杠杆零件加工工艺规程设计.docx
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1、目 录毕业设计概述41、任务分析及设计思路51.1任务分析51.2设计思路52、研究和分析零件的工作图62.1零件的结构分析62.2零件图的工艺分析63、毛坯种类的确定83.1 毛坯的选择的确定83.2确定铸件83.3确定毛坯热处理方式84、拟定零件加工的工艺路线94.1定位基准的选择94.2制定工艺路线115、机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的确定156、确定各工序的切削用量及基本工时186.1 确定切削用量186.2确定基本工时197、填写工艺文件218、作品特点349、设计总结3510、 参考文献36毕业设计概述机械加工制造业从建国后至今经过 60 多年的发展,它在不断的壮大,并发展成我
2、国的先进制造业,这是一个巨大的进步,从一开始制造那些小零件到现在大型机械装置,这是一个质的飞跃。在本次课程设计的过程中,让我对机械加工工艺方面有了一个了解:1.能熟练运用加工工艺设计中,并且熟练的掌握基础知识和实训中所学到的实践知识,如何来理解零件在加工工艺的设计方法、零件工艺加工尺寸的确定等问题,零件加工性能的确定。2.对以上加工工艺设计分析和理解之后。能够单独完成毕业设计的制作3.去书上以及网上查看加工工艺设计手册及文献资料。对这些资料进行分析和理解。就我个人而言,这次毕业设计的制作,让我学会了对零件从毛坯到成品的加工工艺设计,并且对工艺路线的制定以及加工工艺装备的选择和切削用量的选择方面
3、有了深刻的了解。并在设计过程中学习到了很多以前都没有接触过的资料和图纸以及计算公式,并对它们逐一去理解想方法去解决。291、任务分析及设计思路1.1任务分析1)查找文献资料, 下载相关设计文件,制定好毕业设计的框架;2)针对叉架类零件在机械加工中的注意事项,深入车间请教师傅,提出创新性的解决办法。3)CAD 画出杠杆零件图,了解加工工艺,选择加工方法流程。4)针对任务书里面的八个方面完成说明书, 并且制出工艺卡片。1.2设计思路1)分析CAD零件图;2)选择毛坯的制造方法和形状;3)拟定杠杆工艺路线;4)选择杠杆定位基准;5) 杠杆工序所需的设备、计算工序尺寸和公差的确定;6) 杠杆工序设备和
4、辅助工具的确定;7)确定各工序技术要求及检验方法;8) 杠杆切削用量和工时定额的确定;9)工艺文件的制作;10)介绍作品的特点;2、研究和分析零件的工作图 (图1-1)2.1零件的作用分析 该零件为CA6140车床的杠杆。它位于车床制动机构中,主要起制动作用。杠杆一端与制动带连接,另-端通过钢球与齿条轴的.突起(或凹槽)相接触,当离合器脱开时,齿条轴与杠杆下端接触,是起逆时针方向摆动将制动带拉紧;当左右离合器中任一个接合时,杠杆都顺时针方向摆动,使制动带放松,从而达到制动的目的。2.2零件图的工艺分析 该零件的是材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适合磨削
5、。该零件的加工表面以及加工表面的位置要求分析如下 (1)主要加工面:1)小头钻250+0.023以及与此孔相通的14阶梯孔、M8螺纹孔;.2)钻12.70+0.1锥孔及铣12.70+0.1锥孔平台;3)钻2M6螺纹孔;4)铣杠杆底面及2M6螺纹孔端面。(2)主要基准面:1)以45外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括:25的孔、杠杆下表面2)以25的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:中14阶梯孔、M8螺纹孔、12.7锥孔及12.7锥孔平台、2M6.螺纹孔及其倒角。其中主要加工面是M8螺纹孔和12.7锥孔平台。杠杆的中25孔的轴线合两个端面有着垂直度的要求。现分述如下:用于加工25孔的是立
6、式钻床。工件以25孔下表面及45孔外圆面为定位基准,加工25时,由于孔表面粗糙度为Ra=1.6m。主要采用钻、扩、铰来保证其尺寸精度。用于加工杠杆的小平面和加工12.7是立式铣床。工件以25孔及端面和水平面底为定位基准,加工表面:包括粗精铣宽度为30mm的下平台、钻更12.7的锥孔,由于30mm的下平台的表面、孔表面粗糙度都为Ra=6.3um。其中主要的加工表面是孔12.7,要用12.7钢球检查。用于加工与25孔相通的M8螺纹底孔是用立式钻床。工件以25孔及其下表面和宽度为30mm的下平台作为定位基准,在大端面长圆柱销、支承板和支承钉上实现完全定位。加工M8螺纹底孔时,先用7麻花钻钻孔,再用M
7、8的丝锥攻螺纹。 3、毛坯种类的确定3.1 毛坯选择的确定零件的材料HT200。由于年产量为4000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高,故可采用铸造质量稳定的,适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程,而且还可以提高生产率。3.2确定铸件表面基本尺寸(mm)加工余量等级加工余量(mm)说明杠杆下表面151.18F2.0底面,单侧加工下平台30F3.0单侧加工2-M6端面40F1.5单侧加工阶梯孔端面28F1.5单侧加工3.3确定毛坯热处理方式机械零件常采用的热处理工艺有退火、正火、调质,时效、淬火、回火、渗碳及氧化等。热处理工艺分为预备热处理和最终热处
8、理两大类,由于采用的HT200材料为灰铸的牌号,其铸造性和减震性能好,要求较高的零件应在粗加工后进行退火处理并对导轨面进行表面淬火处理,以保证内应力彻底释放和保证轨道面的耐磨性能要求。4、拟定零件加工的工艺路线4.1定位基准的选择定位基准包括粗基准和精基准。 (1)粗基准的选择。对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,选择本零件的不加工面,因此把肋板表面作为加工的粗基准,可用外部加紧力夹紧,再利用一个V型块支承45mm圆的外轮廓作主要定位,以限制四个自由度,再以一面定位,用支承块或者支承板来消除余下的两个自由度,达到完全定位(实际上为过定位)就可实现25孔的加工。(2)精基准的选择。依据基准重合
9、原则和基准统一原则,主要考虑基准重合的问题,所以选择25的孔作为精基准。4.2制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。查机械制造技术课程设计表1-19、1-20、1-21,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:工序1粗精铣杠杆下表面。保证粗糙度是3.2,选用立式铣床XA5032。工序2加工孔25。钻孔25的毛坯到22mm;扩孔22mm到24.7mm;铰孔24.7mm到25mm。保证粗糙度是1.6
10、,采用立式钻床Z550。采用专用夹具。工序3粗精铣宽度为30mm的下平台。仍采用立式铣床XA5032。采用组合夹具。工序4钻12.7的锥孔,采用立式钻床Z550。为保证加工孔的位置度,采用专用夹具。工序5粗精铣阶梯孔端面。用立式铣床XA5032。工序6加工螺纹孔M8,锪钻14阶梯孔。保证与垂直方向成10。采用立式钻床Z550。工序7粗精铣M6上端面。用立式铣床XA5032。工序8攻2-M6螺纹采用立式钻床Z550.为保证加工孔的位置度,采用专用夹具。工序9检查5、机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的确定杠杆的材料是HT200,毛坯的重量0.85kg,生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造,
11、毛坯尺寸的确定如下:毛坯与零件不同的尺寸有:从零件图可以看出台阶已被铸出,所以选择铣刀类型及尺寸可用6mm的铣刀进行粗加工,半精铣与精铣的加工余量都为0.5mm。1)加工25的端面,粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求,精加工1mm,同理上下端面的加工余量都是2mm。2)对25的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求1.6。可用一次粗加工1.9mm,一次精加工0.1mm就可达到要求。3)加工宽度为30mm的下平台时,用铣削的方法加工台肩。由于台肩的加工表面有粗糙度的要求Ra=6.3m,而铣削的精度可以满足,故采取分四次的铣削的方式,每次铣削的深度是2.5mm。4)钻锥孔12.7时要求加
12、工一半,留下的余量装配时钻铰,为提高生产率起见,仍然采用12的钻头,切削深度是2.5mm。5)钻14阶梯孔,由于粗糙度要求Ra=3.2m,因此考虑加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm,一次精加工0.15就可达到要求。6)加工M8底孔,考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm,一次攻螺纹0.1就可达到要求。7)加工2-M6螺纹,考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm,一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。8)加工2-M6端面,粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求,精加工1mm,可达到要求6、确定各工序的切削用量及基本工时6.1 确定切削用量工序1:粗、精铣25
13、孔下平面(1)粗铣25孔下平面工件材料:HT200,铸造机床:X52K立式铣床根据切削手册表30-34刀具:硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:YT15,D=100mm,齿数Z=8,此为粗齿铣刀因其单边余量:Z=1.9mm所以铣削深度:=1.9mm每齿进给量取=0.12mm/Z铣削速度V:根据切削手册表30-34,取。V=1.33m/s。机床主轴转速:式(2.1)式中V铣削速度;d刀具直径。由式2.1机床主轴转速:根据切削手册表3.1-74得实际铣削速度:进给量:=Zn=工作台每分进给量:(2)精铣孔下平面表30-31工件材料:HT200,铸造机床:X52K立式铣床根据切削手册刀具:高速钢
14、三面刃圆盘铣刀(面铣刀):YT15,D=100mm,齿数12,此为细齿铣刀精铣该平面的单边余量:Z=0.1mm铣削深度:每齿进给量:根据切削手册表30-31,取铣削速度:根据切削手册表30-31,取机床主轴转速,由式(2.1)有: 根据切削手册表3。1-31得 实际铣削速度:进给量,由式(1.3)有:工作台每分进给量:工序2:加工孔25到要求尺寸工件材料为HT200铁,硬度200HBS。孔的直径为25mm,公差为H7,表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床,加工工序为钻、扩、铰,加工刀具分别为:钻孔22mm标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔24.7mm标准高速钢扩孔钻;铰孔25mm标准
15、高速铰刀。选择各工序切削用量。(1)确定钻削用量1)确定进给量:根据切削手册表28-10,由于孔深度比,故。取。根据切削手册表28-8钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力(由机床说明书查出),允许的进给量。由于所选进给量远小于及,故所选可用。2)确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率,根据切削手册表28-9由插入法得:,由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。根据切削手册表28-3,故查立式钻床Z550,取,实际切削速度为:根据切削手册表28-5,故3)校验机床功率切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即,相应地,(2)确定扩孔切削用量1)确定
16、进给量根据切削手册表28-31,取=0.57mm/r。2)确定切削速度及,根据切削手册表28-33取。修正系数:,故查机床说明书,取。实际切削速度为(3)确定铰孔切削用量1)确定进给量,根据切削手册表28-36,进给量取小值,查立式钻床说明书,取2)确定切削速度及,根据切削手册表28-39,取由切削手册表28-3,得修正系数取n=100r/min,实际铰孔速度(4)各工序实际切削用量根据以上计算,各工序切削用量如下:钻孔:扩孔:铰孔:工序3:粗精铣宽度为30mm的下平台(1)粗铣宽度为30mm的下平台加工条件:工件材料:HT200,铸造。机床:X52K立式铣床。根据切削手册表30-34,刀具:
17、硬质合金三面刃圆盘铣刀(面铣刀),材料:,齿数,此为粗齿铣刀。因其单边余量:Z=2mm所以铣削深度每齿进给量铣削速度由式2.1得机床主轴转速n:根据切削手册表3.1-74,实际铣削速度进给量工作台每分进给量:,被切削层长度:由毛坯尺寸可知,刀具切入长度: 式(2.2)刀具切出长度:取走刀次数为1。(2)精铣宽度为30mm的下平台工件材料:HT200,铸造。机床:X52K立式铣床。根据切削手册表30-31。刀具:高速钢三面刃圆盘铣刀(面铣刀):YT15,D=100mm,齿数12,此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量:Z=1.0mm铣削深度:每齿进给量:根据切削手册表30-31,取铣削速度:根据切削
18、手册表30-31,取机床主轴转速,由式(2.1)有:根据切削手册表3。1-31,实际铣削速度:进给量,由式(2.3)有:工作台每分进给量:被切削层长度:由毛坯尺寸可知刀具切入长度:精铣时刀具切出长度:取走刀次数为1工序4:钻12.7的锥孔工件材料为HT200铁,硬度200HBS。孔的直径为12.7mm,表面粗糙度Ra=6.3m。加工机床为立式钻床Z550,钻孔12mm标准高速钢麻花钻,磨出双锥和修磨横刃;扩孔12.7mm标准高速钢扩孔钻。选择各工序切削用量。(1) 确定切削用量1) 确定进给量根据.切削手册表28-10可查出,由于孔深度比,故。查立式钻床Z550说明书,取根据切削手册表28-8
19、,钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力Fmax=15690N(由机床说明书查出),根据切削手册表28-9,允许的进给量由于所选进给量远小于及,故所选可用。2) 确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率根据切削手册表28-15,由插入法得: 由于实际加工条件与.上表所给条件不完全相同,故应对所的结论进行修正。根据切削手册表28-3,,故查机床说明书,取。实际切削速度为:根据切削手册表28-5,故3) 校验机床功率切削功率:机床有效功率:故选择的钻削用量可用。即 同理 (2)确定扩孔切削用量1) 确定进给量根据切削手册表28-31,。根据机床说明书,取。 2)确定切削速度v及n根
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