机械制造课程设计.docx
- 文档编号:7324389
- 上传时间:2023-05-11
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:98.20KB
机械制造课程设计.docx
《机械制造课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械制造课程设计.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
机械制造课程设计
一、序言
机械制造技术基础课程设计对于我们机械类学生而言,是一次理论与实际的一次重要结合。
通过这次课程设计,我们综合运用机械制造工艺学的各种方法,解决我们在实际中遇到的问题,让我们对所学专业知识有了更深层次的认识和巩固。
同时,它还锻炼了我们独立分析问题解决问题的能力,使我们的个人能力有了极大的提升。
夹具是制造工艺中比不可少的工具,通过对夹具的设计,我们学会了怎样利用各种工具手册查询相关数据,为我们以后正式走上工作岗位打下了坚实基础。
这次课程设计我们分配到的题目是:
车床拨叉Φ25端面在普通铣床上加工,设计一套铣床专用夹具。
二、工艺规程设计
2.1零件作用
拨叉零件用于车床的换挡机构中。
当需要变速时,操纵变速杆,变速操纵机构就通过拨叉头与变速叉轴一起在变速箱中滑动,拨叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以改变档位,从而改变拖拉机的速度。
2.2结构特点及工艺性
如图所示是拨叉零件图。
现分述如下:
要加工的主要工序包括:
粗铣厚度为28mm的上下端面、粗铣厚度为10mm的上下端面,钻Φ14的孔并粗镗一次,粗镗Φ40的孔,并进行半精镗,一达到所要求的表面粗糙度要求,钻Φ5的小孔,铣5mm宽的槽,最后铣宽4mm的槽。
(零件图)
2.3关键表面技术要求分析
这个零件要加工的主要工序包括:
1、粗铣厚度为28mm的上下端面;
2、粗铣厚度为10mm的上下端面;
3、钻Φ14H11小孔,并粗镗一次;
4、扩孔Ф40的孔,半精镗一次;
5、钻Φ5小孔;
6、铣宽度为5mm的槽;
7、铣宽度为4mm的槽。
加工要求有:
1、厚度28mm及厚度10mm的上下端面糙度为Ra12.5um;
2、Φ14孔的粗糙度为Ra6.3um;
3、Φ40孔的粗糙度为Ra1.6um;
4、Φ5孔的的粗糙度为Ra12.5um;
5、宽度为5mm的槽粗糙度为Ra12.5um;
6、宽度为4mm的槽粗糙度为Ra25um;
2.4工艺设计
2.4.1确定生产类型
生产纲领:
4000~5000件/年(中批或大批生产)
生产条件:
中等及以上规模工厂,每日两班
2.4.2选择毛坯制造方式
零件的材料HT200,毛坯如图。
考虑到零件在工作中处于润滑状态,采用润滑效果较好的铸铁。
由于年产量为4000~5000件,达到大批生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,铸造表面质量的要求不高,故可采用铸造质量稳定的,适合大批生产的金属模铸造。
查参考文献(机械加工工艺简明手册)得:
各加工表面表面总余量(mm)
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量数值
说明
28mm上下端面
28
G
1
上下表面
10mm上下端面
10
G
1
加工上下表面
Φ40孔
40
H
2
内表面
其余表面
H
实体加工
(零件毛坯图)
2.5确定工艺路线
2.5.1基面的选择
2.5.1.1粗基准的选择
对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选厚度为28mm的上表面作为粗基准加工,以保证四个表面加工余量均匀。
对于Φ14及Φ40的孔则以其外轮廓作为粗基准。
2.5.1.2精基准的选择
根据基准重合原则和互为基准原则,为保证端面平行,选28mm下表面作为精基准。
铣4mm孔则以两Φ14孔作为精基准。
2.5.2工件表面加工方法的选择
本零件的加工表面有:
厚度为28mm的上下端面、厚度为10mm的上下端面、钻Φ14孔、镗Φ40孔孔。
材料为HT200,加工方法选择:
如下:
厚度为28mm的上下端面与厚度为10mm的上下表面公差等级为IT13,表面粗糙度为Ra12.5,采用粗铣加工,一次走刀完成;
钻Φ14孔:
公差等级IT11,表面粗糙度为Ra6.3,采用钻孔加扩孔的方法可达到表面要求;
钻Φ5的小孔:
公差等级为IT12,表面粗糙度为Ra12.5,一次钻孔可完成;
镗Φ40孔:
公差等级为IT12,粗糙度为Ra1.6,采用粗镗加半精镗的方法可达到表面要求;
铣5mm槽:
公差等级为IT12,粗糙度为Ra25,多次走刀完成。
铣4mm槽:
公差等级为IT12,粗糙度为Ra25,多次走刀完成。
2.5.3确定工艺路线
2.5.3.1工艺路线方案一
工序Ⅰ:
粗铣厚度为28mm的上下端面;
工序Ⅱ:
粗铣厚度为10mm的上下端面;
工序Ⅲ:
粗镗Φ40孔使其达到Φ39.7,半精镗Φ40孔使其达到Φ40;
工序Ⅳ:
钻Φ5小孔;
工序Ⅴ:
钻Φ14孔达到Φ13.5,扩孔Φ14孔使其达到Φ14;
工序Ⅵ:
铣宽度为5mm槽;
工序Ⅶ:
铣宽度为4mm槽,直至铣断;
工序Ⅷ:
去毛刺,清洗,检验入库;
2.5.3.2工艺路线方案二
工序Ⅰ:
粗镗Φ40孔使其达到Φ39.7,半精镗Φ40孔使其达到Φ40;
工序Ⅱ:
粗铣厚度为10mm的两端面;
工序Ⅲ:
粗铣厚度为28mm的两端面;
工序Ⅳ:
钻Φ14孔达到Φ13.5,扩孔Φ14孔使其达到Φ14;
工序Ⅴ:
钻Φ5小孔;
工序Ⅵ:
铣宽度为5mm槽;
工序Ⅶ:
铣宽度为4mm槽,直至铣断;
工序Ⅷ:
去毛刺,清洗,检验入库;
2.5.3.3工艺方案的比较和分析
上述两种工艺方案的特点是:
方案一是根据厚度为28mm的下端面作为粗基准,加工了28mm的上端面,再以上端面为精基准加工下端面,能保证两端面平行度要求。
方案二首先以Φ25外圆表面作为粗基准加工Φ40的孔,能保证较好的圆度和对中性,但平行度很难保证。
综合考虑,选择方案一。
2.6选择加工设备
由于生产类型为大批生产,故加工设备宜以采用通用机床为主,辅以少量专用机床。
其生产方式为以通用机床加专用夹具为主,辅以少量专用机床的流水生产线。
工件在各级床上的装卸及各机床间的传送均由人工完后。
粗铣宽度为厚度为28mm的上下端面和10mm上下端面时。
考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题,采用卧铣,选择X60卧式铣床,刀具选D=50mm的圆柱形铣刀,专用夹具、专用量具和游标卡尺。
钻Ф14孔,选择Z3025摇臂钻床,选用Ф13.5硬质合金锥柄麻花钻,然后再用Ф14锥柄扩孔钻,专用夹具、专用量具和游标卡尺。
钻Ф5小孔,选用Z3025摇臂钻床,选用Ф5硬质合金锥柄麻花钻直接钻取。
专用夹具、专用量具和游标卡尺。
粗镗Ф40孔,选用CA6140车床,先粗镗到Ф38.5,而后精镗到Ф40。
专用夹具、专用量具和游标卡尺。
铣5mm槽,选择X61卧式铣床,选择宽度为5mm的直齿三面刃铣刀。
专用夹具、专用量具和游标卡尺。
铣4mm槽,选择X60卧式铣床,选用宽度为4mm的锯片铣刀。
专用夹具、专用量具和游标卡尺。
2.7加工余量、切削用量、工时定额的确定
2.7.1粗铣28mm上下端面
(1)背吃刀量为
=3.0/2=1.5mm。
(2)进给量的确定:
按《切削用量简明手册》中表3.3选取该工序的每齿进给量为
=0.2mm/z。
(3)铣削速度:
参考《机械制造技术基础课程设计指导教程》得,选用高速钢面铣刀,其中在d/z=100/5的条件下选取。
铣削速度为v=64m/min。
有公式n=1000r/πd可以得到:
n=1000×64/(π×100)=203.7r/min由于手册中的X60卧式铣床铣床的主轴转速为n=210r/min,所以,实际的铣削速度为:
V=nπd/1000=210×3.14×100/1000=65.94m/min
(4)基本时间t:
根据铣刀平面(对称铣削、主偏角
=90°)的基本时间计算公式:
t=(
)/
。
其中,
=2×45=90mm,
=1~3mm,取
=1mm,
=45mm。
则有:
=0.5(d-
)+(1~3)=0.5(100-√(1002-452))+1=6.35mm。
=
×n=
×z×n=0.2×5×210=210mm/min
t=(
)/
=(90+6.35+1)/210=0.46min≈27.6s
2.7.2粗铣10mm上下端面
同2.7.1
2.7.3钻扩Ф14孔
●工步1:
钻φ13.5mm的孔
(1)使用高速钢椎柄麻花钻,背吃刀量
=6.5mm
(2)进给量的确定:
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》选取该工步的进给
量f=0.22mm/r。
切削速度的计算:
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-22可知因工件
的材料为HT200,所以选取切削速度v=18m/min。
由式n=1000v/πd可以求得:
n=1000×18/(π×13.5)=440.74r/min
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-9所列的Z525型立式钻床的主轴转速,选取n=545r/min,再将n代入n=1000v/πd中,得到:
v=545×π×13.5/1000=23.11m/min
(3)基本时间t的计算:
参照《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5,其中
=28mm,
=
=6.5×cot54+1=5.7mm,
=1~4mm,取
=1mm。
所以基本时间为:
t=(l1+l2+l3)/f*n=(28+5.7+1)/(545*0.22)=0.29min=17.4s
●工步2:
扩φ13.5mm至φ14mm的工步
(1)背吃刀量的确定:
=0.475mm
(2)进给量的确定:
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-10可知
f=0.28mm/r
(3)切削速度的确定:
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-32查得
v=15m/min
由公式n=1000v/(πd)=1000×15/(3.14×13.95)=342.27r/min,查表4-9取n=392r/min,则v=392×3.14×13.95/1000=17.18m/min
(4)基本时间t:
其中L=28mm,按kr=15.,取l1=0.75mm,l2=28mm,又f=0.28mm/r,n=392r/min
t=(l1+l2+l3)/f*n=(28+0.75+28)/(0.28×392)=0.52min=31.2s
2.7.4粗镗、半精镗Φ40mmH8的孔
●工步1:
镗φ38.5mm的孔
(1)使用高速钢镗刀,背吃刀量
=6.9mm
(2)进给量的确定:
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》选取该工步的进给量f=0.22mm/r。
(3)切削速度的计算:
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-36可知因为该工件的材料为HT200,所以选取切削速度v=18m/min。
由式n=1000v/πd可以求得:
n=1000×18/(π×13.8)=415.19r/min
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中4-9所列的Z525型立式钻床的主轴转速,选取n=392r/min,再将n代入n=1000v/πd中,得到:
v=392×π×13.8/1000=23.63m/min
(4)基本时间t的计算:
参照《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5,其中
=38mm,
=
=6.9×cot54+1=6mm,
=1~4mm,取
=1mm。
所以基本时间t为:
t=(l1+l2+l3)/f*n=(38+6+1)/(392*0.22)=0.52min=31.2s
●工步2:
半精镗工步
(1)背吃刀量的确定:
=0.1mm
(2)进给量的确定:
根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-36可知
f=0.17mm/r
(3)切削速度的确定:
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-36查得
v=10m/min
由公式n=1000v/(πd)=1000×10/(3.14×14)=227.36r/min,查表4-9取n=272r/min,则v=272×3.14×14/1000=11.96m/min
(4)基本时间t:
其中L=38mm,按kr=15.,取l1=0.37mm,l2=15mm,又f=0.17mm/r,n=272r/min
t=(l1+l2+l3)/f*n=(38+0.37+15)/(0.17×272)=1.15min=69s
2.7.5钻、铰Φ5mm孔
(1)使用高速钢椎柄麻花钻,背吃刀量
=2.4mm。
(2)进给量的确定:
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》选取该工步的进给量f=0.10mm/r。
(3)切削速度的计算:
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-22可知因为该工件的材料为HT200,所以选取切削速度v=18m/min。
由式n=1000v/πd可以求得:
n=1000×18/(π×4.8)=1193.66r/min
参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-9所列的Z3025型立式钻床的主轴转速,选取n=1360r/min,再将n代入n=1000v/πd中,得到:
v=1360×π×4.8/1000=20.5m/min
基本时间t的计算:
参照《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-5,其中
=12mm,
=
=2.4×cot54+1=2.74mm,
=1~4mm,取
=1mm。
所以基本时间t为:
t=(l1+l2+l3)/f*n=(12+2.74+1)/(1360*0.10)=0.116min=6.96s
三、夹具设计
3.1设计任务
本次的夹具为工序Ⅰ铣Φ25平面而设计的。
3.2确定设计方案
3.2.1定位方法的确定
本工序为第一步,选择Φ25外圆表面作为粗基准,加工时采用两个毛坯件同时加工的方案,其中一个以以加工端面作为精基准,另外一个采用未加工端面作为粗基准。
定位元件:
固定V型块和活动V型块限制3个自由度
已加工过一个端面的毛坯:
用支撑板限制3个自由度
未加工过的毛坯:
用两个支撑钉限制3个自由度
3.2.2夹紧方式的确定
由于对精度要求不高,所以本工序采用螺旋夹紧机构和转动压板进行夹紧,简易安全可靠。
3.3定位误差分析
定位误差是指由于定位不准确引起的某一工序的尺寸或位置精度要求方面的加工误差。
对于夹具设计中采用的定位方案,,一般定位误差控制在工件公差的1/3—1/5,即可认为定位方案符合加工要求。
对于本夹具来说,两端面平行度和表面粗糙(12.5)度都有保证。
由于工件的水平放置,第二次铣削以第一次已加工表面作为精基准,两端面平行度得到了很好的保证,误差几乎可以忽略不计。
四、设计心得体会
出于提高生产效率的原因,铣削拨叉头端面采用两个毛坯同时加工的方案。
由于对端面精度要求不高,所以采用简易的螺旋夹紧机构和V型块进行夹紧和定位。
在进行设计绘图的过程中,我采用三维绘图导入二维的方法,但是遇到了重重困难,导入二维平面后,线条多而复杂,令人眼花缭乱。
虽然经过一系列的努力得到了改善,但是也引起了我的思考,对于简单的工程制图,直接采用二维绘图也是一个好方法。
另外,课程设计是对自己专业水平的一个综合测试,在课程设计过程中,我发现自己存在很多的不足,专业知识和技能严重缺乏,要不是有老师的帮助,我感觉根本无法完成课程设计,在此对老师表示衷心的感谢。
五、参考文献
[1]黄健求.《机械制造技术基础》.机械工业出版社
[2]邹青、呼咏.《机械制造技术基础课程设计指导书》.机械工业出版社
[3]成大先.《机械设计手册》.化学工业出版社
[4]浦林祥.《现代夹具设计手册》.机械工业出版社
[5]周开琴.《机械零件手册》.高等教育出版社
[6]《中华人民共和国国家标准机床夹具零件及部件》
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械制造 课程设计