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目录
第一节序言……………………………………………………………2第二节零件分析………………………………………………………2
1零件的功用分析2
2零件的工艺分析2
第三节机械加工工艺规程制定………………………………………3
1确定生产类型3
2确定毛坯制造形式3
结论…………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………17附图…………………………………………………………………18
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第一节序言
机械制造工艺学课程设计是我们融会大学所学的《机械制造技术基础》、《互换性与技术测量基础》等知识后,将理论与实践相结合对专业知识的综合运用训练,并且为我们以后做好毕业设计进行一次综合训练和准备。通过机械制造工艺学课程设计,我们应该得到下述各方面锻炼:
1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养分析问题和解决问题的能力。
2、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强我们解决工程实际问题的独立工作能力。
第二节零件分析
零件的功用分析
本次课程设计的零件是汽车换挡部分的操纵杆支架,它的主要作用是固定操纵杆,使其在行驶过程中牢固可靠。零件上的3-011孔用螺栓固定在底座上,操纵杆用①20的定位销固定在支架上,并且在换挡时依靠利用36槽轨迹不会引起偏差。
零件的工艺分析
从零件图上可以看出,标有表面粗糙度符号的表面有平面、内孔、槽等。从而操纵杆支架共有4组加工表面:
(1)2-020孔
(2)支架底面
(3)36槽
(4)3-011孔
此零件外形较小,图中除2-020孔,,其它加工面公差要求较低,并且无位置度要求,但是为了满足装配性能,根据现场实际,在加工过程中要制定工艺基准,并制定出工艺公差,利用工艺基准来加工后续工序。
第三节机械加工工艺规程制定
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操纵杆支架材料为灰铸铁,牌号HT200,零件年产量也已达大批生产的水平。
确定毛坯制造形式毛坯选择的正确与否,不仅影响产品质量,而且对制造成本也有很大的影响,因此加工零件之前应首先选用正确合适的毛坯。
由于灰铸铁不能选用锻造的方式得到,根据操纵杆支架的形状复杂,故毛坯类型应选用铸造方式得到。而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用精铸件,这从提高生产率、保证加工精度上考虑也是应该的。
选择定位基准定位基准的选择是工艺规程制订中的重要工作,它是工艺路线是否正确合理的前提。正确与合理的选择定位基准,可以确保加工质量,缩短工艺过程,简化工艺装备结构与种类、提高生产率。
(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。而对于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做粗基准。因为铣底面时要保证54±,所以以2-R20外圆表面为粗基准。
(2)精基准的选择:精基准的选择有利于保证加工精度,并使工件装夹方便。在选择时,主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。精基准选择为底面及3-011孔。
选择加工方法
(1)平面的加工平面的加工方法很多,有车、刨、铣、磨、拉等。对于本支架底端面的粗糙度要求Ra25um,精度要求较低,故选择端铣加工方式。
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(2)孔的加工
孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。对于本支架,3-011的孔为工艺孔,所以选用钻床加工的方式。2-011的孔,由于精度要求较为严格,因此选用立式铣床钻铣加工。
(3)槽的加工槽的加工方式有铣、磨、电火花等。对于本支架,考虑到经济性的要求,选用铣床加工。,公差等级为12级,精度要求较低,故选择粗铣加工方式即可。
制定工艺路线
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大
批生产的条件下,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。
(1)工艺路线方案一
工序I
钻铣2-020孔。
工序II
粗精铣底面A。
工序III
钻底面3-011孔。
工序IV
铣36槽。
工序V
检查
(2)工艺路线方案二
工序I
粗精铣底面A。
工序II
钻底面3-011孔。
工序III
钻铣2-020孔。
工序V
铣36槽。
工序V
检查
(3)工艺路线方案三
工序I
粗精铣底面A。
工序II
铣36槽。
工序III
钻铣2-020孔。
工序V
钻底面3-011孔。
工序V
检查
上述三个工艺方案的特点在于:方案
是先加工出2-020孔,
再以其为基准,加工出底面,而后以底面为基准,加工底面3-011孔及36
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槽。方案二是先加工出底面,再以底面为基准,加工出底面3-011孔,2-020孔及36槽,这种方案基准统一。方案三是先加工出底面,再以底面为基准,加工出36槽及2-020孔,最后以36槽与020做定位基准加工3-011孔。三种方案相比较,可以看出,方案一中,先以毛坯底面为粗基准,加工出2-020孔,再以2-020孔为基准加工底面,而后又以底面为基准,加工另外两组尺寸,由于中间变换了定位基准,不利于基准统一原则。方案二,先加工出底面,后续加工都已底面定位,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。而方案三也存在与方案一同样的弊端。因此,我们选用方案二做为操纵杆支架的加工路线:
工序I以两个R20外毛坯面做为粗基准,粗精铣底面A。
工序II以底面为基准,侧边采用辅助支撑,加工底面上3-①
11孔,其中2个孔做为后续工艺定位孔,按工艺尺寸加工。
工序III以一面两销定位,钻铣2-①20孔。
工序IV以底面及2-011孔,一面两销定位,加工36槽。工序V终检。
确定加工余量及毛坯尺寸
(一)确定加工余量
“操纵杆支架”零件材料为灰铸铁,硬度HB163-229HBW,生产类型为成批生产,采用精铸件毛坯。根据查表知,灰铸铁采用砂型铸造机器造型时,灰铸铁尺寸公差为CT8—CT12级,此处选为CT9级。又根据查表选择加工余量为G级,根据机械加工后铸件的最大轮廓尺
寸查表知各加工表面加工余量如下表所示:
加工表面
加工余量/mm
备注
底面
粗铣次完成
36的槽
粗铣次完成
3-011
无
钻、铰完成
2-020孔
无
钻、扩、铰、精铰完成
二)确定毛坯基本尺寸
加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应加工余量
即可,所得毛坯尺寸如下表所示:
零件尺寸/mm
单边加工余量/mm
毛坯尺寸/mm
12
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36
①11
0
0
①20
0
0
(三)确定毛坯尺寸公差各铸件加工尺寸公差如下表所示:
毛坯尺寸/mm
公差/mm
按“对称”标注
结果/mm
±
±
±
±
四)绘制毛坯简图
根据以上内容及砂型铸造的有关标准与规定,绘制毛坯简图,如附图所示。
(一)选择加工设备:
选择加工设备即选择机床类型。由于已经根据零件的形状、精度特点,选择了加工方法,因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号,主要取决于现场的设备情况。若零件加工余量较大,加工材料又较硬,有必要校验机床功率。初步选择各工序机床如下:
工序I铣底面:数控铣床
工序II加工底面3—①11工艺孔:钻床
工序III加工2-①20孔:摇臂钻床
工序IV加工36槽:卧式铣床
(二)选择夹具:
对于成批生产的零件,大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高效的前提下,也可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中所有工序均采用了专用机床家具,需专门设计、制造。
(三)选择***:在操纵杆的加工中,采用了铣、钻、扩、铰、等多种加工方式与之相对应,初选***的情况如下:
工序I铣底面:采用面铣刀来进行加工,铣削深度为
ap=,通过查表得:面铣刀刀柄及立装式立铣刀,***直径<p160。
工序II加工底面3—①11工艺孔:钻头选取高速钢钻头,直
径①,铰刀选取高速钢机用铰刀①11H9
工序III加工2-020孔:先采用直柄麻花钻完成加工工序,用d=19的高速钢直柄麻花钻钻孔,然后用
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d=,用d=,最后采用d=20的铰刀精铰孔。
工序IV加工36槽:选用可调式三面刃铣刀,直径①120,刀片
767,加工铸铁件。
(四)选择量具:
选择量具的原则是根据被测量对象的要求,在满足测量精度的前提下,尽量选用操作方便、测量效率高的量具。本零件属于成批生产,一般均采用通用量具,可以用游标卡尺。同时在条件允许的情况下,也可以设计专用量规,以量规的通端和止端测量零件加工的极限偏差,这可以显著的提高测量效率。
工序I铳底面A
(1)加工条件
工件材料:HT200,铸件
加工要求:粗精铣底面A。
机床:数控铣床。
***:采用面铣刀刀柄及立装式立铣刀,***直径©160。刀片材料P/K,型号LZ1282,适用加工材料为铸铁等。
(2)计算切削用量
,根据《组合机床切削用量计算》表9[11],Vc选60m/min,f0・縮/r。
(3)确定机床主轴转速
VX1000601000
n〜119r/min
c
按机床说明书,与119r/min相近的机床转速为95r/min
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(4)计算切削工时
以底面为基准,侧边采用辅助支撑,加工底面上3-
①11工艺孔。
1)加工条件
工件材料:HT200,铸件。加工要求:钻铰3-①11孔。机床:Z3040钻床。
铰刀选取高速钢机
***:钻头选取高速钢钻头,直径①10・5,用铰刀①11H9
2)计算切削用量
①先用①。
根据《组合机床切削用量计算》表1[11],v20m/min
所以n1000v100020606r/min
按机床选取n630r/
②用①11H9铰刀进行铰孔根据《组合机床切削用量计算》表6,.
v6m/min
按机床选取n200r/
(3)计算切削工时
v40m/min所以n如
100040
670r/min
钻削一孔:t铰削一孔:t
总切削时间:
工序III
(一)先用①19钻头钻底孔
⑴根据《组合机床切削用量计算》表9[11],,
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按机床选取n600r/
计算切削工时
加工两个孔所需要的时间为:
扩2—①20mm的通孔切削用量及基本时间的确定
本工序是扩2—①20mm孔已知工件材料:HT200,硬度200MP&,铸件。所用机床为Z3025摇臂钻床。根据表5-19知选取d=,L=238高速钢锥柄麻花钻作为***。根据表5-48选择的麻花钻参数30,2118,50,f12。由表5-49知,当J20mm时,选择
钻头后刀面磨损极限值为0・8mm,耐用度T45min。
a
p
2,故可取ap=
确定背吃刀量dd
a—w
p2
确定进给量f
按照加工要求决定进给量。钻头直径do=,工件材料为
铸钢且b200MP即时,根据表5-50,~。因为孔的深度与孔的直径相差不多,故无需修正系数来修正。根据Z3025机床标准进给量,查表5-51,。
确定切削速度v根据表5-52的计算公式确定切削速度
vCvd0v—k(n/min)
Tmaxvfyvv
p
tv
式中,cv12・9,zv0-25Xv0-1yv0-4mv0'125o因本例的加工条件与该公式应用条件不完全相同,故需对切削速度进行修正,由表5-53得:根据***耐用度T45min,得修正系数J山;工件材料b200MPa,;***材料为高速钢,得修正系数ktvL°;钻头为标准刃磨形状,得修正系数kxv0-87。所以
vTvMvtvxv
vmm/min..
'=
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=
根据Z3025机床标准主轴转速,由表5-54选取n250rmin,实
际切削速度速为
1000mJmin=,:min
校验机床功率由表5-55,查得转矩t和切削功率Pm计算公式如下:
TCdzTfyTk(Nm)
T0T
P匕(kW)
m30d
0
式中,",kTkMTkxTkVBT,由表5-56得:;与刃磨形状有关的修正系数
kxTI0;与***磨钝有关的修正系数kVBT0'87。因此,总的修正系数为
T
所以钻孔时的转矩为
TcTd0zTfyTKT==
Tv
P
m30d
0
(KW)
由表5-14矢知Z3025机床主轴最大转矩[
,主电机
功率PE2-2kW。由于TTm,PmPE,做选择的切削用量可用。最后
所确定的切削用量为
;
p
;
(n250rmin).
由表5-57得钻孔的基本时间为
lll
wf1
fn