左臂殼體加工工藝及鉆孔4-φ13孔夾具設(shè)計(jì)
左臂殼體加工工藝及鉆孔4-φ13孔夾具設(shè)計(jì),左臂,殼體,加工,工藝,鉆孔,13,夾具,設(shè)計(jì)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)題目:設(shè)計(jì)“左臂殼體”零件的機(jī)械
加工工藝規(guī)程及工藝裝備
設(shè) 計(jì) 者:
班級(jí)學(xué)號(hào):
指導(dǎo)教師:
江南大學(xué)
2010年7月8日
江南大學(xué)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
題目:設(shè)計(jì)“左臂殼體”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及相關(guān)工序的專用夾具
內(nèi)容:1.被加工零件零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1張
(機(jī)械加工工序卡片 1套)
4.夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1張
5.主要零件圖 1張
6.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份
原始資料:零件圖樣,Q=4000臺(tái)/年,n=1件/臺(tái),每日一班
班 級(jí) 學(xué) 號(hào):
學(xué) 生:
指 導(dǎo) 老 師:
系(教研室) 主任:
2010年7月8日
序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)使我們能綜和運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立的分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題,設(shè)計(jì)了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備,提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力,為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中還有很多不足之處,希望各位老師多加指教。
一. 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型確定
1.零件的作用
題目所給的零件是左臂殼體,是壓縮機(jī)等有關(guān)機(jī)械的一個(gè)重要零件,對(duì)中間部分加工要求低,對(duì)兩端的加工精度要求比較高,尤其是左右端面有端面跳動(dòng)要求,及的孔加工精度要求高,徑向跳動(dòng)有要求,右端和有同軸度要求,端面及外圓還有粗糙度要求,加工有困難。
2.零件工藝分析
通過(guò)對(duì)該零件的重新繪制,知道原圖樣的視圖基本正確,完整尺寸,公差及技術(shù)要求齊全。但左右兩端的加工精度較高。要進(jìn)行精加工才能達(dá)到要求。
該零件屬于軸類回轉(zhuǎn)體零件,它的中間部分是直接鑄造出來(lái)的,無(wú)需加工。精加工可以保證跳動(dòng)及粗糙度要求,在車床上一次裝夾同時(shí)車外圓及鏜內(nèi)孔可以保證同軸度要求,左右兩組的孔在鉆床上用鉆套加工保證位置度,和的孔,精度要求高,需要鉆加工后鉸,位置可以采用專用鉆套來(lái)保證。
3.零件的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目知:Q=4000臺(tái)/年,n=1件/臺(tái);結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,備品率α和廢品率β分別取10%和1%。代入公式N=Qn(1+α)(1+β)得該零件生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=40001(1+10%)(1+1%)=4444件/年
生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。
零件圖
二. 選擇毛坯及熱處理、確定毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖
1)選擇毛坯及毛坯熱處理
由于零件的材料為HT200,并且零件結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜,因此采用鑄造。從提高生產(chǎn)率,保證加工精度上考慮,也是應(yīng)該的。
毛坯的熱處理:灰鑄鐵(HT200)中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中,由于片狀石墨對(duì)基體的割裂作用大,引起應(yīng)力集中也大;因此,使石墨片得到細(xì)化,并改善石墨片的分布,可提高鑄鐵的性能??刹捎檬嘶?,來(lái)消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織(有大量的滲碳體出現(xiàn)),以便于切削加工。
2)確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸
由《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量(摘自GB/T 6414-1999)》確定:
1.求最大輪廓尺寸
由零件圖計(jì)算輪廓尺寸,長(zhǎng)243mm,寬115mm,高155mm,故最大輪廓尺寸為243mm。
2.選取公差等級(jí)IT
查表得,鑄造方法按金屬型鑄造、鑄件材料按灰鑄鐵,得公差I(lǐng)T范圍8-10級(jí),取為9級(jí)。
3.求鑄件尺寸公差
根據(jù)加工面的基本尺寸及鑄件公差等級(jí)IT,查表得,公差相對(duì)基本尺寸對(duì)稱分布。
4.求機(jī)械加工余量等級(jí)
查表得,鑄造方法按機(jī)械造型、鑄件材料按灰鑄鐵,得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍D-F級(jí),取為E級(jí)。
5.求RAM
對(duì)所有加工表面取同一數(shù)值,查表得,最大輪廓尺寸為243mm,機(jī)械加工等級(jí)為E級(jí),得RAM為1.4mm。
6.求毛坯尺寸
外圓及外圓臺(tái)階較小宜不鑄出。
兩組,孔,孔鉸小,鑄成實(shí)心。
的孔屬內(nèi)腔加工,得
R=F-2RAM-CT/2=52-2.8-2.8/2=47.8mm 為了鑄造簡(jiǎn)單,與的孔鑄成一樣大小,故取直徑為mm.
長(zhǎng)度方向?yàn)榱髓T造方便,不再鑄造臺(tái)階,故長(zhǎng)度方向取為243mm.
3)確定毛坯尺寸
綜上所述,確定毛坯尺寸見(jiàn)表1-1
表1-1 左臂殼體毛坯(鑄件)尺寸
零件尺寸
單面加工余量
鑄件尺寸
(最?。?
(最?。?
4)設(shè)計(jì)毛坯圖
毛坯圖
三.選擇加工方法,制定工藝路線
1.定位基準(zhǔn)的選擇
本零件是帶孔的柱狀零件,孔是其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(亦是裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)),為避免由于基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差,應(yīng)選孔為定位基準(zhǔn),即遵循“基準(zhǔn)重合”的原則。具體而言,即選孔和右端面為精基準(zhǔn)。
以左端面作為粗基準(zhǔn)。
2.零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有外圓,內(nèi)孔,端面,鉆孔等,材料為HT200。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求,參考有關(guān)資料,其加工方法選擇如下:
(1)mm外圓面,公差等級(jí)為IT7,表面粗糙度為Ra6.3um,徑向跳動(dòng)公差為0.04mm,需要粗車,半精車,精車。
(2)mm的內(nèi)孔,公差等級(jí)為IT7,表面粗糙度為Ra6.3um,需要粗鏜,半精鏜,精鏜。
(3)右端面的表面粗糙度為Ra6.3um,端面跳動(dòng)公差為0.05mm,需要粗車,半精車,精車。
(4)mm外圓面,公差等級(jí)為IT8,表面粗糙度為Ra6.3um,徑向跳動(dòng)公差為0.04mm,需要粗車,半精車,精車。
(5)左端面的表面粗糙度為Ra6.3um,端面跳動(dòng)公差為0.05mm,需要粗車,半精車,精車。
(6)左右1mm的臺(tái)階,未注尺寸公差,公差等級(jí)按IT14,表面粗糙度為Ra25um,粗車即可。
(7)兩組的孔,未注尺寸公差,公差等級(jí)按IT14,表面粗糙度為Ra25um,鉆即可。
(8)的孔公差等級(jí)為IT8,表面粗糙度為Ra3.2um,的孔公差等級(jí)為IT9,表面粗糙度為Ra3.2um,需要鉆,鉸。
3.制訂工藝路線
工序1:粗車mm外圓面,右端面,左邊1mm臺(tái)階,倒角,粗鏜mm的內(nèi)孔
工序2:粗車mm外圓面,左端面,右邊1mm臺(tái)階,倒角
工序3:半精車mm外圓面,右端面, 倒角,半精鏜mm的內(nèi)孔,精車mm外圓面,右端面, 倒角,精鏜mm的內(nèi)孔
工序4:半精車mm外圓面,右端面, 倒角,精車mm外圓面,右端面, 倒角
工序5:鉆右端的孔,的孔,鉸的孔
工序6:鉆左端的孔,的孔,鉸的孔
工序7:去毛刺
工序8:終檢
四.工序設(shè)計(jì)
一)選擇加工設(shè)備與工藝裝備
1. 選擇機(jī)床 根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床
(1)工序1,2,3,4,5,6是粗車,半精車和精車,選用臥式車床能滿足要求。選用CA6140即可。
(2)工序1,3,4中的粗鏜,半精鏜和精鏜,由于加工的零件外廓尺寸不大,又是回轉(zhuǎn)體,故宜在車床上鏜孔。
(3)工序7,8加工孔,可采用專用的鉆套和夾具在搖臂鉆床上加工,故選Z3025搖臂鉆床。
2.選擇夾具
本零件車及鉆等工序需要專用夾具。
3.選擇刀具 根據(jù)不同的工序選擇刀具。
(1)在車床上加工的工序,一般都選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工鑄鐵零件采用YG類硬質(zhì)合金,粗加工用YG8,半精加工用YG3,精加工用YG3X。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)選用可轉(zhuǎn)位車刀。
(2)的孔選用莫氏錐柄麻花鉆(GB/T1438.1—1996),一次鉆出,,的孔先用莫氏錐柄麻花鉆(GB/T1438.1—1996)鉆出,再用的錐柄機(jī)用鉸刀鉸孔。(GB/T1133—1984)
4.選擇量具
本零件屬成批生產(chǎn),一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀的特點(diǎn),參考本書(shū)有關(guān)資料,選擇如下。
外圓采用測(cè)量讀數(shù)值為0.01mm的千分尺、槽和凸塊的測(cè)量采用讀書(shū)值為0.02的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量??讖讲捎?0~100mm的內(nèi)徑千分尺即可(機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 主編 尹成湖 P161 表4.46)。
二)確定工序尺寸
1.參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59和參考文獻(xiàn)[15]《互換性與技術(shù)測(cè)量》表1-8,可以查得:
外圓:
粗車的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
半精車的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
精車的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
內(nèi)孔:
粗鏜的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
半精鏜的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
精鏜的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
右端面:
粗車的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
半精車的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
精車的精度等級(jí):,表面粗糙度,尺寸偏差是
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
外圓
1.9
2.0
1.1
Ra12.5
Ra3.2
Ra1.6
內(nèi)孔
5
1.7
0.3
Ra12.5
Ra3.2
Ra1.6
右端面
3.7
1.3
1.0
Ra12.5
Ra3.2
Ra1.6
的孔:
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
鉆
鉸
鉆
鉸
鉆
鉸
的孔
8
0.2
Ra12.5
Ra3.2
五、確定切削用量及基本時(shí)間
(1)切削用量的確定 工序7的切削用量的確定
切削用量包括背吃刀量、進(jìn)給量和切削速度。確定順序是先確定、,再確定。
1.半精加工 外圓:
1)確定背吃刀量 ,半精車雙邊余量為2,顯然為單邊余量,
2)確定進(jìn)給量,查表5-116,在刀杠尺寸為,粗糙度Ra3.2時(shí),半精車取
3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119,車刀后刀面最大磨損量為取為0.7,轉(zhuǎn)位車刀耐用度。
4)確定切削速度 根據(jù)表5-121 鑄件硬度在,,,切削速度。
切削速度的修正系數(shù)為,,,,,,
故,
按CA6140車床的轉(zhuǎn)速(表5-56),選擇,則實(shí)際切削速度
2.精加工外圓:
1)確定背吃刀量 ,精車雙邊余量為1.1,顯然為單邊余量,
2)確定進(jìn)給量,查表5-116,在刀杠尺寸為,粗糙度Ra1.6時(shí),精車取
3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119,車刀后刀面最大磨損量為取為0.7,轉(zhuǎn)位車刀耐用度。
4)確定切削速度 根據(jù)表5-121 鑄件硬度在,,,切削速度。
切削速度的修正系數(shù)為,,,,,,
故,
按CA6140車床的轉(zhuǎn)速(表5-56),選擇,則實(shí)際切削速度
3. 加工右端面
1)確定背吃刀量 ,精車單邊余量為1.0,顯然為單邊余量,
2)確定進(jìn)給量,查表5-114,在刀杠尺寸為,粗糙度Ra1.6時(shí),精車取
3)選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-119,車刀后刀面最大磨損量為取為0.7,轉(zhuǎn)位車刀耐用度。
4)確定切削速度 根據(jù)表5-121 鑄件硬度在,,,切削速度。
切削速度的修正系數(shù)為,,,,,,
故,
按CA6140車床的轉(zhuǎn)速(表5-56),選擇,則實(shí)際切削速度
(2)基本時(shí)間 工序7基本時(shí)間的確定
1.半精車時(shí)間。根據(jù)表2-24,車外圓基本時(shí)間為,, ,,,,,,
取為9s。
2.精車。根據(jù)表2-24,車外圓基本時(shí)間為,,, ,,,,,,
取為9s。
3.半精鏜 內(nèi)孔時(shí)間。選鏜刀的主偏角,半精鏜基本時(shí)間為,, ,,,,,,
4. 精鏜 內(nèi)孔時(shí)間。選鏜刀的主偏角,精鏜基本時(shí)間為,, ,,,,,,
取為10s。
5. 半精車右端面時(shí)間。根據(jù)表2-24,車端面基本時(shí)間為,,, ,,,,,,
6.精車右端面時(shí)間。根據(jù)表2-24,車端面基本時(shí)間為,,, ,,,,,,
7.確定工序的基本時(shí)間
六.夾具設(shè)計(jì)
本夾具是工序鉆4-13孔,有關(guān)說(shuō)明如下:
1.定位方案 工件以左端面及的外圓定位,采用平面與短銷定位,其中的外圓即為短銷,與定位板19配合使用。平面限制3個(gè)自由度,短銷限制2個(gè)自由度,共限制5個(gè)自由度,軸線回轉(zhuǎn)方向自由度不需限制。
2.夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)率要求,運(yùn)用手動(dòng)夾緊可以滿足要求。采用兩個(gè)V型塊夾緊,V型塊2固定在夾具體上,通過(guò)擰緊螺母11使V型塊14向V型塊2移動(dòng),實(shí)現(xiàn)夾緊,有效提高了工作效率。V型塊夾緊力主要作用是防止工件在車削力作用下產(chǎn)生的傾覆和振動(dòng),手動(dòng)夾緊是可靠的,可免去夾緊力的計(jì)算。
3.夾具與機(jī)床連接元件 在夾具體上開(kāi)有沉孔,可以安裝在CA6140的過(guò)度盤上。
4.夾具體 工件的定位元件與夾緊裝置通過(guò)夾具體連接起來(lái),夾具體上有兩個(gè)比較大的支撐臺(tái),和夾具體鑄在一起,整個(gè)夾具可以實(shí)現(xiàn)定位、夾緊等功能。
5.使用說(shuō)明 安裝工件時(shí),松開(kāi)螺母11,帶動(dòng)V型塊14沿徑向向外運(yùn)動(dòng),把工件安裝在定位板19上,再擰緊螺母11使V型塊14向V型塊2移動(dòng),兩個(gè)V型塊把工件夾緊,然后可以用車刀對(duì)工件右端面進(jìn)行加工。
6.結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,但夾具沿軸向方向比較長(zhǎng),需要質(zhì)量分布均勻,不然容易產(chǎn)生振動(dòng)。兩個(gè)V型塊的夾緊面需要有一定的錐度,加工制作有一定困難。
七、總結(jié)
通過(guò)本次的畢業(yè)設(shè)計(jì),使我能夠?qū)?shū)本的知識(shí)做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí),對(duì)資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解,本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過(guò)程的分析、車床夾具的設(shè)計(jì)與分析,對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。
八、參考文獻(xiàn)
[1] 李楠,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南,化學(xué)工業(yè)出版社,2009
[2] 機(jī)床夾具圖冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社,1984
[3] 夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)
[4] 孟少龍,機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷,機(jī)械工業(yè)出版社,1991
[5] 李洪,機(jī)械加工工藝手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版社,1990
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左臂殼體加工工藝及鉆孔4-φ13孔夾具設(shè)計(jì),左臂,殼體,加工,工藝,鉆孔,13,夾具,設(shè)計(jì)
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