“杠桿”零件的機械加工工藝規(guī)程設計.doc

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機械制造技術基礎課程設計任務書 題目： “杠桿”零件的機械加工工藝規(guī)程設計 姓 名：易濤偉 班 級：A13機械2 學 號：130408331 指導老師：朱從容 日 期：2016-06-25 目 錄 一、零件圖的分析 1.1、生產類型 1.2、零件的作用 1.3、零件的結構特點及工藝分析 二、工藝規(guī)程設計 2.1、確定毛坯的制造形式 2.2、基面的選擇 2.2.1、粗基準的選擇 2.2.2、精基準的選擇 2.3、工件表面加工方法的選擇 2.4、確定工藝路線 2.5、工藝方案的比較和分析 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2.6.1、Ф40㎜外圓表面沿軸線長度方向 2.6.2、圓柱內孔Ф25H9㎜ 2.6.3、Ф30凸臺上2Ф8㎜ 2.6.4、Ф30凸臺厚度方向的加工余量及公差 2.6.5、寬度為30㎜表面上Ф10H7（）㎜ 2.7確定切削余量 2.7.1 工序Ⅰ的切削用量的確定 2.7.2 工序Ⅱ的切削用量的確定 2.7.3 工序Ⅲ的切削用量的確定 2.7.4 工序Ⅳ的切削用量的確定 2.7.5 工序Ⅴ的切削用量的確定 三、參考文獻 序言 機械制造技術基礎課程設計，是綜合運用機械制造工藝學的基本知識、基本理論和基本技能，分析和解決實際工程問題的一個重要教學環(huán)節(jié)；是對學生運用所掌握的“機制工藝”知識及相關知識的一次全面訓練。機械制造技術基礎課程設計是在學完了該門課程之后的一個重要的實踐教學環(huán)節(jié)，機械制造技術基礎課程設計是對學生未來從事機械制造工藝工作的一次基本訓練。通過課程設計培養(yǎng)學生制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力。在設計中，學生應熟悉有關標準和設計資料，學會使用有關手冊和數(shù)據(jù)庫。 一 零件的分析 1.1零件的作用 題目所給的零件是CA6140車床的杠桿結構，此零件的作用是支撐、固定，傳遞扭矩，幫助改變機床工作臺的運動方向，要求零件的配合符合要求。 1.2零件的工藝分析 杠桿的Φ25㎜孔的軸線和兩個端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下：本夾具用于歷立式銑床上，加工Φ40㎜凸臺端面。工件以Φ25㎜孔及端面和水平面底、Φ30㎜的凸臺分別用定位銷實現(xiàn)完全定位。銑Φ40㎜端面時工件為懸臂，為了防止加工時變形，采用螺旋輔助支承與工件接觸后，用螺母鎖緊。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為Φ40㎜的上下平臺、鉆Φ10H7的孔、鉆2xΦ8H7（）㎜的小孔、粗精銑Φ30㎜的上下表面。 加工要求有：Φ40㎜的平臺的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺）、Ra3.2um（下平臺）、Φ10H7的孔為Ra3.2um。2xΦ8H7（）㎜孔有平行度分別為0.1um(A)、0.15um（A)。杠桿有過渡圓角為R5，其他的過渡圓角為R3，其中主要的加工表面是Φ30㎜得端面，要用游標卡尺檢查。 二 工藝規(guī)程的設計 2.1確定毛坯的制造形式 零件的材料是HT200?？紤]到零件在工作中處于潤滑狀態(tài)，采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年生產量很高，達到了中批生產的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造的表面要求質量高，故可以采用鑄造質量穩(wěn)定的，適合大批生產的金屬模鑄造，便于鑄造和加工工藝過程，而且還可以提高生產率。 查參考文獻得：各加工表面表面總余量、加工表面、基本尺寸、加工余量等級、加工余量數(shù)值說明 2.2基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。 （1）粗基準的選擇。對于本零件而言，按照粗基準的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Φ40的肩面表面作為加工的粗基準，可用壓板對肩臺進行加緊，利用一組V型塊支承Φ40的外輪廓作主要定位，以消除以消除z、z、y、y四個自由度。再以一面定位消除x、x兩個自由度，達到完全定位,就可加工Φ25（H9）的孔。 (2)精基準的選擇。主要考慮到基準重合的問題，和便于裝夾，采用Φ25(H9)的孔作為精基準。 2．3、工件表面加工方法的選擇 本零件的加工表面有：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺、鉆2Ф8㎜的小孔 、粗精銑Φ30㎜凸臺的平臺。材料為HT200，加工方法選擇如下： 1、 Φ40mm圓柱的上平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。 2、 Φ40mm圓柱的下平臺：公差等級為IT8～IT10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法。 3、 30mm的凸臺上下表面：公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。 4、 鉆Φ25（H9）內孔：公差等級為IT6～IT8，表面粗糙度為Ra3.2，采用鉆孔→擴孔鉆鉆孔→精鉸的加工方法，并倒145內角。 5、 鉆2xΦ8（H7）內孔：公差等級為IT6～IT8,采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 2．4、確定工藝路線 (1)、工藝路線方案一： 鑄造 時效 涂底漆 工序1：銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺 工序2：銑寬度為Φ30mm的凸臺表面 工序3：鉆孔使尺寸達到Ф23mm。 工序4：擴孔鉆鉆孔Ф23使尺寸達到Ф24.8mm。 工序5：鉸孔Ф24.8㎜使尺寸達到Ф25(H9)。 工序6：鉆、粗、精鉸2Ф8的孔 工序7：檢驗入庫。 (2)、工藝路線方案二： 鑄造 時效 涂底漆 工序1：粗銑寬度為Ф40mm的上平臺和寬度為30mm的平臺。 工序2：精銑寬度為Ф40mm的上平臺和寬度為30mm的平臺。 工序3：粗銑寬度為Ф40mm的下平臺。 工序4：精銑寬度為Ф40mm的下平臺。 工序5：擴鉸孔使尺寸達到Ф25(H9)。 工序6：粗銑寬度為Φ30mm的凸臺表面。 工序7：精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面。 工序8：鉆鉸2Ф8的小孔使尺寸達到Ф8。 工序9：鉆鉸Ф10H7的孔。 工序10：檢驗入庫。 2．5、工藝方案的比較和分析： 上述兩種工藝方案的特點是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準， Ф25孔作為精基準，所以就要加工Ф25孔時期尺寸達到要求的尺寸，這樣就保證了2Ф8小孔的圓跳動誤差精度等。而方案二則根據(jù)Ф25孔加工Ф40的上下表面和Ф30的凸臺表面，因為它們的加工與Ф25有一定的定位精度和形狀誤差，先粗加工，接著半精加工，精加工，減少了安裝次數(shù)，同時也減少了安裝誤差。所以決定選擇方案二作為加工工藝路線比較合理。 由于生產類型為大批生產，故加工設備宜以采用通用機床為主，輔以少量專用機床。其生產方式為以通用機床加專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺和寬度為30mm的平臺。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選擇X50K立式銑床，刀具選D=20mm的削平型立銑刀、專用夾具、專用量具和游標卡尺。 粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面。采用X50K立式銑床，刀具選D=20mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標卡尺。 鉆直徑為23的孔。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=23mm的錐柄孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。 擴孔鉆鉆孔23使尺寸達到24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴孔鉆（莫氏錐度3號刀），專用鉆夾具和專用檢具。 鉸孔Ф25（H9）使尺寸達到Ф25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機用鉸刀，并倒145的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。 鉆2Ф8的孔使尺寸達到Ф8。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。 粗鉸2Ф8螺紋孔使尺寸達到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。 精鉸2Ф8小孔使尺寸達到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。 2.6機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 杠桿的零材料是HT200，毛坯的重量約為2KG（經分析），生產類型為成批生產，采用金屬模鑄造毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 1，Ф40㎜外圓表面沿軸線長度方向及寬度為30㎜的平臺高度方向的加工余量及公差 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2－3，其中鑄造模選用金屬模鑄造，鑄造材料是HT200，公差等級為為7～9級。查表2.2－4，尺寸公差等級選取8級，加工余量等級選取F，基本尺寸是54㎜，在0～100㎜之間，故加工余量在1.5～2.0㎜之間，現(xiàn)取2.0㎜，長度方向的偏差是㎜。 2，圓柱內孔Ф25H9㎜ 毛坯為實心，不沖出孔。內孔的精度要求是H9，參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3－9確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：Ф23㎜ 擴孔：Ф24.8㎜ 2Z=1.8㎜ 鉸孔：Ф25H9（） ㎜ 2Z=0.2㎜ 3, Ф30凸臺上2Ф8㎜ 內孔的尺寸Ф8H7（）㎜，參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3－9確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：Ф7.8㎜ 鉸孔：Ф8H7（）㎜ 2Z=0.2㎜ 4，Ф30凸臺厚度方向的加工余量及公差 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2－3，其中鑄造模選用金屬模鑄造，鑄造材料是HT200，公差等級為為7～9級。查表2.2－4，尺寸公差等級選取8級，加工余量等級選取F，基本尺寸是15㎜，在0～100㎜之間，故加工余量在1.5～2.0㎜之間，現(xiàn)取2.0㎜。 5， 寬度為30㎜表面上Ф10H7（）㎜ 內孔尺寸Ф10H7（）㎜，參照《機械制造工藝設計簡明手冊》表 2.3－9確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：Ф9.8㎜ 鉸孔：Ф10H7（）㎜ 2Z=0.2㎜ 2.7確定切削余量 粗銑寬度為Ф40mm的上平臺和寬度為30mm的平臺 加工條件：工件材料： HT200，金屬模鑄造。 機床：X52K立式銑床 刀具：硬質合金端銑刀，材料：YG8，D=125mm ，齒數(shù)z=6，壽命T=180min, ,此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=1.3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，取 銑削速度：根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》，取。 由式2.1得機床主軸轉速： 查《機械制造設計工藝簡明手冊》 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 精銑Ф40mm的上平臺及寬度為30㎜的平臺 工件材料： HT200，鑄造。 機床： X52K立式升降臺銑床。 刀具：高速鋼立銑刀：， ，齒數(shù)10，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.7mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，f=1.2-2.7,取f=2.0, 銑削速度：根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》,V=0.35m/s, 機床主軸轉速： 查《機械制造設計工藝簡明手冊》X52K機床主軸轉速，取 實際銑削速度： 進給量，由式（2.3）有： 工作臺每分進給量： 粗銑Ф40mm的下平臺 加工條件：工件材料： HT200，金屬模鑄造。 機床：X52K立式銑床 刀具：硬質合金端銑刀，材料：YG8，D=125mm ，齒數(shù)z=6，壽命T=180min, ,此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=1.3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，取 銑削速度：根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》，取。 由式2.1得機床主軸轉速： 查《機械制造設計工藝簡明手冊》 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 精銑Ф40mm的下平臺 工件材料： HT200，鑄造。 機床： X52K立式升降臺銑床。 刀具：高速鋼端銑刀：， ，齒數(shù)10，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.7mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，f=1.2-2.7,取f=2.0, 銑削速度：根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》,V=0.35m/s, 機床主軸轉速： 查《機械制造設計工藝簡明手冊》X25K機床主軸轉速，取 實際銑削速度： 進給量，由式（2.3）有： 工作臺每分進給量： 擴鉸孔使尺寸達到Ф25(H9)㎜。 1，加工條件 工件材料：HT200灰鑄鐵，金屬模鑄造。 加工要求：鉆、擴、鉸Ф25(H9)㎜的孔。 機床：立式Z535型鉆床 刀具：鉆孔的錐柄麻花鉆鉆頭材料是高速鋼，總長度L為253㎜，刀柄長度l為98㎜；擴孔的錐柄麻花鉆鉆頭材料是高速鋼，總長度L為281㎜，刀柄長度l為121㎜；鉸孔的錐柄機用鉸刀材料是硬質合金，總長度L為268㎜，刀柄長度l為240㎜。 2，計算切削用量 （1） 鉆孔Ф23㎜ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7得，f=0.50㎜/r；表2.15得，v=14m/min。 n===193.05r/min 根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》按鉆床選取n=195r/min； 所以實際的切削速度 v===14m/min （2）擴孔Ф24.8㎜ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7得，f=0.50㎜/r；表2.15得，v=14m/min。 n===180.4r/min 根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》按鉆床選取n=195r/min； 所以實際的切削速度 v===14m/min （3） 鉸孔Ф25H7㎜ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7得，f=2.0㎜/r；表2.15得，v=10m/min。 n===127.32r/min 根據(jù)《機械制造設計工藝簡明手冊》按鉆床選取n=140r/min； 所以實際的切削速度 v===11m/min 粗銑Ф30mm的平臺 加工條件：工件材料： HT200，金屬模鑄造。 機床：X52K立式銑床 刀具：硬質合金端銑刀，材料：YG8，D=125mm ，齒數(shù)z=6，壽命T=180min, ,此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=1.3mm 所以銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，取 銑削速度：根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》，取。 由式2.1得機床主軸轉速： 查《機械制造設計工藝簡明手冊》 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 基本時間的確定： 查《機械制造工藝設計簡明手冊》得此工序機動時間計算公式： 所以： ==0.66 min 精銑寬度為Φ30mm的凸臺表面 工件材料： HT200，鑄造。 機床： X52K立式升降臺銑床。 刀具：高速鋼端銑刀：， ，齒數(shù)10，此為細齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=0.7mm 銑削深度： 每齒進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.5，f=1.2-2.7,取f=2.0, 銑削速度：根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》,V=0.35m/s, 機床主軸轉速： 查《機械制造設計工藝簡明手冊》X25K機床主軸轉速，取 實際銑削速度： 進給量，由式（2.3）有： 工作臺每分進給量： 基本時間的確定： 查《機械制造工藝設計簡明手冊》得此工序機動時間計算公式： =0.5d+（1—2）=0.5125+264.5mm =2mm l=100mm 所以： =1.14 min 鉆鉸2Ф8的小孔使尺寸達到Ф8H7 1，加工條件 工件材料：HT200灰鑄鐵，金屬模鑄造。 加工要求：鉆、絞Ф8H7㎜的孔。 機床：立式Z535型鉆床 刀具：鉆孔的錐柄麻花鉆鉆頭材料是高速鋼，總長度L為156㎜，刀柄長度l為81㎜；絞孔的錐柄機用鉸刀材料是硬質合金，總長度L為156㎜，刀柄長度l為139㎜。 2，計算切削用量 （1）鉆孔Ф7.8㎜ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7得，f=0.25㎜/r；表2.15得，v=16m/min。 n===653r/min 根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》按鉆床選取n=750r/min； 所以實際的切削速度 v===18m/min （2）鉸孔Ф8H7㎜ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.25得，f=0.2㎜/r；表2.15得，v=10m/min。 n===398r/min 根據(jù)《機械制造設計工藝簡明手冊》按鉆床選取n=400r/min； 所以實際的切削速度 v===10m/min 鉆絞Ф10H7的孔 1，加工條件 工件材料：HT200灰鑄鐵，金屬模鑄造。 加工要求：鉆、鉸Ф10H7㎜的孔。 機床：立式Z535型鉆床 刀具：鉆孔的錐柄麻花鉆鉆頭材料是高速鋼，總長度L為156㎜，刀柄長度l為81㎜；絞孔的錐柄機用鉸刀材料是硬質合金，總長度L為156㎜，刀柄長度l為139㎜。 2，計算切削用量 （1）鉆孔Ф9.8㎜ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7得，f=0.25㎜/r；表2.15得，v=16m/min。 n===519r/min 根據(jù)《機械制造設計工藝手冊》按鉆床選取n=530r/min； 所以實際的切削速度 v===16.3m/min （2）鉸孔Ф10H7㎜ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.25得，f=0.2㎜/r；表2.15得，v=10m/min。 n===318r/min 根據(jù)《機械制造設計工藝簡明手冊》按鉆床選取n=400r/min； 所以實際的切削速度 v===12.6m/min 四、 參考文獻 1，《機械制造工藝學課程設計指導書》第二版 趙家齊編 機械工業(yè)出版社 2，《機械制造工藝設計簡明手冊》 李益民編 機械工業(yè)出版社 3，《機床夾具設計手冊》 上海科學技術出版社 4，《切削用量簡明手冊》 艾興 肖詩綱編 機械工業(yè)出版社