调速杠杆设计说明书.doc

课程设计说明书题目 设计“调速杠杆”零件的机械加工工艺规程（大批量生产）班 级 07机械设计制造及其自动化 设 计 者 张黎强 指导老师 邓志勇 三明学院2010年6月7日目 录机械制造基础课程设计任务书3 序 言4一、零件的分析4 1.1零件的作用 4 1.2零件的工艺分析41.3确定生产类型51.4确定毛坯5二、工艺规程设计72.1选择定位基准72.2制定工艺路线82.3机械加工余量、工序尺寸及公差的确定11三、总结18参考文献19 机械制造基础课程设计任务书设计题目：设计“调速杠杆”零件机械加工工艺规程（大批量）设计要求：1、未注圆角R3.2、2与内孔与其相对应的 各孔口端面的不垂直度在范围内允差0.13、未注明各孔口倒角均为0.545。4、材料：30钢5、重量：0.25kg设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（1张）； 3、绘制毛坯图（1张）； 4、编写工艺过程卡片（1张）和工序卡片（1张）； 5、课程设计说明书（1份） 2010年06月序言机械制造工艺学课程设计是一个重要的教学环节，也是我们学完大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后所进行的一项培养我们机械设计与制造能力的重要实践活动。这让我们在毕业设计之前对所学的课程进行一次深入的综合性的了解和总复习，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。课程设计的主要目的：（1）通过课程设计使我们综合运用机械制造基础课程及相关的必修课程的知识，起到巩固、融会贯通及拓展有关机械制造方面的知识的作用，树立正确的设计思路；（2）通过课程设计的实践，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力，使我们掌握机械零件的设计、加工及检验的方法；（3）提高了我们的设计和分析能力，如计算能力、绘图能力、计算机辅助设计能力等，同时，也使我们熟悉设计资料及手册的使用。就我个人而言，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和基本原理及方法，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术资料的一次实践机会，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的训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作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1.1零件的作用题目所给定的调速杠杆是135调速器中的一零件。它主要作用是用来支撑、固定的。1.2零件的工艺分析 零件材料为30钢。根据所学的机械工程材料可知该材料具有良好的铸造性能、减摩性、较高的强度、耐磨性、耐热性、减振性及切削加工性，即该材料适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 气门摇杆支座的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，形状复杂，容易产生变形。因此，在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，并使工序集中。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。该零件上主要加工部位为上端面T2、下端面T4、左端面T3、右端面T1、孔和孔以及轴向槽的加工。孔的轴尺寸精度和下端面T4的平行度为，左端面T3及右端面T4和孔的尺寸精度的圆跳动度为，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封性能。孔的尺寸精度是以上、下两端面的平行度来定位。因此，需要先以下端面T4为粗基准加工上端面T2，再以上端面T2为粗基准加工下端面T4，再把下端面T4作为精基准，最后加工孔时以下端面T4为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。由机械加工工艺手册P21-42表21 2-2加工铸铁件不同精度孔的工艺方案中查得有关孔的加工的经济精度机床能加工达到上述所要求的位置精度，从而可以保证达到气门摇杆支座结构的工艺性能的要求。1.3确定生产类型根据机械制造基础课程设计任务书的要求可知该零件的质量为0.25Kg。确定为大批量生产，产量约为6000件/年。1.4确定毛坯（1）根据零件所使用的材料为30钢，具有较好的韧性、焊接性尚好，此钢大多在正火状态下使用，也可进行调质处理已知，该零件的生产类型为大批量生产.根据所学的金属工艺学可知该毛坯零件的铸造方法选用压力铸造。 二、工艺规程设计2.1选择定位基准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和提高，同时，生产率也得到提高。否则，加工工艺过程中会出现很多问题，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行，并且给企业带来巨大损失。（1）粗基准的选择对于本零件而言，按照粗基准的选择原则：选择本零件的加工表面以mm外圆表面作基准，用一组V形块支承的外轮廓主要定位，以消除、四个自由度。再以一面定位消除、，达到完全定位，就可加工的孔。（2）精基准的选择主要考虑到基准重合问题和便于安装，采用的孔为精基准2.2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。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,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。根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下：左端面T3：粗铣 右端面T1：粗铣孔：钻孔 孔 ：钻孔 ：钻孔铰孔方案一：工序I 粗铣孔俩端面工序II 钻孔至图样尺寸并锪倒角0.5x45工序III 粗镗并锪倒角0.5x45工序IV 粗铣孔俩端面工序V 钻2X孔与并锪倒角0.5x45工序VI 粗铣槽工序VII 检验工序VIII 入库方案二：工序I 粗铣孔俩端面工序II 钻2X孔与并锪倒角0.5x45工序III 粗铣孔俩端面工序IV 钻孔至图样尺寸并锪倒角0.5x45工序V 粗镗工序VI 粗铣槽并锪倒角0.5x45工序VII 检验工序VIII 入库上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，大致看来还是合理的。通过仔细考虑零件的技术要求以及可采取的加工手段之后，仍由某些工序存在一些问题，还值得进一步讨论。方案一是先加工以孔为中心的一组表面，在以此为基面加工二孔与；而方案二，是先加工孔，然后再以此为基准加工孔。由于孔与孔的位置度要求较高，先确定孔可以保证孔与孔的位置精度。所以确定以方案一：工序I 粗铣12H7mm孔的两端面。以24mm外圆柱面和一个未加工面为粗基准，选用X61W型万能升降台铣床并加专用夹具。工序II 粗铰、精铰12H7mm孔，锪12H7mm孔倒角。以12H7mm孔的一个端面和24mm外圆柱面为基准,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序III 粗镗并锪倒角0.5x45。以12H7mm孔的一个端面和24mm外圆柱面为基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；工序 粗铣孔俩端面，以12H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准, 选用X61W型万能升降台铣床并加专用夹具。工序 钻、粗铰8H7mm与孔两孔。以12H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准,选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序 钻2X孔与并锪倒角0.5x45，以12H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准，选用Z5125型立式钻床和专用夹具。工序 粗铣槽，以12H7mm孔的一个端面和20H7mm孔为基准，选用X61W型万能升降台铣床并加专用夹具。工序工序 终检。2.3机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定调速钢杠杆零件材料为30钢，毛坯重量大约为0.45KG，生产类型为大批生产，采用铸造方法选用压力铸造。2.3.1加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大钻10IT119.8910扩1.8IT106.31.6261.821粗铰0.14IT83.20.1060.212钻7IT116.887铰1IT106.30.891.06钻5.2IT115.085.2铰0.8IT106.30.670.91 粗镗12.5IT122510.813.22.3.2平面工序尺寸工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件5.0CT1201粗铣孔左端面4.050122.34.501粗铣孔右端面4.050122.34.503粗铣孔左端面39122.51.203粗铣孔右端面39122.51.207粗车孔下的槽220122.352.3.3 确定切削用量及时间定额由于生产类型为大批量生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。工序I 粗铣，半精铣，精铣24H7mm孔的两端面。选用机床：61W万能升降台铣床。1加工条件：30钢加工要求：粗铣俩端面，加工余量为4mm机床：61W万能升降台铣床。 1粗铣24mm孔的两端面零件材料为铸铁30钢，故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表11-21和表12-22，取铣刀直径d=125mm，粗齿，z=20齿。2确定切削深度因为加工余量较小，故选择，一次走刀即可完成。3确定每齿进给量 于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表11-69可知 =0.060.12mm/z, 取=0.1 mm/齿。4确定刀具寿命及磨钝标准 查工艺手册表14-77,取u=38m/min则： =1000u/d=96（r/min）5计算切削速度和每分钟进给量查工艺手册表14-77,取u=38m/min则： =1000u/d=96（r/min）根据机床使用说明书，查表3.29，取主轴实际转速=100r/min,则实际切削速度 =d/1000=39.27（r/min）6校验机床功率当=100r/min时，刀具每分钟进给量应为= Z=0.120100=200(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度=205mm/min,则实际进给量 = /Z=0.1025(mm/Z)7计算基本工时切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=1.7mm,超出长度L2=3 mm。于是行程长度为L0L1L2，则机动工时为Tm= （L0L1L2）/=（351.73）/205=0.19(min) 2粗铣8H7mm孔的两端面零件材料为铸铁30钢，故可用高速钢直齿三面刃圆盘铣刀。查简明机械加工工艺手册（简称简明手册）表11-21和表12-22，取铣刀直径d=125mm，粗齿，z=20齿。2确定切削深度因为加工余量较小，故选择，一次走刀即可完成。3确定每齿进给量 于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。查机械加工工艺人员手册（简称工艺手册）表11-69可知 =0.060.12mm/z, 取=0.1 mm/齿。4确定刀具寿命及磨钝标准 查工艺手册表14-77,取u=38m/min则： =1000u/d=96（r/min）5计算切削速度和每分钟进给量查工艺手册表14-77,取u=38m/min则： =1000u/d=96（r/min）根据机床使用说明书，查表3.29，取主轴实际转速=100r/min,则实际切削速度 =d/1000=39.27（r/min）6校验机床功率当=100r/min时，刀具每分钟进给量应为= Z=0.120100=200(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度=205mm/min,则实际进给量 = /Z=0.1025(mm/Z)7计算基本工时切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=1.7mm,超出长度L2=3 mm。于是行程长度为L0L1L2，则机动工时为Tm= （L0L1L2）/=（351.73）/205=0.19(min) 工序III 粗铰、精铰12H7mm孔，锪12H7mm孔倒角。选用Z5125立式钻床。1.粗铰10mm两孔，选用硬质合金铰刀,d=10mm。单边切削深度a=Z/2=0.14/2=0.07mm。查工艺手册表14-60，f=12mm/r，按机床使用说明书取f=1mm/r.查工艺手册表14-60，取U=45m/min,则 n=1000u/d=100045/(19.94)=718(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=19.94680/1000=42.60(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.10mm,L2=22mm,则粗铰10mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(66+1.10+22)/(1680)=0.131(min)2.精铰20H7mm的孔，选用硬质合金铰刀,d=12H7mm。单边切削深度a=z/2=0.06/2=0.03mm。查工艺手册表14-60，按机床使用说明书取f=1mm/r.查工艺手册表14-60，取U=60m/min,则 n=1000u/d=100060/(20)=954.9(r/min)按机床使用说明书取n=960r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=20960/1000=60.3(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.05mm,L2=22mm,则精铰20H7mm孔的机动工时为：T=(L+L1+L2)/f n=(60+1.05+22)/(1.0960)=0.087(min)3.锪20H7mm孔两端倒角145,选用Z5125立式钻床，90锥面锪钻,d=25mm。查工艺手册表14-48，f=0.100.15mm/r,按机床试用说明书取f=0.13mm/r. 为了缩短辅助时间，取锪沉头孔的主轴转速与铰孔相同，即n=960r/min。工序 钻、粗铰、精铰8H8mm孔。选用Z5125立式钻床。1.钻d=7mm孔，选用高速钢麻花钻,d=7mm。单边切削深度a=d/2=7/2=3.5mm。查简明手册表11-10，f=0.180.22mm/r,按机床试用说明书取f=0.22mm/r.查简明手册表11-12，取U=0.2m/s=12m/min,则 n=1000u/d=100012/(7)=490.0(r/min)按机床使用说明书取n=680r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=7680/1000=16.15(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=2.4mm,L2=1.0mm,则钻7.8mm孔的机动工时为：T=2(L+L1+L2)/f n=2(20+2.4+1.0)/(0.22680)=0.31(min)2.粗铰7mm的孔，选用高速钢铰刀,d=8mm。单边切削深度a=z/2=0.15/2=0.075mm。查简明手册，按机床使用说明书取f=0.81mm/r.查简明手册表11-19，取U=0.173m/s=10.38m/min,则 n=1000u/d=100010.38/(8)=415.8(r/min)按机床使用说明书取n=545r/min,所以实际切削速度为： U=d n/1000=8545/1000=13.6(m/min)切削工时：查工艺手册得L1=1.075mm,L2=11mm,则粗铰8H8mm孔的机动工时为：T=2(L+L1+L2)/f n=2(20+1.075+11)/(0.81545)=0.14(min)粗铣。选用机床：61W万能升降台铣床。 1粗铣槽，选用高速钢直齿三面刃铣刀，直径d=100mm，宽度为7mm，Z=20，粗齿。查工艺手册表11-69可知， =0.060.12mm/z, 取=0.08mm/齿。查工艺手册表14-77,取u=38m/min则： =1000u/d=100038/（100）=120.9（r/min）根据机床使用说明书，查表3.29，取主轴实际转速=125r/min,则实际切削速度 =d/1000=（100125）/1000=39.27（r/min）当=125r/min时，每分钟进给量应为= Z=0.0820125=200(mm/min)查机床说明书，取实际进给速度=205mm/min,则实际进给量 = /Z=205/（20125）=0.082(mm/Z)切削工时：查工艺手册表15-14，切入长度L1=37.4mm,超出长度L2=3.0 mm。于是行程长度为L0L1L2，则机动工时为Tm= （L0L1L2）/=（22.8837.43.0）/205=0.31(min) 镗通孔，以下端面T4为定位基准，保证垂平行度误差不超过0.05mm,孔的表面粗糙度达到采用卧式组合镗床，V型块联动夹紧机构进行夹紧；1选择钻头 根据切削用量简明手册查得，高速钢麻花钻钻头比较适合，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角o12，二重刃长度b，=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度， 2选择切削用量（1）确定进给量按加工要求确定进给量：查切削用量简明手册表2.7，由于，由切削用量简明手册查得孔深修正系数为0.95,则： 按钻头强度钻头允许进给量，根据切削用量简明手册表2.8，查得钻头强度的允许量为；按机床进给机构强度选择：切削用量简明手册表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：。根据电子机械设计与工艺简明手册表18-61,最终选择进给量。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据切削用量简明手册表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf，故所选进给量可用。（2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削用量简明手册表2.12）为0.6mm，寿命（3）切削速度查切削用量简明手册表2.13，切削速度计算公式为： （2-4）其中，查得修正系数：，=，故实际的切削速度：（4）检验机床扭矩及功率查切削用量简明手册表2.20，当f0.26, do19mm时，Mt=31.78Nm，修正系数均为1.0，故查机床使用说明书得查切削用量简明手册表2.23,钻头消耗功率：查机床使用说明书。由于，故切削用量可用，即：3计算工时 查切削用量简明手册表2.29查得，入切量及超切量为：y+=8mm，则：孔轴线到底面T4位置尺寸为，因半精镗与粗镗的定位基准是用下端面T4与V型块，精镗后工序尺寸为，与下底面T4的位置精度为0.05mm,