操纵杆支架10序课程设计说明书.docx
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操纵杆支架10序课程设计说明书
课程设计说明书
题目:
设计“操纵杆支架”零件的机械加工工艺规程及工艺装备(年产量为10000件)
类别:
年级专业:
机械设计制造及其自动化
姓名:
课程设计任务书
一、题目:
操纵杆支架加工工艺及钻床夹具设计(钻底面孔系)
二、时间:
自2010年11月3日至2010年11月21日止
三、要求:
正确解决该零件在加工中的定位、加紧及工艺路线等问题;设计出高效、省力,既经济合理又能保证加工质量的夹具;学会使用有关手册及图表资料。
设计条件:
通用设备与工装齐全;零件年产量:
10000件。
具体设计要求:
设计该零件的机械加工工艺规程及该加工工序夹具。
设计完成后提交:
课程设计说明书一本;工艺过程综合卡一份;夹具结构设计图纸总图、夹具体零件图、待加工零件图各一张。
格式符合学校有关要求。
指导教师:
下达时间:
2010年11月20日
序言
1、零件的分析
1.1零件的作用
1.2零件的工艺分析
2、工艺规程设计
2.1选择毛坯种类并确定制造方法
2.2基面的选择
2.3制订定工艺路线
2.4工艺路线的比较与分析
2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
2.6确定切削用量及基本工时
3、夹具设计
3.1问题的提出
3.2夹具设计
序言
机械制造工艺学课程设计是我们融会大学所学的《机械制造工艺学》、《机械制造装备设计》等知识后,将理论与实践相结合对专业知识的综合运用训练,并且为我们以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。
通过机械制造工艺学课程设计,应该得到下述各方面锻炼:
1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养分析问题和解决问题的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。
通过亲手设计夹具(或量具)的训练,提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强我们解决工程实际问题的独立工作能力。
1、零件的分析
1.1零件的作用
题目所给定的零件是轴承支架,它的主要作用是固定轴承和轴,使其在轴转动过程中牢固可靠。
零件上的4-Φ20孔用螺栓固定在底座上,转动轴用2-M10螺栓固定在支架上,使轴在转动运行的过程中轨迹不会引起偏差和跳动。
1.2零件的工艺分析
操纵杆支架共有5组加工表面,分析如下:
(1)4-Φ20孔,
(2)支架底面
(3)槽面
(4)Φ52K8内孔
(5)轴孔内外端面
此零件外形构造简单,图中除4-Φ20孔,Φ52K8内孔,2-M10螺栓孔,公差要求较严格外,其它加工面公差要求较低,除部分位置度要求外,其它并且无位置度要求,但是为了满足装配性能,根据现场实际,在加工过程中要制定工艺基准,并制定出工艺公差,利用工艺基准来加工后续工序。
1.3零件的技术要求
1.支架材料为HT210钢。
且焊缝处不得有夹渣、气孔及裂纹等缺陷。
2.零件的技术要求表:
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差/mm及精度等级
表面粗糙度/μm
形位公差/mm
轴承内孔
φ52K8
IT7
12.5
轴孔内端
面
Φ88
3.2
轴孔外端
面
Φ120
IT7
6.3
螺栓内孔加工面
Φ20
IT8
6.3
2-M10螺栓深度
2-M10
IT7
深度16
底座面端面
234
3.2
1.4零件的生产类型
根据题意,该零件每年的产量为400台,确定其生产类型为小批量生产。
2、工艺规程设计
2.1选择毛坯种类并确定制造方法
轴承支架材料为灰铁件,牌号HT210,零件年产量为400件,为小批批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用精铸件,这从提高生产率、保证加工精度上考虑也是应该的。
2.确定毛坯的尺寸公差
1、公差等级
由支架的功用和技术要求,确定该零件的公差等级为普通级。
2、铸件质量
铸件重量的估算按下列程序进行:
零件图基本尺寸-估计机械加工余量--绘制锻件图--估算锻件重量。
并按此重量查表确定公差和机械加工余量
据粗略估计铸件质量:
=10kg
形状复杂系数:
故形状复杂系数为S2(一般)级。
4.铸件材质系数:
由于该支架材料为HT200
所含碳元素的质量分数分别为=2.7%—3.6%,=1.0%-2.2%,。
5.铸件尺寸公差
根据铸件材质系数和形状复杂系数查得锻件尺寸公差为()。
6.铸件分模线形状:
根据其形状特点,选择零件轴向方向的对称平面为分模面,属于平直分模线。
7.零件表面粗糙度:
由零件图可知,该堵头结合件的各加工表面粗糙度Ra均大于等于1.6μm。
属于a类。
2.2基面的选择
基面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百出,更有甚者,还会造成零件报废,使生产无法正常进行。
(1)粗基准的选择:
对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对于有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。
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(2)精基准的选择:
精基准的选择有利于保证加工精度,并使工件装夹方便。
在选择时,主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。
当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。
2.3制订工艺路线
制订工艺路线的出发点,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。
在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能
性机床配以专用工夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
(1)工艺路线方案一
工序1粗铣2-Φ52孔。
工序2粗精铣底面A。
工序3钻底面4-Φ20孔。
工序4铣100槽。
工序5检查
(2)工艺路线方案二
工序1粗精铣底面A。
工序2钻底面4-Φ20孔。
工序3铣100槽。
工序4钻铣2-Φ52孔。
工序5检查
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2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
该支架生产类型为小批生产,采用精铸件毛坯。
根据上述资料及加工工艺,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)底面(A面)
根据《金属机械加工工艺人员手册》表5-5,铸件最大尺寸≦120,确定底面毛坯机械加工余量为3mm。
粗精铣一次加工完成到尺寸。
(2)3-Φ11
为工艺孔,加工时按工艺尺寸加工,直接在零件上钻铰完成。
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郑州华信学院课程设计说明书
(3)36槽
根据手册表5-5,确定毛坯余量3mm。
粗精铣一次完成。
(4)2-Φ20孔
根据手册表5-58,先用钻头钻孔至Φ19,再用Φ20镗刀加工。
2.6确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ铣底面A
(1)加工条件
工件材料:
HT150,铸件
加工要求:
粗精铣底面A。
机床:
XK7150数控铣床。
刀具:
采用成都成量工具有限公司的面铣刀刀柄及立装式立铣刀,刀具直径φ160。
刀片材料P/K,型号LZ1282,适用加工材料为铸铁等。
(2)计算切削用量
毛坯加工余量为3mm左右,根据《组合机床切削用量计算》表9,Vc选60m/min,f=0.3mm/r。
(3)确定机床主轴转速
n=VcX1000πXDc=60x10003.14x160=119r/min
按机床说明书,与119r/min相近的机床转速为95r/min
所以实际切削速度v=47.728r/min
(4)计算切削工时
t=4.2min
工序Ⅱ以底面为基准,侧边采用辅助支撑,加工底面上3-Φ11工艺孔。
(1)加工条件
工件材料:
HT150,铸件。
加工要求:
钻铰3-Φ11孔。
机床:
Z3040钻床。
刀具:
钻头选取高速钢钻头,直径Φ10.5,铰刀选取高速钢机用铰刀Φ11H9
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河南科技大学课程设计说明书用纸
(2)计算切削用量
①先用Φ10.5钻头钻底孔。
根据《组合机床切削用量计算》表1选取f=0.20mm/r,v=20m/min
所以n=1000vπD=1000x203.14x10.5=606r/min
按机床选取n=630r/min
实际切削速度v=20.77m/min
②用Φ11H9铰刀进行铰孔
根据《组合机床切削用量计算》表6,选取f=0.5mm/r,v=6m/min
所以n=1000vπD=1000x63.14x11.=173.7r/min
按机床选取n=200r/min
实际切削速度v=6.9m/min
(3)计算切削工时
钻削一孔:
t=0.72min
铰削一孔:
t=1.8min
总切削时间:
0.72x3+1.8x3=7.5min
工序Ⅲ以底面及Φ11孔,一面两销定位,加工36槽。
(1)加工条件
工件材料:
HT150,铸件。
加工要求:
铣36槽。
机床:
X63卧式铣床。
刀具:
选用可调式三面刃铣刀,直径Φ120,刀片767,加工铸铁件。
(2)计算切削用量
根据《组合机床切削用量计算》表9,选取Vc=60m/min,f=0.2mm/r
确定机床转速
n=VcX1000πXDc=60x10003.14x120=159.2r/min
按机床说明书,与212.3r/min相近的机床转速为150r/min
所以实际切削速度v=56.52m/min
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(3)计算切削工时,
t=4min
工序Ⅳ以一面两销定位,钻镗2-Φ20孔
(1)加工条件
工件材料:
HT150,铸件。
加工要求:
钻铣2-Φ20孔。
机床:
X53立式铣床。
刀具:
采用钻镗的形式,先用Φ19高速钢钻头钻出底孔,再用Φ20镗刀精加工。
①先用Φ19钻头钻底孔
根据《组合机床切削用量计算》表9,选取f=0.2mm/r,v=40m/min
所以n=1000vπD=1000x403.14x19.=670r/min
按机床选取n=600r/min
实际切削速度v=35.796m/min
②用Φ20成型镗刀进行镗孔
根据《组合机床切削用量计算》选取f=0.15mm/r,v=70m/min
所以n=1000vπD=1000x703.14x20.=581r/min
按机床选取n=600r/min
实际切削速度v=37.68m/min
(3)计算切削工时
钻削时间:
t=2.3min
铰削时间:
t=1.2min
总切削时间:
t=3.5min
工序Ⅴ检查
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3、夹具设计
为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用夹具。
经过与指导老师协商,决定设计第二道工序——钻底面孔系。
本夹具将用于Z3040钻床。
刀具为一把Φ10.5的钻头,Φ11H9的绞刀,对工件的3-Φ11孔进行加工。
3.1问题的提出
本夹具主要用来钻工件上3-Φ11
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