时间的确定
(1)切削用量本工序为粗铁,半精锐、精铢①20H7mr^L的两端面。
选用机床:
X61W厅能升降台铢床。
零件材料为球墨铸铁QT45-5,故可用高速钢直齿三面刃圆盘铁刀,取铁刀直
'
役d=125mm粗齿,z=20齿。
选择王偏角王Kr=60,副偏角Kr=2°
(2)确定粗铁阶段背吃刀量3p由丁单边加工余量为3mm小丁5mm,所以背吃刀量
ap=3mm
(3)确定粗铁阶段进给量f根据《机械加工工艺人员手册》表11-69可知,fz=~z,取
fz=mm膺。
(4)粗铁阶段切削速度的确定
查《机械加工工艺人员手册》(以下称《工艺人员手册》)表11-69可知,fz=~z,取fz=mm齿。
查《工艺人员手册》表14-77,取v=38m/min则:
ns=1000v/d兀=96(r/min)
根据机床使用说明书,查表,取主轴实际转速nw=100r/min,则实际切削速度
v=兀dnw/1000=(r/min)
当nw=100r/min时,刀具每分钟进给量fm应为
fm=fzZnw=x20x100=200(mm/min)
查机床说明书,取实际进给速度fm=205mm/min,则实际进给量
fz=fm/Znw=(mm/Z)
切削工时:
查《工艺人员手册》表15-14,切入长度L1=,超出长度L2=3mm于是行程长度为L0+L1+L2,则机动工时为
Tm=(L0+L1+L2)/fm=(32++3)/205=(min)
(5)确定半精铢阶段背吃刀量ap,由于单边加工余量为1mm,所以背吃刀量ap=1mm
(6)确定半精铢阶段
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