GY01-201@滤座机械制造工艺学课程设计
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机械毕业设计全套
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GY01-201@滤座机械制造工艺学课程设计,机械毕业设计全套
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蚌埠学院 机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目 滤座的机械加工工艺规程编制及 车夹具设计 班 级 05机制（本） 设 计 者 都 超 指导教师 王月英 设计日期 08 年 11月 24日至 08 年 12月 12日 nts - 2 - 目 录 序言 -3 1.零件的分析 -3 2.工艺规程的设计 -3 （ 1） . 确定毛坯的制造形式 -3 （ 2） . 基面的选择 -3 （ 3） . 制订工艺路线 -3 （ 4） . 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 -4 （ 5） . 确定切削用量及基本工时 -4 3.夹具的设计 -12 4设计心得 -14 5参考资料 -14 nts - 3 - 序言 机械制造工艺学课程设计是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，为今后参加祖国的 “四化 ”建设打下一个良好的基础。 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教。 一、 零件的分析 由于是铸件，零件整体精度要求不高。零件材料为灰铸铁 HT2040，铸件使用砂型机器造型，取一般精度为 IT9。考虑到底面及两孔要作为车削时的定位基准，故底面及两孔的表面精度要求较高，现取 IT7级精度。 二、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 题目所给定的零件为铸造体，外形、结构均较复杂，还有内部等难加工的部分，确定毛坯的制造形式为机器砂型铸造，材料为灰铸铁。 （二）基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的主要工作之一。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，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （三）制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为中批及大批生产的条件下，可以考虑使用万能机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中起来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽可能下降。 nts - 4 - 工艺路线方案： 10 毛坯铸造、清砂 20 粗铣滤座底面 25 精铣滤座底面 30 钻扩铰孔 4-8H7 40 铣 26圆台 50 车 38.5、 46外圆、车 38.5、 46、 102端面、切槽倒角 1X45o、切槽、钻孔 19 60 锪 26圆台、钻扩孔 9、孔口倒角 60o 70 钻扩孔 2-10 80 钻扩 9孔 90 锪 M16螺纹圆台、钻扩孔 14、孔口倒角 60o 100 攻螺纹 2-M16 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 滤座零件材料为灰铸铁 HT2040，生产纲领为中批生产，采用机器砂型铸造。根据切削加工简明实用手册，铸件单侧加工余量为 4.5mm，双侧加工余量为3mm。即零件的侧面及底面加工余量为 4.5mm，前后两面的加工余量均为 3mm。 （五）确定切削用量及基本工时 工序 20：粗精铣滤座底面 （ 1）、粗铣滤座地面 (Z=2.0mm) zf =0.15mm/齿 (参考 ) 切削速度 :参考有关手册 ,确定 V=0.56m/s 即 33.6m/min 采用 高速钢铣刀 wd=80mm,齿数 Z=10,则 sn=wdv1000 =133.7(r/min) 现采用 X63式铣床 ,根据机床使用说明书 ,取wn=150r/min 故实际切削速度为 V=1000wwnd=100015080 =37.7(r/min) 当wn=150r/min时 ,工作台的每分钟进给是mf应为 mf= zf Zwn=0.15 10 150=255mm/min 查机床说明书 ,取wf=235mm/min 切削工时 wt=mflll 21 =0.69(min) nts - 5 - （ 2）、精铣底面 利用 X63卧式铣床同时对工件粗精铣 , mmpa 5.1 每齿进给量 齿/2.0 mmfz 现采用硬质合金面铣刀， m / m in2.76,/27.16100 , 即smvzmmd w （参考手册）m in/55.2421000 rd vn ws 参考机床使用说明书，取 min/235 rn w m in/282 mmznff wzm 查机床说明书取 min/300 mmfm 切削工时： m in76.042)(5.0 0021 mmm fCDCDlflllt 工序 30:扩 .铰 4 8孔 （ 1）、选择钻头和机床 :选择高速钢淋花钻头 (直柄长淋花钻头 GB/B.1437.19859) 表 4-45 机床选用 z3040 13摇臂钻床 （ 2）、选择切削用量及加工工时 . 钻 7mm孔 背吃量 ap=d0/2=7/2=3.5mm 进给量根据 表 8-69查得 f=0.220.26 由于 L=10 3d0 取修正系数 k=1.按机床说明书取 f=0.25mm/r 切削速度由 表 8-71查得 vc=0.35m/s 按公式计算主轴转速 n= s/r9.157 35.01 0 00d v1 0 00 按照机床说明书取 n=16r/s 故实际切削速度 vc= 351.01000 1671000 nd 0 m/s 切削工时 L=10mm,l为 加工长度 .l1=3mm,l2=0mm Lm1=m in054.0s25.325.016 310nf lll 21 以上一个孔时的机动时间 .故本道工序机动工时为 tm=tm1 4=0.22min （ 3）、扩 7.9mm孔 利用 7.9的钻头对 7mm的孔进行行程 .根据 表 8-79. f=(1.21.8) 0.25=0.30.45mm按照车床说明书 f=0.25mm/r Vf=(2131) 0.351=0.11700.176m/s 按车床说明书取 v 扩 =0.15m/s. Ns= s/r05.69.7 v1000 . 按照机床说明书取 v 取 =7r/s nts - 6 - 则实际切削速度 v 扩 = 173.01000 79.7 m/s 切削工时 ,t=4tm=4 s24725.0 210 铰 8mm孔 .铰刀的选择 :选取高速钢机用铰刀 d= 8mm 查得 表 11-10-1得 f=0.15mm/r 按车床说明书取 f=0.2mm/r 查表 11-10-1得 v=0.05m/min ns= s/r9.18 05.01000d v1000 取机床标准 ns=2.0r/s.所以实际 v= s/m05.010 00 28 所以工时 tm=4 tm1=4 s16015.00.2 210 工序 40：铣 26端面 zf =0.15mm/齿 (参考 ) 切削速度 参考有关手册 ,确定 V=1.62m/s,即 97.2m/min 采用硬质合金铣刀 , wd =100mm,齿数 6 , 则 sn =dwv1000=309r/min 现选 X63W卧式铣床 ,根据机床使用说明书 ,取 wn =300r/min,故实际 切削速度为 V=1000wwnd=94.2m/min 当 wn =300r/min时 ,工作台的每分钟进给量 mf 应为 mf = zf Z wn =0.15 6 300=270mm/min 查机床说明书 .选 mf =300mm/min 切削工时 : mt=mflll 21 =30130 =0.43(min) 工序 50: 粗车外圆 .端面 .车工序采用计算法确定切削用量 . 1.加工条件 工件材料 :HT2040灰铸铁b0.20Gpa铸造 . 加工要求 :粗车 38.5外圆 . 46外圆 . 38.5端面 . 46端面 . 端面 . 机床 :CA6140型普通车床 . nts - 7 - 刀具 :YG6 刀 杆 尺 寸 16 25mm2, 主偏角 kr=900, 后角000 84 , ,mm15.0,155 000 . (刃倾角 0s 50 )p5.16() 2.计算切削用量 (1)粗车 38.5端面 1已知毛胚长度方向的加工余量为 4mm,两次加工 ,ap=3mm. 2进给量 f:根据 当刀杆尺寸为 16 25mm,ap 3mm及 工件直径为 40时 , f=0.40.5mm/r. 按照 CA6140车床说明书取 f=0.4mm/r 37计算切削 v按 切削 v的计算公式为 Vc= m in/m97.77kfaT60kfa 0y15.0p2.00 . 8 v0yxpm CTC V 47确定机床主轴转速 ns= ( r / m in )207.5985.41v1000dv1000 cwc 按机床说明书 (见 表 3.1-18与 3-98)相近的机床转速为 560及 710 故 vc=72.97m/min 57.切削加工时按 l=2mm ,l2=2mm时间 tm= 014.05.0560 4 (min) (2)车 38.5外圆 ,同时应检验机 床的个哦功率及进给量机构强度 1切削深度 :单边余量 z=1.5mm,可一次切除 . 2进给量 : 根据 查得 f=0.40.5mm/r,按 CA6240车床说明书确定 F=0.48mm/r 3切削速度 v0 从 表 4-89查得 vc=60m/min 主轴速度 :n= m in/r44.4605.41 601000d1000v c 按 CA6140车床说明书选取主轴速度为 450r/min 故实际的切削速度为 v0= m / m in639.581000 5.414501000 nd 4机床功率 .主轴切削力 fc按 FC=CFZapx zznzy kvf FFF = 904.56973.048.05.19281.9 75.0 其中 :CFZ=92 ap=1.5 nFZ=0 f=0.48 yFZ=0.75 KMP=1.0 KKR=0.73 切削时消耗功率 pm= kw56.0106 4 CC VF由 中 CA6140机床说明书可知主机功率为 7.5kw 故满足要求 ,可以正常加工 . 5校核机床进给机构强度 nts - 8 - 由已知 FC=569.904N F=yn F yypyn fy kvfa6081.9 yy FXF FFC 其中 :nFy=0 CFy=54 XFy=0.9 yFy=0.75 KMP=0.94 Kk=0.70 故 Fd=XFXX FFF VC kfa6081.9 xFX nyx p 其中 :CFX=46 XFX=1.0 yFX=0.4 nFX=0 KM=0.96 KK=1.12 轴向切削力 Ff=9.81 46 63.54212.196.048.05.1 4.0 M=0.1.则 F=Fy+M(FC+FP)=542.63+0.1 (569.904+289.46)=628.566 6切削工时 :t= m in65.048.0450 410nf ll 1 (3)车 46端面 ap=1.5mm f=0.24mm/r Vc= m in/m15.114kfaTc0yvxpmvv m in/r790d v1000n w 按机床说明书取 ns=710r/min .则 vc=102m/min 切削工时 t= (m in)007.0nf lll 21 4车 46外圆柱面 Ap=1.5mm f 0.48mm/r 切削速度 vc= m in/mm60kfa vyvxvpm TC V 主轴速度 n= m in/r96.389d v1000 按照机床说明书取 n=400r/min 则 vc=52.124m/min 切削工时 :t= ( m in )026.048.0400 23nf lll 21 5车 102端面 ap=3mm.f=0.94mm/r Vc= m in/mm4.101kfa vyxpm vv TC V CV=158 yv=0.4 ns= 3161024.1011000dv1000wc nts - 9 - CV=158 yv=0.4 按照机床说明书 n=320r/min,则 v=102.49mm/min 切削工时 t= min017.094.0320 23nf lll 21 工序 60:锪 26端面 ,钻孔 9mm.扩 M16底孔 ,倒角 1200. （ 1）、加工条件 工件材料 HT1040灰铸铁 ,b=20Gpa铸造 加工要求 :锪 26的端面钻 9mm孔并扩至 M16底孔 ,倒角 1200 机床 :z525立式钻床 刀具 :刀片材料 YG8 9钻头 14钻头 16锪钻 （ 2）、锪 26端面 参照 表 7-33 选锪钻直径为 16mm.进给量 f=0.15mm/r 选前角 r0=150 ,后角0=40.转速 n=120r/min.参照 p7.69 又 : r/mm288.601000 1200161000 ndv 0 走到次数 :m=1.857次数只能是偶数 所以选 m=2 （ 3）、钻孔 9mm f=0.4mm/r (见 表 7-9) V=25m/min(见 7-9) 所以 ns= m in/r8849 251000 按机床选取 nw=850r/min 所以实际切削速度 v= min/m021.2401000 85091000 nd ww 切削加工时 :t= m in15.04.085041036fnlllw21 (4)扩 M16螺纹底孔 首先 M16螺纹底孔钻头直径选择 由螺距 p=1.51 dT=d-(1.041.08)t=16-(1.041.08) 1.5=14.3814.44 所以选 14.3的钻头又根据有关资料介绍 ,利用钻头进行扩钻时 .其进给量和切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量和切削速度的关系为 f=(1.21.8)f 钻 v=(3121)v 钻 f 钻 =0.53mm/r v 钻 = 22m/min nts - 10 - 令 f=1.35f 钻 =0.72mm/r v=0.4v 钻 =8.8m/min m in/r98.1953.14 8.81000d v1000n s 按机床切削 速度为 nw=150r/min 所以实际切削速度为 v=m in/r74.61 0 0 0 1 5 03.14 切削工时 :l=26mm l1=7mm l2=2mm t= m in25.098.1 9 572.0 2627 (2)倒角 1200 工序 70:钻 10mm的孔 ,选用机床 :砖塔车床 c365L. （ 1）、确定进给量 f 根据 表 2.4-3.8,当 d0= 10mm时 , f=0.210.25mm/r 查 表 2-31,灰铸铁的抗拉强度 为 170mpa 由于本零件在加工 10mm孔时属于低刚度零件 ,故进给量应乘系数 0.75,则 f=(0.210.25) 0.75=0.15750.1875(mm/r) 根据 表 2.4-41.现取 f=0.14mm/r (2)切削速度 :根据 表 2.441, 查得切削速度 v=36.6m/min, 所以 ns= 4.1 1 4610 361 0 00d v1 0 00 w (r/min) 根据 表 3.1-8,取 nw=966r/min,故实际切削速度为 : V= 3.301 0 00 966101 0 00 nd ww (m/min) (3)切削工时 ,l=28mm,l1=14mm,l2=6m. tm1= 355.014.096661428fnlllw21 (min) 以上为钻一个孔时的机动时间 ,故本工序的机动工时为 : tm=tm1 2=0.355 2=0.71(min) 工序 80:钻 9的斜孔 . (1)确定进给量 f:根据 表 2.4-38, 当 d0= 8mm时 ,f=0.160.20mm/r. 查 表 2-31知灰铸铁的抗拉强度b为 170mpa 所以本零件在加工 8mm孔时 ,属于低刚度零件 ,故进给量应乘以系数 0.75.则 f=(0.160.20) 0.75=0.120.15(mm/r) (2)切削速度 :根据 表 2.4-41 查得切削速度 v=45m/min 所以 ns= 4.1 7 918 451 0 00d v1 0 00 w (r/min) nts - 11 - 根据 表 3.1-8取 nw=1742(r/min) 故实际切削速度为 v= 8.431000 174281000 nd ww (m/min) (3)切削工时 ,l=14mm,l1=6mm,l2=2mm. tm= 105.012.017422614fnlllw21 (min) 工序 90: 锪测 M16螺纹圆台钻钻扩 14孔 1.钻孔 14 f=0.12mm/r (见 表 8-80) V=18m/min (见 表 8-80) m in )/(36014 181 0 001 0 00 rd vn ws 按机床说明书选取 nw=272(r/min) (见 ) 所以实际切削的速度 : m in )/(352.211000 272251000 rndv ww 切削加工时 : ( m in )62.112.0272444521 fnllltw2.扩钻 14孔 根据有关手册的规定 ,扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 : f=(1.21.8)f 钻 =(1.21.8) 0.34 0.75=0.3060.459(mm/r) 根据机床说明书 ,选取 f=0.35(mm/r) V=(3121) v 钻 =(3121) 18=96(m/min) 则主轴转速 nw=dv1000=204136(r/min) 按机床说明书取 :nw=120(r/min) 切削加工时 : 69.035.01 2 0 29fn 3422t w (min) 3扩孔 14 F=(0.91.2) 0.6=0.540.72(mm/r)(见 表8-79) 查机床说明书 ,取 f=0.63(min/r) 机床主轴转速 :取 n=120(r/min), 则其切削速度 v=5.275(m/min) t= 38.063.01 20 2522l 21 nfll (min) 4.倒角 120o nts - 12 - 三、夹具的设计 本次夹具设计任务是负责滤座车夹具的设计，采用的定位方案是一面两孔定位，夹紧装置采用两钩形压板。当工件以一面及两圆孔为定位基准时，为补偿工件两定位孔的孔径和孔距误差及夹具两定位销的直径和距离误差，避免工件不能套入定位销，夹具两定位销应采用一圆孔和一菱形销。 一、 定位误差的计算： 定位孔的直径为 78H ，使用 68h 的圆柱销。 铸件的精度等级为 IT9级。 基准不重合误差 sB TSSAA m i nm a xm i nm a x S是定位基准与工序基准间的距离尺寸，称为定位尺寸。当工序基准的变动 方向与加工尺寸的方向相同时，基准不重合误差等于定位尺寸的公差，即 sB T B =0.037-（ -0.037） =0.074mm （查互换性与技术测量 ） 基准位移误差 Y =Ltan =LL2 max2max1 =2 max2max1 = max =0.024mm （查互换性与技术测量） 其中： L-工件两定位孔的中心距； -两定位销所产生的最大角度定位误差； max1 -夹具圆柱销与其相配合的工件定位孔间的最大间隙； max2 -夹具菱形销与其相配合的工件定位孔 间的最大间隙； 所以加工误差 D = B + Y =0.074+0.024=0.098mm 二、 夹紧力的计算： 本夹具主要克服车削时工件在轴向所受的切削分力。 （ 1）、车削时切削力在轴向的切削分力为 k g fKtsP px 9.8392 75.0 （查金属切削机床夹具设计手册 . P355） 其中： s-每转进给量（ kgf） t-切削深度（ mm） Kp-修正系数； nts - 13 - （ 2）、夹具夹紧力的计算： 1、摩擦系数： f =0.150.25（接触表面均为加工过的光洁表面） （查金属切削机床夹具设计手册 . P306） 现取 f =0.2 2、安全系数： 8.13210 KKKKK （查金属切削机床夹具设计手册 . P306） 其中： 0K -基本安全系数，一般均取 1.5； 1K -加工状态系数，粗加工： K=1.2，精加工 K=1.0； 2K -刀具钝化系数，一般取 K=1.01.9； 3K -切削特点系数，连续切削 K=1.0； 3、为防止工件在切削力 P作用下平移所需夹紧力： k g fffPPKQ x 55.877)(210 （查金属切削机床夹具设计手册 . P308） 其中： 0P -定位销上允许承受的一部分切削力； 1f -夹紧元件与工件间的摩擦系数； 2f -工件与夹具支承面间的摩 擦系数； 4、压板螺栓材料为低碳钢，性能等级 3.6，屈服极限 MPas 180 ， 螺纹连接的安全系数 S
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