机械制造技术课程设计-CA1340自动车床杠杆[杠杆三]加工工艺及钻长80直径φ20的孔夹具设计【全套图纸】 .pdf

机械制造技术课程设计说明书机械制造技术课程设计说明书 设计题目：设计题目： 设计“设计“ca1340 杠杆”零件的机械加工工艺规程 及工艺装备。 杠杆”零件的机械加工工艺规程 及工艺装备。 指导教师：指导教师： 学生姓名：学生姓名： 班级：机械班级：机械 0507 机械制造技术课程设计任务书机械制造技术课程设计任务书 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 设计题目：设计题目： 设计“设计“ca1340 杠杆”零件机械加工工 艺规程及工艺装备 杠杆”零件机械加工工 艺规程及工艺装备 设计要求：设计要求： 1. 零件图零件图 1 张张 2. 毛坯图毛坯图 1 张张 3. 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片 1 张张 4. 工序卡片工序卡片 2 张张 5. 夹具装配图夹具装配图 1 张张 6. 夹具主要零件图夹具主要零件图 7. 课程设计说明书课程设计说明书 1 份份 零件的生产类型零件的生产类型 依设计的题目知： 生产纲领依设计的题目知： 生产纲领 n = 30000 万万/年年 ， 生产类型为大批大量生产生产类型为大批大量生产 指导教师：指导教师： 学生姓名：学生姓名： 班级：机械班级：机械 0507 目录目录 一，一， 零件的工艺分析及生产类型的确定零件的工艺分析及生产类型的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 1. 零件的三维视图零件的三维视图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 2. 零件的作用零件的作用 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 3. 零件的工艺分析零件的工艺分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 4. 零件的生产类型零件的生产类型- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1 二，选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图二，选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1. 毛坯选择毛坯选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 2. 机械加工余量确定，毛坯尺寸和公差机械加工余量确定，毛坯尺寸和公差- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 3. 设计毛坯图设计毛坯图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 三，选择加工工艺，制订工艺三，选择加工工艺，制订工艺路线路线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1. 零件零件结构结构工艺工艺性性分析分析- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 2. 定定位基准位基准的选择的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 3. 零件零件表面表面加工加工方法方法的选择的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 4. 零件零件表面表面加工加工顺顺序的确定序的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 5. 工序的工序的组合组合- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 6. 方案方案的的比较比较- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 7. 机机床床及工艺装备的选择及工艺装备的选择- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 四四，工艺计，工艺计算算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 1. 确定工艺尺寸确定工艺尺寸- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 2. 切削切削用量的计用量的计算算及及基本时间基本时间的确定的确定- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 五五， 夹具的设计夹具的设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 10 六六， 设计设计小结小结- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 10 七七， 参考文献参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 10 零件的三维视图零件的三维视图 一，零件的工艺分析及生产类型的确定一，零件的工艺分析及生产类型的确定 1 零件的作用零件的作用 题目所给定的零件是 ca1340 车床的杠杆 2 零件的工艺分析零件的工艺分析 通过对该零件的重新绘制，知原零件图的视图正确，完整，尺寸， 公差及技术要求齐全。该零件属于盘套类回转体零件，它的所有表 面均须切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。 3 零件的生产类型零件的生产类型 由设计题目可知： 生产纲领 n = 30000 万/年 .其生产类型为大批大量 生产。零件是机床的杠杆 二，二， 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 1. 选择毛坯选择毛坯 该零件材料为 qt45- 5。由材料的加工工艺性和结构工艺性分析，选 择毛坯为铸件。由于生产类型为大批大量生产，采用机器造型，便 于保证精度，提高毛坯生产的稳定性及效率。 2. 确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差 铸件公差及机械加工余量按 gb/t 6414- - - - - - - 1999 确定： 由毛坯的材料为灰铸铁，机器造型的铸造方法确定机械加工余量等 级为 f 级，再由零件的最大尺寸为 80，确定机械加工余量为 1mm。 由毛坯的材料为灰铸铁，机器造型的铸造方法确定铸件尺寸公差等 级为 10 级，再由毛坯铸件的基本尺寸确定各加工表面的尺寸公差。 毛坯尺寸公差相对于基本尺寸对称分布。 相应的毛坯尺寸见毛坯图。 3. 设计毛坯图设计毛坯图 由前述的毛坯尺寸及公差，加工余量，零件的形状，铸造拔模斜度 与圆角，及相关技术要求设计毛坯图。 三，三， 选择加工工艺，制订工艺路线。选择加工工艺，制订工艺路线。 1. 零件结构工艺分析零件结构工艺分析 通过对该零件的重新绘制，知原零件图的视图正确，完整，尺寸， 公差及技术要求齐全。该零件属于盘套类回转体零件，它的所有表 面均须切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。大 部分表面适合车削加工。 查表得各表面的加工要求如下： 名称 尺寸公差等级 表面粗糙度 备注 80 的圆柱端面 it7- it11 ra3.2 20 的圆柱端面 it7- it11 ra6.3 凹槽的两个侧面 it14 长 8020 的孔 it7- it9 ra1.6 r3 的长槽 it7- it9 ra1.6 8 的孔 it10- it11 ra12.5 长 12 直径20 的孔 it7- it9 ra6.3 螺纹 m4 it11 2.定位基准的选择定位基准的选择 长 80 圆柱的内孔 要求高，保证精度要求，依“基准统一”原则选其 内孔为主要精基准。粗基准选左端面，故毛坯的左端面应无飞边，冒 口，浇口或其它表面缺陷。在铣削加工过程中，依“互为基准”原则， 长 12的20内孔互为基准， 反复加工。 在钻8的孔时依据定位准确， 可靠夹紧等特点选20内孔和左端面为定位基准。加工 m4 由于“基 准重合”原则选20内孔和左端面为定位基准， 3.零件表面加工方法的选择零件表面加工方法的选择 根据表面的类型及技术要求并考虑工件材料的切削加工性能和现场 条件，先选定最后精加工的方法以保证满足要求，依次向前选定一系 列预备加工方法，最后得到最终成型的加工方法和路线如下： 名称 加工方法 备注 80 的圆柱端面 精铣- - - 半精铣 20 的圆柱端面 精铣- - - 半精铣 凹槽的两个侧面 半精铣 长 80 直径20 的孔 钻孔- - - 扩孔- - - 精铰 r3 的长槽 粗镗- - - - 半精樘 8 的孔 钻孔- - - 扩孔- - - 半精铰 长 12 直径20 的孔 钻孔- - - 扩孔- - - 精铰 螺纹 m4 钻孔- - - 扩孔- - - 半精铣 4 零件表面加工顺序的安排零件表面加工顺序的安排 根据机械加工顺序安排时遵循的原则，考虑到此工件的具体结构特点，顺 次安排外圆， 端面， 内孔加工， 但加工过程中由于 0 045 . 0 20内孔为精基准， 先加工。热处理工序不需要，辅助工序的安排：在最后加工结束和粗加工 结束后都应安排检验工序，在铣削以后，终检之前应按排去毛刺，锐边， 清洗工序，对 12 . 0 34 . 0 100 外圆无光镀铬之后应安排清洗工序。入库前要有油 封。 5 工序的组合工序的组合 在确定加工顺序后，根据该工件的生产规模为大批大量生产，以及工件 的结构特点与技术要求，为了尽可能地减少工件的装夹的次数，以便 在一次安装中尽可能加工多个表面，以保证表面间的相互位置精度， 并采用工序集中的原则组合工序。制订工艺路线如下； 方案方案 1 工序 加工工艺路线 备注 1 铸造 2 时效处理 3 粗铣长80 的圆柱端面20 的端面 4 半精铣长80 的圆柱端面20 的端面 5 半精铣槽的凹槽的两个侧面 6 钻扩精铰长 80 直径20 的孔 7 检验 8 镗 r3 的长槽 9 钻扩铰8 的孔 钻扩铰长 12 直径20 的孔 10 钻埋头孔并倒角 11 钻螺纹4 12 钻螺纹 m4 13 攻螺纹 m4 14 清洗并检验入库 方案方案 2 工序 加工工艺路线 备注 1 铸造 2 时效处理 3 粗铣长80 的圆柱端面20 的端面 4 半精铣长80 的圆柱端面20 的端面 5 半精铣槽的凹槽的两个侧面 6 钻扩铰8 的孔 钻扩铰长 12 直径20 的孔 7 检验 8 钻扩精铰长 80 直径20 的孔 9 镗 r3 的长槽 10 钻埋头孔并倒角 11 钻螺纹4 12 钻螺纹 m4 13 攻螺纹 m4 14 清洗并检验入库 6两种方案比较两种方案比较： 根据零件的结构以及需要的定位基准，按照先加工基准面，以及先粗后精 的原则可知选用方案一。 7机床及工艺装备的选择：机床及工艺装备的选择： a.机床的选择机床的选择 工序 3，4，5 由于进行粗铣，半精铣，精铣，精度要求较高，卧式铣床 x6120。工序 6，10 由于进行孔加工，但尺寸不大。故立式钻床 z525。 工序 8，9，10 选用 ca6140。工序 11 选用 za5025。工序 12 选用 z4006a。 工序 13 选用 z5025a b.夹具的选择夹具的选择 均用专用夹具。 c.刀具的选择刀具的选择 铣削时，用莫氏锥立铣刀， 铰20用复合钻头一次加工出来。 其他孔，用直柄麻花钻。 d.量具的选择量具的选择 本零件属于成批生产，一般情况下尽量选用通用量具。根据零件表面的 精度要求 本零件属于成批生产，一般情况下尽量选用通用量具。根据零件表面的 精度要求,尺寸和形状特点，参考有关资料，选择如下：尺寸和形状特点，参考有关资料，选择如下： 1） 选择加工平面所用量具选择加工平面所用量具 铣端面，选择读数值为铣端面，选择读数值为 0.02 测量范围测量范围 0150 的游标卡尺的游标卡尺 2） 选择加工孔所用量具选择加工孔所用量具 孔的加工选择读数值孔的加工选择读数值 0.01，测量范围，测量范围 530de 内径千分尺，攻螺纹 时选择螺纹塞规进行测量。 内径千分尺，攻螺纹 时选择螺纹塞规进行测量。 四，四， 工艺计算工艺计算 1 确定工艺尺寸确定工艺尺寸 后托架零件材料为 ht200。硬度 hb190210，中批量生产，采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： （下面所用计算尺寸、公式及表见参考文献“机械制造工 艺设计实用手册” ） 1.铣底面 （1）粗铣底面余量 考虑粗糙度和缺陷层深度确定粗铣底面余量为 2.5mm （2）精铣底面余量 精铣底面余量为 1.0mm 2.孔 孔的余量在计算基本工时时查手册确定 1.1 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序 （1） 粗铣32 的端面 1.加工条件： 工件材料：qt45- 5， b=650mpa、铸造 加工要求：粗铣端面 ra=6.3 刀具：端面铣刀 机床：卧式铣床 x6120 2. 计算切削用量及加工工时 由参考文献1表 15- 53 f=0.2- 0.4mm/z 取 f=0.2mm/z 由参考文献1表 15- 55 v=0.2m/s ns= w d v 1000 = 4014. 3 2 . 01000 =1.59r/s=95.5 r/min 按机床参数和文献3表 2- 12 选取 nw=94 r/min=1.57r/s 实际切削速度 v= 1000 w wwn d = 1000 57. 14014. 3 m/s=0.197m/s 切削深度 ae=3.2mm（按加工余量分配） 切削工时： l=3.2mm l 为加工长度 l1=40mm(刀具直径) 由文献2表 20 取铣削入切量和超切量 y+=18mm tw= fn yll w + 1 = 52 . 057. 1 18402 . 3 + =3.9s （2）粗铣20 的端面 1.加工条件： 工件材料：qt45- 5， b=650mpa、铸造 加工要求：粗铣端面 ra=6.3 刀具：端面铣刀 机床：x5032a 立式铣床 2. 计算切削用量及加工工时 由参考文献1表 15- 53 f=0.2- 0.4mm/z 取 f=0.2mm/z 由参考文献1表 15- 55 v=0.2m/s ns= w d v 1000 = 2214. 3 2 . 01000 =2.90r/s=173.7 r/min 按机床参数和文献3表 2- 12 选取 nw=180 r/min=3.0r/s 实际切削速度 v= 1000 w wwn d = 1000 0 . 32214. 3 m/s=0.207m/s 切削深度 ae=2.6mm（按加工余量分配） 切削工时： l=2.6mm l 为加工长度 l1=22mm(刀具直径) 由文献2表 20 取铣削入切量和超切量 y+=18mm tw= fn yll w + 1 = 5200 . 3 18226 . 2 + =14.2s 工序 铣宽 8mm 的槽 1.加工条件： 工件材料：qt45- 5， b=650mpa、铸造 加工要求：粗铣端面 ra=6.3 刀具：端面铣刀 机床：卧式铣床 x6020 2. 计算切削用量及加工工时 由参考文献1表 15- 53 f=0.2- 0.4mm/z 取 f=0.2mm/z 由参考文献1表 15- 55 v=0.2m/s ns= w d v 1000 = 8014. 3 2 . 01000 =0.79r/s=47.7r/min 按机床参数和文献3表 2- 12 选取 nw=48 r/min=0.8r/s 实际切削速度 v= 1000 w wwn d = 1000 8 . 08014. 3 m/s=0.201m/s 切削深度 ae=28mm（按加工余量分配） 切削工时： l=28mm l 为加工长度 l1=80mm(刀具直径)