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序 言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課、大部分專業(yè)課以及參加了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各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(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
通過(guò)本次課程設(shè)計(jì),應(yīng)該得到下述各方面的鍛煉:
1 能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問(wèn)題,保證零件的加工質(zhì)量。
2 提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練,應(yīng)當(dāng)獲得根據(jù)被加工零件的加工要求,設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而且能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
3 學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。掌握與本設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處、能夠做到熟練運(yùn)用。
就我個(gè)人而言,我希望通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,為今后參加生產(chǎn)實(shí)踐打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限,設(shè)計(jì)尚存在許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師予以指教。
一、零件的分析
(一)零件的作用
題目所給的零件是法蘭盤(pán)(見(jiàn)附圖1),其為盤(pán)類零件,用于臥式車床上。車床的變速箱固定在主軸箱上,靠該法蘭盤(pán)定心。法蘭盤(pán)內(nèi)孔與主軸的中間軸承外圓相配,外圓與變速箱體孔相配,以保證主軸三個(gè)軸承孔同心,使齒輪正確嚙合。
(二)零件的工藝分析
法蘭盤(pán)共有兩組加工表面,它們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下:
1.以Φ80孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括:Φ62±0.015孔及其倒角以及與其垂直的端面,Φ80h11外表面,兩個(gè)M64×1.5的槽,Φ36 0+0.62孔以及與其垂直的端面,Φ52g6外表面B及退刀槽,三個(gè)互成
120°的Φ16.5階梯孔的兩端面。
2.以A面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括:三個(gè)互成120°的ф16.5階梯孔,一個(gè)側(cè)面C,一個(gè)平面D。
這兩組表面之間有著一定的位置要求,主要是:
Φ62±0.015孔對(duì)B端面的徑向圓跳動(dòng)公差為0.04mm。
由以上分析可知,對(duì)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,并且保證它們之間的位置精度要求。
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)確定毛坯的制造形式
材料為HT15-33??紤]到法蘭主要承受靜壓力,因此選用鑄件。
(二)基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?;孢x擇得正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇。
按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(如果必須首先保證工件上欲加工表面與不加工表面之間的位置要求,則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)),孔Φ62±0.015與B端面有0.04mm的圓跳動(dòng)公差要求,現(xiàn)選擇Φ52g6外表面B為粗基準(zhǔn),利用三爪自定心卡盤(pán)加持外圓A,并且使卡盤(pán)端面緊靠A端面,這樣可以消除所有六個(gè)自由度,達(dá)到完全定位。
(2)精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門(mén)計(jì)算,此處不再重復(fù)。
(三)制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(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)要求能得到保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
1.工藝路線方案一
工序1 粗車Φ16.5端面,粗、精車外圓Φ80h11及車倒角,車兩個(gè)槽Φ64,車外圓Φ52g6、退刀槽及倒角,車端面A。
工序2 擴(kuò)孔Φ62±0.015,擴(kuò)孔Φ36 0+0.62 ,絞孔Φ62±0.015,絞孔Φ36 0+0.62
工序3 車兩個(gè)槽M64×1.5,車孔Φ62±0.015倒角。
工序4 鏜刀鏜R3圓角
工序5 銑Φ80h11端面.
工序6 鉆三個(gè)孔Φ16.5,鉆三個(gè)孔Φ11。
工序7 拉槽6×6。
工序8 磨外圓Φ80h11,磨外圓Φ52g6。
工序9 銑側(cè)面保證尺寸34.5mm
工序10 銑平面保證尺寸54mm
工序11 表面處理,檢驗(yàn)入庫(kù)。
2.工藝路線方案二
工序1 粗車Φ80h11外圓柱面,車Φ120外圓柱面,車Φ80h11端面及倒角,車Φ16.5端面及倒角,精車外圓Φ80h11,粗車Φ62±0.015孔,精車Φ62±0.015孔及倒角,車螺紋M64×1.5,車兩個(gè)密封槽Φ64。
工序2 車Φ52g6端面,車端面A,車Φ52g6外圓柱面、倒角及退刀槽,鉆孔Φ36 0+0.62,精車孔Φ36 0+0.62。
工序3 鉆三個(gè)孔Φ16.5,鉆三個(gè)孔Φ11。
工序4 拉槽6×6。
工序5 鏜刀鏜R3圓角
工序6 銑側(cè)面保證尺寸34.5mm
工序7 銑平面保證尺寸54mm
工序8 磨外圓Φ80h11,磨外圓Φ52g6。
工序9 表面處理,檢驗(yàn)入庫(kù)。
3.工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于:方案一選擇對(duì)孔Φ36 0+0.62進(jìn)行鑄造然后在機(jī)加工(擴(kuò)、絞),對(duì)Φ62±0.015孔采取先擴(kuò)后絞。在加工過(guò)程中,要進(jìn)行七次裝夾,用五套夾具,共八道工序。方案二選擇對(duì)孔Φ36 0+0.62進(jìn)行先鉆后車,對(duì)Φ62±0.015孔采取先粗車后精車。在加工過(guò)程中,要進(jìn)行六次裝夾,用五套夾具,共七道工序。相比之下,方案工序更為簡(jiǎn)單。在工序安排中,裝夾次數(shù)越多,定位次數(shù)越多,造成的定位誤差也就越大,而且所用工時(shí)會(huì)越多。而且方案一沒(méi)能完成車螺紋M64×1.5工序。除此以外,方案二的1、2工序可合并為一個(gè)工序,兩個(gè)方案都沒(méi)有考慮到零件毛坯為鑄件,因而在所有機(jī)加工之前,應(yīng)先安排除砂工序。綜合考慮以上各方面,對(duì)方案進(jìn)行改進(jìn),改進(jìn)后的具體工藝方案確定如下:
工序1 除砂。
工序2 粗車Φ80h11外圓柱面,車Φ120外圓柱面,車Φ80h11端面及倒角,車Φ16.5端面及倒角,精車外圓Φ80h11,粗車Φ62±0.015孔,精車Φ62±0.015孔及倒角,車螺紋M64×1.5,車兩個(gè)密封槽Φ64。(以Φ52g6外圓柱面為粗基準(zhǔn),采用三爪卡盤(pán)夾持Φ52g6外圓柱面)
車Φ52g6端面,車端面A,車Φ52g6外圓柱面、倒角及退刀槽,鉆孔Φ36 0+0.62,精車孔Φ36 0+0.62。(以Φ80h11外圓柱面為精基準(zhǔn),采用三爪卡盤(pán)夾持Φ80h11外圓柱面)
工序3 鉆三個(gè)通孔Φ11,鉆三個(gè)孔Φ16.5,惚沉頭孔Φ16.5(以端面A為精基準(zhǔn),)
工序4 拉槽6×6。
工序5 鏜刀鏜R3圓角。
工序6 銑側(cè)面保證尺寸34.5mm
工序7 銑平面保證尺寸54mm
工序8 磨外圓Φ80h11,磨外圓Φ52g6。
工序9 表面處理,檢驗(yàn)入庫(kù)。
將以上內(nèi)容一并填入工藝過(guò)程卡片,見(jiàn)附表1。
(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“法蘭盤(pán)”零件材料為HT15-33,硬度為170-240HBS,毛坯的重量為2.5kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用鑄件。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝,分別確定個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1.外圓表面(Φ80h11,Φ52g6,Φ120)
外圓Φ80h11,表面粗糙度要求1.6μm,公差等級(jí)為 6級(jí),查《機(jī)械加工技術(shù)手冊(cè)》(以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》)表3-9(P87)采用先車(只能達(dá)7級(jí)精度),然后再磨(可達(dá)6級(jí)精度)。根據(jù)其尺寸,選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm,精車雙邊余量為2Z=1mm,查《手冊(cè)》15-13(P567),選用磨削的雙邊余量為2Z=0.4mm。
外圓Φ52g6,表面粗糙度要求為1.6μm,公差等級(jí)為 6級(jí),查《手冊(cè)》表3-9(P87)采用先車,然后再磨。根據(jù)其尺寸,選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm,精車雙邊余量為2Z=1mm,查《手冊(cè)》15-13(P567),選用磨削的雙邊余量為2Z=0.4mm。
外圓ф120,選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm。
2.內(nèi)孔表面(Φ62±0.015,Φ36 0+0.62 )
內(nèi)孔Φ62±0.015,查《手冊(cè)》表3-9(P87),采取先粗車再精車。根據(jù)其尺寸,選用粗車的雙邊余量為2Z=2mm,查《手冊(cè)》9-11(P401),選用精車的雙邊余量為2Z=0.4mm。
內(nèi)孔Φ36 0+0.62,查《手冊(cè)》表3-5(P74),為9級(jí)公差要求,查《手冊(cè)》表3-9(P87),采取先鉆孔后精車。根據(jù)其尺寸,選用鉆孔的雙邊余量為2Z=35.6mm,查《手冊(cè)》9-11(P401),選用精車的雙邊余量為2Z=0.4mm。
3.外圓端面加工余量及公差(Φ80h11及Φ52m6端面)
外圓Φ80h11端面粗糙度要求為3.2μm,軸向無(wú)公差要求。查《手冊(cè)》表3-13(P91),粗銑的表面粗糙度為3.2-6.3μm,可達(dá)要求,因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
外圓Φ52g6端面粗糙度要求為6.3μm,軸向無(wú)公差要求。查《手冊(cè)》表3-13(P91),粗車的表面粗糙度為3.2-6.3μm,可達(dá)要求,因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
4. Φ16.5端面
Φ16.5端面的粗糙度要求為3.2μm,軸向無(wú)公差要求。查《手冊(cè)》表3-13(P91),粗車的表面粗糙度可達(dá)3.2μm,因而選用粗車即可。選用粗車的加工余量為Z=1mm.
5.端面A
端面A粗糙度要求為1.6μm,軸向無(wú)公差要求。公差等級(jí)為 6級(jí),查《手冊(cè)》表3-9(P87)采用先車,然后再磨。根據(jù)其尺寸,選用粗車的余量為Z=1mm,精車余量為Z=0.5mm,查《手冊(cè)》15-13(P567),選用磨削的余量為Z=0.2mm。
6. 側(cè)面C,平面D
平面D距內(nèi)孔Φ36中心的距離為54mm,無(wú)公差要求,表面粗糙度要求為6.3μm,計(jì)算得其需切削量為6±0.5mm,根據(jù)《手冊(cè)》P480敘述,選用一次銑削成型。側(cè)面C距內(nèi)孔Φ36中心的距離為34.5-0.40-0.20,表面粗糙度要求為6.3μm,公差為200μm,查《機(jī)械制圖》表8.5(P232),為12級(jí)公差要求,計(jì)算得其需切削量為26.5±0.5mm。根據(jù)《手冊(cè)》P480敘述,選分四次銑削成型。
(五)確定切削用量及基本工時(shí)
工序Ⅰ:除砂
工序Ⅱ:粗、精車Φ80h11外圓柱面,車ф120外圓柱面,車Φ80h11端面及倒角,車Φ16.5端面及倒角,,粗車Φ62±0.015孔,精車Φ62±0.015孔及倒角,車螺紋M64×1.5,車兩個(gè)密封槽Φ64。(以Φ52g6外圓柱面為粗基準(zhǔn),采用三爪卡盤(pán)夾持Φ52g6外圓柱面)
車Φ52g6端面,車端面A,粗、精車Φ52g6外圓柱面、倒角及退刀槽,鉆孔Φ36 0+0.62,精車孔Φ36 0+0.62。(以Φ80h11外圓柱面為精基準(zhǔn),采用三爪卡盤(pán)夾持Φ80h11外圓柱面)
工件材料:HT150,HB=150,金屬模鑄造。
加工要求:車外圓Φ80h11及車倒角,表面粗糙度要求為1.6μm,6級(jí)公差要求;車兩個(gè)槽M64×1.5;車外圓Φ52g6、退刀槽及倒角,表面粗糙度要求為3.2μm,6級(jí)公差要求;車端面A,表面粗糙度要求為6.3μm。
機(jī)床:C620-1臥式車床。
刀具:YT15外圓車刀、 YT15端面車刀、 YT15內(nèi)圓車刀、高速鋼螺紋車刀,刀桿尺寸為16×25mm2。
切削用量:
1. 粗車Φ80h11外圓柱面
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380),當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm×25mm,ap=1mm,工件直徑為80mm時(shí)
f=0.8-1.2mm/r
取f=0.8mm/r
2)計(jì)算切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381),切削速度的計(jì)算公式為(壽命選60T)
Vc=CV×KV/(Tmapxfy)m/min
其中:CV=158, x=0.15, y=0.40, m=0.20。修正系數(shù)見(jiàn)《手冊(cè)》表8-61至表8-69,即
KMv=1.44, ksv=0.8, kkv=1.04, kkrv=0.81, kBv=0.97。
所以 vc=158×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97/(600.2×10.15×0.80.40)
=71.85(m/min)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×71.85/(3.14×80)=286(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(41+1)/286×0.8=0.18(min)
2. 精車外圓Φ80h11
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.6mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=102m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×102/(3.14×80)=406(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/406×0.6=0.17(min)
3. 車Φ120外圓柱面
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=1.0mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=85m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×85/(3.14×120)=225(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(15+1)/225×1.0=0.07(min)
4. 車Φ80h11端面及倒角
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.8mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=105m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×105/(3.14×80)=418(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/418×0.8=0.12(min)
5. 車Φ16.5端面及倒角
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.4mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=35m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×16.5)=675(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(8.3+1)/675×0.4=0.04(min)
6. 粗車Φ62±0.015孔
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.6mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=106m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×106/(3.14×60)=560(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/560×0.6=0.13(min)
7. 精車Φ62±0.015孔及倒角
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.4(mm/r)
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=112(m/min)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×112/(3.14×60)=590(r/min)
4) 切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/590×0.4=0.18(min)
8.車螺紋M64×1.5
采用高速鋼螺紋車刀,規(guī)定粗車螺紋時(shí)走刀次數(shù)為i=4;精車螺紋時(shí),走刀次數(shù)為i=2.螺距 t=1.5mm,所以進(jìn)給量f=1.5mm/r.
1) 切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
粗車螺紋時(shí): vc=21m/min
精車螺紋時(shí): vc=35m/min
2) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
粗車螺紋時(shí):n1=1000vc/(πd)=1000×21/(3.14×64)=105(r/min)
精車羅紋時(shí):n2=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×64)=174(r/min)
3)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
粗車螺紋時(shí):t1=(l+y+△)×i/nf=(15+1)×4/(105×1.5)=0.41(min)
精車螺紋時(shí):t2=(l+y+△)×i/nf=(15+1)×2/(174×1.5)=0.12(min)
9. 車兩個(gè)密封槽Φ64
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.5mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=84m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×84/(3.14×64)=418(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=2×(l+y+△)/nf=2×(2+1)/418×0.5=0.03 (min)
10. 車Φ52g6端面
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.5mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=90m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×90/(3.14×52)=551(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/551×0.5=0.04(min)
11.車端面A
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=1.0mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=82m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×82/(3.14×120)=218(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(35+1)/218×1.0=0.17(min)
12. 粗車Φ52g6外圓柱面
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.5mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=105m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×105/(3.14×52)=643(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/643×0.5=0.04(min)
13. 精車Φ52g6外圓柱面倒角及退刀槽
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.4mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=125m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×125/(3.14×52)=765(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(10+1)/765×0.4=0.04(min)
14. 鉆孔Φ36 0+0.62
1)進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15(P437))
2)切削速度 Vc=40(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15(P437)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×36)=350(r/min)
4) 切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=22/(350×0.2)= 0.32(min)
15. 精車孔Φ36 0+0.62
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.3mm/r
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表8-60(P381)
vc=108m/min
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×108/(3.14×36)=950(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=(40+1)/950×0.3=0.15(min)
工序Ⅲ:鉆三個(gè)通孔Φ11,鉆三個(gè)孔Φ16.5,惚沉頭孔Φ16.5
機(jī)床:搖臂鉆床
刀具:高速鋼鉆頭
切削用量:
1. 鉆三個(gè)通孔Φ11
刀具材料:高速鋼。
1)進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15(P437))
2)切削速度 Vc=40(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15(P437)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×11)=1150(r/min)
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=3*(l+y+△)/nf=15/(1150×0.2)= 0.21(min)
2. 鉆三個(gè)階梯孔Φ16.5 刀具材料:高速鋼。
1)進(jìn)給量 f=0.2mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15(P437))
2)切削速度 Vc=40(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表10-15(P437)
3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×40/(3.14×16.5)=770(r/min)
4) 切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=3×(l+y+△)/nf=5/(770×0.2)= 0.1(min)
2. 惚沉頭孔Φ16.5
工序Ⅳ:拉槽6×6
機(jī)床:臥式拉床L6120
刀具:高速鋼拉刀
切削用量:
1)進(jìn)給量 f 根據(jù)《手冊(cè)》表8-58(P380)
取f=0.02mm
2)切削速度 根據(jù)《手冊(cè)》表12-8(P462)
vc=30m/min
3) 確定機(jī)床行程數(shù)
ns=z/f=6.0/0.3=20
4)切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=2×(l+△)× ns/(1000vc)=2×30×20/30=(min)
工序Ⅴ:用鏜刀鏜R3圓角,選刀具半徑為3mm,機(jī)床為T(mén)740金剛鏜床f=0.2mm/r,切削速度則V=100m/min則nω=1000V/πd=(1000×100)/π58=584r/min
Tm=(l+l1)/(nωf)=(2π×16+2)/(584×0.2)=0.19min
工序Ⅵ:銑平面保證尺寸54
機(jī)床:立式銑床X51
刀具:鑲齒三面刃銑刀(高速鋼)
切削用量:
1)進(jìn)給量 f=2.0mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-8(P481))
2)切削速度 Vc=20(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-12(P484)
3)切削深度 ap=6mm (見(jiàn)《手冊(cè)》P480敘述)
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×20/(3.14×100)=65(r/min)
5) 切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=(l+y+△)/nf=48/(65×2.0)=0.37 (min)
工序Ⅶ:銑側(cè)面保證尺寸34。5
1)進(jìn)給量 f=2.0mm/r (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-8(P481))
2)切削速度 Vc=20(m/min) (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-12(P484)
3)切削深度 由于該工序余量較大(26.5±0.5mm),所以分四次銑削成型。
根據(jù)《手冊(cè)》P480敘述,通常鑄鐵件銑削深度為5-7mm,所以,前三次選用ap=7mm,第四次選用ap=5.5mm。
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×20/(3.14×100)=65(r/min)
5) 切削工時(shí) 根據(jù)《手冊(cè)》表8-56(P379)
tm=4×(l+y+△)/nf=100×4/(65×2.0)= 3.08(min)
工序Ⅷ:磨外圓Φ80h11,磨外圓Φ52g6。
機(jī)床:外圓磨床M1412
刀具:根據(jù)表15-2至15-7,選用WA46KV6P200×32×125型砂輪。
其含義為:砂輪磨料為白剛玉,粒度為46#,硬度為中軟1級(jí),陶瓷結(jié)合劑,6號(hào)組織,
平型砂輪,其尺寸為200×32×125(D×B×D)。
切削用量:
1. 磨外圓Φ80h11
1)工件速度 VW=25m/min 見(jiàn)《手冊(cè)》表15-12(P566)
2) 進(jìn)給量 軸向fa=2.0mm/min
徑向fr= 0.015mm/雙行程 (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-8(P480))
3)切削深度 ap=0.03mm
4) 砂輪速度 v=35m/min
5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×200)=57(r/min)
6)加工工時(shí)
tm=2LZbK/1000fafr
式中,L—加工長(zhǎng)度,40mm;
Zb—單面加工余量,0.2mm;
K—系數(shù),1.10;
fa—工作臺(tái)軸向移動(dòng)速度;
fr—工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量。
tm=2×40×0.2×1.1/(1000×2.0×0.015)=0.60(min)
2. 磨外圓Φ52g6
1)工件速度 VW=25m/min 見(jiàn)《手冊(cè)》表15-12(P566)
2) 進(jìn)給量 軸向fa=2.0mm/min
徑向fr= 0.015mm/雙行程 (見(jiàn)《手冊(cè)》表13-8(P480))
3)切削深度 ap=0.03mm
4) 砂輪速度 v=35m/min
5) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
ns=1000vc/(πd)=1000×35/(3.14×200)=57(r/min)
6)加工工時(shí)
tm=2LZbK/1000fafr
=2×10×0.2×1.1/(1000×2.0×0.015)=0.15(min)
工序Ⅸ:表面處理,檢驗(yàn)入庫(kù)。
最后,將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果,連同其它加工數(shù)據(jù),一并填入機(jī)械加工工序卡片,見(jiàn)附表2-6。
三 夾 具 設(shè) 計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)通用夾具。經(jīng)過(guò)與老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)法蘭盤(pán)第三道工序——鉆3×孔Φ11及Φ16.5的沉頭座的鉆床卡具。
3.1 問(wèn)題的提出
在給定的零件中,對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。
3.2 卡具設(shè)計(jì)
1. 定位基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮,選擇端面,側(cè)面為基準(zhǔn)(自由度限制數(shù)為3個(gè)),配合以兩個(gè)菱形銷(自由度限制數(shù)為3個(gè))。再用兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板來(lái)進(jìn)行壓緊。
2. 切削力和卡緊力計(jì)算
本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
修正系數(shù)查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 KF== (=1.062
軸向力
扭矩
由于扭矩很小,計(jì)算時(shí)可忽略。
驗(yàn)算螺栓強(qiáng)度:
45鋼的強(qiáng)度為450MPa 強(qiáng)度滿足
使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的卡緊力。
3.3 定位誤差分析
本工序采用側(cè)面夾緊,使用端面,兩菱形銷定位,而工件自重會(huì)始終靠近凸臺(tái),當(dāng)然工件有一定的誤差。但是,由于加工是自由公差,故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
鉆套選用快換鉆套 Φ11mm。偏差為±0.01mm
銷釘孔選用Φ10H7。偏差為mm
3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞 動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。盡管采用機(jī)動(dòng)夾緊能提高夾緊速度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,但是題目中要求設(shè)計(jì)的夾具使用手動(dòng)夾緊,并且進(jìn)行鉆削加工時(shí)的軸向力大,這樣還可以使得制造夾具的制造工藝簡(jiǎn)單省事。由于選擇的定位基準(zhǔn)為零件的底面和軸孔,所以可以使用凸臺(tái)和菱形銷配合定位。
此外,由于本零件是中批生產(chǎn),隨著加工零件個(gè)數(shù)的增加,夾具磨損也將增大,這將導(dǎo)致零件加工誤差的增大,廢品率升高,間接地增加了生產(chǎn)成本。為了解決這個(gè)問(wèn)題,在設(shè)計(jì)時(shí),采用雙壓板機(jī)構(gòu)可以防止這個(gè)問(wèn)題,延長(zhǎng)了夾具的使用壽命。
四 總 結(jié)
為期二周的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,二周是時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的,通過(guò)這二周的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論,不再是紙上談兵,而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì),使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng),使我們更好的利用圖書(shū)館的資料,更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件,為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的,還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo),使我們學(xué)到了好多,也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì),它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。
最后,衷心的感謝王彤老師的精心指導(dǎo)和悉心幫助,使我順利的完成此次設(shè)計(jì)。謝謝!?。?!
五 參 考 文 獻(xiàn)
【1】趙家齊主編.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū).機(jī)械工業(yè)出版社,1997
【2】王紹俊主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,1985
【3】《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》修訂組編.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè).上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1983
【4】上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.1984
【5】南京市機(jī)械研究所主.金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社
【6】呂周堂、陳曉光主編.互換性與技術(shù)基礎(chǔ).中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社