調(diào)速杠桿(135調(diào)速器)零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)

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中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 I 目錄 1 引言 ................................................................................................................................................... 2 2 零件的工藝分析 ............................................................................................................................... 3 件的作用 .................................................................................................................................... 3 件的工藝分析 ............................................................................................................................ 3 件的生產(chǎn)類型 ............................................................................................................................ 3 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ................................................................................................................................... 4 定毛坯的制造形式 .................................................................................................................... 4 面的選擇 .................................................................................................................................... 4 定工藝路線 ................................................................................................................................ 5 4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的確定 ............................................................................... 6 胚的基本尺寸確定 .................................................................................................................... 6 工序之間的加工余量及公差 .................................................................................................... 6 5 確立切削量及基本工時(shí) ................................................................................................................... 9 6 夾具設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................... 15 7 設(shè)計(jì)小結(jié) ......................................................................................................................................... 17 8 參考書目 ......................................................................................................................................... 18 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 1 圖 1 調(diào)速杠桿 （ 135 調(diào)速器） 零件圖 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 2 1引 言 機(jī)械制造工程學(xué)課程設(shè)計(jì)是教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是我們學(xué)完大學(xué)全部的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后所進(jìn)行的一項(xiàng)培養(yǎng)我們機(jī)械設(shè)計(jì)與制造能力的重要實(shí)踐和活動(dòng)。這讓我們在課程設(shè)計(jì)之前對所學(xué)的課程進(jìn)行一次深入的綜合性的了解和復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們大學(xué)生活占有重要地位 。 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)械制造工程學(xué)課程及相關(guān)專業(yè)的知識，起到鞏固融會(huì)貫通及拓展有關(guān)機(jī)械制造方面知識的作用，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)際能力的，使我們掌握機(jī)械零件的設(shè)計(jì)、加工及檢驗(yàn)方法。 （ 3） 提高了我們設(shè)計(jì)和分析的能力，如計(jì)算能力、繪圖能力、計(jì)算輔助設(shè)計(jì)能力等。同時(shí)，也使我們熟悉設(shè)計(jì)手冊的使用。 （ 4） 就我個(gè)人而言，初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜難度的零件的工藝規(guī)程的能力和基本原理及方法，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)。希望這次課程設(shè)計(jì)對自己未來從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。為今后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師批評指正 。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 3 2零件的工藝 分析 題目所給的零件是調(diào)速杠桿，主要作用是用于連接調(diào)速器，對側(cè)面加工要求低，對下孔的加工精度要求比較高，尤其是 的孔有粗糙度的要求高，加工有困難但是毛胚直接鑄造出，可降低難度。零件圖及零件的三維圖分別如圖 1 和圖 2。 圖 2 調(diào)速杠桿（ 135 調(diào)速器） 三維 圖 通過對該零件的重新繪制，知道圖樣的視圖正確，完整尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。但下表面的精度較高。要進(jìn)行精銑才能達(dá)到粗糙度要求。該零件屬于桿類零件，它的側(cè)面都 是直接鑄造出來的，在加工時(shí)很方便，但要同時(shí)保證孔的平行度和同軸度比較困難，但毛坯基本確定位置，所以簡單了許多。 零件為成批及大批量生產(chǎn)，毛坯鑄造出來。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 4 3工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 零件材料為 30 鋼，考慮零件結(jié)構(gòu)比較簡單，但形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故選擇鑄件毛坯。 調(diào)速杠桿（ 135 調(diào)速器）毛坯圖如圖 2 所示。 圖 2 調(diào)速杠桿 （ 135 調(diào)速器） 毛坯圖 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 程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(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)選杠桿的下表面為粗基準(zhǔn)，利用定位銷定位。 （ 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)， 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 5 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。 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)床配以專用夾具 ， 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。 工藝路線方案： 工序一：先鑄件回火 工序二：以下表面定位，粗銑上表面 工序三：以上表面定位，粗銑下表面 工序四：以外圓面和下端面定位，粗鏜φ 6圓和φ 8 的圓 工序五：粗鏜半精鏜和精鏜φ 6粗鏜半精鏜和精鏜φ 8內(nèi)孔 工序六：以下端面和加工好的孔定位粗加工φ 12 內(nèi)孔 工序七：半精鉸工φ 12，精鉸工φ 12 內(nèi)孔 工序八：以 φ 12 內(nèi)孔和外圓面定位銑槽 工序九：加工各倒 工序十：去毛刺，檢驗(yàn) 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 6 4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的確定 杠桿零件材料為 30 鋼，硬度 187~217產(chǎn)批量成批及大批量，鑄造毛坯。查《鑄件尺寸公差與機(jī)械加工余量》確定步驟如下 ： 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長 16 9最大輪廓尺寸為 T 由表 5造方法按機(jī)器造型，鑄件材料按鑄鐵得公差等級 圍 8，取 9 級。 根據(jù) 加工面的基本尺寸和鑄件公差等級 表 5，公差帶相對于基本尺寸對稱分布 。 由表 5鑄鐵用砂型鑄造機(jī)器造型和殼體的方法選得機(jī)械加工余量等級 ，取為F 級。 所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由表 5最大輪廓尺寸為 械加工余量等級為 F 級，得 值為 6．求毛坯基本尺寸 底面為單側(cè)加工，算得： R=F+T/2=9+2× =15，圓整為 15 1、粗銑下表面的加工余量及公差 表 1 粗銑下表面的加工余量及公差 工序 名稱 工 序 間 余量 /序間 工序間尺寸/序間 經(jīng) 濟(jì) 精 度 /面粗糙度 寸、公差 /面粗糙度 μ m 粗銑 3 11 25 9 9± 造 ± 15± 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 7 2、粗銑上表面的加工余量及公差 表 2 粗銑上表面的加工余量及公差 工序 名稱 工序間余量/序間 工序間尺寸 /序間 經(jīng)濟(jì)精度 /面粗糙度 寸、公差 /面粗糙 度μ m 粗銑 3 11 25 9 9± 造 ± 15 15± 3、鉆孔、粗鉸φ 6 孔的加工余量及公差 表 3 鉆孔、粗鉸φ 6 孔的加工余量及公差 工序 名稱 工序間余量/序間 工序間尺 寸 /序間 經(jīng)濟(jì)精度 /面粗糙度 寸、公差 /面粗糙度μ m 粗鉸 Φ 孔 2 造 0 4、鉆孔、粗鉸、精鉸Φ 8 孔的加工余量 及公差 表 4 鉆孔、粗鉸、精鉸Φ 8 孔的加工余量及公差 工序 名稱 工序間余量/序間 工序間尺 寸 /序間 經(jīng)濟(jì)精度 /面粗糙度 寸 /公差 /面粗糙度μ m 精鉸 8 0 鉸 0 孔 2 5 鑄造 0 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 8 5、鉆孔、粗鉸、精鉸Φ 12 孔的加工余量及公差 表 5 鉆孔、粗鉸、精鉸Φ 12 孔的 加工余量及公差 工序 名稱 工序間余量/序間 工序間尺 寸 /序間 經(jīng)濟(jì)精 /面粗糙度 寸、公差 /面粗糙度μ m 精鉸 3． 2 12 Φ 12 鉸 孔 0 孔 11 12 1 Φ 11 造 0 6、粗銑槽的加工余量及公差 表 6 粗銑槽的加工余量及公差 工序 名稱 工序間余量/序間 工序間尺 寸 /序間 經(jīng)濟(jì)精度 /面粗糙度 寸、公差 /面粗糙度μ m 粗銑 2 0 25 20 20 25 粗銑 1 0 25 19 19 25 鑄造 12 16 16 7、粗鏜φ 表 7 粗鏜φ 的加工余量及公差 工序 名稱 工序間余量/序間 工序間尺寸 /序間 經(jīng)濟(jì)精度 /面粗糙度 寸、公差 /面粗糙度 μ m 粗鏜 2 25 5 鑄造 7 12 Φ 12 8、 其他尺寸直接鑄造得到。由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 9 5確立切削量及基本工時(shí) 工序一：熱處理 工序二：銑下表面 (粗銑 ) 工件材料： 30 號鋼，鑄造。 加工要求：粗銑毛坯下端面。 機(jī)床： 式銑床。 刀具： 質(zhì)合金鋼端銑刀 ， 牌號 削寬度 915 ??深度 6?跟據(jù)《切削手冊》 取刀具直徑 00 ?。選擇刀具前角γ o＝＋ 5° 、 后角α o＝ 8°，副后角α o’=8°，刀齒斜角λ s=－ 10° ， 主刃 0° ， 過渡刃 ?30??副刃 5°過渡刃寬 ??， z=8。 2. 切削用量 1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇 次走刀即可完成所需長度。 2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 《切削手冊》 ?z。由于是對稱銑，選較小量 3）查后刀面最大磨損 查《切削手冊》表 刀面最大磨損 查《切削手冊》表 命及壽命 T=180）計(jì)算切削速度 按《切屑手冊》 得 n=50r/ 床參數(shù)，選擇 5r/則實(shí)際切削速度 0*65/1000=2m/s 實(shí)際進(jìn)給量為 ???mm/據(jù) 式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量表（表 5擇 ?北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 10 則實(shí)際每齒進(jìn)給量為 f=*60=z 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《機(jī)制指南》表 2銑削時(shí)的功率（單位為 式中 30?0.1? 65.0? 83.0? 0? 83.0?f 則 r， 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 f = 最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 f = r， 經(jīng)校驗(yàn)6090 < 驗(yàn)成功。 （ 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切削手冊》）為 命 T = 4500s （ 3）切削 速度 查《切削手冊》 s 由于孔深與孔徑比小于三，故不用乘以修正系數(shù)。 m i n/ 4r / m i 3 0 0 00rd vn s ????? 查《切削手冊》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 35 rn c ? 故實(shí)際的切削速度 Vc=m/s=s （ 4）校驗(yàn)扭矩功率 60 所以 c= 滿足條件，校驗(yàn)成立。 m 3 5 933 ????? m 由于所有工步所用工時(shí)很 短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： n = 735r/ f = r d=鉸 ： n= 735r/ f = r d=鉸 ： n= 735r/ f = r d=12 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 14 工序六 銑槽 1. 粗銑加工條件 機(jī)床： 式銑床。 刀具：整 體硬質(zhì)合金直柄立銑刀牌號 數(shù) z=20， 故據(jù)《機(jī)制指南》取刀具直徑 2. 切削用量 1） 銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇次走刀即可完成。 2） 每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 《機(jī)制指南》選 f=z。 查《機(jī)制指南》表 5刀面最大磨損為 《機(jī)制指南》表 5命 T=60n=225r/ 根據(jù) 式銑床參數(shù)， 選擇 00r/則實(shí)際切削速度 00/1000=s 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為： 20 × 200 = 32 mm/1 ???=. 半精銑加工條件 機(jī)床： 式銑床 刀具：整體硬質(zhì)合金直柄立銑刀 ， 牌號 數(shù) z=20， 故據(jù)《機(jī)制指南》取刀具直徑 4. 切削用量 1）、銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇 一次走刀即可完成。 2）、每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為 《機(jī)制指南》選 f=z。查《機(jī)制指南》表 5刀面最大磨損為 《機(jī)制指南》表 5命 T=60n=321r/ 根據(jù) 式銑床參數(shù)，選擇 20r/則實(shí)際切削速度 20/1000=作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量為 ? 20 × 320 = m ???15 6夾具設(shè)計(jì) 總述：夾具設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的主要部分，每個(gè)人都不同，下面就以鏜孔為例說明設(shè)計(jì)的有關(guān)說明。 （ 1）定位方案 工件以一面兩銷定位可以限制工件的六個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位 ， 定位可靠。 （ 2）夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)生產(chǎn)力的要求，直接用螺紋夾緊可以減少夾緊機(jī)構(gòu)的大小。 （ 3）夾具與機(jī)床連接元件 采用兩個(gè)銷與機(jī)床相連，用于保證正確方向，并配合恰當(dāng)。 （ 4）夾具體 工件與機(jī)床由連接件相連，連接件的要求比較高。 （ 5）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 結(jié)構(gòu) 簡單，操作方便。但也存在加工時(shí)的困難，這有帶改進(jìn)。 1） 問題的提出 在本道工序中，φ 6、 φ 8、 φ 12 有粗糙度等級要求及公差要求。具體要求可以參見加工零件圖紙。 2） 卡具設(shè)計(jì) 1．定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇閥腔下表面為定位基準(zhǔn)，即以一個(gè)面和兩個(gè)定位銷定位，限制六個(gè)自由度。 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。 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． 定位誤差分析本工序采用三個(gè)定位銷定位，是面定位。通過 零件圖紙我們可以知道，閥腔上表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是下表面，那么設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)是重合的，故沒有基準(zhǔn)不重合誤差，而且工件以平面定位是可以認(rèn)為沒有基準(zhǔn)位移誤差的。故本道工序的定位誤差是可以忽略不計(jì)的。所以△ D=0． 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。在夾具的右邊是用的兩個(gè)單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，左邊是在一個(gè)凸臺(tái)上安裝兩塊銜鐵來做為死擋鐵來卡住工件。單螺中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 16 旋機(jī)構(gòu)是通過螺栓連接到夾具體上，同樣凸臺(tái)是通過螺釘連接到夾具體上。由于閥腔的定位面積比閥腔上表面的面積小，而且閥腔的下表面有很大一部分的面積都未 用做定位，故為防止工件在加工過程中出現(xiàn)不應(yīng)該有的晃動(dòng)或移動(dòng)，故設(shè)計(jì)了一個(gè)輔助支承，這樣就加強(qiáng)了零件的剛度，有利于保證加工精度。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 17 7設(shè)計(jì)小結(jié) 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)值之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的復(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。就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對自己的四年的大學(xué)生活做出總結(jié) ， 同時(shí)為將來工作進(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 今后自己的研究生生活打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 總的說來 ,雖然在這次設(shè)計(jì)中自己學(xué)到了很多的東西 ， 取得一定的成績 ， 但同時(shí)也存在一 定的不足和缺陷 ， 我想這都是這次設(shè)計(jì)的價(jià)值所在 ， 以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認(rèn)真 ，以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情 ! 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 18 8參考書目 [1]王先逵 2 版） 機(jī)械工業(yè)出版社， 2]于大國 北京 3]孫麗媛 2 版 ） 冶金工業(yè)出版社， 4]侯德政 北京 5]艾興，肖詩綱 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社