机械制造工艺学课程设计2精.docx
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机械制造工艺学课程设计2精.docx
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机械制造工艺学课程设计2精
序言
机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部的基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在毕业前对所学个课程知识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,它在我们的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言,我希望通过这次的课程设计对自己未来的事业的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己的分析问题、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,设计尚有许多的不足之处,恳请老师给予指教。
一零件的分析
1.生产类型的确定:
中批生产
2.零件分析图
飞轮在机器中的作用是配重轮,起平衡作用。
飞轮零件图的视图正确、完整。
尺寸公差及技术要求齐全。
本零件个表面的加工在现有的装备技术水平上能完成。
飞轮的3个平面表面粗糙度值都为Ra12.5,要求不高;飞轮与轴配合的内孔Φ38H7的粗糙度值为Ra1.6要求较高且要保证偏差值,打扮加工不算太难;飞轮的外圆加工只需要保证其基本尺寸和表面粗糙度值即可;其他外圆只需要保证其基本尺寸即可;内孔上的键槽要保证它的尺寸偏差值及对称度以及表面粗糙度;4个Φ20mm的孔分布在Φ130的外圆上,无精度要求,只需钻通即可。
二零件的工艺规程设计
(一)选择毛坯
该零件的材料为HT200,轮廓尺寸不大,形状不复杂,又是成批生产,故可采用铸造。
毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。
中心孔及沟槽铸造出来,然后经过时效处理。
(二)工艺规程设计
1.定位基准的选择
本零件是带孔的盘状飞轮,内孔是设计基准。
为避免由于基准不重合而
产生的误差,应该选内孔为定位基准,即遵循“基准重合”原则。
即选
Φ38H7孔及一个端面作为精基准。
2.零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有外圆、内孔、端面及槽。
材料是HT200,加工方法
选择如下:
Φ38mm内孔公差等级为IT7,表面粗糙度值未Ra1.6um需经过粗
车、半精车、精车
键槽10±0.018相对于A基准有对称度和表面糙度要求,可在拉床上
完成。
外圆Φ100mm和槽的几个面未标注尺寸公差和表面粗糙度。
外圆
Φ200mm未标注尺寸公差等级,且表面粗糙度为Ra3.2um,可通
过粗车、半精车、精车保证。
4个Φ20mm的孔的表面粗糙度为Ra25,在钻床上加工即可。
3个端面的表面粗糙度值都为Ra12.5,经过粗车,半精车即可。
3.制定工艺加工路线
按照先加工基准面及先粗后精的原则,飞轮的加工可按下面的加工路
线进行:
方案一:
工序10:
以外圆Φ200mm及端面定位,粗车另两个端面,粗车孔
Φ38mm。
工序20:
以粗车后的内孔Φ38mm及端面定位,粗车另一个端面,
粗车外圆Φ200mm。
工序30:
以粗车后的外圆Φ200mm及左端面为基准定位,半精车
右端面,半精车Φ38mm孔及倒角。
工序40:
以外圆Φ200mm及右端面定位,半精车左边两个平面,
精车孔Φ38H7倒角。
工序50:
以孔Φ38H7及端面定位,铣沟槽至深度22.5mm,宽度
为30mm。
工序60:
以孔Φ38H7及端面定位,钻4个Φ20mm的孔。
工序70:
在立式拉床上加工键槽到图样规定的尺寸。
工序80:
钳工去毛刺。
工序90:
终检并进行静平衡实验。
方案二:
工序10:
以外圆Φ200mm及零件图上的右端面定位,粗车另两个
端面,粗车孔Φ38mm。
工序20:
以粗车后的内孔Φ38mm及端面定位,粗车另一个端面,
粗车、半精车外圆Φ200mm并倒角。
工序30:
以外圆Φ200mm及右端面定位,半精车、精车孔Φ38H7
倒角。
工序40:
以孔Φ38H7及端面定位,钻4个Φ20mm的孔。
工序50:
在立式拉床上加工键槽到图样规定的尺寸。
工序60:
钳工去毛刺。
工序70:
终检并进行静平衡实验。
本零件为中批量生产,考虑到生产效率和成本关系,工序应该较
集中,故选用方案二。
4.确定机械加工余量及毛坯尺寸,设计毛坯—零件综合图
(1)铸件尺寸公差
铸件尺寸公差分为16级,由于是成批生产,毛坯制造方法采用砂
型机器造型。
由《工艺人员手册》查得铸件尺寸公差等级为CT10级,
错型值为1.0mm。
(2)铸件机械加工余量
对中批量的铸件加工余量由《工艺人员手册》查得,选取MA为
G级,个表面的总余量见下表:
各加工表面总余量(单位/mm)
由《工艺人员手册》查得铸件主要尺寸公差
毛坯零件主要尺寸及公差(单位/mm)
5工序设计
(1)选择加工设备及工艺装备
Ⅰ选择机床
a.工序10、20、30是粗车、半精车和精车,要求不是很高,选用常
用的CA6140型车床即可。
b.工序40钻4个Φ20mm的孔,可采用专用的分度夹具在立式
钻床Z518上完成。
c.工序50为加工键槽,有对称度、表面粗糙度和偏差要求,可在拉
床L514上加工。
Ⅱ选择夹具
第一、二、三道工序专用车床专用夹具,第四、五道工序选用专用
的夹具。
Ⅲ选择刀具
a.在车床上加工选用硬质合金刀具,加工铸铁零件采用YW类硬质
合金,粗加工用YW2,半精加工和精加工用YW1。
为提高生产效
率及经济效率可采用可转位车刀。
b.钻Φ20mm孔用Φ20的整体硬质直柄麻花钻。
c.键槽用拉刀主切削刃的长度为10mm的键槽拉刀。
Ⅳ选择量具。
本零件属成批生产,均采用通用量具。
a.中心孔加工量具
由于精度要求较高,加工时每个零件都需进行测量,故选用极限量
规,根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规。
b.外圆加工量具
工序20中半精车外圆Φ200选用普通游标卡尺即可。
所有轴向尺寸均无偏差值要求,鼓用普通游标卡尺即可。
(2)确定工序尺寸
Ⅰ确定圆柱面的工序尺寸
圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸、公差及表面粗糙度
Ⅱ确定轴向工序尺寸
a.确定各加工表面的工序加工余量
工序Ⅰ
工序Ⅱ
工序Ⅲ
工序Ⅳ
各端面的工序加工余量(单位/mm)
b.确定工序尺寸
尺寸余量由余量法确定
L13=L14+Z34=(110+0.7)mm
=110.7mm
L12=L13+Z13=(110.7+0.7)
=111.4mm
L11=L12+Z11=(111.4+1.3)mm
=112.7mm
L23=L24+Z24=(95+0.7)mm
=95.7mm
L22=L23+Z24=(95.7+0.7)mm
=96.4mm
L21=L22+Z22=(96.4+1.3)
=97.7mm
Ⅳ确定切削用量
a.车Φ38mm的内孔
当材料为铸铁,粗车时进给量为0.4mm/r;半精车时为0.4mm/r;精车时为
0.1mm/r。
查《切削用量手册》,当工件为铸铁时,粗加工用YW2刀具,切削速度为
50-70m/min,半精加工时用YW2,切削速度为90-110m/min,精加工时为90m/min。
确定主轴转速:
N1=1000v/(∏dw)=1000×60/(3.14×38)=500r/min
N2=1000v/(∏dw)=1000×100/(
3.14×38)=840r/min
N3=1000v/(∏dw)=1000×90/(3.14×38)=760r/min
b.加工Φ200的外圆
查《切削用量手册》,当工件为铸铁时粗车时,进给量为1.0mm/r,半精车时为0.5mm/r。
C.车倒角
d.车端面
e.钻孔
f.拉键槽
加工刀具为成型刀具,只需要一次进给就能完成。
三.夹具设计
由飞轮的零件图样,现需设计加工键槽的夹具。
1.零件本工序的加工需求分析
本工序的加工要求在Φ38mm的孔上加工出宽度为10±0.018mm深度保证尺寸为41.3mm的键槽,表面粗糙度值为Ra3.2um
本工序前外圆Φ200mm,内孔Φ38mm,端面和4个Φ20mm的孔都已加工好。
本工序采用拉刀主切削刃长度为10mm的键槽拉刀在L514立式
拉床上加工
2.确定夹具类型
本工序所加工的键槽为轴向槽,且槽对小孔有位置方向要求。
故选
用小孔定位,轴向夹紧。
3.拟定定位方案和定位元件
(1)定位方案
方案一:
键槽对称度有要求,且只加工一个槽,为了保证对称度,可选
用外圆Φ200mm做定位基准(以V形块为定位元件)限制
4个自由度,再加一个挡扳限制5个自由度。
用短V形块夹
紧。
方案二:
键槽有对称度要求,且相对于小孔有位置方向要求,可选用“一
面两孔”定位方案限制工件的6个自由度。
经比较,方案二比方案一的夹具制造成本更低,易于实现设计加工制造。
故选用方案二。
(2)定位元件
根据定位方式,选用一个圆柱销和一个菱形销作为定位元件。
4.定位误差计算
本工序尺寸41.3的定位误差分析如下:
定位基准是Φ20的孔,工序基准是内孔Φ38的下素线,所以定位基准不重合。
L1=(0.011+0.011+0.032)mm=0.054mm
L2=(0.054+0.012)mm=0.066mm
<1/3×0.2mm
=0.0667mm
定位误差小于工序尺寸公差的1/3,所以此加工方案可行。
5.确定夹紧方案
选用斜楔与滑柱压板组合而成的夹紧机构。
6.夹紧力的计算
Q=KP(Q-夹紧力,P-切削力,K-安全系数)
∵P=PZ’bZiK1K2K3
=20.7×10×7×1×1×1
=1449kgf
因为拉削力的方向和夹紧力的方向相反,所以安全系数取2.5
∴Q=2.5×1449kgf
=3622.5kgf
四设计小结
通过对飞轮加工工艺设计和夹具的设计,我初步掌握了机械加工工艺设计的一般方法和步骤,也进一步拓宽了我的专业知识,提高了对编写工艺和夹具设计的认识和综合应用知识的能力。
3周以来,我结合自身学的知识,查阅相关的资料,在老师的指导下,经过仔细的分析、计算和绘图,终于完成了设计的任务。
通过3周的学习和实践,我深深的体会到,要成为一名合格的工艺设计者,不但要要扎实的知识基础,还要有查阅各种资料和书籍的能力。
除了具有过硬的专业知识之外,还要有坚强的毅力,不屈不挠和不怕出错的精神。
在设计期间,我遇到了不少的问题,有的是经过老师的点拨解决的,有的是经过查阅相关的课程的知识复习解决的。
总之,通过这次的设计,我受益匪浅。
参考文献《机械制造工艺与装备课程设计指导》机械制造工艺与装备课程设计指导》倪森寿编化学工业出版社《机械制造技术》机械制造技术》王茂元编机械工业出版社《金属切削手册》金属切削手册》上海市金属切削委员会编上海科学技术出版社《金属切削机床夹具设计手册》金属切削机床夹具设计手册》机械工业出版社《机床夹具设计》机床夹具设计》王秀论等编中国铁道出版社《典型零件机械加工工艺》典型零件机械加工工艺》冯大冠编机械工业出版社11
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