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車輛與動力工程學院課程設計說明書
目錄
序言.....................................1
1、 零件分析..................................2
2、 工藝規(guī)程設計..............................3
3、 夾具設計..................................8
四、設計心得..................................9
五、參考文獻.....................................11
序言
機械制造工藝學課程設計是在學完了機械制造工藝學(含機床夾具設計)和大部分專業(yè)課,并進行了生產(chǎn)實習的基礎上進行的一個教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識,獨立地分析和解決工藝問題,初步具備了設計一個中等復雜零件(杠桿)的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設計的基本原理和方法,擬定夾具設計方案。完成夾具結(jié)構設計能力,也是熟悉和運用有關手冊、圖表等技術資料及編寫技術文件等基本技能的一次實踐機會,為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下良好的基礎。
一、零件分析
(一)零件的作用
題目給出的零件是機油泵傳動軸支架。它的主要的作用是用來支承傳動軸、連接油口的。要求零件的配合是符合要求。
(二)零件的工藝分析
機油泵傳動軸支架工藝分析如下:
1. 底面,達到精度。
2. 在地面鉆、粗鉸、精鉸2個的油孔,粗糙度為。并锪的沉空,粗糙度為。鉆3個精度為的孔。
3. 粗銑傳動軸支撐圓孔兩端面,要求,定位尺寸,表面精度達到的要求。鉆、擴鉆、鉸孔,表面精度為。
4. 在上鉆表面精度為。
5. 軸線對A面的不平行度在100長度上不大于0.1,對B-B面的不垂直度沒100長度上不大于0.05。
6. 其他未注公差尺寸的公差加工表面按Q/SB123-64,非加工表面按Q/SB124-65確定。
二、工藝規(guī)程的設計
(一)、確定毛坯的制造形式
零件的材料HT200。考慮到零件在工作中處于潤滑狀態(tài),采用潤滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為5000件,達到大批生產(chǎn)的水平,而且零件的輪廓尺寸不大,鑄造表面質(zhì)量的要求高,故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的,適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。
查參考文獻《機械加工工藝簡明手冊》得:
各加工表面表面總余量
加工表面
基本尺寸()
加工余量等級
加工余量數(shù)值(mm)
說明
底面
5
6
加工底面
孔
鉆
7.8
7.96
8
7.8
0.08
0.02
油孔
粗銑
精銑
Φ11
11
5.5
加工內(nèi)孔
支承軸孔斷面
42
5
各4.5
加工兩端面
Φ32(H7)孔
32
5
4.5
加工內(nèi)孔
Φ11
11
5.5
加工內(nèi)孔
(二)、基面的選擇
(1)粗基準的選擇。對于本零件而言,按照粗基準的選擇原則,選擇本零件的Ф52mm圓柱表面作為加工的粗基準,可用V型塊定位并由壓板對工件進行加緊,V形塊作為主要定位,以消除四個自由度。再以一可調(diào)支撐釘限制一個自由度,達到完全定位,就可加工底平面。
(2)精基準的選擇。主要考慮到基準重合的問題,和便于裝夾,以及的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度比較高,采用底面及兩油孔作為精基準。
(三)、工件表面加工方法的選擇
本零件的加工表面有:支架底面、兩個孔,三個空,軸支撐孔兩端面,的軸孔,以及的油孔。材料為HT200,加工方法選擇如下:
1.選用臥式升降臺銑床粗銑、伴精銑底面,達到精度。
2.選用立式鉆床Z525鉆、粗鉸、精鉸2個的油孔,粗糙度為。并锪的沉空,粗糙度為。
3.選用立式鉆床Z525鉆3個精度為的孔。
4.選用臥式升降臺銑床粗銑傳動軸支撐圓孔兩端面,要求,定位尺寸,表面精度達到的要求。
6.選用立式鉆床Z5163,鉆、擴鉆、鉸孔,表面精度為。
7.選用立式鉆床Z525鉆表面精度為。
(四)、確定工藝路線
1、工藝路線方案:
鑄造
時效
機加工序:
工序Ⅰ:粗精銑機油泵傳動軸支架底面
工序Ⅱ:在底面上鉆兩個Φ8(H7)內(nèi)孔使尺寸達到7.8。
工序Ⅲ:粗銑、精銑孔Ф8(H7)達到要求精度。
工序Ⅳ:倒 Φ10×900角。
工序Ⅴ:在底面鉆3個 Φ11的內(nèi)孔,滿足要求進度。
工序Ⅵ:銑軸支撐孔兩端面,滿足尺寸要求級精度要求。
去毛刺,清洗。
工序Ⅶ:加工Φ32(H7)孔鉆至Φ28mm。
工序Ⅷ:加工Φ32(H7)孔鉆至Φ30mm。
工序Ⅸ:加工Φ32(H7)孔擴至Φ31.75mm。
工序Ⅹ:鉸孔Φ31.75mm達到Φ32(H7)以及滿足粗糙度要求。
工序:鉆 Φ11孔。
檢驗入庫。
(四):選擇加工設備及刀、量、夾具(加工Φ8H7孔)
由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),故加工設備宜以采用通用機床為主,輔以少量專用機床。其生產(chǎn)方式為以通用機床加專用夾具為主,輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線。工件在各級床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完后。
鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。采用立式Z518型鉆床,刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆,專用鉆夾具和專用檢量具。
粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床,選擇刀具為D=8mm直柄機用鉸刀,使用專用夾具和專用量檢具。
精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8(H7)。采用立式Z518型鉆床,選擇刀具為D=8mm的直柄機用鉸刀,使用專用的夾具和專用的量檢具。(參考資料和文獻均來自:機械工藝設計手冊,主編:李益民,機械工業(yè)出版社出版)
(五)、加工工序設計
根據(jù)本次設計的要求,工序設計只設計老師所給出工序的計算。下面是對Φ8(H7)內(nèi)孔的加工設計。
各工步余量和工序尺寸及公差(mm)
加工表面
加工方法
余量
公差等級
工序尺寸
2×Φ8(H7)
鉆孔
0.215
—
Φ7.8
2×Φ8(H7)
擴孔
0.055
—
Φ 7.96
2×Φ8(H7)
鉸孔
—
H7
Φ8(H7)
1、 鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達到7.8mm。
2、 粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到7.96mm。
3、 精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達到Φ8(H7)。
這三部工序全都采用Z518機床來進行加工的,故:
(1)參考文獻:機械設計工藝簡明手冊,并參考Z518機床主要技術參數(shù),取鉆2×Ф8(H7)孔的進給量f=0.3mm/r,用插入法求得鉆2×Ф8(H7)孔的切削速度為v=0.435m/s=26.1m/min,由此算出轉(zhuǎn)速為:
n=1000v/d=1000×26.1/3.14×8r/min=1039r/min
按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1000r/min,則實際切削速度為v=3.14×1000/1000m/min≈22m/min.
從參考《金屬機械加工工藝人員手冊》得知:
切削力:
扭矩:
求出鉆2×Ф8(H7)孔的和 如下:
根據(jù)所得出數(shù)據(jù),它們均少于機床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進給力,故滿足機床剛度需求。
(2) 參考文獻:機械設計工藝簡明手冊,并參考Z518機床主要技術參數(shù),取擴孔2×Ф8(H7)的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得:擴孔的切削速度為,故?。?
,
由此算出轉(zhuǎn)速:
,
取機床實際轉(zhuǎn)速n=450r/min。
(3) 參考文獻:機械設計工藝簡明手冊,并參考Z518機床主要技術參數(shù),取鉸孔的進給量f=0.3mm/r,參考文獻得:鉸孔的切削速度為v=0.3m/s=18m/min。由此算出轉(zhuǎn)速:
,
按照機床的實際轉(zhuǎn)速n=720r/min。則實際切削速度為:
。
三、夾具的設計
本次的夾具為—工序Ⅸ:鉆、粗、精鉸32孔?!”竟ば蛩庸さ目资俏挥跈C油泵傳動軸支架底平面內(nèi),孔徑不大。
1、 確定設計方案
這道工序所加工的孔在底平面上,且與底平面垂直,Q/SB123-64。
根據(jù)工件結(jié)構特點,其定位方案如下圖:
用V型塊定位 φ52外圓表面限制工件的x、z方向的移動,以及繞z、x軸線的轉(zhuǎn)動四個自由度,再用可調(diào)支撐和定位塊分別限制繞y軸轉(zhuǎn)動和沿y軸移動,使工件處于完全定位狀態(tài)。
2 、選擇定位元件
(1)選擇標準V型塊,作為以φ 52外圓表面的定位元件。
(2)選擇可調(diào)支承釘為32孔外緣毛坯一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件 ,用鎖緊螺母將其鎖緊,防止在加工孔時出現(xiàn)扭轉(zhuǎn),限制工件六個自由度。
3、計算夾緊力并確定螺桿直徑
參考文獻(機械加工工藝手冊),因夾具的的夾緊力與切削力方向相反,實際所需夾緊力與切削力F之間的關系為:
=KF/u,式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻得,當夾緊力與切削力方向相反時,取K=3,u=0.3。
由前面的計算可知F=1300N。所以,=KF=1300×3N/0.3=13000N。
4、定位誤差計算
(1)加工32孔時右邊孔中心線與 φ52軸線在橫向尺寸為,而V型塊不影響橫向尺寸,固定為誤差為0,滿足橫向尺寸要求。在縱向與定位塊定位面尺寸為29(按未注公差計算),而鉆模套與定位面尺寸為滿足要求。
而32孔軸線之間尺寸分別為 和,利用鉆模板鉆模套保證滿足要求,并可以節(jié)省時間。
四、設計心得
經(jīng)過著兩個星期的努力,不僅順利完成了課程設計這個任務,而且從中一方面鞏固了之前的理論學習,另一方面也發(fā)現(xiàn)了自己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的知道,和自己的認真學習,自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解,把在設計過程中發(fā)現(xiàn)的問題,作為今后學習過程中努力的方向。課程設計,是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結(jié)合,使自己把學過的知識聯(lián)系起來,運用在各個方面上去。同時,廣泛地運用設計手冊,學會了在實際中運用工具書,和獨立完成每一步查找工作;在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成,所以在設計過程中需要和同學一起討論分析,在夾具設計過程中也想同學征求了意見,是設計更加符合實際要求。
五、參考文獻
1、李益民主編,機械加工工藝簡明手冊,北京:機械工業(yè)出版社,1994.7
2、廖念釗等主編,互換性與技術測量(第四版),北京:中國計量出版社,1990.2
3、金屬機械加工工藝人員手冊,上海:上??茖W技術出版社,1981.10
4、曾東健主編,汽車制造工藝學,北京:機械工業(yè)出版社,2009.1
5、孟少農(nóng)主編,機械加工工藝手冊1、2、3,北京:機械工業(yè)出版社,1992.9
6、陳宏鈞主編,實用機械加工工藝手冊,北京:機械工業(yè)出版社,2003.7
7、趙家齊主編,機械制造工藝學課程實際指導書,北京:接卸工業(yè)出版社,2010.8
8、機床夾具設計手冊,東北重工機械學院 洛陽工學院 第一汽車制造廠職工大學編,上海:上海科學技術出版社,1990.5
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