十字头滑套的机械加工工艺规程及夹具设计说明书.docx
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十字头滑套的机械加工工艺规程及夹具设计说明书
机械制造技术基础
课程设计说明书
设计题目:
设计十字头滑套的机械加工工艺
规程及夹具
学院:
设计者:
班级:
学号:
指导教师:
日期:
机械制造技术基础课程设计任务书
内容:
零件图1张
毛坯图1张
夹具装配图1张
机械加工工序卡片1张
课程设计说明书1份
班级:
工业中心116001班
学号:
110202104
学生:
黄赓
内容摘要
前言
1零件的分析…………………………………………(6)
2工艺规程设计………………………………………(7)
2.1确定毛坯的制造形式……………………(7)
2.2基面的选择…………………………………(7)
2.3制定工艺路线………………………………(7)
2.4机械加工余量、工序尺寸
及毛坯尺寸的确定……………………………(8)
2.5确定切削用量及基本工时…………………(8)
3专用夹具的选择……………………………………………(20)
4机床及刀具的选择…………………………………(21)
5致谢与总结……………………………………………(25)
6参考文献………………………………………………(27)
1零件的分析
零件的工艺分析
这个零件从零件图上可以看出,它一共有3组加工表面,而这三组加工表面之间有一定的位置要求,现将这二组加工表面分述如下:
1.1以Φ180mm孔为中心的加工表面。
这组加工表面包括:
Φ180mm的内孔加工面和Φ190的止口加工件及其倒角,尺寸为Φ190止口和Φ180mm的孔的同轴度误差很高,为了保证加工精度。
要以止口定位加工孔。
1.2与Φ320mm和Φ190mm的断面没有严格的公差要求,可以不着重考虑,上下两个215x140的面没有什么要求,见光即可。
2、工艺规程设计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200,考虑到该零件在车床中受的力并保证零件的工作可靠性,零件为中批生产,而且零件的尺寸不大,因此,毛坯可以采用金属磨砂型制造。
2.2基面的选择
基准面选择是工艺规程设计中重要工作之一。
基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。
否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。
粗基准的选择:
以上下表面和两侧面作为粗基准,以消除Z向,X向,Y向三个自由度,达到完全定位。
对于精基准而言,根据基准重合原则,选用设计基准作为精基准。
2.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状得到合理的保证。
在生产纲领中为中批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产率。
除此以外,还应当考虑经济效率,以便使生产成本尽量下降。
1、工艺路线方案一
工序Ⅰ铸造。
工序Ⅱ时效处理。
工序Ⅲ平Φ335端面,见光。
工序Ⅳ平另一端面。
工序Ⅴ铣上平面。
工序Ⅵ铣下平面。
工序Ⅶ钻上平面孔。
工序Ⅷ钻下平面孔。
工序Ⅸ以下平面和端面定位镗Φ180的孔和Φ190的止口。
工序Ⅹ镗Φ190偏差为-0.1的外圆。
工序Ⅺ钻Φ335面上的14-Φ22孔。
工序Ⅻ钻Φ320面上的14-Φ22的孔。
工序Ⅻⅰ去毛刺。
工序ⅩⅢ质检,入库。
2、工艺路线方案二
工序Ⅰ铸造。
工序Ⅱ时效处理。
工序Ⅲ平Φ335端面,见光。
工序Ⅳ平另一端面。
工序Ⅴ铣上平面。
工序Ⅵ铣下平面。
工序Ⅶ钻上平面孔。
工序Ⅷ钻下平面孔。
工序Ⅸ以下平面和端面定位镗Φ180的孔和Φ190的止口。
工序Ⅹ镗Φ190偏差为-0.1的外圆。
工序Ⅺ钻Φ335面上的14-Φ22孔。
工序Ⅻ钻Φ320面上的14-Φ22的孔。
工序ⅹⅡⅰ去贸促
工序ⅩⅡⅡ质检,入库。
工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于:
方案一是先山下面,再以下面为基准镗孔。
方案二是先镗孔在加工上下表面。
两相比较可以看出,方案一可以避免加工上定位基准和设计基准不重合的问题,从而保证了止口和内孔的同轴度,而方案二不能,所以选用方案一作为零件的加工工序。
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“拔叉”零件材料为HT200,毛坯重量约为54Kg,生产类型为中批量生产。
采用金属磨砂铸造。
根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1.铣端面
考虑左端面的粗糙度Ra为3.2,参照《机械制造工艺设计手册》——一以下简称“手册”,表1—43,确定工序尺寸为Z=3.0mm,其中粗加工的加工余量Z=2.0mm,精加工余量Z=1.0mm,右端面没有粗精度要求,只要求粗加工,所以余量定位3.0mm
2.铣表面
根据“手册”表1—49,取上表面的机械加工余量为4.0mm,下表面的余量为3.0mm.
粗铣上表面Z=3.0mm
精铣上表面的台阶面Z=1.0mm
粗铣下表面Z=3.0mm
2.5确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ:
铣端面
1\粗铣直径为335端面
a(f)=0.25mm/Z
v=0.35m/s(21m/min)
采用高速端面铣刀,d(w)=175mm,齿数Z=16
n(x)=
x
=
x
=0.637r/s(38.2r/min)
按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s
故实际切削速度v=0.29m/s
切削工时
I=75mm,I
(1)=175mm,I
(2)=3mm
T(m)=
+
+
=
=121.2s=2.02min
(2)粗直径为320端面
粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。
切削工时
I=45mm,I
(1)=175mm,I
(2)=3mm
T(m)=
+
+
=
=106.8s=1.78min
(3)精铣直径为320端面
a(f)=0.10mm/Z
v=0.30m/s(18m/min)
采用高速端面铣刀,d(w)=175mm,齿数Z=16
n(x)=
x
=
=0.546r/s=(32.76r/min)
按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s
故实际切削速度v=0.29m/s
切削工时
T(m)=
+
+
=
=302.92s=5.05min
工序I:
铣215x140上表面。
(1)粗铣直径为215x140端面。
a(f)=0.25mm/Z
v=0.35m/s(21m/min)
采用高速端面铣刀,d(w)=175mm,齿数Z=16.
n(x)=
x
=
=0.637r/s(38.2r/min)
按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s
故实际切削速度v=0.29m/s
I=75mm,I
(1)=175mm,I
(2)=3mm
t(m)=工序1:
铣端面,
(1)粗铣为215x140另一端面。
a(f)=0.255mm/Z
v=0.35m/s(21m/min)
采用高速端面铣刀,d(w)=175mm,齿数Z=16.
n(x)=
x
=
=0.637r/s(38.2r/min)
按机床选取n(w)=31.5r/min=0.522r/s
故实际切削速度v=0.29m/s
I=75mm,I
(1)=175mm,I
(2)=3mm
T(m)=
+
+
=
=121.2s=2.02min
工序Ⅱ:
镗直径为180的孔
(1)
f=0.75mm/r.k(f)=0.75x0.95=0.71mm/s
v=0.35m/s(21m/min)
n(x)=
x
=
=5.57/s(334r/min)
按机床选取n(w)=338r/min=5.63r/s
故实际切削速度v=0.35m/s
切削工时I=80mm,I
(1)=10mm,I
(2)=2mm
T(m)=
+
+
=
=23s(0.4min)
(2)
f=1.07
v=0.175m/s(10.5m/min)
n(x)=
x
=
=2.53r/s(151.8r/min)
按机床选取n(w)=136r/min=2.27r/s
故实际切削速度v=0.16m/s
切削工时I=80mm,I
(1)=3mm,I
(2)=1.5mm
T(m)=
=
=35s(0.6min)
镗直径190止口
F=0.75mm/r.K=0.75x0.95=0.71mm/s
V=0.35m/s(21m/min)
n(x)=
x
=
=5.57r/s(334r/min)
按机床选取n(w)=338r/min=5.63r/s
故实际切削速度v=0.35m/s
切削工时I=80mm,I
(1)=10mm,I
(2)=2mm
T(m)=
=
=23s(0.4min)
(2)
f=1.07
v=0.175m/s(10.5m/min)
n(x)=
x
=2.53r/s(151.8r/min)
按机床选取n(w)=136r/min=2.27r/s
故实际切削速度v=0.16m/s
切削工时I=80mm,I
(1)=3mm,I
(2)=1.5mm
T(m)=
=
=35s(0.6min)
工序Ⅲ:
倒角12x45°
f=0.05r/s
v=0.516m/s
n(x)=
x
=
=6.3r/s(378r/min)
按机床选取n(w)=380r/min=6.33r/s
切削工时I=2.0mm,I
(1)=2.5mm,
t(m)=
=
=14s=(0.23min)
工序Ⅳ单面齿升0.05mm
V=0.06m/s(3.6m/min)
切削工时
t(m)=
式中:
h---单面余量1.5mm(由Φ22mm—Φ25mm);
I---拉削表面长度80mm;
n---考虑标准部分的长度系数,取1.20;
k---考虑机床返回行程的系数,取1.40;
v---切削速度3.6m/min;
s---拉刀同时工作齿数Z=L/t
t---拉刀齿距,
t=(1.25-1.5)xL的
次方=1.35x80的
次方=12mm
所以Z=L/t=80/12=6齿
所以t(m)=
=0.15min(9s)
钻M6底孔
攻丝M6e=1.3mm
确定切削用量及基本工时
工序Ⅲ:
钻215x140面上的底孔6.8
a/加工条件:
机床:
Z525
刀具:
锥柄麻花钻GB1106-85
其中d=80mm,L=82mmI=22mm
b/计算切削用量:
a(f)=2.5mm
由《机械加工工艺手册》表15.53可知:
f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r
由《切削用量手册》表9.4-8可知:
V(t)=0.34m/sn1=1.35r/sv=1.70m/s
各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69
Ksv=Ksn=Ksf=0.8
所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/s
V=1.35x0.69x0.8=0.75r/s
V=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s
由X62w机床取n(t)=0.792r/s=47.5r/min
所以实际切削速度为v=
=0.20m/s=12m/min
a(fz)=
=0.21mm/z
确定主轴转速:
I1+I2=17mmI=75mm
n=
=7r/s=420r/min
切削工时:
t(m)=
=92s=1.53min
攻丝M6的丝
手动攻丝,刀具,手用锥柄丝锥
钻14—22的孔
e=1.3mm
(一)
确定切削用量及基本工时
工序Ⅲ:
钻直径为335面上的14-22的孔
a/加工条件:
机床:
Z525
刀具:
锥柄麻花钻GB1106-85
其中d=80mm,L=82mmI=22mm
b/计算切削用量:
a(f)=2.5mm
由《机械加工工艺手册》表15.53可知:
f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r
由《切削用量手册》表9.4-8可知:
V(t)=0.34m/sn1=1.35r/sv=1.70m/s
各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69
Ksv=Ksn=Ksf=0.8
所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/s
V=1.35x0.69x0.8=0.75r/s
V=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s
由X62w机床取n(t)=0.792r/s=47.5r/min
所以实际切削速度为v=
=0.20m/s=12m/min
a(fz)=
=0.21mm/z
确定主轴转速:
I1+I2=17mmI=75mm
n=
=7r/s=420r/min
切削工时:
t(m)=
=92s=1.53min
攻丝M6的丝
手动攻丝,刀具,手用锥柄丝锥
钻14—22的孔
e=1.3mm
确定切削用量及基本工时
工序Ⅲ:
钻直径为320面上的14-22的孔
a/加工条件:
机床:
Z525
刀具:
锥柄麻花钻GB1106-85
其中d=80mm,L=82mmI=22mm
b/计算切削用量:
a(f)=2.5mm
由《机械加工工艺手册》表15.53可知:
f=a(f)xZ=0.20x6=1.2mm/r
由《切削用量手册》表9.4-8可知:
V(t)=0.34m/sn1=1.35r/sv=1.70m/s
各休整系数为Kmv=Kmn=Kmf=0.69
Ksv=Ksn=Ksf=0.8
所以有V=0.34x0.69x0.8=0.19m/s
V=1.35x0.69x0.8=0.75r/s
V=1.70x0.69x0.8=0.94mm/s
由Z525w机床取n(t)=0.792r/s=47.5r/min
v(fc)=1.0mm/s
所以实际切削速度为v=
=0.20m/s=12m/min
a(fz)=
=0.21mm/z
确定主轴转速:
I1+I2=17mmI=75mm
n=
=7r/s=420r/min
切削工时:
t(m)=
=92s=1.53min
3专用夹具选择
4、夹具设计
要求在课程设计中,设计为加工给定零件所必须的夹具一套,具体设计步骤如下;
(1)确定定位方案
1分析零件图和工艺文件,熟悉加工的技术要求;
2分析工件在加工时学要限定的自由度;
3确定定位基准,本设计的基准为直径180孔的轴线;
4选择和确定定位元件,本设计为一面一销。
⑤画定位简图(如下图),首先画出工件定位基准与加工表面的理想位置,然后选则定位元件(一面两销);
⑥确定夹具在机床上的位置和对刀元件的位置;
⑦定位误差的分析和计算。
(2)夹紧机构的设计与定位方案设计密切相关,夹紧机构的优劣决定夹具设计的成功与否,因为必须充分的研究讨论以确定最佳方案,而不是及于画图。
在确定夹具设计方案是应该遵循下列原则:
保证加工质量,结构简单,操作省力可靠,效率高,制造成本低。
其步骤如下:
1合理的选择力的作用点、方向、大小,保证夹紧时稳定变形小。
2设计夹紧力的大小。
设计时所进行的夹紧力实际上主要考虑在切削力、夹紧力作用下,按照静力平衡条件求得理论夹紧力,为了保证夹紧力的安全可靠、实际的夹紧力比理论夹紧力大,安全系数可从有关手册中查处。
3加紧机构的设计,本设计的加紧机构如下图
4对主要零件(杆件)进行强度计算,对于受压细长杆,其稳定性必须给与考虑。
5动力装置的选择及其他部件的选择,在大批大量生产中广泛采用起气动、液压和气动—液压作为夹紧机构的动力装置以实现加紧,如果采用手动,一定要满足自锁条件,对刀元件和导向元件为标准元件,学生可以从有关手册中选出,并根据具体情况是否采用辅助支撑,夹具体是非标准元件,设计时要遵循下列原则。
(a)有足够的刚度和强度;
(b)结构紧凑并保证使用要求;
(c)具有良好的机构工艺性;
(d)夹具体安放稳定,装卸方便。
在进行夹具草图设计时可以多考虑几个方案,以便进行分析,从中选择最佳的方案。
(2)绘制总图和零件图,如下图
①本设计中要求按1:
1比例画夹具总装配图,被加工零件在夹具上的位置,要用双点划线表示,夹紧机构应处于夹紧状态。
②确定图面,本设计为左视图和俯视图。
③工件的轮廓用双点划线表示,夹具在投影时可将工件看成“玻璃体”,不影响投影关系。
④按定位方案画出定位元件,必要时用双点划线将刀具画出。
⑤对于标准件和成套借用的部件在夹具总图中只画出外形轮廓。
⑥保证夹具机构合理。
⑦保证机床与夹具、刀具与夹具的相对位置的正确性。
⑧运动部件运动灵活。
⑨夹具具有良好工艺性。
⑩运动部件有润滑装置,排屑方便。
零件的选材,尺寸标注及总装技术要求合理(有关技术要求参阅教材)
总结
毕业设计虽已结束,但想想我在其中所学到底知识,所遇到的苦难,仍记忆犹新。
它让我明白了无论是设计新产品,还是改造原先的老产品,都是一个复杂度技术过程,容不得半点含糊,设计人员应先明白设计的目的,了解产品的价值和实用性,其次要对设计的产品进行构思,确定总体方案,查阅资料,最后编写产品的说明书,进行绘图。
7参考文献
1、王光斗、王春福主编。
机床夹具设计手册。
上海:
上海科学技术出版社。
2、赵家齐主编,机械制造工艺学课程设计指导书。
北京:
机械工业出版社、
3、孙巳德主编,机床夹具图册。
北京机械工业出版社
4、李庆余主编,机械制造装备设计,北京:
机械工业出版社
5、王先逵主编。
机械制造工艺学,北京:
机械制造工业出版社。
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- 十字头 机械 加工 工艺 规程 夹具 设计 说明书