最終傳動箱蓋的加工工藝及銑φ26圓端面夾具設計【含三維SW】

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序言機械制造技術基礎課程設計是我們學完了大學的機械基礎知識、基礎技術以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們的大學生活中占有重要的地位。課程設計的主要目的：（1）通過課程設計使我們綜合運用機械制造技術基礎課程及相關的必修課程的知識，起到鞏固、融會貫通及拓展有關機械制造方面的知識的作用，樹立正確的設計思路；（2）通過課程設計的實踐，培養(yǎng)了學生分析和解決工程實際問題的能力，使我們掌握機械零件的設計、加工及檢驗的方法；（3）提高了我們的設計和分析能力，如計算能力、繪圖能力、計算機輔助設計能力等，同時，也使我們熟悉設計資料及手冊的使用就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的學習工作打下一個良好的基礎。一、零件分析（一）、零件的作用最終傳動箱蓋位于車床傳動機構中，主要防止灰塵和外面的環(huán)境影響起到密封的作用，使機床的傳動能夠精確的按照要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。最終傳動箱蓋給保證最終的傳出速度提供的一個密封的環(huán)境，使其不受其他因素的影響，更能夠有效地潤滑和運轉，防止里面的零件快速的磨損。（二）、零件的工藝分析最終傳動箱蓋共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以上平面為基準加工下表面這一組加工表面包括：上下端面有平面度要求，上平面的孔有同軸度要求 且下面的孔16的平面有表面粗糙度要求2. 以下平面為基準加工孔16這一組加工表面包括：16的孔，以及其上下兩個端面。這兩組表面有一定的位置度要求,即7 的孔與14 的孔有同軸度要求。由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。0二、工藝規(guī)程設計(一)確定毛坯的制造形式零件材料為HT150。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有可能會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取不加工外輪廓上表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這個主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。本工藝路線只有第2工序需要用到粗基準，即工序2 粗銑、半精銑底面，以上端面為粗基準。其中16的圓柱面整個粗基準選擇過程符合先粗后精和先面后孔的原則。在整個加工過程是起到基準的作用；16內孔在鉆孔時也起到粗基準的作用。 （2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算。本工藝路線的精基準選擇如下：粗銑下端面，以上平面及16外圍為基準；粗銑、半精銑上端面，以底面及16外圍為基準；鉆擴兩孔16，以底面為基準；粗鏜 、半精鏜孔16，以底面為粗基準；攻螺紋孔M16孔，以上端面為基準；鉆孔7孔，以上端面為基準；精絞、精絞孔14，以7內孔為基準。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產成本盡量下降。1、工藝路線方案一:工序1 鑄造毛坯工序2 以底面為基準鉆擴孔16工序3 以孔16為基準半精銑底面工序4 以底面為基準锪倒角2X45攻螺紋M16工序5 以孔16為基準半精銑底面工序6 以底面為精基準粗銑半精銑上平面工序7 以上平面為精基準鉆擴孔7工序8 以7中心線為基準鉆擴孔14工序9 以14為基準锪平14工序10 去毛刺 清洗工序11 終檢2、工藝路線方案二:工序1 鑄造毛坯7工序2 以上平面為粗基準粗銑底面工序3 以地面為精基準粗銑、半精銑上端面工序4 以上平面為精基準鉆孔16工序5 擴孔和絞孔16孔并锪倒角2X45工序6 以孔16中心線為基準攻螺紋M16工序7 再以上平面鉆擴孔7。工序8 以孔7為基準鉆擴孔14工序9 以孔7為基準锪平14工序10 去毛刺、清洗工序11 終檢3、工藝方案比較分析:上述兩方案:方案一 是先加工內孔16, 再以16孔為基準加工底面，然后加工上平面,而方案二 先加工底面,以底面為基準加工各面及16內孔.由方案一可見16孔為基準加工底面精度易于保證,再以底面為基準加工上平面及孔各面基垂直度要求 ,可保證便于定位加工，符合中批生產要求,而方案二較為合理適合于大批量生產。因此，最后的加工路線確定如下：工序1 鑄造毛坯工序2 粗銑、半精銑底面，以上平面為基準，選用X52K立式和專用夾具 工序3 粗銑、半精銑上端面，以底面為基準工序4 準鉆孔16，以底面及26外圍為基準工序5 擴孔和絞孔16孔并锪倒角2X45，以底面為基準選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具 工序6 以孔16中心線為基準攻螺紋M16 選用T611臥式銑鏜床和專用夾具。工序7 鉆孔7 /以上端面為基準 選用Z3025搖臂鉆床及專用夾具 工序8 以孔7為基準鉆擴孔14 選用Z3025搖臂鉆床及專用夾具 工序9 以孔7為基準锪平14 選用T611臥式銑鏜床和專用夾具。 工序10 去毛刺清洗 工序11 終檢,（四）機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 最終傳動箱蓋材料為HT150 HB170240，毛坯重量約6.0Kg生產中批采用金屬型鑄造毛坯。 依據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： 4.1孔表面（公差查互換性與測量技術p39表3-2）表2-2 孔的加工內容及余量加工表面加工內容加工余量精度等級表面粗糙度/工序余量最小最大鉆孔10mmIT1012.59.960mm10mm擴孔3mmIT1012.52.930mm3.124mm粗鏜1.8mm IT103.21.73mm1.924mm半精鏜0.2IT91.60.154mm0.442mm4.2平面工序尺寸（公差查互換性與測量技術p39表3-2）表2-3 表面加工的加工內容及余量工序號工序內容加工余量基本尺寸經(jīng)濟精度工序尺寸及偏差工序余量最小最大01粗銑下端面T14mm48mmIT81.5mm4.547mm02粗銑上端面T22mm48mmIT91.5mm3.574mm03精銑上端面T21mm48mmIT71.5mm2.525mm（五）加工基本工時(機動時間)工序2 粗銑底面2.1 粗銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊表3.1-27，選擇用一把YG6硬質合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。2）、確定銑削深度a p：單邊加工余量Z=2，余量不大，一次走刀內切完，則：a p=2mm3）、確定每齒進給量fz:根據(jù)切削手冊表3.5，用硬質合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時，選擇每齒進給量fz=0.140.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(xiàn)?。篺z=0.18mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊表3.16可以查Vc：由 ap=2mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根據(jù)X51型立銑床說明書（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (橫向)實際切削速度和齒進給量：C=d0n /1000 =3.14100255 / 1000 =80 m/min Fzc=fc / (ncZ) =400 / 25510=0.157mm/z6）、計算基本工時tm = L / f 式中 L=176mm 根據(jù)表3.26,對稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+=35 則L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min工序3 粗銑 半精銑上端面3.1 粗銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊表3.1-27，選擇用一把YG6硬質合金端銑刀，其參數(shù)為：銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10。2）、確定銑削深度a p：單邊加工余量Z=2，余量不大，一次走刀內切完，則：a p=2mm3）、確定每齒進給量fz:根據(jù)切削手冊表3.5，用硬質合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時，選擇每齒進給量fz=0.140.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(xiàn)?。篺z=0.18mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊表3.16可以查Vc：由 ap=2mm fz=0.18mm/z，查得Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z根據(jù)X51型立銑床說明書（表4.2-35）nc=255 r/min Vc=400 mm/min (橫向)實際切削速度和齒進給量：C=d0n /1000 =3.14100255 / 1000 =80 m/min Fzc=fc / (ncZ) =400 / 25510=0.157mm/z6）、計算基本工時tm = L / f 式中 L=176mm 根據(jù)表3.26,對稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+=35 則L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min3.2 半精銑1）、選擇刀具：根據(jù)工藝手冊表3.1-27，選擇用一把YG6硬質合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=102）、確定銑削深度ap：由于單邊加工余量Z=0.5，故一次走刀內切完，則：a p= 0.5 mm3）、確定每齒進給量fz:由切削手冊表3.5，用硬質合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時，選擇每齒進給量fz=0.140.24mm/z，半精銑取較小的值?，F(xiàn)?。篺z=0.14mm/z4）、選擇銑刀磨鈍標準及刀具耐用度：根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.01.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)切削手冊表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質合金端銑刀的耐用度T=180min。5）、確定切削速度Vc：根據(jù)切削手冊表3.16可以查Vc：由 ap4mm z=0.14mm/z，查得：Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z根據(jù)X51型立銑床說明書（表4.2-35）nc=380 r/min Vc=400 mm/min (橫向)實際切削速度和每齒進給量：C=d0n /1000 =3.14100380 / 1000 =120 m/min Fzc=fc / (ncZ) =400 / 38010=0.105mm/z6）、計算基本工時tm = L / f 式中 L=176mm 根據(jù)表3.26,對稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+=35 則L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min工序4 鉆擴孔164.1 鉆孔1）、選擇鉆頭 選擇錐柄麻花鉆(GB1438-85) 查表 d0=18 鉆頭幾何形狀(表2.1及表2.2) 雙錐,修磨橫刃 螺旋角=30 鋒角2=100后角0=11 b=2mm L=4mm 2）、選擇切削刀具 進給量f (1)按加工要求決定進給量: 根據(jù)表2.7 d0=18mm f=0.430.53mm/r 由于L/d=30/18=1.67 故應乘以孔深修正系數(shù)kcf=1 f= 0.430.53 mm/r (2)按鉆頭強度決定進給量 根據(jù)表2-8 當HBS=200 d=18mm 鉆頭強度允許的進給量f=1.6mm/r (3)按機床進給機構強度決定進給量 根據(jù)表2.9 當HBS210 d0=20.5 機床進給機構允許的軸向力為6960N(Z3025鉆床允許的軸向力為7848N 見設計手冊表4.2-11)進給量為0.6mm/r從以上三個進給量比較可看出,受限制的進給量是工藝要求,其值為 f=0.430.53mm/r 根據(jù)Z3025鉆床,選擇 f=0.5 mm/r 決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 當d0=14 時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm,壽命T=60min 切削進度 由表2.15 HBS 170240, f=0.5mm/r d16c=16m/min n =1000/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min 檢驗機床扭矩及功率 根據(jù)表2.20 當f=0.5mm/r d019 時 mt=64.45 N*M 根據(jù)Z3025 鉆床說明書 當nc=250r/min 時 Mm=80 N*M根據(jù)表2.23 當HBS200 d0=20 f=0.53mm/r c=16m/min 時 Pc=1.1KW 查設計手冊表4.2-11 PE=2.2KW 由于MCMm PCPE 故選擇可用切削用量,即 f=0.5min/r nc=250r/min c=16m/min3）、計算基本工時 tm =L / nf L=L+Y+,L=30 mm 入切量及超切量由表2.29 查出Y+=10mm tm =L / nf=(30+10) / (2500.5)=0.32min 兩孔tm=0.320.2=0.64min4.2 擴鉆孔(1)選擇擴刀 選擇硬質合金擴孔鉆d0=19.8mm 鉆頭幾何形狀為r0=5 0=8 kr=30 kr=30 =10 b0=1mm (2)選擇進給量及切削進度 查機械加工工藝手冊表11-15 切削速度=(1/2-1/3)鉆 =(1/2-1/3) 16 =85.3 m/min 取=6 m/min n =1000v/d0=10006 / 3.14 20 =95.5 r/min 查表2.10 d0=20 HB=200 時, f=0.91.1 根據(jù)Z3025 鉆床說明書選擇 f=1.0 mm/r (3)鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 當 d0=20mm 時 ,擴孔鉆后刀面最大磨損限度為0.6mm 壽命T=30 min tm =L / nf= L+Y+/ nf=(30+10)/(1251)=0.23min 兩孔tm=2 0.32=0.64 min工序5 攻螺紋M16 切削速度vs=0.1m/s=6 m/min fs=0.15mm/r 則ns =238 r/min 按機床選取nw=19.5r/min 則 vw=4.9 m/min fw=0.15mm/r基本工時:L=6mm L1=3mm L2=3mm 攻M16孔 tm1=(L+L2+L1)/nf=(6+3+3)/195=0.06 min兩孔tm=2 0.06=0.12 min工序6 16內孔2x45倒角 選用臥式車床c620-1。由于最后的切削寬度很大，故按成形車削制訂進給量。根據(jù)手冊機車床取 F=0.08mm/r （見切削手冊表1.8）當采用高速鋼車刀時，根據(jù)一般資料，確定切削速度V=16m/min則 按機床說明書取則此時切削速度為切削工時 L=5mm L1=3mm 工序7 鉆孔和擴孔7一.鉆孔7 1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=7.8 mm 鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =55 2.選擇切削用量 (1)按加工要求決定進給量 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200 d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則 f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r (2)決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 ,當d0=8時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min (3)決定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/min n =1000c/d0=100022/(3.1420)=350 r/min 由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min兩孔tm=2 0.26=0.52 min 二.擴7孔 1.錐柄麻花鉆(GB1436-85) d=5.2mm 鉆頭幾何形狀為(表2.1及表2.2)雙錐修磨橫刃=30 2=118 be=3.5mm 0=12 =55 2.選擇切削用量 (1)按加工要求決定進給量 根據(jù)表2.7 當加工要求為H12HB精度鑄鐵硬度HBS200 d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r 由于L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù)kcf=0.95 則 f =(0.360.44) 0.95=0.340.42 mm/r 由鉆床Z3025手冊取f=0.4mm/r (2)決定鉆頭磨純標準及壽命 由表2.12 ,當d0=8時,鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm 壽命T=35min (3)決定切削速度 由表2.15 硬度HBS200219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/min n =1000/d0=100022/(3.1420)=350 r/min 由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(6+10)/（4000.4）=0.1 min兩孔tm=2 0.1=0.2 min工序8 半精絞 精絞孔14 1.選擇絞刀 查設計手冊表3.1-19 選用硬質合金錐柄機用絞刀(GB4252-64) d=20mm 2.選擇進給量f (1)絞刀磨純標準及壽命 由表2.12,當d0=20 mm 時 ,絞刀后刀面最大磨損取為0.5 mm 壽命T=45 min (2)切削速度進給量f 查切削手冊表2.25 鑄鐵硬度HBS200 d0=1025 mm ap=0.060.15 mm (半精絞ap=0.07mm 精絞為ap=0.03mm 均在此范圍) f=0.20.4 mm/r c=1015 m/min (無切削液)取c=15 m/min 根據(jù)鉆床進給量查設計手冊表4.2-13 取f=0.3mm/r n=1000/d0=100015/(3.1420)=239 r/min查表4.2-12 取nc=250 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/(2500.3) 2=1.12 min 工序10 锪平14 1.選擇刀具查設計手冊表3.1-4.1 選擇中齒鋸片銑刀(GB6120-85) d=40 mm L=4 mm z=20 2.刀具壽命 查表3.8 高速鋼切斷銑刀 d40T=45 min 3.切削用量 ap=12 mm一次走刀切斷 fz=0.1 mm/z 查表3.27 c=54.9 m/min f=0.4mm/r n=1000c /d0=100054.9/(3.1440)=437 r/min 根據(jù)x60 臥式銑床說明書設計手冊表 機床主軸轉速為nc=400 r/min 計算基本工時 tm =L / nf= L+Y+/f=(72+35)/54.9=1.94 min最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片。數(shù)控編程（數(shù)控銑下端面）程序如下： （銑刀直徑為16mm,加工余量2mm） O0032 N10 G90 G55 G00 X15. Y0 Z100.; N20 M03 S600; N30 Z2.; N40 G01 Z-2. F200; N50 G03 I-15.; N60 GO1 Z0; N70 GOO X33.; N80 G03 I-33. Z-2. F200; N90 M98 P0040000; N100 G03 I-33. Z-10.; N110 G01 X40.; N120 G00 Z100.; N130 M30; 0000 N10 G91 G03 I-33. Z-2. F200; N20 M99; 三.總結通過設計，培養(yǎng)了我獨立思考問題和解決問題的能力。樹立了正確的設計思想，掌握了零件產品設計的基本方法和步驟。通過設計，使我能熟悉地查找和應用有關參考資料、計算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范，熟悉有關國家標準，以完成一個工程技術人員在機械設計方面所必須具備的基礎技能訓練。同時，我還學會了許多CAD的操作。課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎但是這次課程設計讓我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應用所學的專業(yè)知識能力是如此的不足，幾年來的學習了那么多的課程，今天才知道自己并不會用以后需要多加努力才行。在這次課程設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量探討，聽聽不同的見解，更好地理解了課本的知識。最后，我要感謝我的老師以及同學，是你們給予了我?guī)椭屛以诖鞌≈杏辛藞猿至讼聛淼挠職狻?參考文獻1.張世昌，李旦.機械制造技術基礎.-2版-北京：高等教育出版社，2007.52.王忠.機械工程材料. -北京：清華大學出版社，2007.93.趙家齊.機械制造工藝學課程設計指導書.-2版.-北京：機械工業(yè)出版社2010.14.鄧文英，郭曉鵬.金屬工藝學.上、下冊.-5版.-北京：高等教育出版社，2008.45.王伯平.互換性與測量技術.-2版.-廣州：華南理工大學出版社，2009.86.蔡蘭.機械零件工藝性手冊.-2版.-北京: 機械工業(yè)出版社，2006.127.艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.-北京：機械工業(yè)出版社8.梁國元.電子機械設計與工藝簡明手冊.西安電子科技大學出版社9.劉鴻文.材料力學I.-4版.-北京：高等教育出版社，2004.110.沈鴻.機械加工工藝手冊1,2卷.-北京: 機械工業(yè)出版社，1991.111.王先逵.機械制造工藝學.-2版.-北京: 機械工業(yè)出版社，2006.110