左臂殼體加工工藝及鉆φ13孔夾具設計
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機械加工工藝過程卡片
產品型號
零(部)件圖號
產品名稱
左臂殼體
零(部)件名稱
左臂殼體
共1頁
第1頁
材料牌號
HT200
毛坯種類
鑄件
毛坯外型尺寸
每毛坯可制件數
1
每臺件數
1
備注
工序號
工種
工 序 內 容
車間
工段
設備
工 藝 裝 備
工 時
準終
單件
1
鑄造
金屬型鑄造
金工
2
熱處理
退火
熱
3
檢驗
檢驗毛坯
4
車
粗車mm外圓面,右端面,左邊1mm臺階,倒角
粗鏜mm的內孔
金工
臥式車床CA6140
專用車夾具
5
車
粗車mm外圓面,左端面,右邊1mm臺階,倒角
金工
臥式車床CA6140
專用車夾具
6
車
半精車mm外圓面,右端面, 倒角
半精鏜mm的內孔
精車mm外圓面,右端面, 倒角
精鏜mm的內孔
金工
臥式車床CA6140
專用車夾具
7
車
半精車mm外圓面,右端面, 倒角
精車mm外圓面,右端面, 倒角
金工
臥式車床CA6140
專用車夾具
8
鉆
鉆右端的孔,的孔
鉸的孔
金工
搖臂鉆床
專用鉆夾具
9
鉆
鉆左端的孔,的孔
鉸的孔,
金工
搖臂鉆床
專用鉆夾具
10
鉗
去毛刺
金工
鉗工臺
12
檢
檢驗精加工尺寸
檢
13
輔助
清洗
14
終檢
按零件圖樣要求全面檢查
檢
15
輔助
油封、入庫
機械制造技術基礎
課程設計說明書
設計題目:設計“左臂殼體”零件的機械
加工工藝規(guī)程及工藝裝備
設 計 者:
班級學號:
指導教師:
江南大學
2010年7月8日
江南大學
機械制造技術基礎課程設計任務書
題目:設計“左臂殼體”零件的機械加工工藝規(guī)程及相關工序的專用夾具
內容:1.被加工零件零件圖 1張
2.毛坯圖 1張
3.機械加工工藝過程綜合卡片 1張
(機械加工工序卡片 1套)
4.夾具設計裝配圖 1張
5.主要零件圖 1張
6.課程設計說明書 1份
原始資料:零件圖樣,Q=4000臺/年,n=1件/臺,每日一班
班 級 學 號:
學 生:
指 導 老 師:
系(教研室) 主任:
2010年7月8日
序言
機械制造技術基礎課程設計是在學完了機械制造技術基礎和大部分專業(yè)課,并進行了生產實習的基礎上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜和運用機械制造技術基礎中的基本理論,并結合生產實習中學到的實踐知識,獨立的分析和解決了零件機械制造工藝問題,設計了機床專用夾具這一典型的工藝裝備,提高了結構設計能力,為今后的畢業(yè)設計及未來從事的工作打下了良好的基礎。
由于能力所限,經驗不足,設計中還有很多不足之處,希望各位老師多加指教。
一. 零件的工藝分析及生產類型確定
1.零件的作用
題目所給的零件是左臂殼體,是壓縮機等有關機械的一個重要零件,對中間部分加工要求低,對兩端的加工精度要求比較高,尤其是左右端面有端面跳動要求,及的孔加工精度要求高,徑向跳動有要求,右端和有同軸度要求,端面及外圓還有粗糙度要求,加工有困難。
2.零件工藝分析
通過對該零件的重新繪制,知道原圖樣的視圖基本正確,完整尺寸,公差及技術要求齊全。但左右兩端的加工精度較高。要進行精加工才能達到要求。
該零件屬于軸類回轉體零件,它的中間部分是直接鑄造出來的,無需加工。精加工可以保證跳動及粗糙度要求,在車床上一次裝夾同時車外圓及鏜內孔可以保證同軸度要求,左右兩組的孔在鉆床上用鉆套加工保證位置度,和的孔,精度要求高,需要鉆加工后鉸,位置可以采用專用鉆套來保證。
3.零件的生產類型
依設計題目知:Q=4000臺/年,n=1件/臺;結合生產實際,備品率α和廢品率β分別取10%和1%。代入公式N=Qn(1+α)(1+β)得該零件生產綱領
N=40001(1+10%)(1+1%)=4444件/年
生產類型為中批生產。
零件圖
二. 選擇毛坯及熱處理、確定毛坯尺寸、設計毛坯圖
1)選擇毛坯及毛坯熱處理
由于零件的材料為HT200,并且零件結構相對較為復雜,因此采用鑄造。從提高生產率,保證加工精度上考慮,也是應該的。
毛坯的熱處理:灰鑄鐵(HT200)中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中,由于片狀石墨對基體的割裂作用大,引起應力集中也大;因此,使石墨片得到細化,并改善石墨片的分布,可提高鑄鐵的性能??刹捎檬嘶穑瑏硐T鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現的白口組織(有大量的滲碳體出現),以便于切削加工。
2)確定機械加工余量、毛坯尺寸
由《鑄件尺寸公差與機械加工余量(摘自GB/T 6414-1999)》確定:
1.求最大輪廓尺寸
由零件圖計算輪廓尺寸,長243mm,寬115mm,高155mm,故最大輪廓尺寸為243mm。
2.選取公差等級IT
查表得,鑄造方法按金屬型鑄造、鑄件材料按灰鑄鐵,得公差IT范圍8-10級,取為9級。
3.求鑄件尺寸公差
根據加工面的基本尺寸及鑄件公差等級IT,查表得,公差相對基本尺寸對稱分布。
4.求機械加工余量等級
查表得,鑄造方法按機械造型、鑄件材料按灰鑄鐵,得機械加工余量等級范圍D-F級,取為E級。
5.求RAM
對所有加工表面取同一數值,查表得,最大輪廓尺寸為243mm,機械加工等級為E級,得RAM為1.4mm。
6.求毛坯尺寸
外圓及外圓臺階較小宜不鑄出。
兩組,孔,孔鉸小,鑄成實心。
的孔屬內腔加工,得
R=F-2RAM-CT/2=52-2.8-2.8/2=47.8mm 為了鑄造簡單,與的孔鑄成一樣大小,故取直徑為mm.
長度方向為了鑄造方便,不再鑄造臺階,故長度方向取為243mm.
3)確定毛坯尺寸
綜上所述,確定毛坯尺寸見表1-1
表1-1 左臂殼體毛坯(鑄件)尺寸
零件尺寸
單面加工余量
鑄件尺寸
(最?。?
(最小)
4)設計毛坯圖
毛坯圖
三.選擇加工方法,制定工藝路線
1.定位基準的選擇
本零件是帶孔的柱狀零件,孔是其設計基準(亦是裝配基準和測量基準),為避免由于基準不重合而產生的誤差,應選孔為定位基準,即遵循“基準重合”的原則。具體而言,即選孔和右端面為精基準。
以左端面作為粗基準。
2.零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有外圓,內孔,端面,鉆孔等,材料為HT200。以公差等級和表面粗糙度要求,參考有關資料,其加工方法選擇如下:
(1)mm外圓面,公差等級為IT7,表面粗糙度為Ra6.3um,徑向跳動公差為0.04mm,需要粗車,半精車,精車。
(2)mm的內孔,公差等級為IT7,表面粗糙度為Ra6.3um,需要粗鏜,半精鏜,精鏜。
(3)右端面的表面粗糙度為Ra6.3um,端面跳動公差為0.05mm,需要粗車,半精車,精車。
(4)mm外圓面,公差等級為IT8,表面粗糙度為Ra6.3um,徑向跳動公差為0.04mm,需要粗車,半精車,精車。
(5)左端面的表面粗糙度為Ra6.3um,端面跳動公差為0.05mm,需要粗車,半精車,精車。
(6)左右1mm的臺階,未注尺寸公差,公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra25um,粗車即可。
(7)兩組的孔,未注尺寸公差,公差等級按IT14,表面粗糙度為Ra25um,鉆即可。
(8)的孔公差等級為IT8,表面粗糙度為Ra3.2um,的孔公差等級為IT9,表面粗糙度為Ra3.2um,需要鉆,鉸。
3.制訂工藝路線
工序1:粗車mm外圓面,右端面,左邊1mm臺階,倒角,粗鏜mm的內孔
工序2:粗車mm外圓面,左端面,右邊1mm臺階,倒角
工序3:半精車mm外圓面,右端面, 倒角,半精鏜mm的內孔,精車mm外圓面,右端面, 倒角,精鏜mm的內孔
工序4:半精車mm外圓面,右端面, 倒角,精車mm外圓面,右端面, 倒角
工序5:鉆右端的孔,的孔,鉸的孔
工序6:鉆左端的孔,的孔,鉸的孔
工序7:去毛刺
工序8:終檢
四.工序設計
一)選擇加工設備與工藝裝備
1. 選擇機床 根據不同的工序選擇機床
(1)工序1,2,3,4,5,6是粗車,半精車和精車,選用臥式車床能滿足要求。選用CA6140即可。
(2)工序1,3,4中的粗鏜,半精鏜和精鏜,由于加工的零件外廓尺寸不大,又是回轉體,故宜在車床上鏜孔。
(3)工序7,8加工孔,可采用專用的鉆套和夾具在搖臂鉆床上加工,故選Z3025搖臂鉆床。
2.選擇夾具
本零件車及鉆等工序需要專用夾具。
3.選擇刀具 根據不同的工序選擇刀具。
(1)在車床上加工的工序,一般都選用硬質合金車刀和鏜刀。加工鑄鐵零件采用YG類硬質合金,粗加工用YG8,半精加工用YG3,精加工用YG3X。為提高生產率及經濟性,應選用可轉位車刀。
(2)的孔選用莫氏錐柄麻花鉆(GB/T1438.1—1996),一次鉆出,,的孔先用莫氏錐柄麻花鉆(GB/T1438.1—1996)鉆出,再用的錐柄機用鉸刀鉸孔。(GB/T1133—1984)
4.選擇量具
本零件屬成批生產,一般情況下盡量采用通用量具。根據零件表面的精度要求、尺寸和形狀的特點,參考本書有關資料,選擇如下。
外圓采用測量讀數值為0.01mm的千分尺、槽和凸塊的測量采用讀書值為0.02的游標卡尺進行測量??讖讲捎?0~100mm的內徑千分尺即可(機械制造技術基礎課程設計 主編 尹成湖 P161 表4.46)。
二)確定工序尺寸
1.參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.3-59和參考文獻[15]《互換性與技術測量》表1-8,可以查得:
外圓:
粗車的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
半精車的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
精車的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
內孔:
粗鏜的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
半精鏜的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
精鏜的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
右端面:
粗車的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
半精車的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
精車的精度等級:,表面粗糙度,尺寸偏差是
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
外圓
1.9
2.0
1.1
Ra12.5
Ra3.2
Ra1.6
內孔
5
1.7
0.3
Ra12.5
Ra3.2
Ra1.6
右端面
3.7
1.3
1.0
Ra12.5
Ra3.2
Ra1.6
的孔:
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
鉆
鉸
鉆
鉸
鉆
鉸
的孔
8
0.2
Ra12.5
Ra3.2
五、確定切削用量及基本時間
(1)切削用量的確定 工序7的切削用量的確定
切削用量包括背吃刀量、進給量和切削速度。確定順序是先確定、,再確定。
1.半精加工 外圓:
1)確定背吃刀量 ,半精車雙邊余量為2,顯然為單邊余量,
2)確定進給量,查表5-116,在刀杠尺寸為,粗糙度Ra3.2時,半精車取
3)選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據表5-119,車刀后刀面最大磨損量為取為0.7,轉位車刀耐用度。
4)確定切削速度 根據表5-121 鑄件硬度在,,,切削速度。
切削速度的修正系數為,,,,,,
故,
按CA6140車床的轉速(表5-56),選擇,則實際切削速度
2.精加工外圓:
1)確定背吃刀量 ,精車雙邊余量為1.1,顯然為單邊余量,
2)確定進給量,查表5-116,在刀杠尺寸為,粗糙度Ra1.6時,精車取
3)選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據表5-119,車刀后刀面最大磨損量為取為0.7,轉位車刀耐用度。
4)確定切削速度 根據表5-121 鑄件硬度在,,,切削速度。
切削速度的修正系數為,,,,,,
故,
按CA6140車床的轉速(表5-56),選擇,則實際切削速度
3. 加工右端面
1)確定背吃刀量 ,精車單邊余量為1.0,顯然為單邊余量,
2)確定進給量,查表5-114,在刀杠尺寸為,粗糙度Ra1.6時,精車取
3)選擇車刀磨鈍標準及耐用度 根據表5-119,車刀后刀面最大磨損量為取為0.7,轉位車刀耐用度。
4)確定切削速度 根據表5-121 鑄件硬度在,,,切削速度。
切削速度的修正系數為,,,,,,
故,
按CA6140車床的轉速(表5-56),選擇,則實際切削速度
(2)基本時間 工序7基本時間的確定
1.半精車時間。根據表2-24,車外圓基本時間為,, ,,,,,,
取為9s。
2.精車。根據表2-24,車外圓基本時間為,,, ,,,,,,
取為9s。
3.半精鏜 內孔時間。選鏜刀的主偏角,半精鏜基本時間為,, ,,,,,,
4. 精鏜 內孔時間。選鏜刀的主偏角,精鏜基本時間為,, ,,,,,,
取為10s。
5. 半精車右端面時間。根據表2-24,車端面基本時間為,,, ,,,,,,
6.精車右端面時間。根據表2-24,車端面基本時間為,,, ,,,,,,
7.確定工序的基本時間
六.夾具設計
本夾具是工序鉆4-13孔,有關說明如下:
1.定位方案 工件以左端面及的外圓定位,采用平面與短銷定位,其中的外圓即為短銷,與定位板19配合使用。平面限制3個自由度,短銷限制2個自由度,共限制5個自由度,軸線回轉方向自由度不需限制。
2.夾緊機構 根據生產率要求,運用手動夾緊可以滿足要求。采用兩個V型塊夾緊,V型塊2固定在夾具體上,通過擰緊螺母11使V型塊14向V型塊2移動,實現夾緊,有效提高了工作效率。V型塊夾緊力主要作用是防止工件在車削力作用下產生的傾覆和振動,手動夾緊是可靠的,可免去夾緊力的計算。
3.夾具與機床連接元件 在夾具體上開有沉孔,可以安裝在CA6140的過度盤上。
4.夾具體 工件的定位元件與夾緊裝置通過夾具體連接起來,夾具體上有兩個比較大的支撐臺,和夾具體鑄在一起,整個夾具可以實現定位、夾緊等功能。
5.使用說明 安裝工件時,松開螺母11,帶動V型塊14沿徑向向外運動,把工件安裝在定位板19上,再擰緊螺母11使V型塊14向V型塊2移動,兩個V型塊把工件夾緊,然后可以用車刀對工件右端面進行加工。
6.結構特點 該夾具結構簡單,操作方便,但夾具沿軸向方向比較長,需要質量分布均勻,不然容易產生振動。兩個V型塊的夾緊面需要有一定的錐度,加工制作有一定困難。
七、總結
通過本次的畢業(yè)設計,使我能夠對書本的知識做進一步的了解與學習,對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解,本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、車床夾具的設計與分析,對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習。
八、參考文獻
[1] 李楠,機械制造技術基礎課程設計指南,化學工業(yè)出版社,2009
[2] 機床夾具圖冊,機械工業(yè)出版社,1984
[3] 夾具設計手冊
[4] 孟少龍,機械加工工藝手冊第1卷,機械工業(yè)出版社,1991
[5] 李洪,機械加工工藝手冊,機械工業(yè)出版社,1990
機械加工工序卡片
產品型號
零件圖號
產品名稱
零件名稱
共
頁
第
頁
車間
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
金工
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數
每 臺 件 數
灰鑄鐵
1
1
設備名稱
設備型號
設備編號
同時加工件數
鉆床
Z525
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準終
單件
1
1
工步號
工 步 內 容
工 藝 裝 備
主軸轉速
切削速度
進給量
切削深度
進給次數
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機動
輔助
1
鉆右端面Φ13孔
專用夾具,游標卡尺
1200
30
0.2
16
1
標記
處數
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數
更改文件號
簽 字
日 期
設 計(日 期)
校 對(日期)
審 核(日期)
標準化(日期)
會 簽(日期)
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產品型號
零件圖號
產品名稱
零件名稱
共
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工序號
工序名稱
材 料 牌 號
金工
HT200
毛 坯 種 類
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數
每 臺 件 數
灰鑄鐵
1
1
設備名稱
設備型號
設備編號
同時加工件數
鉆床
Z525
1
夾具編號
夾具名稱
切削液
專用夾具
工位器具編號
工位器具名稱
工序工時 (分)
準終
單件
1
1
工步號
工 步 內 容
工 藝 裝 備
主軸轉速
切削速度
進給量
切削深度
進給次數
工步工時
r/min
m/min
mm/r
mm
機動
輔助
1
鉆左端面Φ13孔
專用夾具,游標卡尺
1200
30
0.2
16
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左臂
殼體
加工
工藝
13
夾具
設計
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