底板座架设计说明书.docx
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底板座架设计说明书
底板座架设计说明书
专业:
测控技术与仪器
班级:
2013级测控班
姓名:
王瀚
5夹具设计30
摘要
本设计对底板座架的各个加工难点、生产类型进行了分析,针对零件的结构特点进行毛坯设计、对其工艺过程进行了设计。
为提高生产效率,设计了各个加工工序的工装夹具,对十字孔加工的夹具进行了详细的分析,对其它座架零件的加工有一定的借鉴意义。
关键词:
底板座架;工艺;工装夹具;设计
序言
综合模块(机械加工工艺规程)课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课,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。
这次设计使我能综合运用机械制造技术基础中的基本理论,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,为今后的课程设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
这次课程设计中,我所选的零件是“底板座架”,完成该零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备的设计,底板座架在机器设备中是不可缺少的零件,它们的作用是:
1.建立设备基础。
用以架构设备的支撑基础,并在此基础上安装轴类零件及轴上零件。
2.利用它们的工艺结构起到其他重要零件的定位作用。
3.用以连接机器设备与地面的基础零件。
因此在加工时,零件的配合部分需进行精加工,保证其配合准确,提高车床的综合性能,又因为被加工零件的结构比较复杂,加工难度大,需进行专用夹具的设计与装配。
由于能力所限,经验不足,设计中还有许多不足之处,希望老师多加指教。
1零件的分析及生产类型的确定
1.1零件的作用
“底板座架”如图1所示。
它位于车床机构中,主要起支撑、固定作用,保证车床稳定安全的运行。
图1:
底板座架零件图
1.2零件的生产类型
依设计题目知:
Qn=8000件/年;
结合生产实际,备品率和废品率可以取为=5%,=0.5%。
由此可得,该零件的生产纲领
底板座架的质量为1.1kg,查表可知其属轻型零件,生产类型为中大批量生产。
2零件毛坯的设计
2.1选择毛坯
根据生产纲领可知,底板座架属中大批量生产,零件形状为非全圆柱体,可选零件材料为HT200,毛坯制造选用铸造毛坯,这样毛坯与成品相似,加工方便,省工省料。
为了提高生产率,铸造方法选用砂型铸造,且为机器造型。
2.1.1毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定
(1)、求最大轮廓尺寸
根据零件图轮廓尺寸,可知,底板座架最大轮廓尺寸为225mm。
(2)、选取公差等级CT
铸造方法按机器造型、铸件材料按HT200,查表得,公差等级CT范围是8~12级,取为10级。
(3)、求铸件尺寸公差
根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT,查表得,公差带相对与基本尺寸对称分布。
(4)、求机械加工余量等级
铸造方法按机器造型、铸件材料按HT200,查表得,机械加工余量等级范围是E~G级,取为F级。
、
(5)、求RAM(要求的机械加工余量)
对所有的加工表面取同一个数值,由最大轮廓尺寸225mm、机械加工余量等级为F级,得RAM数值为1.5mm。
2.1.2确定毛坯尺寸
上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m。
Ra1.6m的表面,余量要适当增大。
分析零件,各加工表面均为Ra1.6m,因此这些表面的毛坯尺寸只需要将零件的尺寸加上余量值即可。
图2:
根据零件尺寸计算的毛坯尺寸
综合上述,确定毛坯加工部分的尺寸,见表1所示。
2.1.3设计毛坯图
由铸件结构分析,选择左端面作为砂模铸造机器造型的分型面。
确定毛坯的热处理方式
灰铸铁底板座架毛坯铸造后应安排人工时效,温度,进行消除残余应力,从而改善加工性。
综合上述,所设计的毛坯图如图3所示。
图3:
底板座架毛坯图
3零件的加工工艺设计
3.1定位基准的选择
本零件是不规则多孔零件体,其左端面是设计基准(亦是装配基准和测量基准),为了避免由于基准不重合而产生的误差,应选左端面为定位基准,即遵循“基准重合”的原则。
3.2零件表面加工方法的选择
本零件有平面、内孔、外圆柱面、螺纹等加工,材料为HT15-33。
以公差等级和表面粗糙度要求,参考本指南有关资料,其加工方法选择如下:
(1)、左端面
左端面为精基准加工其它表面,表面粗糙度为Ra1.6,加工方法为先车后磨。
(2)、36mm内孔
未注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3,由于毛坯上已经铸造出孔留出加工余量,所以选择先扩孔再铰孔即可达到要求。
(3)、钻Φ18、Φ13孔
未注公差尺寸,根据GB1800-79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3,选择先扩孔再铰孔即可达到要求。
(4)、45外圆柱面
公差等级为IT6,表面粗糙度为Ra1.6,加工方法可采用粗车——精车——精磨。
3.3拟订工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当是使其零件的几何形状,尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领中已经确定为成批生产的条件下,可以考虑采用通用机床配以专用夹具,除此之外,应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
滤油器体加工包括各圆柱面、孔及端面的加工。
按照先加工基准面及先粗后精的原则,该零件加工可按下述工艺路线进行。
工艺路线方案
工序1粗铣Φmm孔的两端面
工序2粗铣Φ孔的阶梯面
工序3粗车Φmm外圆柱面的端面
工序4粗车Φmm外圆柱面
工序5半精车Φmm外圆柱面
工序6车退刀槽3*1
工序7扩mm孔
工序8绞mm孔
工序9锪绞mm孔
工序10钻Ф18孔
工序11绞Φ22H7mm孔
工序12钻Ф13孔
工序13钻M10-6H螺纹通孔
工序14锪M10-6H螺纹通孔
工序15攻M10-6H螺纹孔
3.4工艺方案的分析
上述工艺方案的特点在于:
工艺安排合理,能满足用通用机床加工并达到精度的要求,除了选择万能性通用机床加工外,还要设计一些专用夹具,提高加工要求和质量。
因此选用这个方案较合理,
4工序设计
4.1选择加工设备与工艺装备
(1)、选择机床
根据不同的工序选择机床。
1工序1、2、3
属于备坯阶段,不属于切削加工,由专门的车间负责。
2工序4
粗车左端面,选用卧式车床就能满足要求。
本零件外廓尺寸不大,精度要求不是很高,根据工厂内的现有设备一般最常用CA6140型卧式车床加工。
3工序5
先锪30内孔面,再扩38内孔,精度要求不高,选用立式钻床进行加工。
4工序6
粗车48外圆柱面,在切退刀槽。
加工中需要换刀具,刀架最好是换位的,所以选择CA6140最经济。
5工序7
铰38内孔,内孔倒角,选钻床进行加工。
6工序8
精车48外圆,选用CA6140进行加工。
7工序9
钻3-9通孔,由于是通孔,刀具进给深度可以不严格控制,在其位置钻通孔即可。
选用立式加工中心,只要在专用夹具上设计好对刀块,然后执行程序就可以加工出3个9通孔了。
8工序10
磨左端面,表面粗糙度Ra1.6mm,没有要求与中心线的垂直度,所以选用普通的端面磨床即可加工达到要求。
9工序11、12
加工进(出)油口孔,选用摇臂钻床进行加工。
10工序13
精磨48外圆,公差等级为IT6,表面粗糙度为Ra1.6mm,精度要求比较高,所以这里选用外圆磨床进行加工。
(2)、选择夹具
工序4选用三爪自定心卡盘。
工序5、6、7、8、9、10、11、12、14都选用专用夹具。
(3)选择刀具
根据不同的工序选择刀具。
在车床上加工的工序
一般选用硬质合金车刀。
切刀槽宜选用高速钢。
为提高生产率及经济性,应选用可转位车刀架。
在钻床上机加工的工序
麻花钻,锪头钻,倒孔钻等。
(3)选择量具
1加工部分的量具
工序4卡尺;
工序5卡尺;
工序6卡尺;
工序7卡尺;
工序8卡尺;
工序9卡尺;
工序10卡尺;;
工序11卡尺,螺纹塞规;
工序12卡尺,螺纹塞规;
工序14千分尺。
“后钢板弹簧吊耳”零件材料为Q235,硬度HBS为149~187,生产类型为大批量生产,采用铸造毛坯。
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Φ36孔两端面和阶梯面
考虑其加工表面粗糙度要求为,可以先粗铣,再精铣,根据《机械加工工艺手册》表2.3-5,取2Z=5已能满足要求
(2)加工孔
其表面粗糙度要求较高为,其加工方式可以分为钻,扩,铰三步,根据《机械加工工艺手册》表2.3-48,确定工序尺寸及余量为:
钻孔:
扩孔:
2Z=1.8
铰孔:
2Z=0.2
(3)铣孔的内侧面
考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,根据《机械加工工艺手册》表2.3-5,取2Z=3已能满足要求。
(4)铣孔的外侧面
考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,根据《机械加工工艺手册》表2.3-5,取2Z=3已能满足要求。
(5)加工孔
其表面粗糙度要求较高为,其加工方式可以分为钻,扩,铰三步,根据《机械加工工艺手册》表2.3-48,确定工序尺寸及余量为:
钻孔:
扩孔:
2Z=1.8
铰孔:
2Z=0.2
(6)加工孔
其表面粗糙度要求较高为,其加工方式可以分为钻,扩,两步,根据《机械加工工艺手册》表2.3-48,确定工序尺寸及余量为:
钻孔:
扩孔:
2Z=1.8
(7)铣宽度为4的开口槽
考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,根据《机械加工工艺手册》表2.3—48,取2Z=2已能满足要求。
4.2确定切削用量及基本工时(机动时间)
工序1:
粗、精铣两外圆端面
机床:
专用组合铣床
刀具:
高速刚圆柱形铣刀粗齿数,细齿数
(1)、粗铣
铣削深度:
每齿进给量:
根据《机械加工工艺师手册》表30-13,取
铣削速度:
参照《机械加工工艺师手册》表30-23,取,
机床主轴转速:
式(2-1)
取=25,=63代入公式(2-1)得:
根据《机械加工工艺师手册》表11-4,取
实际铣削速度:
工作台每分进给量:
式(2-2)
取=,,=代入公式(2-2)得:
60
取
根据《机械加工工艺手册》
被切削层长度:
由毛坯尺寸可知
刀具切入长度:
刀具切出长度:
走刀次数为1
机动时间:
式(2-3)
取,,,代入公式(2-3)得:
1.53
以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为
(2)、精铣
铣削深度:
每齿进给量:
根据《机械加工工艺师手册》表30-13,取
铣削速度:
参照《机械加工工艺师手册》表30-23,取,
取=30,=63代入公式(2-1)得:
机床主轴转速:
,根据《机械加工工艺师手册》表11-4,取
实际铣削速度:
取=,,=代入公式(2-2)得:
工作台每分进给量:
根据《机械加工工艺师手册》
被切削层长度:
由毛坯尺寸可知
刀具切入长度:
刀具切出长度:
取
走刀次数为1
取,,代入公式(2-3)得:
机动时间:
以上为铣一个端面的机动时间,故本工序机动工时为
工序2:
钻,扩,铰孔,倒角
机床:
专用组合钻床
刀具:
麻花钻、扩孔钻、铰刀
(1)、钻孔
切削深度:
进给量:
根据《机械加工工艺师手册》表28-10,取
由于本零件在加工孔时属于底刚度零件,故进给量应乘系数0.75,则
根据《机械加工工艺师手册》
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