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135调速器的操纵手柄工艺课程设计.doc135调速器的操纵手柄工艺课程设计.doc -- 5 元

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序言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课,专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练,希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力,为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限,设计尚有很多不足之处,希望各位老师给予指导。一、零件的分析(一)零件的作用题目所给定的是135调速器的操纵手柄,属于杠杆类的零件,是机床传动上的一个零件该零件的作用是传递扭矩。工人操纵手柄即可使操纵杆获得不同的转动位置,从而使机床主轴正转、反转或停止转动。(二)零件的工艺分析该零件主要有平面、孔和键槽,是一个形状比较简单的零件。1加工Φ10孔的两端面。2钻Φ10孔,钻孔3铣28mm8mm平面,铣16mm8mm槽。4车Ø24端面、外圆面,钻的孔,扩孔至。5加工M6端面、钻M6螺纹孔,攻螺纹。由以上的分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一组表面,然后借助于专用夹具加工另一组表面,并保证它们之间的位置精度要求。二、工艺规程设计(一)确定毛胚的制造形式操纵手柄是一种常用的传动件,要求具有一定的强度。零件材料采用45钢,尺寸较小,形状简单,表面精度要求不高,且由于零件的年产量为4000件,以达中批量生产的水平,故采用模锻成型,以提高生产率、保证加工精度。(二)确定加工余量、毛坯尺寸和公差依据钢质模锻件的公差及机械加工余量GB/T123622003确定。1、锻件公差等级普通级。2、锻件质量锻件质量0.438Kg。3、形状复杂系数假设锻件为圆形,根据公式,求得0.657Kg,S0.667。根据S值可知0.63S1,锻件的形状复杂系数为S1。4、锻件材质系数45钢的材质系数为M1。5、零件表面粗糙度各表面粗糙度Ra均大于1.6。(三)确定加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查GB/T123622003表16,查得单边余量在厚度方向为1.52.0mm,水平方向为1.52.0mm即各轴向尺寸的单面余量为1.52.0mm。锻件Φ10和Φ12的单面余量查GB/T123622003表15,余量为2.0mm。Φ18外圆可由锻造直接获得,故无需考虑加工余量。(四)确定毛坯尺寸当表面需粗、半精加工时,可取其较大值。综上,确定毛坯尺寸零件尺寸单边加工余量锻件尺寸18521872Φ28181.521152171.514.5表2.1毛坯尺寸(五)确定毛坯尺寸公差查机械工艺手册表3.137得锻件尺寸偏差锻件尺寸偏差Φ260.80.4220.80.4R100.80.4170.80.4R40.80.4表2.2毛坯尺寸公差(六)设计毛坯图1、确定圆角半径由所给定图纸获得,未标注圆角半径R2R3。取外圆角半径R3,内圆角半径R2。2、确定锻模斜度查表10得,模锻斜度α2。3、确定分模位置由于毛坯属对称轴类锻件,取轴向分模,毛坯的对称面为分模面。4、确定毛坯的热处理方式钢质毛坯经锻造后应安排正火,以消除锻造的残余应力。毛坯见附图。(七)基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。几面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。对于本零件而言,按照粗基准的选择原则,为了保证6.5mm的距离,选择本零件的不加工表面13mm加强筋的下表面、Φ18外圆作为粗基准。(2)精基准的选择。主要需要考虑基准重合问题。当设计基准与工序基准不重合时需进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。(八)制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领确定的情况下,可以考虑采用万能机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序10锻造工序20热处理工序30粗铣Ø10两端面工序40钻Ø10孔、倒角145°,钻、绞Ø12孔,两端倒角0.545°工序50粗车右端面、粗车Ø24外圆,倒角345°、445°工序60钻Ø9孔,扩孔至Ø16,倒角0.545°工序70粗铣28mm8mm上下两面,粗铣槽至尺寸工序80粗铣M6螺纹孔端面工序90钻M6螺纹孔工序100攻螺纹工序110去毛刺工序120终检,入库。2.工艺路线方案二工序10锻造工序20热处理工序30粗车、精车Ø24外圆面,倒角445°工序40粗铣、半精铣Ø10两端面工序50钻Ø10孔、倒角145°工序60钻、绞Ø12孔,两端倒角0.545°工序70粗车右端面,倒角345°工序80钻Ø9孔,扩、铰孔至Ø16,倒角0.545°工序90粗铣28mm8mm上下两面工序100粗铣槽至尺寸工序110粗铣M6螺纹孔端面工序120钻M6螺纹孔工序130攻螺纹工序140去毛刺工序150终检,入库。3.工艺方案的比较与分析上述二个工艺方案的特点在于方案一是先加工Ø10的上下两端面,然后精加工Ø24的外圆,以下端面和Ø24的外圆作为精基准,进行后续加工。而方案二是先加工Ø24的外圆,再加工Ø10的上下两端面,其后的工序与反感一相同。在方案一中,加工下端面的粗基准选择宽为13mm的上端面或下端面,面积较小,不方便装夹,而方案二中,选择不加工的Ø18的外圆为为粗基准,装夹方便、可靠,其后再以精加工后的Ø24外圆为精基准加工Ø12的下端面,加工精度更高。选择方案二。三、工序设计(一)选择加工设备和工艺设备1)选择机床A.粗车零件。本零件外轮廓尺寸不大,要求精度不高,选用CA6140卧式车床B.铣平面及铣孔。选择XA5032立式铣床。C.钻孔。选择Z525立式钻床。(二)确定工序尺寸1)Ø12mm的孔毛坯为实心,而Ø12mm的孔的精度为IT8(GB/T1800.12009表1),确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)钻孔Ø11.8mm,2Z0.2mm绞孔Ø12H8mm。具体工序尺寸见下表。表3.1Ø12mm孔工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm钻孔11.8IT10Ra12.5Ø11.8绞孔0.2IT8Ra6.3Ø12Ø12H82)Ø10mm的孔钻孔Ø10mm。具体工序尺寸见下表。表3.2Ø10mm孔工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm钻孔10IT10Ra6.3Ø10Ø103)Ø9mm的孔毛坯为实心,而Ø9mm的孔的精度为IT8(GB/T1800.12009表1),确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)钻孔Ø9mm。具体工序尺寸见下表。表3.3Ø9mm孔工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm钻孔9IT12Ra12.5Ø94)Ø16mm的孔在Ø9mm孔的基础上进行扩孔,Ø16mm孔的精度为IT11(GB/T1800.12009表1),确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)扩孔Ø16H11mm。具体工序尺寸见下表。表3.4Ø16mm孔工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm扩孔7IT11Ra6.3Ø165)Ø24mm的外圆Ø24mm外圆的要求加工的精度等级为IT9(GB/T1800.12009表1),确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)具体工序尺寸见下表。表3.5Ø24mm孔工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm粗车外圆1.5IT10Ra12.5Ø24.5精车外圆0.5IT9Ra12.5Ø246)铣长度为28mm的平面长为28mm平面要求的加工精度等级为IT10(GB/T1800.12009表1),确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)具体工序尺寸见下表。表3.6铣长为28mm平面工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm粗铣平面1IT12Ra12.512.5半精铣平面0.5IT10Ra6.311.57)铣R4的槽R4槽的要求加工的精度等级为IT12(GB/T1800.12009表1),确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)具体工序尺寸见下表。表3.7铣R4槽工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm铣R4槽16IT12Ra12.516168)铣Ø10的通孔端面Ø10的通孔端面要求加工后表面粗糙度为Ra6.3(GB/T1800.12009表1),确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)具体工序尺寸见下表。表3.8铣Ø10通孔端面工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm粗铣下端面1IT12Ra12.520半精铣下端面0.5IT9Ra6.319.5粗铣上端面1IT12Ra12.518.5半精铣上端面0.5IT9Ra12.5189)铣M61螺孔端面M61螺孔端面要求加工后表面粗糙度为Ra6.3(GB/T1800.12009表1),确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)具体工序尺寸见下表。表3.9铣M61螺孔端面工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm粗铣端面1IT12Ra12.515.5半精铣端面0.5IT9Ra6.31510)钻M61螺孔M61螺孔无特殊要求,采用钻孔的加工方法就能保证,确定工序尺寸及余量(查机械加工工艺手册表32.10)具体工序尺寸见下表。表3.10钻M61螺孔工序尺寸表工序名称工序间余量/mm工序间经济精度/工序间表面粗糙度/工序间尺寸/mm尺寸公差/mm钻M61螺纹孔2.5IT11Ra12.55(三)确定切削用量1加工Φ24外圆由于Φ24外圆要求加工精度为IT9,所以需要分两次走刀,粗车加工余量为1.5mm,精车加工余量为0.5mm。1粗车①选择刀具车刀选择机夹可转位外圆车刀,由于CA6140中心高为200mm(CA6140使用手册),故选刀杆尺寸BH16mm25mm,刀片厚度4.5mm。粗车带外皮的锻件毛坯,可选择YT5牌号硬质合金(GB207587)。查车刀几何形状表,选择车刀前刀面为Ⅲ型(卷屑槽带倒棱形),60°,10°,6°,12°0°,0.5mm,10°,车刀寿命取为60min。②选择切削用量背吃刀量由于粗加工余量为1.5mm,所以1.5mm进给量粗车钢料、刀杆尺寸为16mm25mm、≤3mm、工件直径2040mm时,选择进给量ƒ0.30.5mm/r,按CA6140车床说明书取ƒ0.48mm/r,切削速度,按按切削手册,切削速度的计算公式为,其中291,,,,修正系数查表得,,,,,故1.180.65110.80.920.56主轴转速r/min根据CA6140车床说明书,选取主轴转速为r/min,此时切削速度mm/r校验机床功率主切削力,其中,1,,,,则有N切削时消耗的功率Kw,而机床的最大功率为7.5Kw,故功率足够,可以正常加工。最终确定粗车的切削用量为1.5mm,,ƒ0.48mm/r,r/min2精车Φ24外圆①选择刀具车刀形状、刀杆尺寸和刀片厚度与粗车厚度相同。精车选择刀牌号为YT15(GB207587),查车刀几何形状表,选择车刀前刀面为Ⅰ型(平面型),车刀几何形状为30°,5°,8°,12°0°,1mm,车刀寿命选择60min。②选择切削用量背吃刀量由于精加工余量为0.5mm,所以0.5mm进给量精车钢料、表面粗糙度Ra6.3µm、<50m/min预计、刀尖圆弧半径1mm时,选择进给量ƒ0.450.6mm/r,按CA6140车床说明书取ƒ0.56mm/r,切削速度,按按切削手册,当560620,,ƒ≤1.65mm/r,切削速度,切削修正系数为1,故切削速度主轴转速r/min根据CA6140车床说明书,选取主轴转速为r/min,此时切削速度mm/r校验机床功率主切削力,其中,1,,,,则有N切削时消耗的功率Kw,而机床的最大功率为7.5Kw,故功率足够,可以正常加工。最终确定粗车的切削用量为0.5mm,,ƒ0.56mm/r,r/min。2粗车Φ24端面①选择刀具车刀形状、刀杆尺寸和刀片厚度与粗车外圆时均相同。粗车选择刀牌号为YT5(GB207587),查车刀几何形状表,选择车刀前刀面为Ⅲ型(卷屑槽带倒棱型),车刀几何形状为90°,10°,6°,10°0°,0.5mm,10°,车刀寿命选择60min。②选择切削用量背吃刀量由于粗车就能达到图纸上的粗糙度和精度要求,所以一次走刀切除全部毛坯余量,背吃刀量为2mm进给量粗车钢料、刀杆尺寸为16mm25mm、≤3mm、工件直径2040mm时,选择进给量ƒ0.30.5mm/r,按CA6140车床说明书取ƒ0.3mm/r,切削速度,按按切削手册,切削速度的计算公式为,其中291,,,,修正系数查表得,,,,,故1.180.6511.240.80.8420.64主轴转速r/min根据CA6140车床说明书,选取主轴转速为r/min,此时切削速度mm/r校验机床功率主切削力,其中,1,,,,则有N切削时消耗的功率Kw,而机床的最大功率为7.5Kw,故功率足够,可以正常加工。最终确定粗车的切削用量为2mm,,ƒ0.3mm/r,r/min3工序40切削用量的确定本工序为粗、半精铣Ø10mm两端面。加工材料材料45钢,670MPa,锻件。工件尺寸工件长20mm,宽度。加工要求用硬质合金立铣刀,双边加工余量h4mm,冷却液冷却机床XA5032型立铣床。1选择刀具①根据(切削用量简明手册)表1.2选择YT15硬质合金刀片。根据表3.1铣削深度ap4mm、宽度时,端铣刀直径择d080mm。由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z3(表3.13)。②铣刀几何形状(表3.2)由于800MPa,故选择Kr30º,Kre25º,Kr5º,α08º,α010º,λs15º,γ05º2选择切削用量①决定铣削深度ap由于加工余量不大,需要进行粗铣和半精铣。故一个端面分2次走刀,则粗铣ap1mm半精铣ap0.5mm②决定每齿进给量fz采用不对称端铣以提高进给量。根据表3.5,当使用YT15,铣床功率为7.5kw(表3.30,XA5032型立铣说明书)时,fz0.090.18mm/z采用不对称端铣时,取fz0.18mm/z③选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.8mm由于铣刀直径d080mm,故刀具寿命Tm180min(表3.8)。④决定切削速度vc和每分钟进给量vf切削速度vc可根据表3.27中的公式计算。由表3.27(2.177)查表得Cv186,ap1mm,qv0.2,xv0.1,yv0.4,uv0.2,pv0,m0.2,fz0.18,ae18mm,z4,kv1.0。带入公式得粗铣2.0955m/min半精铣2.246m/min由公式n1000得粗铣n33.3509r/min半精铣n35.746r/min根据XA5032型立铣说明书(表3.30)选择nc37.5r/minvfc30r/min因为粗铣、半精铣的转速都较接近,因此选择相同的主轴转速和进给量。⑤校验机床功率根据表3.23当5601000MPa,,d080mm,z4,vf30mm/min,近似为Pce1.1kW根据XA5032型说明书(表3.30),机床主轴允许的功率为PcM7.50.755.625kW故PcePcM,因此所选择的切削用量可以采用,即粗铣ap1mmnc37.5r/minvfc30r/min半精铣ap0.5mmnc37.5r/minvfc30r/min4钻Φ10通孔1选择钻头加工材料为45钢,,选择高速钢麻花钻头,直径,钻头几何形状刃磨形状为标准,,横刃长度b1mm,弧面长度l2mm,2φ118°,ψ50°,β30°。2选择切削用量
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zhaozilong上传于2013-12-18

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