调速杠杆(135调速器)零件的机械加工工艺及钻Φ12孔夹具设计说明书.doc

调速杠杆(135调速器)零件的机械加工工艺及钻Φ12孔设计【独家】

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调速 杠杆 调速器 零件 机械 加工 工艺 12 十二 设计
资源描述:

调速杠杆(135调速器)零件的机械加工工艺及钻Φ12孔夹具设计

16页 6300字数+说明书+工艺卡片+工序卡片+4张CAD图纸

工艺卡.doc

工艺过程卡片.doc

调速杠杆(135调速器)零件的机械加工工艺及钻Φ12孔设计说明书.doc

钻Φ12孔夹具装配图.dwg

钻Φ12孔夹具零件图.dwg

135调速器毛坯图.dwg

135调速器零件图.dwg


  目录

  一、序言


  二、零件分析


  三、工艺规程设计


四、机械加工余量、工序尺寸及毛

皮尺寸的确定


  五、确立切削量及基本工时


  六、夹具设计


  七、设计总结


八、参考书目



一、序言

  机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。

由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。


二、零件的工艺分析

(一)、零件的作用

  题目所给的零件是调速杠杆,主要作用是用于连接调速器,对侧面加工要求低,对下孔的的加工精度要求比较高,尤其是φ12mm的孔有粗糙度的要求高,加工有困难但是毛坯直接铸造出,可降低难度。零件图及零件的三维图分别如图1和图2。(二)、零件的工艺分析

   通过对该零件的重新绘制,知道图样的视图正确,完整尺寸,公差及技术要求齐全。但下表面的精度较高。要进行精铣才能达到粗糙度要求。

    该零件属于杆类零件,它的侧面都是直接铸造出来的,在加工时很方便,但要同时保证孔的平行度和同轴度比较困难,但毛坯基本确定位置,所以简单了许多

(三)、零件的生产类型

  零件为成批及大批量生产,毛坯铸造出来。


三、工艺规程设计

(一)、确定毛坯的制造形式

零件材料为30钢,考虑零件结构比较简单,但形状结构比较复杂,故选择铸件毛坯。

(二)、基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基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,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。

(1)、粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则,现选杠杆的下表面为粗基准,利用定位销定位。

(2)、精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。

 (三)、制定工艺路线

制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。


 工艺路线方案:

工序一:先铸件回火

工序二:以下表面定位,粗铣上表面

工序三:以上表面定位,粗铣下表面

工序四:以外圆面和下端面定位,粗镗φ6mm的圆和φ8的圆

工序六:粗镗半精镗和精镗φ6mm,在粗镗半精镗和精镗φ8mm的内孔,

工序七: 以下端面和加工好的孔定位粗加工φ12内孔

工序八:半精铰工φ12 ,精铰工φ12内孔

工序八:以φ12内孔和外圆面定位铣槽

工序九:加工各倒

工序十:去毛刺,检验


内容简介:
机械制造技术基础课程设计说明书设计题目 设计“调速杠杆(135调速器)”零件的机械加工工艺及工艺设备设 计 者 班 级 学 号 指导教师 机械制造工艺学课程设计任务书题目: 调速杠杆的机械加工工艺规则及工艺装备内容:1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张 4. 结构设计装配图 1张 5. 结构设计零件图 1张 6. 课程设计说明书 1张 目录一、序言二、零件分析三、工艺规程设计四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定五、确立切削量及基本工时六、夹具设计七、设计总结八、参考书目一、序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指导。二、零件的工艺分析(一)、零件的作用题目所给的零件是调速杠杆,主要作用是用于连接调速器,对侧面加工要求低,对下孔的的加工精度要求比较高,尤其是12mm的孔有粗糙度的要求高,加工有困难但是毛坯直接铸造出,可降低难度。零件图及零件的三维图分别如图1和图2。 图一零件图 图 二 立体图(二)、零件的工艺分析通过对该零件的重新绘制,知道图样的视图正确,完整尺寸,公差及技术要求齐全。但下表面的精度较高。要进行精铣才能达到粗糙度要求。 该零件属于杆类零件,它的侧面都是直接铸造出来的,在加工时很方便,但要同时保证孔的平行度和同轴度比较困难,但毛坯基本确定位置,所以简单了许多(三)、零件的生产类型 零件为成批及大批量生产,毛坯铸造出来。三、工艺规程设计(一)、确定毛坯的制造形式零件材料为30钢,考虑零件结构比较简单,但形状结构比较复杂,故选择铸件毛坯。(二)、基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基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,还会造成零件的大批报废,是生产无法正常进行。(1)、粗基准的选择。对于零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则,现选杠杆的下表面为粗基准,利用定位销定位。(2)、精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。(三)、制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案:工序一:先铸件回火工序二:以下表面定位,粗铣上表面工序三:以上表面定位,粗铣下表面工序四:以外圆面和下端面定位,粗镗6mm的圆和8的圆工序六:粗镗半精镗和精镗6mm,在粗镗半精镗和精镗8mm的内孔, 工序七: 以下端面和加工好的孔定位粗加工12内孔工序八:半精铰工12 ,精铰工12内孔工序八:以12内孔和外圆面定位铣槽工序九:加工各倒 工序十:去毛刺,检验四、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定(一)、毛胚的基本尺寸确定:杠杆零件材料为30钢,硬度187217HB,生产批量成批及大批量,铸造毛坯。查铸件尺寸公差与机械加工余量确定步骤如下1.求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸,长158.5mm,宽16mm,高9mm。故最大轮廓尺寸为158.5mm.。2.选取公差等级CT 由表5-1 铸造方法按机器造型,铸件材料按铸铁得公差等级CT范围8-12级,取9级3. 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT,由表5-3得,公差带相对于基本尺寸对称分布。4求机械加工余量等级 由表5-5知铸铁用砂型铸造机器造型和壳体的方法选得机械加工余量等级E-G级,取为F级。5求RMA,对所有加工表面取同一个数值,由表5-4查最大轮廓尺寸为158.5mm,机械加工余量等级为F级,得RMA数值为1.5 mm6求毛坯基本尺寸: 底面为单侧加工,算得:R= F+RMA+CT/2=9+21.5+3=15,圆整为15mm。(二)、各工序之间的加工余量及公差:1、粗铣下表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m粗铣31125990.0512.5铸造0.4150.402、粗铣上表面的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m粗铣31125990.0512.5铸造0.415150.43、 钻孔、粗铰6孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m粗铰0.296.3666.3钻孔5.81212.512.5铸造04、钻孔、粗铰、精铰8孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m精铰0.0496.3886.3粗铰0.161012.57.960.1612.5钻孔7.81212.57.87.825铸造05、钻孔、粗铰、精铰12孔的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m精铰0.0573212123.2粗铰0.186.311.9511.956.3扩孔0.85106.311.8511.856.3钻孔111212.5111112.5铸造06.粗铣槽的加工余量及公差工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m粗铣20.51025202025粗铣1151025191925铸造1216167、粗镗12.5孔工序名称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/ mm工序间经济精度/mm表面粗糙度/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度/m粗镗0.25122512.512.525铸造712123. 其他尺寸直接铸造得到。 由于本设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。五、确立切削量及基本工时工序一:热处理工序二:铣下表面:(1)粗铣加件工条工件材料:30钢,铸造。 加工要求:粗铣毛坯下端面。机床:X51立式铣床。刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度15=ae=9,深度ap=6,故据切削用量简明手册(后简称切削手册)取刀具直径do=10mm。选择刀具前角o5后角o8,副后角o=8,刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=82. 切削用量1)铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=2.0mm,二次走刀即可完成所需长度。2)每齿进给量 机床功率为4.5kw。查切削手册fz=0.140.24mm/z。由于是对称铣,选较小量fz=0.18mm/z。3)查后刀面最大磨损查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.2mm。查切削手册表3.8,寿命及寿命T=180min4)计算切削速度 按切削手册,V c= 算得 Vc16.8m/min,n=50r/min,据XA6132铣床参数,选择nc=65r/min, ,则实际切削速度 Vc=3.14*10*65/1000=2m/min=0.03m/s, 实际进给量为0.03*8*65=15.6mm/min根据X51立式铣床工作台进给量表(表5-73)选择25mm/min则实际每齿进给量为f=15.6/8*60=0.03mm/z5)校验机床功率 根据机制指南表2-18,铣削时的功率(单位为Kw)为式中,30,1.0,则 189N, =0.03m/s,0.125 kw4.5 kw最终确定 ap=2.0mm,nc=65r/min,,V c=0.03m/s,f z=0.03mm/z6)计算基本工时。工序二 铣杠杆上端面。(1)粗铣加件工条工件材料:30钢,铸造。 加工要求:粗铣毛坯下端面。机床:X51立式铣床。刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度15=ae=9,深度ap=6,故据切削用量简明手册(后简称切削手册)取刀具直径do=10mm。选择刀具前角o5后角o8,副后角o=8,刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=82. 切削用量1)铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=2.0mm,二次走刀即可完成所需长度。2)每齿进给量 机床功率为4.5kw。查切削手册fz=0.140.24mm/z。由于是对称铣,选较小量fz=0.18mm/z。3)查后刀面最大磨损查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.2mm。查切削手册表3.8,寿命及寿命T=180min4)计算切削速度 按切削手册,V c= 算得 Vc16.8m/min,n=50r/min,据XA6132铣床参数,选择nc=65r/min, ,则实际切削速度 Vc=3.14*10*65/1000=2m/min=0.03m/s, 实际进给量为0.03*8*65=15.6mm/min根据X51立式铣床工作台进给量表(表5-73)选择25mm/min则实际每齿进给量为f=15.6/8*60=0.03mm/z5)校验机床功率 根据机制指南表2-18,铣削时的功率(单位为Kw)为式中,30,1.0,则 189N, =0.03m/s,0.125 kw4.5 kw最终确定 ap=2.0mm,nc=65r/min,,V c=0.03m/s,f z=0.03mm/z6)计算基本工时。(1)粗铣工件材料:30钢加工要求:粗铣毛坯上端面。机床:X51立式铣床。刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度120=ae=90,深度ap=6,故据切削用量简明手册(后简称切削手册)取刀具直径do=160mm。选择刀具前角o5后角o8,副后角o=8,刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm, z=142. 切削用量1)铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=2.0mm,一次走刀即可完成所需长度。2)每齿进给量 机床功率为4.5kw。查切削手册fz=0.140.24mm/z。由于是对称铣,选较小量fz=0.18mm/z。3)查后刀面最大磨损查切削手册表3.7,后刀面最大磨损为1.01.2mm。查切削手册表3.8,寿命及寿命T=180min4)计算切削速度 按切削手册,V c=算得 Vc28.8m/min,n=80r/min,据XA6132铣床参数,选择nc=80r/min, ,则实际切削速度 Vc=3.14*160*80/1000=40m/min=0.65m/s, 实际进给量为mm/min根据X51立式铣床工作台进给量表(表5-76)选择190mm/min则实际每齿进给量为mm/z5)校验机床功率 根据机制指南表2-18,铣削时的功率(单位为Kw)为式中,30,1.0,则 489 N, =0.65m/s,0.125 kw2mm/r, 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 (2)钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查切)为0.81.2mm,寿命(3)切削速度查切 ,由于孔深与孔径比小于三,故不用乘以修正系数, =554.14r/min查切机床实际转速为故实际的切削速度vc=m/s=0.577m/s(4)校验扭矩功率 所以 故满足条件,校验成立。.计算工时由于所有工步所用工时很短,所以使得切削用量一致,以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下:扩钻: d=7.96铰孔: do =8mm 工序五 钻、扩、铰M12的孔 加工条件:30钢,b=197217MPa,硬度190左右,铸件。 加工要求:钻、扩、铰M12孔 机床:Z550型立式钻床 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时do=10mm,钻头采用双锥、修磨横刃、棱带磨法。后角o11,双重刃长度b=4.5mm横刃长b=2.5mm,弧面长度l=6mm,棱带长度 2.选择切削用量 (1)决定进给量查切 所以不用乘以修正系数, f=0.78-0.96mm/r 按钻头强度选择f2mm/r, 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 (2)钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查切)为0.81.2mm,寿命(3)切削速度查切 ,由于孔深与孔径比小于三,故不用乘以修正系数, =577.2r/min查切机床实际转速为故实际的切削速度vc= 0.577m/s(4)校验扭矩功率 所以 故满足条件,校验成立。.计算工时由于所有工步所用工时很短,所以使得切削用量一致,以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下:扩钻: d=11.85粗铰: d=11.95精铰: d=12do =12mm工序五 铣槽1. 粗铣加工条件机床:X51立式铣床。刀具:整体硬质合金直柄立铣刀,牌号YG6。齿数z=20,故据机制指南取刀具直径do=2.5mm。2. 切削用量1) 铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=1.2mm,一次走刀即可完成。2) 每齿进给量 机床功率为2.8kw。查机制指南选f=0.008mm/z。查机制指南表5-148,后刀面最大磨损为0.300.50mm。查机制指南表5-149,寿命T=60minVc35.3m/min,n=225r/min,根据X51立式铣床参数,选择nc=200r/min,则实际切削速度V c=3.14*2.5*200/1000=31.4m/min=0.53m/s,工作台每分钟进给量为 mm/min2 半精铣加工条件机床:X51立式铣床。刀具:整体硬质合金直柄立铣刀,牌号YG6。齿数z=20,故据机制指南取刀具直径do=2.5mm。2. 切削用量1) 铣削深度 因为切削量较小,故可以选择ap=0.5mm,一次走刀即可完成。2) 每齿进给量 机床功率为2.8kw。查机制指南选f=0.008mm/z。查机制指南表5-148,后刀面最大磨损为0.300.50mm。查机制指南表5-149,寿命T=60minVc35.3m/min,n=321r/min,根据X51立式铣床参数,选择nc=320r/min,则实际切削速度V c=3.14*2.5*320/1000=42.8m/min工作台每分钟进给量为 mm/min六、 夹具设计总述:夹具设计是本次设计的主要部分,每个人都不同,下面就以镗孔为例说明设计的有关说明。 (1)定位方案 工件以一面两销定位可以限制工件的六个自由度,实现完全定位。定位可靠。 (2)夹紧机构 根据生产力的要求,直接用螺纹夹紧可以减少夹紧机构的大小。 (3)夹具与机床连接元件 采用两个销与机床相连,用于保证正确方向,并配合恰当。 (4)夹具体 工件与机床由连接件相连,连接件的要求比较高。 (5)结构特点 结构简单,操作方便。但也存在加工时的困难,这有带改进。(一) 问题的提出在本道工序中,6, 8, 12有粗糙度等级要求及公差要求。具体要求可以参见加工零件图纸。(二) 卡具设计1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑,选择阀腔下表面为定位基准,即以一个面和两个定位销定位,限制六个自由度。2 切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力 扭矩 由于扭矩很小,计算时可忽略。卡紧力为取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=7.02N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧,调节卡紧力调
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