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课程设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

时间:2018-10-10 20:18:27   作者:   来源:   阅读:12   评论:0

引   言

    本次毕业设计是我们学校重要的实践设计,对所学的基础课、技术基础课和专业课能很好的进行系统的复习,也是我们在进行毕业之前对所学各毕业的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

     就我个人而言,我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

在些次设计中我们主要是设计推动架的加工工艺和工艺器具。在此次毕业设计过程中,我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。

1 零件的分析

    所给任务的零件( 如附图1 )是牛头刨床上的一个推动架。现假定该机器年产量为6000件/年。且每台机器中仅有一件,若取其备品率为5%,机械加工废品率为2%,则该零件的年生产纲领为:

N=Qn(1+5%+2% )件/年=6420件/年。

    由上式可知,该零件的年产量为6420件,由零件的特征可知,它属于机体类小零件,因此,可以确定其生产类型为单件大批量生产。

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

 图  1

1.1 零件的作用

    本设计任务给定的零件是牛头刨床上的推动架,是牛头刨床进给机构中是零件Φ32孔装工件台进给丝杠,靠近Φ32孔左端处装一棘轮(与Φ32孔轴线)。在棘轮上方,即Φ16孔(与Φ32孔轴线垂直)处装一棘爪,把运动传到轴上并使轴单向旋转。 Φ16孔通过销和杠杆连接,从电动机传来的旋转运动通过偏心轮,同时在杠杆的作用下推动架绕Φ32轴心线摆动,同时,棘爪拨动棘轮,使杠杆转动,实现工作台的自动进给。其运动原理如图2。

 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计


图  2                           

1.2 零件的工艺分析

    推动架共有二组加工表面,其相互有一定关联要求。分析如下:

1.2.1  以φ32为中心的一组加工表面

    这一组加工表面包括:45、60、φ16孔

1.2.2  是φ16孔为中心的一组加工表面

    这一组加工表面包括:40、25、6x1槽、6x9槽孔、M8孔

    经过分析,为了保证加工精度和降低加工成本,将φ32孔和φ16作为定位基准,以他为工艺基准能很好保证其他各个尺寸要求,完全可以达到图纸要求。

由上面分析可知,加工时应先加工第一组表面,再以第一组加工后表面为精基准加工另外一组加工面。

2 工艺规程设计

2.1 确定毛坯的制造形式

    零件材料为HT200,考虑零件受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。

2.2 基面的选择

     基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。

2.2.1 粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。

    2.2.2 精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。为了使基准统一,先选择φ32孔和φ16孔作为基准.

2.3 制定工艺路线

    制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用通用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。

2.3.1 工艺路线方案一

工序一 备毛坯

工序二 热处理

工序三 铣面A、B、C (见工艺卡片)

工序四  铣面E、F (见工艺卡片)

工序五  扩孔φ32,孔口倒角

工序六  车端面,钻孔φ10,车孔φ16,孔口倒角

工序七  钻扩铰φ16孔

工序八  钻孔φ6,锪孔

工序九  钻M8底孔φ6.6,攻M8孔

工序十  铣槽6x1、6x9

工序十一 检查

工序十二 入库

2.3.2  工艺路线方案二

工序一 备毛坯

工序二 热处理

工序三  铣面A、B、C (见工艺卡片)

工序四  铣面E、F (见工艺卡片)

工序五  扩孔φ32,孔口倒角

工序六  车端面,钻孔φ10,车孔φ16,孔口倒角

工序七  铣槽6x1、6x9

工序八  钻扩铰φ16孔

工序九  钻孔φ6,锪孔                  

工序十  钻M8底孔φ6.6,攻M8孔

工序十一 检查

工序十二 入库

2.3.3  工艺路线分析比较

   工艺路线一与工艺路线二的差别在于对φ16销孔和铣槽6x1、6x9的加工安排的不同,工艺路线一将φ16销孔基准,加工槽6x1、6x9,准统一,能很好的保证槽6x1、6x9的精度要求,所以此次设计依据工艺路线一来开展设计。

2.4  机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

    推动架,零件材料为HT200,生产类型大批量,铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:

2.4.1  内孔和外圆的加工余量及公差

查《机械制造工艺设计简明手册》(以下称《工艺手册》)表2.2~2.5,取φ32内孔单边加工余量为2.

2.4.2  铣削加工余量为:

粗铣 1.5mm

精铣 0.5mm

2.4.3   其他尺寸直接铸造得到

    由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

2.5确立切削用量及基本工时

2.5.1  工序三  铣面A、B、C (见工艺卡片)

2.5.1.1. 加工条件

工件材料:HT200,铸造。

机床:XA6132卧式铣床

刀具:高速钢圆柱铣刀,深度ap<=3, ,故据《切削用量简明手册》(后简称《切削手册》)取刀具直径do=60mm。

2.5.1.2. 切削用量

       铣削深度 因为切削量不大,故可以选择ap1=1.8mm,ap2=0.2mm,二次走刀即可完成所需尺寸。

   每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣,选较小量f=0.14 mm/z。

查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。

查《切削手册》表3.8,寿命T=180min

 计算切削速度 按《切削手册》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA62铣床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削Vc=3.14*60*475/1000=119.3m/min,

实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

校验机床功率 查《切削手册》Pcc=2.3kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 ap1=1.8mm,ap2=0.2mm nc=475r/min,Vfc=475mm/s,

V c=119.3m/min,fz=0.16mm/z。

计算基本工时

tm=2xL/ n*fz=2x(100+60)/475x0.16=4.2min。

2.5.2  工序四  铣面E、F (见工艺卡片)

2.5.2.1. 加工条件

工件材料:HT200,铸造。

机床:XA6132卧式铣床

刀具:高速钢圆柱铣刀,深度ap<=3, ,故据《切削用量简明手册》(后简称《切削手册》)取刀具直径do=60mm。

2.5.2.2. 切削用量

       铣削深度 因为切削量不大,故可以选择ap1=1.8mm,ap2=0.2mm,二次走刀即可完成所需尺寸。

   每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣,选较小量f=0.14 mm/z。

查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。

查《切削手册》表3.8,寿命T=180min

 计算切削速度 按《切削手册》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA62铣床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削Vc=3.14*60*475/1000=119.3m/min,

实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

校验机床功率 查《切削手册》Pcc=2.3kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 ap1=1.8mm,ap2=0.2mm nc=475r/min,Vfc=475mm/s,

V c=119.3m/min,fz=0.16mm/z。

计算基本工时

tm=2xL/ n*fz=2x(50+35+60)/475x0.16=3.8min。

2.5.3  工序五  扩孔φ32,孔口倒角

2.5.3.1. 加工条件

工件材料:HT200,铸造。

机床:C6116车床。

刀具:扩孔麻花钻,倒角车刀.

2.5.3.2 车切削用量

查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 所以,“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

  按钻头强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  按机床强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

最终决定选择机床已有的进给量“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 经校验“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 校验成功。

  钻头磨钝标准及寿命 

后刀面最大磨损限度(查《切削手册》)为0.5~0.8mm,寿命“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

 切削速度

查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  修正系数 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 故“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

查《切削手册》机床实际转速为“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

故实际的切削速度“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

校验扭矩功率

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计   所以“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计故满足条件,校验成立。

2.5.3.3计算工时

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

2.5.4 工序六  车端面,钻孔φ10,车孔φ16,孔口倒角

2.5.4.1. 加工条件

工件材料:HT200,铸造。

机床:CA6140车床。

刀具:选择高速钢麻花钻钻头, do=φ10mm,钻头采用双头刃磨法,后角αo=120°,45度车刀。

2.5.4.2. 钻孔切削用量

   查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 所以,“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

  按钻头强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  按机床强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

最终决定选择机床已有的进给量“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 经校验“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 校验成功。

  钻头磨钝标准及寿命 

后刀面最大磨损限度(查《切削手册》)为0.5~0.8mm,寿命“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

 切削速度

查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  修正系数 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 故“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

查《切削手册》机床实际转速为“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

故实际的切削速度“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

校验扭矩功率

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计   所以“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计故满足条件,校验成立。

2.5.4.3计算工时

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

2.5.5 工序七  钻扩铰φ16孔

2.5.5.1. 加工条件

    工件材料:HT200,铸造。

    机床:Z5215A摇臂钻床

    刀具:选择高速钢麻花钻钻头,φ14高速钢麻花钻、φ15.8高速钢扩孔钻、φ16高速钢标准铰刀,钻头采用双头刃磨法,后角αo=120°。

2.5.5.2. 切削用量

   查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 所以,“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

  按钻头强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  按机床强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

最终决定选择机床已有的进给量“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 经校验“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 校验成功。

  钻头磨钝标准及寿命 

后刀面最大磨损限度(查《切削手册》)为0.5~0.8mm,寿命“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

 切削速度

查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  修正系数 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 故“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

查《切削手册》机床实际转速为“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

故实际的切削速度“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

校验扭矩功率

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计   所以“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计故满足条件,校验成立。

2.5.5.3计算工时

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

2.5.6 工序八  钻孔φ6,锪孔

2.5.6.1. 加工条件

    工件材料:HT200,铸造。

    机床:Z5215A摇臂钻床

    刀具:选择高速钢麻花钻钻头,φ6高速钢麻花钻,钻头采用双头刃磨法,后角αo=120°。

2.5.6.2. 切削用量

   查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 所以,“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

  按钻头强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  按机床强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

最终决定选择机床已有的进给量“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 经校验“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 校验成功。

  钻头磨钝标准及寿命 

后刀面最大磨损限度(查《切削手册》)为0.5~0.8mm,寿命“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

 切削速度

查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  修正系数 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 故“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

查《切削手册》机床实际转速为“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

故实际的切削速度“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

校验扭矩功率

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计   所以“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计故满足条件,校验成立。

2.5.6.3计算工时

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

2.5.7 工序九  钻M8底孔φ6.6,攻M8孔

2.5.7.1. 加工条件

工件材料:HT200,铸造。

机床:Z5215A摇臂钻床

刀具:选择高速钢麻花钻钻头,φ6.6高速钢麻花钻,钻头采用双头刃磨法,后角αo=120°。

2.5.7.2. 切削用量

   查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 所以,“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

  按钻头强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  按机床强度选择“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

最终决定选择机床已有的进给量“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 经校验“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 校验成功。

  钻头磨钝标准及寿命 

后刀面最大磨损限度(查《切削手册》)为0.5~0.8mm,寿命“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

 切削速度

查《切削手册》 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  修正系数 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计 故“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

查《切削手册》机床实际转速为“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

故实际的切削速度“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

校验扭矩功率

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计  “推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计   所以“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计故满足条件,校验成立。

2.5.7.3计算钻工时

“推动架”零件的机械加工工艺及夹具设计

2.5.8  工序十  铣槽6x1、6x9

2.5.8.1. 加工条件

工件材料:HT200,铸造。

机床:X62A卧式铣床

刀具:高速钢圆柱铣刀,深度ap<=3, ,故据《切削用量简明手册》(后简称《切削手册》)取刀具直径do=6mm。

2.5.8.2. 切削用量

       铣削深度 6x9槽,因为切削量不大,故可以选择ap=3mm,3次走刀即可完成所需尺寸。

6x1槽,因为切削量不大,故可以选择ap=1mm,1次走刀即可完成所需尺寸。

   每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣,选较小量f=0.14 mm/z。

查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。

查《切削手册》表3.8,寿命T=180min

 计算切削速度 按《切削手册》,查得 Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA62铣床参数,选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削Vc=3.14*6*475/1000=8.49m/min,

实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

校验机床功率 查《切削手册》Pcc=2.3kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定 ap=3mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=8.49m/min,

fz=0.16mm/z。

2.5.8.3 计算基本工时

tm=4xL/ n*fz=4x(27+6)/475x0.16=1.73min。


标签:机械加工 
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