套筒座工艺设计.doc
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1、套筒座工艺设计422020年4月19日文档仅供参考,不当之处,请联系改正。 Southwest university of science and technology毕业设计说明书牛头刨床进给机构推动架制造工艺设计及专用工装设计学院名称制造科学与工程学院专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名田晓宇学号 6227指导教师王忠 教授二一五年六月目 录第一章 零件的分析31.1 零件的介绍和作用31.2 主要加工表面及技术要求3第二章 工艺流程设计42.1 生产方式确定42.2 毛坯的设计52.3 基准的选择52.4 工艺路线6第三章 工序设计73.1 工序分析73.2 基准的选择和尺寸链的计算8
2、3.3 设备的选择93.3.1选择机床93.3.2选择刀具93.4加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.4.1 支承孔孔径50H7103.4.2底面A的工序尺寸及公差计算113.4.3一对工艺孔的工序尺寸及公差计算123.4.4其它加工面的加工余量的确定143.5切削用量及工时定额的确定143.5.1粗铣底面A143.5.2半精铣底面A153.5.3精铣底面A163.5.4粗镗左、右支承孔173.5.5半精镗左、右支承孔183.5.6精镗左、右支承孔193.5.7粗铣底面台阶孔平面及上面的螺纹孔面203.5.8粗铣左端面B213.5.9粗铣右端面C223.5.10钻、扩、铰孔233.5.1
3、1:钻、攻螺纹孔27第四章 专用夹具设计294.1夹具总体方案设计294.2定位的设计304.3夹紧机构的设计及夹紧力的计算304.4定位误差的分析31第一章 零件的分析1.1 零件的介绍和作用设计对象为牛头刨床进给机构的推动架,是牛头刨床进给机构的中小零件,32mm孔用来安装工作台进给丝杠轴,靠近32mm孔左端处一棘轮,在棘轮上方即16mm孔装一棘爪,16mm孔经过销与杠连接杆,把从电动机传来的旋转运动经过偏心轮杠杆使推动架绕32mm轴心线摆动,同时拨动棘轮,带动丝杠转动,实现工作台的自动进给。1.2 主要加工表面及技术要求由零件图可知,其材料为HT200,该材料为灰铸铁,具有较高强度,耐磨
4、性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件。由零件图可知,32、16的中心线是主要的设计基准和加工基准。该零件的主要加工面可分为两组:1.32mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括:32mm的两个端面及孔和倒角,16mm的两个端面及孔和倒角。2.以16mm孔为加工表面这一组加工表面包括,16mm的端面和倒角及内孔10mm、M8-6H的内螺纹,6mm的孔及120倒角2mm的沟槽。这两组的加工表面有着一定的位置要求,主要是:1.32mm孔内与16mm中心线垂直度公差为0.10;2.32mm孔端面与16mm中心线的距离为12mm。由以上分析可知,对这两组加工表面而言,先加工第一组,再加工
5、第二组。由参考文献中有关面和孔加工精度及机床所能达到的位置精度可知,上述技术要求是能够达到的,零件的结构工艺性也是可行的。 套筒座加工表面及其加工要求加工面尺寸精度和几何精度要求表面质量要求支承孔直径50H7mm,圆柱度是0.01,对底面的平行度为0.01R=1.6底面底面到支承孔中心尺寸为800.02mm,是支承孔的精基准面R=1.6支承孔两端面距离150mm,未注公差尺寸R=6.3螺栓孔上表面直径20mm,到底面的距离为15mmR=12.5顶面螺纹孔上表面直径12mm,到支承孔外表面距离3mmR=12.5零件图如图所示:第二章 工艺流程设计2.1 生产方式确定根据生产纲领的要求,本零件是中
6、批、大批大量生产,我们选择毛坯的制造方式为铸造。铸造能够大批量生产,成本较低,能够造出这样零件形状复杂的铸件。根据最小孔径尺寸选择铸造方法为金属型铸造,零件材料为HT250钢精度可达到3.210,因此毛坯的加工余量比较小。各表面加工方法的确定:依据各种加工方法的经济精度和表面粗糙度,已确定的生产纲领,零件的结构形状和尺寸大小等因素来选择各表面的加工方法如下支承孔:镗底面:铣支承孔左右端面:铣底面两工艺孔:钻,扩,铰4个底座孔:钻,扩底面台阶面:铣螺纹孔平面:铣螺纹:攻丝2.2 毛坯的设计如下图所示的套筒座,其所用材料为灰铸铁,大批量生产时选择的毛坯铸造方法是金属型铸造机器造型,根据机械制造技术
7、基础课程设计中表5-7至5-11,铸件公差等级为CT8-10,取CT9,加工余量等级为D-F,取F级,总长150mm的机械加工余量为1.5mm,即该总长的基本尺寸为151.5mm,尺寸公差为2.5mm,孔50H7mm的机械加工余量为0.5mm,即该孔的总尺寸为49.5mm,尺寸公差为2mm,底面和凸台面的加工余量和尺寸公差等级可参考总长确定,其它尺寸参照零件图查得。最后按照入体形式标注毛坯尺寸,得到如下图所示的毛坯尺寸。 套筒座毛坯尺寸确定2.3 基准的选择套筒座零件的重要表面是套筒支承孔,由于其与底面有平行度关系,因此底面自然就成为精基准面。粗基准的选择应是未经加工的面,第一步工序是粗铣底面
8、A,根据以重要加工表面为粗基准的选用原则我们选择毛坯支承孔和底面台阶孔平面作为粗基准,考虑到第二基准面选择的方便性,将底面的一对螺栓孔选为工艺孔,将其精度由原来的10.5mm提高到10.5H7mm.该定位基准组合在后续支承孔及支承孔上径向孔上的加工中都将作为精基准。显然,应该在工艺的开始阶段安排加工将来作为精基准的底面和底面工艺孔。2.4 工艺路线 在进行工序的排序时,要遵循基准先行、先粗后精、先面后孔等原则。对套筒座能够拟定以下可能的工艺顺序链。方案1:工序1:粗铣套筒座底面;工序2:粗铣6-20、2-12凸台端面至尺寸;工序3:粗铣套筒座的左右端面至尺寸;工序4:粗镗50H7的孔;工序5:
9、半精铣套筒座底面;工序6:半精镗50H7的孔;工序7:精铣套筒座底面至尺寸;工序8:精镗50H7的孔至尺寸并倒角;工序9:钻6-10.5孔至尺寸并倒角;工序10:钻、攻2-M6的螺纹并倒角;工序11:检验方案2:工序1:粗铣套筒座底面;工序2:粗铣6-20、2-12凸台端面至尺寸;工序3:粗铣套筒座的左右端面至尺寸;工序4:粗车50H7的孔;工序5:半精铣套筒座底面;工序6:半精镗50H7的孔;工序7:精铣套筒座底面至尺寸;工序8:精车50H7的孔至尺寸并倒角;工序9:钻6-10.5孔至尺寸并倒角;工序10:钻、攻2-M6的螺纹并倒角;工序11:检验 方案对比:方案一和方案二的第3、4 工序都
10、体现了工序集中,操作方便。方案一在半精镗之后进行底面的钻孔、扩孔、铰孔(工序集中,一次装夹就能够完成底面孔的加工),在最后进行钻螺纹孔、攻螺纹;而方案二虽然在粗镗后进行钻孔、可是在最后进行扩孔、铰孔,攻螺纹,这样可能会影响已经精铣完成的底面;故选择法案一。即:工序1:粗铣套筒座底面;工序2:粗铣6-20、2-12凸台端面至尺寸;工序3:粗铣套筒座的左右端面至尺寸;工序4:粗镗50H7的孔;工序5:半精铣套筒座底面;工序6:半精镗50H7的孔;工序7:精铣套筒座底面至尺寸;工序8:精镗50H7的孔至尺寸并倒角;工序9:钻6-10.5孔至尺寸并倒角;工序10:钻、攻2-M6的螺纹并倒角;工序11:
11、检验第三章 工序设计3.1 工序分析 粗铣、精铣轴承座底面粗铣轴承座圆柱两端面可用同一台铣床完成,作为第一道工序。 粗镗孔和粗镗、半精镗、精镗孔可再同一台镗床上完成,作为第二道工序。 钻孔可在同一台钻床上完成,作为第三道工序。 攻螺纹在同一台钳工台上完成,作为第四道工序。3.2 基准的选择和尺寸链的计算1.对套筒座两端面,互为基准,尺寸链如下图 A0为零件最终尺寸,A1和A3是加工余量,是减环,A2是毛坯尺寸,是增坏。 因此A0=A2-A1-A3 2.对于50H7的孔,以中心线为基准,尺寸链如下图A0为零件最终尺寸,A1和A3是加工余量,是增坏环,A2是毛坯尺寸,是增坏。 因此A0=A2+A1
12、+A3对于轴承座下端面,底座上表面为基准,尺寸链如下图 A0为零件最终尺寸,A2、A3、A4是加工余量,是减环,A1是毛坯尺寸,是增坏。 A0=A1-A2-A3-A43.3 设备的选择3.3.1选择机床 (1)工序1、2、3、5、7是铣削加工,各工序的工步数不多,成批生产不要求很高的生产率,根据工件尺寸选用X5020A立式铣床。(机械制造技术基础课程设计表5-5)(2)工序9、10是钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹。根据工件尺寸能够选用Z5125A型立式钻床。(机械制造技术基础课程设计表5-6)(3)工序4、6、8是粗镗、半精镗、精镗支承孔,根据工件尺寸能够选用T618型卧式镗床。(机械制造技术基础课
13、程设计表5-9)3.3.2选择刀具(1)铣削底面时,选用镶齿套式面铣刀,直径D=80mm(2)铣削底凸台面和螺纹孔面时,选用镶齿套式面铣刀,直径D=50mm(3)铣削端面时,选用镶齿套式面铣刀,直径D=100mm(4)镗孔时选用机夹单刃镗刀直径D=40mm(5)钻孔mm时,选用直柄麻花钻,直径mm。(6)钻孔mm时,选用直柄麻花钻,直径mm。(7)攻螺纹时用M6的螺纹刀。(8)扩孔mm时,用直径是mm的硬质合金扩孔钻。(9)扩孔mm时,用直径是mm的硬质合金扩孔钻。(10)铰孔H7mm时,选择mm,精度等级为H7级的直柄机用铰刀。3.4加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.4.1 支承孔孔径5
14、0H7支承孔孔径50H7,表面粗糙度为1.6,毛坯材料为HT250,加工方案为:金属型铸造毛坯、粗镗、半精镗、磨削,下面求解各道工序尺寸及公差。(1) 用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量查(机械制造技术基础课程设计)表5-54知,磨削加工余量0.3mm;由表5-53知,半精镗加工余量1.0mm;粗镗加工余量1.5mm。则毛坯总余量=各工序余量之和=0.3+1.0+1.5=2.8mm(2)计算各工序尺寸的基本尺寸磨削后孔径应达到图样规定尺寸,因此磨削工序尺寸即图样上的尺寸=mm(设计尺寸)。其它各道工序基本尺寸依次为半精镗=(50-0.3)mm=49.7mm粗镗=(49.7-1.0)mm
15、=48.7mm毛坯=(48.7-1.5)mm=47.2mm(3)确定各道工序尺寸的公差及其偏差。 工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定,查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-6进行选择。 磨削前半精镗取IT10级,查表得=0.1mm(机械制造技术基础课程设计表3-5)粗镗取IT12级,查表得=0.25mm(机械制造技术基础课程设计表3-5)毛坯公差取自毛坯图,这里查阅铸件 尺寸公差与机械加工余量(GB/T 6414-1999),取CT9级,由表5-7确定其公差=2mm。(4)工序尺寸偏差按“入体原则”标注磨削:mm半精镗:
16、mm粗镗:mm毛坯孔:mm为了清楚起见,把上述计算结果汇于表5-1中。 表5-1 孔的工序尺寸及公差的计算 mm工序名称工序间双边余量工序达到的公差工序尺寸及公差磨削0.3IT7半精镗1.0IT10粗镗1.5IT12毛坯孔-CT93.4.2底面A的工序尺寸及公差计算底面A经过了粗铣、半精铣和精铣。(1)用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下毛坯总余量=3.8mm精铣加工余量=0.8mm(见机械制造技术基础课程设计表5-52)半精铣加工余量=1.3mm(见机械制造技术基础课程设计表5-51)粗铣加工余量=1.7mm(见机械制造技术基础课程设计表5-49)(2)计算各工序尺寸的基本尺寸。精
17、铣平面后应该达到规定的尺寸,因此精铣工序尺寸即是图样上的尺寸,表面粗糙度1.6,精铣能达到的等级取H=mm。其它各工序基本尺寸依次为半精铣H=(80+0.8)mm=80.8mm粗铣H=(80.8+1.3)mm=82.1mm毛坯H=(82.1+1.7)mm=83.8mm(3)确定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定,查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-10进行选择。精铣前半精铣去IT11级,查表得T=0.22mm(机械制造技术基础课程设计表3-4)粗铣取IT12,查表得T=0.35mm(机械制造技
18、术基础课程设计表3-4)毛坯公差取自毛坯图,这里查阅机械零件工艺性手册(GB/T 6414-1999),取=0.8mm。 (4)工序尺寸偏差的标注(按入体原则)精铣:mm半精铣:mm 粗铣:mm毛坯: mm为了清楚起见,把上述计算结果汇于表5-2中。 表5-2 底面的工序尺寸及公差的计算 mm工序名称工序间余量工序达到的公差工序尺寸及公差精铣0.8IT8半精铣1.3IT11粗铣1.7IT12毛坯-mm3.4.3一对工艺孔的工序尺寸及公差计算工艺孔经过了钻孔、扩孔、铰孔三道工步(1)用查表法确定各道工序的加工余量及毛坯总余量如下由于铸造时无法铸出毛坯孔,故毛坯总余量=10.5mm铰孔加工余量=0
19、.1mm(见机械制造技术基础课程设计表5-39)扩孔加工余量=0.6mm(见机械制造技术基础课程设计表5-39)钻孔加工余量=9.8mm(见机械制造技术基础课程设计表5-37)(2)计算各工序尺寸的基本尺寸。因为是为了做精基准而加工出的工艺孔,故其精度要求为10.5H7其它各工序基本尺寸依次为扩孔D=(10.5-0.1)mm=10.4mm钻孔D=(10.4-0.6)mm=9.8mm毛坯为凸台面D=0mm(3)确定各工序尺寸的公差及其偏差。工序尺寸的公差按各加工方法所能达到的经济精度确定,查阅相关“机械制造技术基础”教材中各种加工方法的经济加工精度表或参阅机械制造技术基础课程设计图2-10进行选
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