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機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計
設(shè)計題目:制定后鋼板彈簧吊耳零件的加工
工藝,銑φ37孔端面(尺寸76處)
班 級:**
學(xué) 生:**
指導(dǎo)教師:**
2006-9-26
機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計任務(wù)書
設(shè)計題目:制定后鋼板彈簧吊耳的加工工藝夾具
設(shè)計要求:1.中批生產(chǎn);
2.盡量選用通用夾具。
設(shè)計內(nèi)容:1.填寫設(shè)計任務(wù)書;
2.制訂一個中等零件的加工工藝過程,填寫工
藝過程卡和工序卡各一張;
3.設(shè)計指導(dǎo)教師指定的工序夾具,繪制全套夾
具圖紙,要求用計算機(jī)繪圖;
4.編寫設(shè)計說明書一份,按照畢業(yè)論文的格式
寫,要求打印文稿。
班 級:機(jī)械03-1班
學(xué) 生:楊加起
指導(dǎo)教師:敖曉春
2006年9月10日
一. 零件的分析
零件的工藝分析
后鋼板彈簧吊耳共有三組加工表面,現(xiàn)分述如下:
1)以?37mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括:一個?37mm的孔,尺寸為76mm的與?37mm孔相垂直的平面,其中主要加工表面為?37mm的孔;
2)以?30mm孔為中的加工表面
這一組加工表面包括:兩個?30mm的孔,以及尺寸為77與兩個?30mm 孔相垂直的內(nèi)平面,以及兩個孔的外表面;
3)以?10.5mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括:兩個?10.5mm的孔
二. 工藝規(guī)程設(shè)計
(一) 確定毛坯的制造形式
零件材料為35鋼,考慮到該零件在汽車中的受力并保證零件的工作可靠性,零件為中批生產(chǎn),因此,毛坯可采用模鍛成型
(二) 基面的選擇
基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?;孢x擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)效率得以提高。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(chǎn)無法正常進(jìn)行。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇。以?30mm孔一側(cè)端面為粗基準(zhǔn),以消除,,三個自由度,然后加一個輔助支承。
(2)精基準(zhǔn)的選擇。根據(jù)基準(zhǔn)重合和互為基準(zhǔn)原則,選用設(shè)計基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn),當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時,應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。
(三)制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具來提高生產(chǎn)效率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效率,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1.工藝路線方案一
工序Ⅰ 粗銑?37mm孔端面。
工序Ⅱ 精銑?37mm孔端面。
工序Ⅲ 擴(kuò),粗鉸,精鉸?37mm孔并加工倒角1.5×45°。
工序Ⅳ 粗銑?30mm孔端面。
工序Ⅴ 擴(kuò),粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45°
工序Ⅵ 粗銑尺寸為77mm的孔端面。
工序Ⅶ 精銑尺寸為77mm的孔端面。
工序Ⅷ 鉆2-? 10.5mm孔。
工序Ⅸ 銑寬為4mm的槽
工序Ⅹ 去毛刺
工序Ⅺ 檢查。
2.工藝路線方案二
工序Ⅰ 粗銑?37mm孔端面。
工序Ⅱ 粗鏜?37mm孔,倒角1.5×45°。
工序Ⅲ 粗銑?30mm孔外端面。
工序Ⅳ 粗銑?30mm孔內(nèi)端面。
工序Ⅴ 擴(kuò),粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45°。
工序Ⅵ 粗鏜?37mm孔。
工序Ⅶ 半精銑?37mm孔端面。
工序Ⅷ 半精銑?37mm孔端面。
工序Ⅸ 鉆2-?10.5mm孔。
工序Ⅹ 銑寬為4mm的槽
工序Ⅺ 去毛刺。
工序Ⅻ 檢查。
工藝方案的比較與分析
上述兩個工藝方案的特點(diǎn)在于:方案一是先加工?37mm孔端面,再以該加工平面為基準(zhǔn)加工其余平面,最后加工各個孔;方案二是先以?30mm孔外端面為基準(zhǔn)加工?37mm孔端面,再以?37mm孔端面為基準(zhǔn)加工其它端面和孔。兩相比較可以看出,方案二遵循互為基準(zhǔn)原則能夠較好的保證加工精度,對設(shè)備要求較低,而方案一工序比較集中,考慮實際設(shè)備條件,可將兩個方案進(jìn)行綜合考慮。具體工藝過程如下:
工序Ⅰ 粗銑?37mm孔端面。
工序Ⅱ 粗鏜?37mm孔,倒角1.5×45°。
工序Ⅲ 粗銑?30mm孔外端面。
工序Ⅳ 粗銑?30mm孔內(nèi)端面。
工序Ⅴ 擴(kuò),粗鉸? 30mm孔并加工倒角1×45°。
工序Ⅵ 粗鏜?37mm孔。
工序Ⅶ 半精銑?37mm孔端面。
工序Ⅷ 半精銑?37mm孔端面。
工序Ⅸ 鉆2-?10.5mm孔。
工序Ⅹ 銑寬為4mm的槽
工序Ⅺ 去毛刺。
工序Ⅻ 檢查。
(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“后鋼板彈簧吊耳”零件材料為35鋼,毛坯重量約為2.6Kg,生產(chǎn)
類型為中批生產(chǎn),采用鍛造。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定各加工表面的餓機(jī)械加工余量
工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1.?37mm孔
毛坯為空心,參照《機(jī)械加工工藝手冊》,確定工序尺寸為 Z=2.6mm。
由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為?34.4。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》加工余量分別為:
粗鏜:?36mm 2Z=1.6mm
精鏜:?36mm 2Z=1.0mm
2.?30mm孔
毛坯為空心,參照《機(jī)械加工工藝手冊》,確定工序尺寸為 Z=2.0mm。
由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S1,鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 毛坯尺寸為?26根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》加工余量分別為:
擴(kuò)孔:?29.8mm 2Z=1.8mm
鉸孔:?30mm 2Z=0.2mm
3. ?37mm孔、?30mm孔端面的加工余量
參照《機(jī)械加工工藝手冊》,取加工精度F2 ,由鍛件復(fù)雜系數(shù)為S3, 兩孔外側(cè)單邊加工余量為Z=2mm。鍛件材質(zhì)系數(shù)取M1, 復(fù)雜系數(shù)為S3, 確定鍛件偏差為 mm和mm。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》加工余量分別為:
?37mm孔端面:
粗銑 2Z=3.0mm
精銑 2Z=1.0mm
?30mm孔端面:
粗銑 2Z=4.0mm
4. ?10.5mm孔
毛坯為實心,不出孔 ,為自由工差。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》加工余量分別為:
鉆孔:?10.5mm 2Z=10.5mm
由于本設(shè)計規(guī)定的零件為中批生產(chǎn),可采用調(diào)整法加工,因此在計算最大、最小加工余量時,可按調(diào)整法加工方式予以確定。
毛坯名義尺寸:122+2×2=126mm
毛坯最大尺寸:126+2×1.3=128.6mm
毛坯最小尺寸:126-2×0.7=124.6mm
銑后最大尺寸:122+0=122mm
銑后最小尺寸:122-0.17=121.83mm
將以上計算的工序間尺寸及公差整理成下表: (mm)
工
序
工
尺
加
寸
鍛造毛坯
銑削加工
?30mm孔處
加工前
最大
128.6
mm
最小
124.6
mm
加工后
最大
128.6
mm
112
mm
最小
124.6
mm
121.83
mm
加工余量
(單邊)
2
mm
最大
3.65
mm
最小
1.435
mm
加工公差
mm
-0.17/2
mm
(五) 確定切削用量及基本工時
工序Ⅰ:粗銑?37mm孔端面。本設(shè)計采用查表法確定切削用量。
1. 加工條件
工件材料:35鋼,鍛造。
加工要求:銑?37mm端面,Ra6.3μm。
機(jī)床:X51立式銑床。
刀具:YT15硬質(zhì)合金面銑刀,齒數(shù)Z=5,=100mm。
2. 計算切削用量
根據(jù)《切削手冊》 mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min
(r/min)
現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說明書,取n=375 r/min。
故實際切削速度 (m/min)
當(dāng)n=375 r/min時,工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
(mm/min)
查機(jī)床說明書,取 mm/min
切削工時 (min)
為加工一側(cè)端面的時間,總工時 (min)
工序Ⅱ.粗鏜?37mm孔、倒角°。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》查得鏜?37mm孔的進(jìn)給量?=0.3——1.0mm,按機(jī)床
規(guī)格取=0.6mm,切削速度,根據(jù)相關(guān)手冊及機(jī)床說明書,取v=30mm/s,加工孔徑=?36mm。則
(r/min)
根據(jù)機(jī)床選取n=300 r/min。
實際切削速度 (m/min)
切削工時 (min)
工序Ⅲ:粗銑?30mm孔外端面。
根據(jù)《切削手冊》 mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min
刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm
(r/min)
現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說明書,取n=300 r/min。
故實際切削速度 (m/min)
當(dāng)n=300 r/min時,工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
(mm/min)
查機(jī)床說明書,取 mm/min
切削工時 (min)
為加工一側(cè)端面的時間,總工時 (min)
工序Ⅳ:粗銑?30mm孔內(nèi)端面。
根據(jù)《切削手冊》 mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min
刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm
(r/min)
現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說明書,取n=300 r/min。
故實際切削速度 (m/min)
當(dāng)n=300 r/min時,工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
(mm/min)
查機(jī)床說明書,取 mm/min
切削工時 (min)
為加工一側(cè)端面的時間,總工時 (min)
工序Ⅴ:1.擴(kuò)?29.8mm孔。
確定進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 =0.81 mm/r。
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度m/min ,所以
(r/min)
根據(jù)機(jī)床說明書選取n=140 r/min,故實際切削速度 (m/min)
切削工時
(min)
2.鉸?30mm孔。
確定進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 =1.17 mm/r。
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度m/min ,所以
(r/min)
根據(jù)機(jī)床說明書選取n=63 r/min,故實際切削速度 (m/min)
切削工時
(min)
工序Ⅵ:精鏜孔至?36mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》查得
f=0.5mm/r
n=1000r/min=16.6r/s
切削速度 v=40m/min=0.67m/s
切削工時 (min)
工序Ⅶ:半精銑?30mm孔端面
根據(jù)《切削手冊》 mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min
(r/min)
現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說明書,取n=375 r/min。
故實際切削速度 (m/min)
當(dāng)n=375 r/min時,工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
(mm/min)
查機(jī)床說明書,取 mm/min
切削工時 (min)
為加工一側(cè)端面的時間,總工時 (min)
工序Ⅷ:半精銑?30mm孔端面。
根據(jù)《切削手冊》 mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min
刀具與工序Ⅰ所使用刀具相同 mm
(r/min)
現(xiàn)采用X51立式銑床,根據(jù)機(jī)床說明書,取n=300 r/min。
故實際切削速度 (m/min)
當(dāng)n=300 r/min時,工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
(mm/min)
查機(jī)床說明書,取 mm/min
切削工時 (min)
為加工一側(cè)端面的時間,總工時 (min)
工序Ⅸ:鉆2-?10.5mm孔
確定進(jìn)給量:根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 鍛件硬度149-187HBS 取=0.234 mm/r。
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊,查得切削速度 m/min ,所以
(r/min)
根據(jù)機(jī)床說明書選取n=394 r/min,故實際切削速度 (m/min)
切削工時
(min)
工序Ⅹ:銑寬為4mm的槽
根據(jù)《切削手冊》 mm/z
切削速度:根據(jù)相關(guān)手冊 取 m/min
刀具采用YT15硬質(zhì)合金面銑刀, mm
(r/min)
根據(jù)機(jī)床說明書,取n=600 r/min。故實際切削速度 (m/min)
當(dāng)n=600r/min時,工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
(mm/min)
查機(jī)床說明書,取 mm/min
切削工時 (min)
最后,將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果,連同其他加工數(shù)據(jù)一并填入機(jī)械加工工序過程綜合卡片。
三.夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強(qiáng)度,需要設(shè)計專用夾具。
經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商,決定設(shè)計工序——銑φ37孔端面(尺寸76處)。本夾具將用于銑床,刀具為高速鋼錐柄麻花鉆
(一) 提出問題
本夾具用來銑φ37孔端面加工本道工序時,該孔有過高的精度要求。因此,在本道工序加工時,主要考慮如何保證孔的定位,如何降低勞動強(qiáng)度、提高勞動生產(chǎn)率。
(二) 夾具設(shè)計
1. 定位基準(zhǔn)的餓選擇
由零件圖可知,以?37mm孔端面為定位基準(zhǔn),采用支承釘為輔助支承,同時為了縮短本工序的輔助時間,應(yīng)設(shè)計一個可以快速更換工件的夾緊裝置。
2. 切削力和夾緊力的計算
軸向力: (N)
扭距:
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi),安全系數(shù)
為基本安全系數(shù)1.5;
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1;
為刀具鈍化系數(shù)1.2。
所以 (N)
夾緊力:在此夾具中,只是為了防止工件在加工過程中的振動和轉(zhuǎn)動,因此
很小。
3. 定位誤差分析
定位尺寸公差的確定。夾具的主要定位元件是一根定位軸,該定位軸的尺寸與公差現(xiàn)定與本零件在工作時與其相配的軸的尺寸與公差相同,取其公差為,即?37mm。
定位軸與零件的最大間隙為
max=0.05-(-0.033)=0.083mm
而零件要求的最小偏差為
min=0-(-0.01)=0.01
因此最大間隙滿足精度要求.
4. 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率,為此,應(yīng)首先著眼于
采用何種夾緊裝置以減少更換工件的輔助時間。本夾具設(shè)計采用開口墊圈夾緊裝置,只要松開螺母即可取下工件,可以提高勞動生產(chǎn)率,而且本夾具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計比較簡單、緊湊。
四、參考文獻(xiàn)
1.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編
2.《簡明機(jī)械加工工藝手冊》 上海科學(xué)技術(shù)出版社 徐圣群 主編
3. 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》第二版 上??茖W(xué)技術(shù)出版社
4.《切削手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱 編
目 錄
設(shè)計任務(wù)書--------------------------------------1
一.零件的分析 ---------------------------------2
二.工藝規(guī)程設(shè)計
(一)確定毛坯的制造形式---------------------- 3
(二)基面的選擇 ----------------------------- 3
(三)制訂工藝路線 --------------------------- 3
(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 -5
(五)確定切削用量及基本工時 -----------------6
三.夾具設(shè)計 --------------------------------11
(一)問題的提出 --------------------------11
(二)卡具設(shè)計 ------------------------------12
四.參考文獻(xiàn) --------------------------------- 13