机械制造课程设计说明书.docx
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机械制造课程设计说明书.docx
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机械制造课程设计说明书
序言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术机车和大部分专业课,并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。
这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的理论知识,并结合生产实习中学到的实践知识,独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题,设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备,提高了结构设计能力,为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
由于所学的知识所限,考虑的不够全面,设计中还有许多不足之处,希望各位老师多加指教,提出您宝贵的建议。
1零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制,知原图样的视图正确、完整,尺寸、公差及技术要求齐全。
该零件需要加工的表面均需切削加工,各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。
以下是泵体需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求和粗糙度。
1.泵体底面的粗糙度为12.5μm;左端面粗糙度为3.2μm;右端面粗糙度为12.5μm;两侧的凸台表面粗超度Ra12.5μm;底面两个φ9的通孔粗超度为25μm,底面两个φ20深度为2mm的孔粗超度为12.5μm。
2.孔φ60H7,粗糙度为63.2μm,对于左端面的垂直度为0.02;
3.孔φ15H7,粗糙度为3.2μm,对于φ60H7的同轴度为0.15。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度,该零件没有很难加工的表面,上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
1.2零件的生产类型
零件的生产纲领:
大批量生产。
2选择毛坯,确定毛坯尺寸,设计毛坯图
2.1选择毛坯
该零件材料为HT200,零件结构比较简单,生产类型为大批生产,为使零件有较好的力学性能,保证零件工作可靠,故采用机器铸造成形,以提高生产效率。
2.2确定机械加工余量
根据铸件的材料和铸造方法确定毛坯铸件典型的机械加工余量等级表,然后查取铸件的机械加工余量表得;左端面的单边余量在厚度方向为1.4mm,右端面的单边余量在厚度方向为1.4mm;底面的加工余量为1.4mm;两侧凸台的单边加工余量为1.4mm;Φ60H7的孔的单面余量查表得0.7mm。
2.3确定毛坯尺寸
毛坯尺寸为零件的尺寸加上所查得的加工余量值。
2.4设计毛坯
(1)确定圆角半径
需要加工的和不需要加工的过度表面处圆角半径为R=2mm;其余的圆角半径为R3~R5。
(2)确定拔模斜度
查表得:
拔模斜度为5°
(3)确定分模位置
选择在主视图中距左端面28mm处的平面为分模面。
3选择加工方法,制定工艺路线
3.1定位基准的选择
粗基准的选择:
按基准的选择原则,即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。
现以零件的左端面为主要的定位粗基准。
精基准的选择:
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,选择Φ60H7孔为精基准。
3.2零件表面加工方法的选择
(1)泵体的底面表面粗糙度为Ra12.5,需进行粗铣。
(2)泵体的右端面表面粗糙度为Ra12.5,需进行粗铣。
(3)泵体两侧的凸台表面粗糙度为Ra12.5,需进行粗铣。
(4)Φ60H7的孔公差等级为IT7,内表面粗糙度为Ra3.2,由于改孔在铸造是已经铸出来了,所以需要先进行粗镗,再进行半精镗,可达到7级精度。
(5)泵体的左端面表面粗糙度为Ra3.2,且要与孔Φ60H7的轴线保证0.02的垂直度,需先进行粗铣,再进行半精铣。
(6)Φ15H7的孔公差等级为IT7,内表面粗糙度为Ra3.2,与孔Φ60H7要满足0.02的同轴度,所以要以孔Φ60H7为定位基准,需先钻,再粗铰,然后进行精铰可达到要求。
(7)Φ22的孔表面粗糙度为Ra12.5,只需锪钻就能达到要求。
(8)底座上两个Φ9的孔表面粗糙度为Ra25,只需钻即可。
(9)底座上两个Φ20的孔表面粗糙度为Ra12.5,需用平底锪钻。
(10)6个M6T14的螺纹孔先钻孔,再用丝锥攻螺纹。
(11)3个M4T10的螺纹孔先钻孔,再用丝锥攻螺纹。
(12)2个G1/8的螺纹通孔先钻孔,再用丝锥攻螺纹。
(13)7°的斜面表面粗超度为Ra12.5,只需用车床粗车就可以。
(14)1X45°倒角表面粗超度为Ra12.5,只需用车床粗车就可以。
3.3制定工艺路线
工序1:
粗铣泵体底面
工序2:
粗铣泵体的右端面
工序3:
粗铣泵体两侧的凸台
工序4:
粗镗-半精镗Φ60H7的孔
工序5:
粗铣-半精铣泵体的左端面
工序6:
钻-粗铰-精铰Φ15H7的孔
工序7:
钻Φ22的孔
工序8:
钻底座上两个Φ9的孔
工序9:
钻底座上两个Φ20的孔
工序10:
丝锥功6个M6T14的螺纹孔
工序11:
丝锥功3个M4T10的螺纹孔
工序12:
丝锥功2个G1/8的螺纹通孔
工序13:
车7°的斜面
工序14:
车1X45°倒角
工序15:
清洗。
工序16:
终检。
4工序设计
4.1选择加工设备与工艺装备
工序号
设备
工艺装备
工序1
X62卧式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序2
X62卧式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序3
X62卧式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序4
X62卧式铣床
高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具
工序5
镗床
镗刀、内径千分尺、专用夹具
工序6
Z525组合钻床
麻花钻、铰刀、内径千分尺、专用夹具
工序7
Z525组合钻床
平底锪钻、游标卡尺、专用夹具
工序8
Z525组合钻床
麻花钻、游标卡尺、专用夹具
工序9
Z525组合钻床
带导柱直柄平底锪钻、游标卡尺、专用夹具
工序10
Z525组合钻床
麻花钻、细柄机用丝锥、卡尺、专用夹具
工序11
Z525组合钻床
麻花钻、细柄机用丝锥、卡尺、专用夹具
工序12
Z525组合钻床
麻花钻、机用丝锥、卡尺、专用夹具
工序13
车床CA6140
车刀、卡尺、三爪卡盘
工序14
车床CA6140
车刀、卡尺、三爪卡盘
工序15
清洗机
工序16
塞规、百分表、卡尺等
4.2确定工序尺寸(工序6)
由表2-28可查得,孔Φ15mm的精铰余量
=0.05mm;粗铰余量
=0.1mm,扩孔钻的余量
=0.85mm。
查表可依次确定各工步尺寸的加工精度等级为,精铰:
IT7;粗铰:
IT10;钻:
IT12;根据上述结果,再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为,精铰:
0.015mm;粗铰:
0.058mm
钻:
0.15mm。
综上所述,该工序各工步的工序尺寸及公差分别为,精铰:
Φ
mm;粗铰:
Φ
,钻孔:
Φ
mm.
5确定切削用量及基本时间(工序6)
5.1切削用量的计算
(1)钻孔工步
①被吃刀量的确定取ap=14.85mm。
②进给量的确定由表5-22,选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。
③切削速度的计算由表5-22,按工件材料为HT200的条件选取,切削速度v可取为22m/min。
由公式n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=467.09r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=545r/min.再将此转速代入公式,可求出该工序的实际钻削速度v=nπd/1000=25.67m/min.
(2)粗铰工步
①被吃刀量的确定取ap=0.1mm。
②进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.80mm/r。
③切削速度的计算由表5-31,切削速度v可取为2m/min。
由公式n=1000v/πd可求得该工序铰刀转速n=42.46r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=97r/min.再将此转速代入公式,可求出该工序的实际切削速度v=nπd/1000=4.57m/min.
(3)精铰工步
①被吃刀量的确定取ap=0.05mm。
②进给量的确定由表5-31,选取该工步的每转进给量f=0.60mm/r。
③切削速度的计算由表5-31,切削速度v可取为6m/min。
由公式n=1000v/πd可求得该工序铰刀转速n=127.4r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速,取转速n=140r/min.再将此转速代入公式,可求出该工序的实际切削速度v=nπd/1000=6.594m/min.
5.2基本时间tm的计算
(1)钻孔工步根据表5-41,钻孔的基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得。
式中l=38mm;l2=3mm;l1=(D/2)×cotkr+(1~2)=(14.85mm/2)×cot54°+1mm=5.33mm;f=0.3mm/r;n=545r/min。
将上述结果代入公式,则该工序的基本时间tj=(38mm+1mm+5.33mm)/(0.3mm/r×545r/min)=0.271min=16.27s。
(2)粗铰工步根据表5-41,可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。
l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(14.95mm-14.85mm)/2=0.05mm的条件查得l1=0.37mm;l2=15mm;而l=38mm;f=0.80mm/r;n=97r/min.将上述结果代入公式,则该工序基本时间tj=(38mm+0.37mm+15mm)/(0.80mm/r×97r/min)=0.69min=41.4s。
(3)精铰工步根据表5-41,可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn求得该工序的基本时间。
l1、l2由表按kr=15°、ap=(D-d)/2=(15mm-14.95mm)/2=0.025mm的条件查得l1=0.19mm;l2=13mm;而l=38mm;f=0.6mm/r;n=140r/min.将上述结果代入公式,则该工序基本时间tj=(38mm+0.19mm+13mm)/(0.6mm/r×140r/min)=0.61min=36.7s。
5.3辅助时间
的计算
辅助时间
与
之间的关系为
=(0.15~0.2)
,取
=0.15
,则各工序的辅助时间分别为:
工序6钻孔工步的辅助时间:
=0.15×16.27s=2.44s
工序6粗铰工步的辅助时间:
=0.15×41.4s=6.21s
工序6精铰工步的辅助时间:
=0.15×36.7s=5.5s
5.4其它时间的计算
布置工作时间
是作业时间的2%~7%,休息与生理需要时间
是作业时间的2%~4%,这里都取3%,则各工序的其它时间(
+
)可按关系式(3%+3%)×(
+
)计算,分别是:
工序6钻孔工步的其它时间:
+
=6%×(16.27s+2.44s)=1.12s
工序6粗铰工步的其它时间:
+
=6%×(41.4s+6.21s)=2.86s
工序6精铰工步的其它时间:
+
=6%×(36.7s+5.5s)=2.53s
5.5单件时间
的计算
工序6的单件时间
为三个工步单件时间的和,其中
钻孔工步
=16.27s+2.44s+1.12s=19.83s
粗铰工步
=41.4s+6.21s+2.86s=50.47s
精铰工步
=36.7s+5.5s+2.53s=44.73s
所以工序6的单间时间
=
+
+
=19.83s+50.47s+44.73s=115.03s
6
6夹具设计
6.1定位方案
工件以一端面和Φ60H7孔为定位基准,采用平面和短定位销组合定位方案
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