135調速器的操縱手柄工藝課程設計.doc

序言機械制造技術基礎課程設計是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，他在我們的大學四年生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力，為以后的工作打下良好的基礎。由于能力有限，設計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。一、零件的分析（一）零件的作用題目所給定的是135調速器的操縱手柄，屬于杠桿類的零件，是機床傳動上的一個零件該零件的作用是傳遞扭矩。工人操縱手柄即可使操縱桿獲得不同的轉動位置，從而使機床主軸正轉、反轉或停止轉動。（二）零件的工藝分析該零件主要有平面、孔和鍵槽，是一個形狀比較簡單的零件。1)加工10孔的兩端面。2)鉆10孔，鉆孔；3)銑28mm8mm平面，銑16mm8mm槽。4)車24端面、外圓面，鉆的孔，擴孔至。5)加工M6端面、鉆M6螺紋孔，攻螺紋。由以上的分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并保證它們之間的位置精度要求。二、工藝規(guī)程設計（一）確定毛胚的制造形式操縱手柄是一種常用的傳動件，要求具有一定的強度。零件材料采用45鋼，尺寸較小，形狀簡單，表面精度要求不高，且由于零件的年產量為4000件，以達中批量生產的水平，故采用模鍛成型，以提高生產率、保證加工精度。（二）確定加工余量、毛坯尺寸和公差依據(jù)鋼質模鍛件的公差及機械加工余量GB/T12362-2003確定。1、鍛件公差等級：普通級。2、鍛件質量：鍛件質量0.438Kg。3、形狀復雜系數(shù)：假設鍛件為圓形，根據(jù)公式=，求得=0.657Kg，S=0.667。根據(jù)S值可知0.63S1，鍛件的形狀復雜系數(shù)為S1。4、鍛件材質系數(shù)：45鋼的材質系數(shù)為M1。5、零件表面粗糙度：各表面粗糙度Ra均大于1.6。（三）確定加工余量根據(jù)鍛件質量、零件表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)查GB/T12362-2003表16，查得單邊余量在厚度方向為1.5-2.0mm，水平方向為1.5-2.0mm即各軸向尺寸的單面余量為1.5-2.0mm。鍛件10和12的單面余量查GB/T12362-2003表15，余量為2.0mm。18外圓可由鍛造直接獲得，故無需考慮加工余量。（四）確定毛坯尺寸當表面需粗、半精加工時，可取其較大值。綜上，確定毛坯尺寸：零件尺寸單邊加工余量鍛件尺寸1852187228181.521152171.514.5表2.1毛坯尺寸（五）確定毛坯尺寸公差查(機械工藝手冊)表3.1-37得：鍛件尺寸偏差鍛件尺寸偏差26+0.8-0.422+0.8-0.4R10+0.8-0.417+0.8-0.4R4+0.8-0.4表2.2毛坯尺寸公差（六）設計毛坯圖1、確定圓角半徑：由所給定圖紙獲得，未標注圓角半徑R2R3。取外圓角半徑R3，內圓角半徑R2。2、確定鍛模斜度：查表10得，模鍛斜度=2。3、確定分模位置：由于毛坯屬對稱軸類鍛件，取軸向分模，毛坯的對稱面為分模面。4、確定毛坯的熱處理方式：鋼質毛坯經鍛造后應安排正火，以消除鍛造的殘余應力。毛坯見附圖。（七）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。幾面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，為了保證6.5mm的距離，選擇本零件的不加工表面13mm加強筋的下表面、18外圓作為粗基準。（2）精基準的選擇。主要需要考慮基準重合問題。當設計基準與工序基準不重合時需進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。（八）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領確定的情況下，可以考慮采用萬能機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1.工藝路線方案一：工序10：鍛造；工序20：熱處理；工序30：粗銑10兩端面；工序40：鉆10孔、倒角145，鉆、絞12孔，兩端倒角0.545；工序50：粗車右端面、粗車24外圓，倒角345、445；工序60：鉆9孔，擴孔至16，倒角0.545；工序70：粗銑28mm8mm上下兩面，粗銑槽至尺寸；工序80：粗銑M6螺紋孔端面；工序90：鉆M6螺紋孔；工序100：攻螺紋；工序110：去毛刺；工序120：終檢，入庫。2.工藝路線方案二：工序10：鍛造；工序20：熱處理；工序30：粗車、精車24外圓面，倒角445；工序40：粗銑、半精銑10兩端面；工序50：鉆10孔、倒角145；工序60：鉆、絞12孔，兩端倒角0.545；工序70：粗車右端面，倒角345；工序80：鉆9孔，擴、鉸孔至16，倒角0.545；工序90：粗銑28mm8mm上下兩面；工序100：粗銑槽至尺寸；工序110：粗銑M6螺紋孔端面；工序120：鉆M6螺紋孔；工序130：攻螺紋；工序140：去毛刺；工序150：終檢，入庫。3.工藝方案的比較與分析上述二個工藝方案的特點在于：方案一是先加工10的上下兩端面，然后精加工24的外圓，以下端面和24的外圓作為精基準，進行后續(xù)加工。而方案二是先加工24的外圓，再加工10的上下兩端面，其后的工序與反感一相同。在方案一中，加工下端面的粗基準選擇寬為13mm的上端面或下端面，面積較小，不方便裝夾，而方案二中，選擇不加工的18的外圓為為粗基準，裝夾方便、可靠，其后再以精加工后的24外圓為精基準加工12的下端面，加工精度更高。選擇方案二。三、工序設計（一）選擇加工設備和工藝設備1）選擇機床：A.粗車零件。本零件外輪廓尺寸不大，要求精度不高，選用CA6140臥式車床；B.銑平面及銑孔。選擇XA5032立式銑床。C.鉆孔。選擇Z525立式鉆床。（二）確定工序尺寸1）12mm的孔：毛坯為實心，而12mm的孔的精度為IT8（GB/T1800.12009表1），確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：鉆孔：11.8mm，2Z=0.2mm；絞孔：12H8mm。具體工序尺寸見下表。表3.112mm孔工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm鉆孔11.8IT10Ra12.511.8絞孔0.2IT8Ra6.31212H82）10mm的孔：鉆孔：10mm。具體工序尺寸見下表。表3.210mm孔工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm鉆孔10IT10Ra6.310103）9mm的孔：毛坯為實心，而9mm的孔的精度為IT8（GB/T1800.12009表1），確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：鉆孔：9mm。具體工序尺寸見下表。表3.39mm孔工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm鉆孔9IT12Ra12.594）16mm的孔：在9mm孔的基礎上進行擴孔，16mm孔的精度為IT11（GB/T1800.12009表1），確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：擴孔：16H11mm。具體工序尺寸見下表。表3.416mm孔工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm擴孔7IT11Ra6.3165）24mm的外圓：24mm外圓的要求加工的精度等級為IT9（GB/T1800.12009表1），確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：具體工序尺寸見下表。表3.524mm孔工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm粗車外圓1.5IT10Ra12.524.5精車外圓0.5IT9Ra12.5246）銑長度為28mm的平面：長為28mm平面要求的加工精度等級為IT10（GB/T1800.12009表1），確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：具體工序尺寸見下表。表3.6銑長為28mm平面工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm粗銑平面1IT12Ra12.512.5半精銑平面0.5IT10Ra6.311.57）銑R4的槽：R4槽的要求加工的精度等級為IT12（GB/T1800.12009表1），確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：具體工序尺寸見下表。表3.7銑R4槽工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm銑R4槽16IT12Ra12.516168）銑10的通孔端面：10的通孔端面要求加工后表面粗糙度為Ra6.3（GB/T1800.12009表1），確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：具體工序尺寸見下表。表3.8銑10通孔端面工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm粗銑下端面1IT12Ra12.520半精銑下端面0.5IT9Ra6.319.5粗銑上端面1IT12Ra12.518.5半精銑上端面0.5IT9Ra12.5189）銑M61螺孔端面：M61螺孔端面要求加工后表面粗糙度為Ra6.3（GB/T1800.12009表1），確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：具體工序尺寸見下表。表3.9銑M61螺孔端面工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm粗銑端面1IT12Ra12.515.5半精銑端面0.5IT9Ra6.31510）鉆M61螺孔：M61螺孔無特殊要求，采用鉆孔的加工方法就能保證，確定工序尺寸及余量（查機械加工工藝手冊表3-2.10）：具體工序尺寸見下表。表3.10鉆M61螺孔工序尺寸表工序名稱工序間余量/mm工序間經濟精度/工序間表面粗糙度/工序間尺寸/mm尺寸公差/mm鉆M61螺紋孔2.5IT11Ra12.55（三）確定切削用量(1)加工24外圓由于24外圓要求加工精度為IT9，所以需要分兩次走刀，粗車加工余量為1.5mm，精車加工余量為0.5mm。1)粗車選擇刀具車刀選擇機夾可轉位外圓車刀，由于CA6140中心高為200mm（CA6140使用手冊），故選刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀片厚度4.5mm。粗車帶外皮的鍛件毛坯，可選擇YT5牌號硬質合金（GB2075-87）。查車刀幾何形狀表，選擇車刀前刀面為型（卷屑槽帶倒棱形），=60，=10,=6，=12=0，=0.5mm，=-10，車刀壽命取為60min。選擇切削用量背吃刀量：由于粗加工余量為1.5mm，所以=1.5mm進給量：粗車鋼料、刀桿尺寸為16mm25mm、3mm、工件直徑2040mm時，選擇進給量=0.30.5mm/r，按CA6140車床說明書取=0.48mm/r，切削速度，按按切削手冊，切削速度的計算公式為，其中=291，修正系數(shù)查表得：，故1.180.65110.80.92=0.56主軸轉速(r/min)根據(jù)CA6140車床說明書，選取主軸轉速為(r/min)，此時切削速度(mm/r)校驗機床功率：主切削力，其中：，1，則有(N)切削時消耗的功率(Kw)，而機床的最大功率為7.5Kw，故功率足夠，可以正常加工。最終確定粗車的切削用量為：=1.5mm，=0.48mm/r，r/min2)精車24外圓選擇刀具車刀形狀、刀桿尺寸和刀片厚度與粗車厚度相同。精車選擇刀牌號為YT15（GB2075-87），查車刀幾何形狀表，選擇車刀前刀面為型（平面型），車刀幾何形狀為：=30，=5,=8，=12=0，=1mm，車刀壽命選擇60min。選擇切削用量背吃刀量：由于精加工余量為0.5mm，所以=0.5mm進給量：精車鋼料、表面粗糙度Ra6.3m、50m/min(預計)、刀尖圓弧半徑=1mm時，選擇進給量=0.450.6mm/r，按CA6140車床說明書取=0.56mm/r，切削速度，按按切削手冊，當=560620，1.65mm/r，切削速度，切削修正系數(shù)為1，故切削速度主軸轉速(r/min)根據(jù)CA6140車床說明書，選取主軸轉速為(r/min)，此時切削速度(mm/r)校驗機床功率：主切削力，其中：，1，則有(N)切削時消耗的功率(Kw)，而機床的最大功率為7.5Kw，故功率足夠，可以正常加工。最終確定粗車的切削用量為：=0.5mm，=0.56mm/r，r/min。(2)粗車24端面選擇刀具車刀形狀、刀桿尺寸和刀片厚度與粗車外圓時均相同。粗車選擇刀牌號為YT5（GB2075-87），查車刀幾何形狀表，選擇車刀前刀面為型（卷屑槽帶倒棱型），車刀幾何形狀為：=90，=10,=6，=10=0，=0.5mm，=-10，車刀壽命選擇60min。選擇切削用量背吃刀量：由于粗車就能達到圖紙上的粗糙度和精度要求，所以一次走刀切除全部毛坯余量，背吃刀量為=2mm進給量：粗車鋼料、刀桿尺寸為16mm25mm、3mm、工件直徑2040mm時，選擇進給量=0.30.5mm/r，按CA6140車床說明書取=0.3mm/r，切削速度，按按切削手冊，切削速度的計算公式為，其中=291，修正系數(shù)查表得：，故1.180.6511.240.80.842=0.64主軸轉速(r/min)根據(jù)CA6140車床說明書，選取主軸轉速為(r/min)，此時切削速度(mm/r)校驗機床功率：主切削力，其中：，1，則有(N)切削時消耗的功率(Kw)，而機床的最大功率為7.5Kw，故功率足夠，可以正常加工。最終確定粗車的切削用量為：=2mm，=0.3mm/r，r/min(3)工序40切削用量的確定本工序為粗、半精銑10mm兩端面。加工材料材料45鋼，=670MPa，鍛件。工件尺寸工件長20mm，寬度。加工要求用硬質合金立銑刀，雙邊加工余量h=4mm，冷卻液冷卻機床XA5032型立銑床。1)選擇刀具根據(jù)（切削用量簡明手冊）表1.2選擇YT15硬質合金刀片。根據(jù)表3.1銑削深度ap4mm、寬度時，端銑刀直徑擇d0=80mm。由于采用標準硬質合金端銑刀，故齒數(shù)Z=3（表3.13）。銑刀幾何形狀（表3.2）：由于800MPa，故選擇Kr=30，Kre=25，Kr=5，0=8，0=10，s=-15，0=-52)選擇切削用量決定銑削深度ap由于加工余量不大，需要進行粗銑和半精銑。故一個端面分2次走刀，則粗銑：ap=1mm半精銑：ap=0.5mm決定每齒進給量fz采用不對稱端銑以提高進給量。根據(jù)表3.5，當使用YT15，銑床功率為7.5kw（表3.30，XA5032型立銑說明書）時，fz=0.090.1