機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計之杠桿

機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計之杠桿機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書題目：設(shè)計“杠桿”的機械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備(年產(chǎn)量4000件)西安工程大學(xué)機械設(shè)計工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計“杠桿”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備(年產(chǎn)量為4000件)零件圖機械加工工藝卡片夾具總裝圖夾具主要零件圖課程設(shè)計說明書第一章：零件的分析零件的分析1毛胚的選擇3第二章：工藝設(shè)計工藝規(guī)程的設(shè)計3定位基準的選擇3確定工藝路線3工藝路線方案的分析比較5機床設(shè)備及工藝裝備的選擇66具體選擇機床設(shè)備及工藝設(shè)備6加工工序設(shè)計7粗、精銑圓柱體上表面9粗、精銑圓柱體下表面9加工孔10加工孔11第三章：夾具設(shè)計圖的分析13對刀方案14裝置選用及設(shè)計14的計算15最大轉(zhuǎn)矩15切削功率15設(shè)計說明本次設(shè)計是我們在學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課程之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己將來從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中段煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。第一章零件的分析零件的分析已知任務(wù)要求設(shè)計的零件為一杠桿。現(xiàn)假定該機器年產(chǎn)量為4000件/年，且每臺機器中能同時加工的零件數(shù)僅為一件，若取設(shè)備率為3%，機械加工的廢品率為2%，則得出該零件的年產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=4000*(1+3%+2%)件/年=4200件/年由計算可知，該零件的年產(chǎn)量為4200件。由零件的特征可知，它屬于中批生產(chǎn)。設(shè)計要求杠桿的主要作用是用來支撐的、固定的。要求零件的配合是要求的。1)設(shè)計零件所用材料為HT200。該材料的特點是具有較高強度、耐磨性、耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。2)該零件是以25H9的孔套在軸上，主要以25H9的孔及端面為其定位基準，包括粗銑40的圓柱體及其凸臺表面，精銑左右兩邊，寬度為30mm的圓柱體上下端面。鉆、擴、鉸25、10、8的孔。3)主要加工表面及其孔的要求：①40圓柱及其凸臺：上端面粗糙度為。下端面粗糙度為。②左右兩邊30的上下端面：上下端面的粗糙度均為R6.3um。25的孔：表面粗糙度為，孔倒角為45°③兩個8H7的孔：表面粗糙度為，兩個8H7孔中心與25H9孔中心的距離為84±0.2mm。④10H7的孔：孔中心與25H9孔中心之間的距離為48mm，平行度要4)零件圖：毛胚的選擇類型和制造方法/年，該零件質(zhì)量約1kg，可知，其生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，由于零件結(jié)構(gòu)簡單，用鍛件是不太可能的。因此，需要先根據(jù)零件圖，做出鑄模，進行鑄造，結(jié)合零件和經(jīng)濟的考慮，所以用毛胚制造最好選用砂型鑄造的方法。選用砂型機器造型，未消除殘余應(yīng)力，鑄造后安排人工時效。1)鑄件不應(yīng)有裂痕、砂眼和局部縮松、氣孔和夾渣等缺陷。鑄件表面應(yīng)清除毛刺、結(jié)瘤和粘沙等。2)正火處理硬度174-207HBS,以消除應(yīng)力，改善切削加工性能。3)未注圓角為R3-R5mm。4)起模斜度為30°。第二章工藝設(shè)計工藝規(guī)程的設(shè)計定位基準的選擇1)粗基準的選擇：選擇零件的重要孔的毛胚孔作粗基準，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；此外還應(yīng)能保證定位精準、夾緊可靠。因此通過對零件的分析，考慮到上述的各方面要求，故可以選擇40圓柱體的外輪廓為粗基準。2)精基準的選擇：由零件圖可知25H9孔及其底面既是裝配基準，又是設(shè)計基準，用他們作為精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則。且其余各面和孔的加工也可用它們定位，這樣使工藝路線遵循了“基準統(tǒng)一”的原則。此外，采用了25H9孔作為精基準，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案比較簡單、可靠，操作方便。1)確定各表面加工方法：根據(jù)各表面加工的要求和各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，確定各表面加工。方法如下：粗銑40圓柱體及凸臺表面和精銑左右兩邊30圓柱體上下兩端面，鉆—擴—鉸2*8H7、10H7和25H9四個孔。2)擬定加工工藝路線：加工方案有以下兩種，如表一表二所示表一加工方案(一)工序工序工序內(nèi)容簡要說明號1010鑄造20時效處理消除應(yīng)力30粗銑40圓柱體及凸臺上端面先加工基準面40粗銑40圓柱體及凸臺下端面加工面50粗銑2*30圓柱體上下端面60鉆、擴、鉸25H9孔，孔口倒角1*45°留精擴鉸余量70鉆、擴、鉸10H7的孔80鉆、擴、鉸2*8H7的孔90精銑40圓柱體及凸臺上端面100精銑40圓柱體及凸臺下端面110精銑2*30圓柱體上下端面120精鉸25H9孔，表面粗糙度后加工孔130精鉸10H7孔140精鉸2*8H7孔，表面粗糙度150去毛刺160清角170檢驗表二加工方案(二)工序工序工序內(nèi)容簡要說明號10鑄造20時效處理消除內(nèi)應(yīng)力30粗銑40圓柱體及凸臺上端面先加工基準面40粗銑40圓柱體及凸臺下端面先加工面50鉆、擴、鉸25H9孔，孔口倒角1*45°后加工孔660粗銑2*30圓柱體上下端面先加工面70鉆、擴、鉸10H7的孔后加工孔80鉆、擴、鉸2*8H7的孔90精銑40圓柱體及凸臺上端面精加工面100精銑40圓柱體及凸臺下端面110精銑2*精加工孔30圓柱體上下端面120精鉸25H9孔，表面粗糙度后加工孔130精鉸10H7孔140精鉸2*8H7孔，表面粗糙度150去毛刺160清角170檢驗方案一：按工序集中原則組織工序，先在一臺銑床上將40圓柱體和30圓柱體的端面全部銑好，然后將25H9、10H7、2*8H7四個孔在一臺鉆床上將孔加工完成。該方案的有點是：工藝路線短，減少工件裝夾次數(shù)，易于保證加工面的相互位置精度，需要的機床數(shù)量少，減少工件在工序中的運輸，減少輔助時間和準備終結(jié)時間。方案二：按工序分散原則組織工序，先在一臺銑床上將40柱體的兩端面銑好，再在鉆床上鉆好25H9，然后以25H9和一端面為基準加工零件的其它面和孔該方案的優(yōu)點是可以采用通用夾具；缺點是工藝路線長，增加了工件的裝夾次數(shù)。總結(jié)：由于該零件確定的生產(chǎn)類型為單件中批生產(chǎn)，所以可以采用自動機床或者專用機床并配以專用夾具加工零件，盡量使工序集中以滿足生產(chǎn)率和保證質(zhì)量的要求，綜合比較，考慮選擇方案一更為合理，即要求按工序集中原則組織工序加工。機床設(shè)備及工藝裝備的選擇由于生產(chǎn)類型為單件中批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用數(shù)控機床為主，其它生產(chǎn)方式為通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水式生產(chǎn)線。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工來完成。1)銑面時考慮到工件的定位方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題，采用立2)鉆孔時，所要加工的孔的最大直徑為25mm，故可選擇用Z525立式銑床，直柄麻花鉆，擴、鉸孔專用。采用專用夾具，專用量具。工工序工序名稱機床設(shè)備和工藝設(shè)備號10鑄造20熱處理30粗銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標卡尺40粗銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標卡尺50粗銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標卡尺60粗加工25H9孔Z525立式銑床直柄麻花鉆直柄擴孔鉆高速鋼機用鉸刀內(nèi)徑千分尺70粗加工25H9孔Z525立式銑床直柄麻花鉆直柄擴孔鉆高速鋼機用鉸刀內(nèi)徑千分尺80粗加工25H9孔Z525立式銑床直柄麻花鉆直柄擴孔鉆高速鋼機用鉸刀內(nèi)徑千分尺90精銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標卡尺100精銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標卡尺110精銑端面X62W型萬能臥銑床直齒端銑刀游標卡尺120粗加工25H9孔Z525立式銑床高速鋼機用鉸刀游標卡尺130精加工10H7孔Z525立式銑床高速鋼機用鉸刀游標卡尺140精加工2*8H7孔Z525立式銑床高速鋼機用鉸刀游標卡尺150去毛刺平銼160清洗清洗機170檢驗塞規(guī)百分表卡尺加工工序設(shè)計(確定切削用量及基本工時)確定工序尺寸一般方法是，由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標注。當無基準轉(zhuǎn)換時同一表面多次加工的工序尺寸只與工序的加工余量有關(guān)。有基準轉(zhuǎn)換時，工序尺寸應(yīng)用工藝尺寸鏈來計算。查平面加工方法表，得粗銑加工公差等級為IT11~13，由于零件要查閱有關(guān)手冊，取粗銑每齒進給量fz=z；精銑的每轉(zhuǎn)進給量f=z；粗取粗銑主軸轉(zhuǎn)速為150r/min，取精銑主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。前面已Dmm故相應(yīng)的切削速度分別為：粗加工V(粗)n機床校核功率(一般只校核粗加工工序)：參考有關(guān)資料，銑削時的切削功率為Pc=。又從機床X52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))的機床功率，機床傳動效率一般取~，則說明機床電動機所需要功率PE=Pc/η，故機圓柱體和凸臺下表面。為，故粗加工余量ZN(粗)=。查平面加工方法表，得粗銑加工差等級為IT11~13,由于零件要求為冊，取粗銑的每齒進給量fz=z；精銑的每轉(zhuǎn)進給量f=z；取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,取精銑主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。銑刀直徑D為φ100mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：粗加工V(粗)=min.精加工V(精)=min。校核機床功率(一般只校核粗加工工序)：參考有關(guān)資料，銑削時的功率為Pc=(取Z=5個齒，n=s,ae=83mm,ap=,fz=z,kpc=1;)又從機床X52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))的機床功率，機床傳動效率一般取~，圓柱體上表面為，故粗加工余量ZN(粗)=。法表，得粗銑加工差等級為IT11~13，取IT11,其公差為。冊，取粗銑的每齒進給量fz=z；精銑的每轉(zhuǎn)進給量f=z；取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,取精銑主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。銑刀直徑D為φ50mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：粗加工V(粗)=min.精加工V(精)=min。校核機床功率(一般只校核粗加工工序)：參考有關(guān)資料，銑削時的率為Pc=(取Z=10個齒，n=s,ae=30mm,ap=,fz=z,kpc=1)。又從機床X52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))的機床功率，機床傳動效率一般取~，則說明機床電動機所需要功率PE=Pc/η，故機床功率足夠。圓柱體下表面為，故粗加工余量ZN(粗)=。法表，得粗銑加工差等級為IT11~13，取IT11,其公差為。冊，取粗銑的每齒進給量fz=z；精銑的每轉(zhuǎn)進給量f=z；取粗銑的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,取精銑主軸轉(zhuǎn)速為300r/min。銑刀直徑D為φ50mm，故相應(yīng)的切削速度分別為：粗加工V(粗)=min.精加工V(精)=min。校核機床功率(一般只校核粗加工工序)：參考有關(guān)資料，銑削時的率為Pc=(取Z=10個齒，n=s,ae=30mm,ap=,fz=z,kpc=1)。又從1)鉆D=φ機床X52K說明書(主要技術(shù)參數(shù))的機床功率，機床傳動效率一般取~，則說明機床電動機所需要功率PE=Pc/η，故機床功率足夠?？?)鉆D=23mmZ525，直柄麻花鉆，鉆頭材料為硬質(zhì)合金YG8鉆頭直其切削速度為V=s=30m/min,由此算出n=min,按機床實際轉(zhuǎn)速n=392r/min,則實際切削速度為V=30m/min。2)擴D=查手冊的：進給量：f=(~)f鉆=(~)mm/r,取f=r，擴鉆速度：V=(1/3~1/2)V鉆=(~)m/min,則n=(107~r/min,取n=140r/min。所以，實際切削速度V=min。3)鉸D=查表，可先用鉸刀鉸孔進給量：f=(~)mm/r,取f=r，切削速度V=(~)m/s,取V=s。孔Z525，直柄麻花鉆，鉆頭材料為硬質(zhì)合金YG8鉆頭直徑為。參考機床技術(shù)參考表，取鉆φ孔的進給量f=r，查有關(guān)資料得其切削速度為V=s=min,由此算出n=min,按機床實際轉(zhuǎn)速n=680r/min,則實際2)擴D=φ查手冊得：進給量：f=(~)f鉆=(~)mm/r,取f=r，擴鉆速度：V=(1/3~1/2)V鉆=(~)m/min,則n=~r/min,取n=272r/min。所以，實際切削3)鉸D=φ查表，可先用鉸刀鉸孔進給量：f=(~)mm/r,取f=r，切削速度V=(~)m/s,取V=s。nvdsrminnrmin，實際切削速度V=min。n=1360r/min。所以，實際切削速度V=min。1)鉆D=φZ525，直柄麻花鉆，鉆頭材料為硬質(zhì)合金YG8鉆頭直徑為。參考機床技術(shù)參考表，取鉆φ孔的進給量f=r，查有關(guān)資料得其切削速度為V=s=min,由此算出n=1039m/min,按機床實際轉(zhuǎn)速n=960r/min,速度為V=min。2)擴D=φ查手冊得：進給量：f=(~)f鉆=(~)mm/r,取f=r，擴鉆速度：V=(1/3~1/2)V鉆=(~11)m/min,則n=~r/min,取n=392r/min。所以，實際切3)鉸D=φ查表，可先用鉸刀鉸孔進給量：f=(~)mm/r,取f=r，切削速度V=(~)m/s,取V=s。n=1360r/min。所以，實際切削速度V=min。：1)機動時間參考有關(guān)資料，得鉆孔的計算公式為：t=L+L1+L2，其中L=jFn1Dcotk+(1~2),L=1~4，鉆盲孔時取L=0。222對于孔φ25H9mm：鉆孔φ23時：L=Dcotk+(1~2)=9mm，L=54mm，取L=3mm。將以上數(shù)據(jù)122L=Dcotk+(1~2)=,L=54mm取L=3mm。將以上數(shù)據(jù)及前面的f和n122代入公式，得t代入公式，得t=所以，加工孔φ25H所以，加工孔φ25H9的基本時間為：t=+++=對于孔φ10H7mm：12鉆孔φ時：L=，L=25mm，取L12精鉸孔φ10H7時：L精鉸孔φ10H7時：L=，t=所以加所以加工φ10H7的基本時間為：t=+++=12鉆孔φ時：L=，L=15mm，取L1212擴孔φ時：L=，L=15mm，取L121j1j1j則總的機動加工時間為：則總的機動加工時間為：t=++=零件圖的分析T求，由此可知應(yīng)保證其存在的位置精度，而該精度需由鉆頭和夾具共同因加工通孔上下位置可不用限制。所以：加工該孔需限制工件X移動用大平面與工件底面V形塊限制Z的轉(zhuǎn)動作為輔助定位。所以：該定位方案采用的定位元件共(1)定位誤差(Δdw)的計算：＝1/2(＋＋0)＝∵Δdw≤1/3T∴滿足要求?！吖ば虺叽鏗’＝108±∴對刀尺寸H＝108±因為要加工的孔x夾緊力的計算鉆模板：H＝(2－4)d＝70，h＝(1－)d＝35偏斜量x3＝x2/H(B+h+＝70(15+35+3