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1、 课程设计说明书弯轴支撑套筒的夹具设计及其工艺分析 姓名: 杨林锋 学号: 1245522127 专业:机械设计制造及其自动化 班级: 12机制(1)班 指导老师: 吴爱胜 目 录序言.3 1.课程设计的目的零件的分析.4 1.零件图 2.零件的工艺分析 3.零件的生产类型工艺规程的设计.4 1.定位基准的选择 (1)粗基准的选择 (2)精基准的选择 2.零件表面加工方法的选择 3.制定工艺路线 4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (1)确定毛坯种类 (2)确定工序余量、工序尺寸及其公差 5.确定切削用量及基本工时夹具设计.15 1.问题提出 2.夹具设计 (1)定位基准的选择 (2)
2、定位方式的选择 (3)夹紧元件 (4)导向元件 (5)自由度的限制 (6)切削力及夹紧力的计算 (7)定位误差分析参考文献.18序 言 课程设计的目的 本次课程设计,是在学完相关专业基础课程后,经过生产实习取得感性知识后的一个重要的实践性教学环节。学生通过本课程设计,获得综合运用过去所学课程知识的基本能力,为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和准备。通过此次课程设计,希望达到以下目的: (1)通过机械设计训练,培养学生综合运用机械设计基础知识及其它有关先修课程,如机械制图、测量与公差配合、金属材料等相关知识的能力。 (2)通过对某一特定机构的分析、设计,以及正确解决其工艺流程等问题
3、,培养学生分析问题和解决问题的能力,学习和掌握机械设计的一般步骤和方法,最终获得解决实际问题的能力 (3)课程设计过程也是理论联系实际的过程,学会使用手册、查询相关材料,对运用设计资料(如手册、图册、技术标准、规范等)以及进行经验估算等机械设计方面的基本技能进行一次综合训练,提高技能水平。一、零件的分析 1、零件图2、 零件的工艺性分析 套筒共有4个加工表面,现分析如下:1、 钻两个20mmH9孔,保证粗糙度Ra6.32、铣A面以及50mm轴孔的两端面,保证粗糙度Ra6.33、以A面为基准镗50mm轴孔,保证粗糙度Ra1.64、钻5mm油孔,保证粗糙度Ra12.5 由以上分析可知,对这4个加工
4、表面,要先加工其中一组表面,然后借助专用夹具加工另一组表面,保证它们的相对位置精度要求。3、零件的生产类型由设计任务书知,零件为中批量生产,故:(a)毛坯的制造方法与加工余量:使用砂型铸造,由于零件加工精度要求不高,所以只需要粗加工,加工余量小。(b)机床设备及机床布置:广泛采用自动机床、专用机床,采用自动线或专用机床流水线排列。(c)夹具及尺寸保证:高效专用夹具;定程及自动测量控制尺寸。(d)刀具及量具:专用刀具、量具,自动测量。(e)零件的互换性:全部互换。(f)工艺文件的要求:编制详细的工艺规程、工序卡片。(g)生产率:高(h)成本:底(i)对工人的技术要求:对操作工人的技术要求较低,对
5、调整工人的技术要求较高。二、工艺规程的设计(一)、确定毛坯的制造形式 选用铸件,就能满足工作需要,由于零件的年产量为大批大量生产,形状较简单,尺寸不大,可采用砂型铸造。(二)、定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的最重要的工作之一。定位基准选择的正确与否可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。否则,加工工艺过程中就会问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使工作无法正常进行。 粗基准的选择: 合理地选择定位基准,对于保证加工精度和确定加工顺序都有决定性的影响。在最初的一道工序中,只能用毛坯尚未加工的表面作为定位基准,这种定位基准成为粗基准。选择不加工表面作为粗基准可以保证加工面与不
6、加工面之间的相互位置精度,故对于一般零件而言,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。而对于此零件,选择与A面相对的右平面为粗基准。 1、基准重合原则。尽可能使设计基准和定位基准重合,以减少定位误差。 2、基准统一原则。尽可能使用同一定位基准加工表面,以保证各表面的位置精度。如轴类零件常用两端顶尖孔作为统一定位基准。 3、互为基准原则。当两个加工表面间的位置精度要求比较高的时候,可用互为基准的原则反复加工。 4、自为基准的原则。当要求加工余量小而均匀时,可选择加工表面作为自身的定位基准。 考虑要保证零件的价加工精度和
7、装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算。本零件选择50mm通孔轴线为精基准。(三)、制订工艺路线工序1:以50mm孔与侧平面为基准两次钻、铰20mm孔,保证尺寸20mm。选用立式钻床Z525。工序2 :以右平面为粗基准铣A面,保证粗糙度Ra6.3,选用立式铣床X51。工序3 :以A面为精基准粗铣50mm孔右端面,保证粗糙度Ra6.3,选用立式铣床X51。工序4 :以50mm孔右端面为精基准粗铣50mm孔左端面,保证粗糙度Ra6.3,选用立式铣床X51。工序5 :以A面为精基准镗孔50mm,先粗镗至49.8mm,再精镗至50mm,保证
8、粗糙度Ra1.6,选用金刚镗床T740k。工序6 :以50mm孔为基准钻5mm油孔。工序7 :去毛刺工序8 :终检(四)、机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 弯轴套筒零件材料为灰铸铁,生产类型为大批大量生产,采用砂型造型铸造的毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下: 加 工 表 面工序(mm)工 序余 量工序基本尺寸(mm)公差等 级公差(mm)表面粗糙度(mm)20mm孔钻孔18铰孔2Z=220IT103.2铣A面粗铣79IT136.3毛坯Z=179铣50mm孔左端面粗铣64IT136.3毛坯Z=1.564铣50mm孔左端面粗铣64I
9、T136.3毛坯Z=1.564镗50mm孔粗镗2Z=0.850IT91.6精镗2Z=0.250钻5mm油孔钻孔5IT1312.5(五)、确定切削用量及基本工时(注:以下查表数据参考 机械制造技术基础课程设计指导工件材料:HT150,=150MPa,硬度125-205HBW,选用砂型铸造。)工序1:钻2*20mm孔 1.加工要求:保证H9 机床:立式钻床Z525 刀具:18mm麻花钻、20mm铰刀2.计算切削用量(1)钻18mm孔 1)确定背吃刀量:ap=Z/2=9mm 2)进给量:查表4.123和表4.43,取进给量f=0.30mm/r 3)确定切削速度: 查4-123,取V=50m/min
10、由n=1000V/d,得n=884.19(r/min) 查表4.43,取n=960(r/min) 此时,实际切削速度V= nd/1000=54.29(m/min) 4)切削工时: 查表得:t=(Lw+L1+L)/fn L=dcotk/2=5.22mm,L1=23mm,Lw=14mm 带入公式得:t=0.074min(2)铰20mm孔 1)确定背吃刀量:ap=Z/2=1mm 2)进给量:查表4.132和表4.43,取进给量f=0.20mm/r 3)确定切削速度: 查4-132,取V=10m/min 由n=1000V/d,得n=159.15(r/min) 查表4.43,取n=140(r/min)
11、此时,实际切削速度V= nd/1000=8.80(m/min) 4)切削工时: 查表得:t=(Lw+L1+L)/fn L=dcotk/2=5.22mm,L1=23mm,Lw=14mm 带入公式得:t=1.235min工序2:粗铣A面 1.加工要求:保证粗糙度Ra6.3 机床:立式铣床X51 刀具:100面铣刀 2.计算切削用量 (1)粗铣A面 1)背吃刀量:ap=Z=1mm 2)进给量:f=0.20mm/z 3)计算铣削速度: 查表4.113,按d/z=100/6,f=0.20mm/z的条件选取v=109m/min 由n=1000V/d,得n=358.6(r/min),查表4.4 n=380r
12、/min 此时,实际切削速度V= nd/1000=119.3(m/min) 4)切削工时: 查表得:t=(L1+L2+L3)/fn L1=90mm,L2=29.48mm,L3=0mm 带入数据得:t=1.00min工序3:以A面为精基准粗铣50mm孔右端面 1)背吃刀量:ap=Z=1.5mm 2)进给量:f=0.15mm/z 3)计算铣削速度: 查表4.113,按d/z=100/6,f=0.15mm/z的条件选取v=123m/min 由n=1000V/d,得n=391.72(r/min),查表4.47 n=380r/min 此时,实际切削速度V= nd/1000=119.3(m/min) 4)切削工时: 查表得:t=(L1+L2+L3)/fn L1=64mm,L2=11.58mm,L3=0mm 带入数据得:t=0.63min工序4:以50mm孔右端面为精基准粗铣50mm孔左端面 1)背吃刀量:ap=Z=1.5mm 2)进给量:f=0.15mm/z 3)计算铣削速度: 查表4.113,按d/z=100/6,f=0.15mm/z的条件选 v=123m/min 由n=1000V/d