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機(jī)械制造裝備實(shí)訓(xùn)
課程名稱： 機(jī)械制造裝備
設(shè)計(jì)課題： 最終傳動(dòng)箱蓋工藝夾具設(shè)計(jì)
專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)： 090314
姓名： 張建 學(xué)號(hào)： 09031432
評(píng)分： 指導(dǎo)老師：（簽字）
年 月 日
機(jī)械制造裝備實(shí)訓(xùn)任務(wù)書
題目：設(shè)計(jì)“最終傳動(dòng)箱蓋”零件的機(jī)械加工技術(shù)規(guī)程（大批生產(chǎn)）
設(shè)計(jì)要求： 1、鑄件應(yīng)消除內(nèi)應(yīng)力。
2、鑄件表面不得有粘砂、多肉、裂紋等缺陷。
3、未注明鑄造圓角R2～3。
4、去毛刺、銳棱。
5、材料：HT150。
內(nèi)容：1.課程設(shè)計(jì)說明書 1份
2.最終傳動(dòng)箱蓋零件圖 1張
3.數(shù)控夾具裝配圖 1張
目 錄
序言 ……………………………………………………………………………………… 1
一、零件的分析 ……………………………………………………………………… 1
（一）零件的作用 ……………………………………………………………… 1
（二）零件的分析 ……………………………………………………………… 1
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………… 2
（一）確定毛坯的制造形式 ……………………………………………………… 2
（二）基面的選擇 ………………………………………………………………… 2
（三）制定工藝路線 ……………………………………………………………… 2
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 …………………………… 3
（五）加工基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間） ……………………………………………… 4
2.1粗銑底面 …………………………………………………………………4
3.1粗銑上端面…………………………………………………………………5
3.2半精銑………………………………………………………………………6
4.1鉆孔…………………………………………………………………………6
4.2擴(kuò)孔…………………………………………………………………………7
5.1攻螺紋………………………………………………………………………7
6.1加工倒角……………………………………………………………………8
7.1鉆擴(kuò)孔………………………………………………………………………8
8.1半精絞精絞孔………………………………………………………………9
9.0锪平…………………………………………………………………………9
三、總結(jié) ………………………………………………………………………………11
四、參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………12
序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)、基礎(chǔ)技術(shù)以及大部分專業(yè)課之后進(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,它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。
課程設(shè)計(jì)的主要目的：
（1）通過課程設(shè)計(jì)使我們綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程及相關(guān)的必修課程的知識(shí)，起到鞏固、融會(huì)貫通及拓展有關(guān)機(jī)械制造方面的知識(shí)的作用，樹立正確的設(shè)計(jì)思路；
（2）通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，培養(yǎng)了學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使我們掌握機(jī)械零件的設(shè)計(jì)、加工及檢驗(yàn)的方法；
（3）提高了我們的設(shè)計(jì)和分析能力，如計(jì)算能力、繪圖能力、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力等，同時(shí)，也使我們熟悉設(shè)計(jì)資料及手冊(cè)的使用
就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的學(xué)習(xí)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
一、零件分析
（一）、零件的作用
最終傳動(dòng)箱蓋位于車床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)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(jī)床的傳動(dòng)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(dòng)箱蓋給保證最終的傳出速度提供的一個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)，防止里面的零件快速的磨損。
（二）、零件的工藝分析
最終傳動(dòng)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(zhǔn)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φ16的平面有表面粗糙度要求
2. 以下平面為基準(zhǔn)加工孔φ16
這一組加工表面包括：φ16的孔，以及其上下兩個(gè)端面。
這兩組表面有一定的位置度要求,即φ7 的孔與φ14 的孔有同軸度要求。
由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
1
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
(一)確定毛坯的制造形式
零件材料為HT150?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)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(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，加工工藝過程中回問題百出，更有可能會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取不加工外輪廓上表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這個(gè)主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。本工藝路線只有第2工序需要用到粗基準(zhǔn)，即工序2 粗銑、半精銑底面，以上端面為粗基準(zhǔn)。其中φ16的圓柱面整個(gè)粗基準(zhǔn)選擇過程符合先粗后精和先面后孔的原則。在整個(gè)加工過程是起到基準(zhǔn)的作用；φ16內(nèi)孔在鉆孔時(shí)也起到粗基準(zhǔn)的作用。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。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，這在以后還要專門計(jì)算。本工藝路線的精基準(zhǔn)選擇如下：粗銑下端面，以上平面及φ16外圍為基準(zhǔn)；粗銑、半精銑上端面，以底面及φ16外圍為基準(zhǔn)；鉆擴(kuò)兩孔φ16，以底面為基準(zhǔn)；粗鏜 、半精鏜孔φ16，以底面為粗基準(zhǔn)；攻螺紋孔M16孔，以上端面為基準(zhǔn)；鉆孔φ7孔，以上端面為基準(zhǔn)；精絞、精絞孔φ14，以φ7內(nèi)孔為基準(zhǔn)。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線得出發(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)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，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 鑄造毛坯
工序2 以底面為基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔φ16
工序3 以孔φ16為基準(zhǔn)半精銑底面
工序4 以底面為基準(zhǔn)锪倒角2X45°攻螺紋M16
工序5 以孔φ16為基準(zhǔn)半精銑底面
工序6 以底面為精基準(zhǔn)粗銑半精銑上平面
工序7 以上平面為精基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔φ7
工序8 以φ7中心線為基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔φ14
工序9 以φ14為基準(zhǔn)锪平φ14
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(zhǔn)粗銑底面
工序3 以地面為精基準(zhǔn)粗銑、半精銑上端面
工序4 以上平面為精基準(zhǔn)鉆孔φ16
工序5 擴(kuò)孔和絞孔φ16孔并锪倒角2X45°
工序6 以孔φ16中心線為基準(zhǔn)攻螺紋M16
工序7 再以上平面鉆擴(kuò)孔φ7。
工序8 以孔φ7為基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔φ14
工序9 以孔φ7為基準(zhǔn)锪平φ14
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(nèi)孔φ16, 再以φ16孔為基準(zhǔn)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(zhǔn)加工各面及φ16內(nèi)孔.由方案一可見φ16孔為基準(zhǔn)加工底面精度易于保證,再以底面為基準(zhǔn)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(chǎn)要求,而方案二較為合理適合于大批量生產(chǎn)。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(zhǔn)，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(zhǔn)
工序4 準(zhǔn)鉆孔φ16，以底面及φ26外圍為基準(zhǔn)
工序5 擴(kuò)孔和絞孔φ16孔并锪倒角2X45°，以底面為基準(zhǔn)選用Z3025搖臂鉆床和專用夾具
工序6 以孔φ16中心線為基準(zhǔn)攻螺紋M16 ? 選用T611臥式銑鏜床和專用夾具。
工序7 鉆孔φ7 /以上端面為基準(zhǔn) 選用Z3025搖臂鉆床及
專用夾具
工序8 以孔φ7為基準(zhǔn)鉆擴(kuò)孔φ14 選用Z3025搖臂鉆床及
專用夾具
工序9 以孔φ7為基準(zhǔn)锪平φ14 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(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定
最終傳動(dòng)箱蓋材料為HT150 HB170?—240，毛坯重量約6.0Kg生產(chǎn)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(jī)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(cè)量技術(shù)》p39表3-2）
表2-2 孔的加工內(nèi)容及余量
加工表面
加工
內(nèi)容
加工
余量
精度等級(jí)
表面粗糙度/
工序余量
最小
最大
鉆孔
10mm
IT10
12.5
9.960mm
10mm
擴(kuò)孔
3mm
IT10
12.5
2.930mm
3.124mm
粗鏜
1.8mm
IT10
3.2
1.73mm
1.924mm
半精鏜
0.2
IT9
1.6
0.154mm
0.442mm
4.2平面工序尺寸（公差查《互換性與測(cè)量技術(shù)》p39表3-2）
表2-3 表面加工的加工內(nèi)容及余量
工序號(hào)
工序
內(nèi)容
加工
余量
基本
尺寸
經(jīng)濟(jì)
精度
工序尺寸及偏差
工序余量
最小
最大
01
粗銑下端面T1
4mm
48mm
IT8
1.5mm
4.547mm
02
粗銑上端面T2
2mm
48mm
IT9
1.5mm
3.574mm
03
精銑上端面T2
1mm
48mm
IT7
1.5mm
2.525mm
（五）加工基本工時(shí)(機(jī)動(dòng)時(shí)間)
工序2 粗銑底面
2.1 粗銑
1）、選擇刀具：
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)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(nèi)切完，則：a p=2mm
3）、確定每齒進(jìn)給量fz:
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14～0.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值?，F(xiàn)?。?
fz=0.18mm/z
4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0～1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)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(cè)》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 V?c=400 mm/min (橫向)
實(shí)際切削速度和齒進(jìn)給量：C=πd0n /1000 =3.14×100×255 / 1000 =80 m
/min
Fzc=fc / (nc×Z) =400 / 255×10=0.157mm/z
6）、計(jì)算基本工時(shí)
tm = L / f
式中 L=176mm 根據(jù)表3.26,對(duì)稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+Δ=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(cè)》表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)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(nèi)切完，則：a p=2mm
3）、確定每齒進(jìn)給量fz:
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14～0.24mm/z，由于是粗銑，取較大的值。現(xiàn)?。?
fz=0.18mm/z
4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0～1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)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(cè)》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 V?c=400 mm/min (橫向)
實(shí)際切削速度和齒進(jìn)給量：C=πd0n /1000 =3.14×100×255 / 1000 =80 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =400 / 255×10=0.157mm/z
6）、計(jì)算基本工時(shí)
tm = L / f
式中 L=176mm 根據(jù)表3.26,對(duì)稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+Δ=35 則L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min
3.2 半精銑
1）、選擇刀具：
根據(jù)《工藝手冊(cè)》表3.1-27，選擇用一把YG6硬質(zhì)合金端銑刀，銑刀外徑d0=100mm，銑刀齒數(shù)Z=10
2）、確定銑削深度ap：
由于單邊加工余量Z=0.5，故一次走刀內(nèi)切完，則：a p= 0.5 mm
3）、確定每齒進(jìn)給量fz:
由《切削手冊(cè)》表3.5，用硬質(zhì)合金銑刀在功率為4.5kw的X51銑床加工時(shí)，選擇每齒進(jìn)給量fz=0.14～0.24mm/z，半精銑取較小的值?，F(xiàn)?。?
fz=0.14mm/z
4）、選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具耐用度：
根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.0～1.5mm，現(xiàn)取1.2mm，根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.8銑刀直徑d0=100mm的硬質(zhì)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(cè)》表3.16可以查Vc：
由 ap≤4mm ?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 V?c=400 mm/min (橫向)
實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量：C=πd0n /1000 =3.14×100×380 / 1000 =120 m/min
Fzc=fc / (nc×Z) =400 / 380×10=0.105mm/z
6）、計(jì)算基本工時(shí)
tm = L / f
式中 L=176mm 根據(jù)表3.26,對(duì)稱安裝銑刀,入切量及超切量Y+Δ=35 則L=(176+35)=221mm 故tm=221 /400=0.55min
工序4 鉆擴(kuò)孔φ16
4.1 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β=30° 鋒角2φ=100°后角α0=11° b=2mm L=4mm
2）、選擇切削刀具
①進(jìn)給量f
(1)按加工要求決定進(jìn)給量: 根據(jù)表2.7 d0=18mm f=0.43~0.53mm/r
由于L/d=30/18=1.67 故應(yīng)乘以孔深修正系數(shù)kcf=1 ?
f= 0.43~0.53 mm/r
(2)按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量
根據(jù)表2-8 當(dāng)HBS=200 d=18mm 鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.6mm/r
(3)按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量
根據(jù)表2.9 當(dāng)HBS>210 d0=≤20.5 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為6960N
(Z3025鉆床允許的軸向力為7848N 見《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-11)進(jìn)給量為0.6mm/r
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為 f=0.43~0.53mm/r
根據(jù)Z3025鉆床,選擇 f=0.5 mm/r
②決定鉆頭磨純標(biāo)準(zhǔn)及壽命
由表2.12 當(dāng)d0=14 時(shí),鉆頭后刀面最大磨損量取為0.6mm,壽命T=60min
③切削進(jìn)度
由表2.15 HBS 170~240, f=0.5mm/r d>16c=16m/min
? n =1000/πd0=1000×16/(3.14×20)=254.7r/min
④檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
根據(jù)表2.20 當(dāng)f=0.5mm/r d0<19 時(shí) mt=64.45 N*M
根據(jù)Z3025 鉆床說明書 當(dāng)nc=250r/min 時(shí) Mm=80 N*M
根據(jù)表2.23 當(dāng)HBS200 d0=20 f=0.53mm/r c=16m/min 時(shí) Pc=1.1KW
查《設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4.2-11 PE=2.2KW
由于MC
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