密集架配件 传动机构配件 方向盘

铸造工艺方案设计 4.1 确定毛坯的成形方法 操纵手柄是一种常用的传动件,要求具有一定的强度.零件材料采用 ht200.由 于零件成批生产,轮廓尺寸不大,形状也不复杂,在使用过程中不经常的变动,只起 支撑的作用,受到的冲击不是很大,只是在纵向上受到很大的压力.并且该零件年产 量为 5000 件/年,采用铸造生产比较合适,故可采用铸造成形.此外应尽可能选择各 种已标准化,系列化的通用刀具,通用量检具及辅助工具加工及检验工件. 3.2 确定铸造工艺方案 3.2.1 铸造方法的选择 根据铸件的尺寸较小,形状比较简单,而且选用灰口铸铁为材料,并且铸件的表面 1 毕业论文(设计) 精度要求不很高,结合生产条件(参考《金属工艺学课程设计》表 1-7)选用砂型铸造. 3.2.2 造型的选择 在砂型铸造中,因铸件制造批量为中批生产(参考《金属工艺学课程设计》表 1-8) ,故选用手工分模造型. 3.2.3 分型面的选择 选择分型面时要尽可能消除由它带来的不利影响, 本零件选择Zui大的截面作为分 型面.这样有利于铸件的取出. 3.3 确定铸造工艺参数 3.3.1 加工余量的确定 按手工砂型铸造,灰铸铁查《金属工艺学课程设计》表 1-11,查得加工余量等级 为 11 13 ,转查表 1-12,零件高度<100mm,尺寸公差为 13 级,加工余量等级为 h, h 得上下表面加工余量为 2mm,实际调整取 2mm. 3.3.2 拔模斜度的确定 零件总体长度小于 200mm(包括加工余量值在内) ,采用分模造型后铸件的厚度 很小,靠松动模样完全可以起模,故可以不考虑拔模斜度. 3.3.3 收缩率的确定 通常,灰铸铁的收缩率为 0.7%～1% ,在本设计中铸件取 1% 的收缩率 3.3.4 不铸孔的确定 为简化铸件外形,减少型芯数量,直径小于 φ25mm 的孔均不铸出,而采用机械 加工形成. 3.3.5 铸造圆角的确定 为防止产生铸造应力集中,铸件各表面相交处和尖角处,以 r = 3mm～5mm 圆滑过渡. 4 机械加工工艺规程设计 4.1 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择得正确合理,可以使加工 质量得到保证,生产率得到提高.否则,加工过程中会问题百出,甚至造成零件大批 量报废,使生产无法正常进行. 2 毕业论文(设计) 4.1.1 粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言,以外表面作为粗基准是合理的.但本对于零件来说 φ24 mm 作为粗基准,则可造成钻孔的垂直度和轴的平行度不能保证.对轴类零件应 以相关的表面作为粗基准,现选取零件的上下表面互为基准,再利用三爪卡盘卡住车 φ24 mm.利用内孔 φ12 mm 及键槽定位进行钻 φ10mm,在 φ10 mm 中以长心轴及 零件的下表面进行自由定位,达到完全定位. 4.1.2 精基准的选择 主要考虑的是基准的中和问题.当设计与工序的基准不重合时,因该进行尺寸换算. 4.1.3 制订工艺路线 生产为中批量生产,故采用机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生 产率.同时还可降低生产成本. ⑴ 工艺路线方案一: 工序 10:铸造; 工序 20;热处理; 工序 30:铣大端面,铣 φ24 外圆面; 工序 40:钻孔 φ12,φ10,φ16,φ9; 工序 50:铣键槽; 工序 60:去毛刺 工序 70:终检,入库. ⑵ 工艺路线方案二: 工序 10:铸造; 工序 20:热处理; 工序 30:车 φ24mm 外圆,车 φ18mm,倒角 3*45,4*45; 工序 40:铣 d 端面至尺寸 18 mm,铣左端面至尺寸 8 mm; 工序 50:铣键槽至尺寸; 工序 60:钻孔 φ12,倒角 0.5*45; 工序 70:钻孔 φ10,倒角 1*45; 工序 80:钻孔 φ8 mm,扩孔至 φ9 mm,扩孔至 φ16 mm; 工序 90:倒角 0.5*45; 工序 100:去毛刺; 3 毕业论文(设计) 工序 110:终检,入库. ⑶ 工艺方案的分析: 上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先集中加工工序,在各个机床上操作的 工序都完成后,再进行下一机床的加工,该方案需要经常更换夹具,不经济.方案二 则是先加工外圆,再集中某道夹具加工可以加工的面和孔,这样有利提高效率,节省 成本,定位精度比较高.经比较可知.显然方案二比方案一的装夹次数减少了,同时 也更好的保证了精度要求. 因此,选择加工方案二. 4.2 确定机械加工余量及工序尺寸 根据以上原始资料及机械加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量,工序 尺寸,毛坯尺寸如下: 1. φ12 mm 的孔: 毛坯为实心,而 φ12 mm 的孔的精度为 h8(参考《机械制造工艺设计简明手册》 表 2.3-9) ,确定工序尺寸及余量: 钻孔:φ10 mm; 扩孔:φ11.8 mm, 2z=1.8mm; 铰孔:φ12h8 mm, 2z=0.2mm. 具体工序尺寸见表 1. 表 1 工序尺寸表 工序 名称 铰孔 扩孔 钻孔 工序间 余量/mm 0.2 1.8 23 工序间 经济精度 /m h8 h10 h12 表面粗糙度 /m ra3.2 ra6.3 ra12.5 工序间 尺寸/mm 12 11.8 10 工序间 尺寸公差 /mm + 12 0 0.027 + 11.8 0 0.2 表面粗糙度 /m ra3.2 ra6.3 ra12.5 10 2. φ10 的孔 毛坯为实心,参照《机械制造工艺设计简明手册》 ,确定工序尺寸及余量: 钻孔: φ9.8mm; 粗铰孔:φ9.96mm,2z = 0.16mm; 4 毕业论文(设计) 精铰孔:φ10h7mm,2z = 0.04mm. 具体工序尺寸见表 2. 表 2 工序尺寸表 工序 名称 精铰孔 粗铰孔 钻孔 工序间 余量/mm 0.04 0.16 9.8 工序间 经济精度 /m h7 h9 h11 表面粗糙度 /m ra3.2 ra6.3 ra12.5 工序间 尺寸/mm 10 9.96 9.8 工序间 尺寸公差 /mm 表面粗糙度 /m ra3.2 ra6.3 ra12.5 10+0.015 0 + 9.960 0.036 + 9.80 0.090 3. φ9 mm 的孔 毛坯为实心,而 φ9 mm 的孔的精度为 h8(参考《机械制造工艺设计简明手册》 ,确定工序尺寸及余量: 表 2.3-9) 钻孔:φ7 mm; 扩孔:φ8.8 mm, 2z=1.8mm; 铰孔:φ9h8 mm, 2z=0.2mm. 具体工序尺寸见表 3. 表 3 工序尺寸表 工序 名称 铰孔 扩孔 钻孔 工序间 余量/mm 0.2 1.8 23 工序间 经济精度 /m h8 h10 h12 表面粗糙度 /m ra3.2 ra6.3 ra12.5 工序间 尺寸/mm 9 8.8 7 工序间 尺寸公差 /mm + 9 0 0.2 + 8.8 00.2 表面粗糙度 /m ra3.2 ra6.3 ra12.5 7 4. φ16mm 的孔 毛坯为 φ9 mm 孔,而 φ16 mm 的孔的精度为 h8(参考《机械制造工艺设计简明 手册》表 2.3-9) ,确定工序尺寸及余量: 扩孔:φ14 mm; 扩孔:φ15.8 mm, 2z=1.8mm; 铰孔:φ16h8 mm, 2z=0.2mm. 5 毕业论文(设计) 具体工序尺寸见表 4. 表 4 工序尺寸表 工序 名称 铰孔 扩孔 钻孔 工序间 余量/mm 0.2 1.8 23 工序间 经济精度 /m h8 h10 h12 表面粗糙度 /m ra3.2 ra6.3 ra12.5 工序间 尺寸/mm 16 15.8 14 工序间 尺寸公差 /mm + 16 00.12 + 15.8 0 0.2 表面粗糙度 /m ra3.2 ra6.3 ra12.5 14 5. 车外圆端面 根据端面的精度要求, 《机械制造工艺设计简明手册》 确定工序尺寸及余量: 参照 , 车: z = 3.5mm; 具体工序尺寸见表 5. 表 5 工序尺寸表 工序 名称 车 毛坯 工序间 余量/mm 3.5 工序间 经济精度 /m h11 h13 表面粗糙度 /m ra12.5 ra25 工序间 尺寸/mm 175 178.5 工序间 尺寸公差 /mm 175 178.5 表面粗糙度 /m ra12.5 ra25 6. 车 φ24 外圆端面 根据端面的精度要求, 《机械制造工艺设计简明手册》 确定工序尺寸及余量: 参照 , 车: z = 3.5mm; 具体工序尺寸见表 6. 表 6 工序尺寸表 工序 名称 车 毛坯 工序间 余量/mm 3.5 工序间 经济精度 /m h11 h13 表面粗糙度 /m ra12.5 ra25 工序间 尺寸/mm 24 27.5 工序间 尺寸公差 /mm 24 27.5 表面粗糙度 /m ra12.5 ra25 7. 车 φ18 外圆端面 根据端面的精度要求, 《机械制造工艺设计简明手册》 确定工序尺寸及余量: 参照 , 6 毕业论文(设计) 车: z = 3.5mm; 具体工序尺寸见表 7. 表 7 工序尺寸表 工序 名称 车 毛坯 工序间 余量/mm 3.5 工序间 经济精度 /m h11 h13 表面粗糙度 /m ra12.5 ra25 工序间 尺寸/mm 18 21.5 工序间 尺寸公差 /mm 18 21.5 表面粗糙度 /m ra12.5 ra25 8. 铣 16*8mm 槽 根据槽的精度要求, 《机械制造工艺设计简明手册》 确定工序尺寸及余量: 参照 , 铣 12mm 槽; 铣 16mm 槽. 具体工序尺寸见表 8. 表 8 工序尺寸表 工序 名称 铣槽 铣槽 工序间 余量/mm 2 12 工序间 经济精度 /m h8 h10 表面粗糙度 /m ra12.5 ra25 工序间 尺寸/mm 16 14 工序间 尺寸公差 /mm 16 14 表面粗糙度 /m ra12.5 ra25 4.3 确定切削用量及基本工时 工序 30 车 φ24mm 外圆,车 φ18mm,倒角 3*45,4*45. 1. 车 φ24mm 外圆: ⑴ 选择刀具和机床 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,由车削宽度 ae =0～45mm,选择高速钢车 刀,根据《切削用量简明手册》表 1.2,选择 yt5 硬质合金刀片,齿数 z = 6,机床选 择 c1640 车床. ⑵ 选择切削用量 ① 切削深度 a p 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 a p = 3.5mm. 7 毕业论文(设计) ②每齿进给量 f z 采用不对称端车以提高进给量,查《切削用量简明手册》 ,当使用高速钢圆柱车 刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,故取 f z = 0.15mm/z. ③确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 3.7,车刀刀齿后刀面Zui大磨损量为 1.5mm,查《切 削用量简明手册》表 3.8,故刀具磨钝寿命 t = 180min. ④切削速度 vc 和每分钟进给量 v f 根据 《切削用量简明手册》 3.16, d 0 =80mm, = 6,a p ≤7.5mm,f z ≤0.24mm/z 表 当 z 时, vc查 = 20m / min , n查 = 各修正系数: 1000vc查 1000 × 20 = = 79.62(r / min) π d0 π × 80 k mv = k mn = k mvf = 0.89 k tv = k tn = k tvf = 1.0 故 vc = vc kv = 20 × 0.89 × 1.0 ×1.0 = 17.8 (m/min) n = n kn = 79.62 × 0.89 × 1.0 × 1.0 = 70.86 (r/min) 按机床选取: nc = 100r/min,则实际切削速度和进给量为: 实际切削速度: vc机 = π n机 d n 1000 = π × 100 × 80 1000 = 25.12( mm / min) 工作台每分钟进给量: v f = f z zn机 = 0.15 × 6 ×100 = 90(mm / min) 车床工作台进给量: ⑤检验机床功率 根据《切削用量简明手册》 ,当工件的硬度在 hbs =174～207 时,所选择的切削 用量是可以采用的. ⑥计算基本工时 t= 2. 车 φ18mm 外圆: 45 + 20 = 0.43(min) 150 v f 横向 = 150mm / min ⑴ 选择刀具和机床 8 毕业论文(设计) 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,由车削宽度 ae =0～45mm,选择高速钢圆 柱车刀,根据《切削用量简明手册》表 1.2,选择 yt5 硬质合金刀片,齿数 z = 6,机 床选择 c1640 车床. ⑵ 选择切削用量 ①切削深度 a p 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 a p = 1mm. ②每齿进给量 f z 采用不对称端车以提高进给量,查《切削用量简明手册》 ,当使用高速钢圆柱车 刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,故取 f z = 0.15mm/z. ③确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 3.7,车刀刀齿后刀面Zui大磨损量为 1.5mm,查《切 削用量简明手册》表 3.8,故刀具磨钝寿命 t = 180min. ④切削速度 vc 和每分钟进给量 v f 根据 《切削用量简明手册》 3.16, d 0 =80mm, = 6,a p ≤7.5mm,f z ≤0.24mm/z 表 当 z 时, vc查 = 20m / min , n查 = 各修正系数: 1000vc查 1000 × 20 = = 79.62(r / min) , π d0 π × 80 k mv = k mn = k mvf = 0.89 k tv = k tn = k tvf = 1.0 故 vc = vc kv = 20 × 0.89 × 1.0 ×1.0 = 17.8 (m/min) n = n kn = 79.62 × 0.89 × 1.0 × 1.0 = 70.86 (r/min) 按机床选取: nc = 100r/min,则进给量为: 工作台每分钟进给量: v f = f z zn机 = 0.15 × 6 ×100 = 90(mm / min) ⑤检验机床功率 根据《切削用量简明手册》 ,当工件的硬度在 hbs =174～207 时,所选择的切削 用量是可以采用的. 9 毕业论文(设计) ⑥计算基本工时 t= 3.倒角倒角 3*45,4*45 45 + 20 = 0.65(min) 100 车削完成后,接着倒角即可. 工序 40 铣 d 端面至尺寸 18 mm,铣左端面至尺寸 8 mm. 1. 铣 d 端面至尺寸 18 mm ⑴ 选择刀具和机床 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选择 d 0 =80mm 的高速钢镶齿圆柱铣刀,根 据《切削用量简明手册》表 1.2,选择 yt5 硬质合金刀片,齿数 z = 6,机床选择 x51 立式铣床. ⑵ 选择切削用量 ①切削深度 a p 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 a p = 3.5mm. ②每齿进给量 f z 采用不对称端铣以提高进给量,查《切削用量简明手册》 ,当使用高速钢镶齿圆 柱铣刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,故取 f z = 0.15mm/z. ③确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 3.7,铣刀刀齿后刀面Zui大磨损量为 1.5mm,由铣 刀直径 d 0 =80mm,查《切削用量简明手册》表 3.8,故刀具磨钝寿命 t = 180min. ④切削速度 vc 和每分钟进给量 v f 根据 《切削用量简明手册》 3.16, d 0 =80mm, = 6,a p ≤7.5mm,f z ≤0.24mm/z 表 当 z 时, vc查 = 20m / min , n查 = 各修正系数: 1000vc查 1000 × 20 = = 79.62(r / min) π d0 π × 80 k mv = k mn = k mvf = 0.89 k tv = k tn = k tvf = 1.0 故 vc = vc kv = 20 × 0.89 × 1.0 ×1.0 = 17.8 (m/min) 10 毕业论文(设计) n = n kn = 79.62 × 0.89 × 1.0 × 1.0 = 70.86 (r/min) 按机床选取: nc = 100r/min,则实际切削速度和进给量为: 实际切削速度: vc机 = π n机 d n 1000 = π × 100 × 80 1000 = 25.12( mm / min) 工作台每分钟进给量: v f = f z zn机 = 0.15 × 6 ×100 = 90(mm / min) ⑤检验机床功率 根据《切削用量简明手册》 ,当工件的硬度在 hbs =174～207 时,所选择的切削 用量是可以采用的. ⑥计算基本工时 t= 2. 铣左端面至尺寸 8 mm 50 + 15 + 13 + 20 = 0.65(min) 150 ⑴ 选择刀具和机床 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选择 d 0 =80mm 的高速钢镶齿圆柱铣刀,根 据《切削用量简明手册》表 1.2,选择 yt5 硬质合金刀片,齿数 z = 6,机床选择 x51 立式铣床. ⑵ 选择切削用量 ①切削深度 a p 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 a p = 3.5mm. ②每齿进给量 f z 采用不对称端铣以提高进给量,查《切削用量简明手册》 ,当使用高速钢镶齿圆 柱铣刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,故取 f z = 0.15mm/z. ③确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 3.7,铣刀刀齿后刀面Zui大磨损量为 1.5mm,由铣 刀直径 d 0 =80mm,查《切削用量简明手册》表 3.8,故刀具磨钝寿命 t = 180min. ④切削速度 vc 和每分钟进给量 v f 根据 《切削用量简明手册》 3.16, d 0 =80mm, = 6,a p ≤7.5mm,f z ≤0.24mm/z 表 当 z 11 毕业论文(设计) 时, vc查 = 20m / min , n查 = 各修正系数: 1000vc查 1000 × 20 = = 79.62(r / min) π d0 π × 80 k mv = k mn = k mvf = 0.89 k tv = k tn = k tvf = 1.0 故 vc = vc kv = 20 × 0.89 × 1.0 ×1.0 = 17.8 (m/min) n = n kn = 79.62 × 0.89 × 1.0 × 1.0 = 70.86 (r/min) 按机床选取: nc = 100r/min,则实际切削速度和进给量为: 实际切削速度: vc机 = π n机 d n 1000 = π × 100 × 80 1000 = 25.12( mm / min) 工作台每分钟进给量: v f = f z zn机 = 0.15 × 6 ×100 = 90(mm / min) ⑤检验机床功率 根据《切削用量简明手册》 ,当工件的硬度在 hbs =174～207 时,所选择的切削 用量是可以采用的. ⑥计算基本工时 t= 50 + 15 + 13 + 20 = 0.65(min) 150 工序 50 铣键槽至尺寸. 1. 铣 14mm 槽 ⑴ 选择刀具和机床 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选用高速钢圆柱形铣刀,根据《切削用量 简明手册》表 1.2,选择 yt5 硬质合金刀片,齿数 z = 6,机床选择 x63 卧式铣床. ⑵ 选择切削用量 ①切削深度 a p 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 a p = 40mm. ②每齿进给量 f z 采用不对称端铣以提高进给量,查《切削用量简明手册》 ,当使用高速钢圆柱形 铣刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,故取 f z = 0.25mm/z. 12 毕业论文(设计) ③确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 3.7,铣刀刀齿后刀面Zui大磨损量为 1.5mm,由铣 刀直径 d 0 =mm,查《切削用量简明手册》表 3.8,故刀具磨钝寿命 t = 180min. ④切削速度 vc 和每分钟进给量 v f 根据《切削用量简明手册》表 3.16,当 d 0 =mm,z = 6,a p ≤7.5mm, f z ≤0.24mm/z 时, vc查 = 15m / min , n查 = 1000vc查 1000 × 15 = = 367.5(r / min) , π d0 π ×13 各修正系数: k mv = k mn = k mvf = 0.89 k tv = k tn = k tvf = 1.0 k sv = k sn = k svf = 1.0 故 vc = vc kv = 15 × 0.89 × 1.0 × 1.0 = 13.35 (m/min) n = n kn = 367.5 × 0.89 × 1.0 × 1.0 = 327.08 (r/min) 按机床选取: nc = 375r/min,则进给量为: 工作台每分钟进给量: ⑤检验机床功率 根据《切削用量简明手册》 ,当工件的硬度在 hbs =174～207 时,所选择的切削 用量是可以采用的. ⑥计算基本工时 v f = f z zn机 = 0.25 × 6 × 375 = 56.25(mm / min) t= 2. 铣 16mm 槽: l 43 + 10 = = 0.94(min) vf 56.25 ⑴择刀具和机床 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选用高速钢圆柱形铣刀,根据《切削用量 简明手册》表 1.2,选择 yt5 硬质合金刀片,齿数 z = 6,机床选择 x63 卧式铣床. ⑵ 选择切削用量 13 毕业论文(设计) ①切削深度 a p 由于加工余量不大,可以在一次走刀内切完,故取 a p =3mm. ②每齿进给量 f z 采用不对称端铣以提高进给量,查《切削用量简明手册》 ,当使用高速钢圆柱形 铣刀及查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,故取 f z = 0.25mm/z. ③确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 3.7,铣刀刀齿后刀面Zui大磨损量为 1.5mm,由铣 刀直径 d 0 =80mm,查《切削用量简明手册》表 3.8,故刀具磨钝寿命 t = 180min. ④切削速度 vc 和每分钟进给量 v f 根据 《切削用量简明手册》 3.16, d 0 =80mm, = 6,a p ≤7.5mm,f z ≤0.24mm/z 表 当 z 1000vc查 1000 × 15 时, vc查 = 15m / min , n查 = = = 367.5(r / min) , π d0 π ×13 各修正系数: k mv = k mn = k mvf = 0.89 k tv = k tn = k tvf = 1.0 k sv = k sn = k svf = 1.0 故 vc = vc kv = 15 × 0.89 × 1.0 × 1.0 = 13.35 (m/min) n = n kn = 367.5 × 0.89 × 1.0 × 1.0 = 327.08 (r/min) 按机床选取: nc = 375r/min,则进给量为: 工作台每分钟进给量: ⑤检验机床功率 根据《切削用量简明手册》 ,当工件的硬度在 hbs =174～207 时,所选择的切削 用量是可以采用的. ⑥计算基本工时 v f = f z zn机 = 0.25 × 6 × 375 = 56.25(mm / min) 14 毕业论文(设计) t= l 43 + 10 = = 0.94(min) vf 56.25 工序 60 钻→扩→铰 φ12h8mm 通孔. 1. 钻孔 φ10mm: ⑴ 选择刀具和机床 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选择 φ10mm 高速钢锥柄标准麻花钻(见 《工艺手册》表 3.1-6) ,机床选择 z535 立式钻床. ⑵ 选择切削用量 ①进给量 f 根据《切削用量简明手册》表 2.7,取 f = 0.47 mm/r ～0.57mm/r,查阅《机械制 造工艺设计简明手册》表 4.2-16,故取 f = 0.43mm/r. 根据《切削用量简明手册》表 2.19,可以查出钻孔时的轴向力,当 f ≤0.51mm/r, d 0 ≤25mm 时,轴向力 f f = 4270n.轴向力的修正系数均为 1.0,故 f f = 4270n.根据 立式钻床 z535 说明书,机床进给机构强度允许的Zui大轴向力 fmax = 8829n,由于 f f ≤ fmax ,故 f = 0.43mm/r 可用. ②切削速度 vc 根据 《切削用量简明手册》 2.15, 表 根据 f = 0.43mm/r 和铸铁硬度为 hbs = 200～ 217,取 vc查 = 15m / min .根据《切削用量简明手册》表 2.31,切削速度的修正系数为: ktv = 1.0 , k mv = 0.88 , k sv = 0.9 , k xv = 0.84 , k1v = 1.0 , ktv = 1.0 ,故: v = vc k v = 15 × 1.0 × 0.88 × 0.9 × 0.84 ×1.0 × 1.0 = 9.98 (m/min) n查 = 1000vc查 1000 × 15 = = 208(r / min) πd π × 23 根据立式钻床 z535 说明书,可以考虑选择选取: n机 = 195r / min ,降低转速,使 刀具磨钝寿命上升,所以, vc机 = π dn机 1000 = π × 23 × 195 1000 = 14.08(m / min) ③确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 15 毕业论文(设计) 根据《切削用量简明手册》表 2.12,当 d 0 = 23mm 时,钻头后刀面Zui大磨损量为 1.2mm,故刀具磨钝寿命 t =75min. ④检验机床扭矩及功率 根据《切削用量简明手册》表 2.21,2.23,所选择的切削用量是可以采用的,即: f = 0.43mm/r, nc =195r/min, vc = 14.08m/min. ⑤计算基本工时 t= 2. 扩孔 φ11.8mm: ⑴ 选择刀具和机床 l + l1 + l2 43 + 8 + 3 = = 0.64(min) n机 f 机 195 × 0.43 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选择 φ11.8mm 高速钢锥柄扩孔钻( 《工艺》表 3.1-8) ,机床选择 z535 立式钻床. ⑵ 选择切削用量 ①进给量 f 由《切削》表 2.10 得扩孔 φ11.8mm 孔时的进给量 f = 0.7 0.8mm / r ,并由《工 艺》表 4.2-16 取 f 机 = 0.72mm / r ,根据《切削用量简明手册》表 2.19,可以查出钻 孔时的轴向力,当 f ≤0.80mm/r, d 0 ≤25mm 时,轴向力 f f =6080n.轴向力的修正系 数均为 1.0,故 f f =6080n.根据 z535 立式钻床说明书,机床进给机构强度允许的Zui 大轴向力 fmax = 8829n,由于 f f ≤ fmax , 故 f = 0.72mm/r 可用. ②切削速度 vc 根据 《切削用量简明手册》 2.15, 表 根据 f = 0.72mm/r 和铸铁硬度为 hbs = 200～ 1 1 217,扩孔钻扩孔时的切削速度 vc = ( )vc钻 ,由《切削》表 2.15 得 vc钻 = 14m / min 2 3 故: 1 1 1 1 vc = ( )vc钻 = ( ) × 14 = 7 4.7(m / min) . 2 3 2 3 根据 《切削用量简明手册》 2.31, 表 切削速度的修正系数为: tv = 1.0 , mv = 0.88 , k k k sv = 0.9 , k xv = 0.84 , k1v = 1.0 , ktv = 1.0 ,故 v = vc k v = 6 × 1.0 × 0.88 × 0.9 × 0.84 × 1.0 × 1.0 = 4.00 (m/min) 16 毕业论文(设计) n= 1000vc 1000 × (7 4.7) = = 89 60(r / min) πd π × 24.8 根据 z535 立式钻床说明书,可以考虑选择选取: n机 = 68r / min ,降低转速,使 刀具磨钝寿命上升,所以, vc机 = π dn机 1000 = π × 24.8 × 68 1000 = 5.29(m / min) ③确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据《切削用量简明手册》表 2.12,当 d 0 = 24.8mm 时,钻头后刀面Zui大磨损量 为 1.4mm,故刀具磨钝寿命 t =75min. ④检验机床扭矩及功率根据《切削用量简明手册》表 2.21,2.23,所选择的切削用量是可以采用的,即: f =.072mm/r, nc =89 60r/min, vc = 5.29m/min. ⑤计算基本工时 t= 3. 铰孔 φ12: l + l1 + l2 43 + 8 + 3 = = 1.1(min) n机 f 机 68 × 0.72 ⑴ 选择刀具和机床查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选择 φ12 高速钢锥柄机用铰刀( 《工艺》 表 3.1-17) ,机床选择 z535 立式钻床. ⑵ 选择切削用量 ①进给量 f 查 阅 《 切 削 用 量 简 明 手 册 》 表 2.11 及 表 2.24 , 并 根 据 机 床 说 明 书 取 f = 1.0 1.5mm / r .由《工艺》表 4.2-16 得 f 机 = 1.22mm / r . ②切削速度 vc 根据《切削用量简明手册》表 2.24,取 vc = 4 8m / min .根据《切削用量简明手 册》表 2.31,切削速度的修正系数为: ktv = 1.0 , k mv = 0.88 ,故: v = vc k v =6 (m/min) 17 毕业论文(设计) nc = 1000vc 1000 × (4 8) = = 51 102(r / min) πd π × 25 根据 z535 立式钻床说明书选取: n机 = 68r / min ,所以, v机 = π × 25 × 68 1000 = 5.34(m / min) ③确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 2.12,当 d 0 = 25mm 时,铰刀后刀面Zui大磨损量为 0.9mm,故刀具磨钝寿命 t =75min.因此,所选择的切削用量: f =1.22mm/r, nc = 51 102 r/min, vc = 5.34m/min. ④计算基本工时 t= 工序 70 钻孔 φ10mm: ⑴ 选择刀具和机床 l + l1 + l2 43 + 8 + 3 = = 0.65(min) n机 f 机 68 × 1.22 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选择 φ10mm 高速钢锥柄标准麻花钻(见 《工艺手册》表 3.1-6) ,机床选择 z535 立式钻床. ⑵ 选择切削用量 ①进给量 f 根据《切削用量简明手册》表 2.7,取 f = 0.47 mm/r ～0.57mm/r,查阅《机械制 造工艺设计简明手册》表 4.2-16,故取 f = 0.43mm/r. 根据《切削用量简明手册》表 2.19,可以查出钻孔时的轴向力,当 f ≤0.51mm/r, d 0 ≤25mm 时,轴向力 f f = 4270n.轴向力的修正系数均为 1.0,故 f f = 4270n.根据 立式钻床 z535 说明书,机床进给机构强度允许的Zui大轴向力 fmax = 8829n ,由于 f f ≤ fmax ,故 f = 0.43mm/r 可用. ②切削速度 vc 根据 《切削用量简明手册》 2.15, 表 根据 f = 0.43mm/r 和铸铁硬度为 hbs = 200～ 217,取 vc查 = 15m / min .根据《切削用量简明手册》表 2.31,切削速度的修正系数为: ktv = 1.0 , k mv = 0.88 , k sv = 0.9 , k xv = 0.84 , k1v = 1.0 , ktv = 1.0 ,故: 18 毕业论文(设计) v = vc k v = 15 × 1.0 × 0.88 × 0.9 × 0.84 ×1.0 × 1.0 = 9.98 (m/min) n查 = 1000vc查 1000 × 15 = = 208(r / min) πd π × 23 根据立式钻床 z535 说明书,可以考虑选择选取: n机 = 195r / min ,降低转速,使 刀具磨钝寿命上升,所以, vc机 = π dn机 1000 = π × 23 × 195 1000 = 14.08(m / min) ③确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据《切削用量简明手册》表 2.12,当 d 0 = 23mm 时,钻头后刀面Zui大磨损量为 1.2mm,故刀具磨钝寿命 t =75min. ④检验机床扭矩及功率根据《切削用量简明手册》表 2.21,2.23,所选择的切削用量是可以采用的,即: f = 0.43mm/r, nc =195r/min, vc = 14.08m/min. ⑤计算基本工时 t= 工序 80 l + l1 + l2 43 + 8 + 3 = = 0.64(min) n机 f 机 195 × 0.43 钻孔 φ8 mm,扩孔至 φ9 mm,扩孔至 φ16 mm. 1. 钻 φ8 孔: ⑴ 选择刀具和机床查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选择 φ8mm 高速钢锥柄麻花钻( 《工艺》 表 3.1-6) ,机床选择 z525 立式钻床. ⑵ 选择切削用量 ①进给量 f 由《切削》表 2.7 和《工艺》表 4.2-16 查得 f 机 = 0.28mm / r . 根据《切削用量简明手册》表 2.19 ,可以查出钻孔时的轴向力,当 f ≤0.28mm/r, d 0 ≤12mm 时,轴向力 f f = 1230n.轴向力的修正系数均为 1.0,故 f f = 1230n.根据 z525 立式钻床说明书,机床进给机构强度允许的Zui大轴向力 fmax = 8829n , 由于 19 毕业论文(设计) f f ≤ fmax ,故 f =0.28mm/r 可用. ②切削速度 vc 根据 《切削用量简明手册》 2-15, 表 根据 f = 0.28mm/r 和铸铁硬度为 hbs = 200～ 217,取 vc =16m/min.根据《切削用量简明手册》表 2.31,切削速度的修正系数为: ktv = 1.0 , k mv = 0.88 , k sv = 0.9 , k xv = 0.84 , k1v = 1.0 , ktv = 1.0 ,故: v = vc k v = 16 ×1.0 × 0.88 × 0.9 × 0.84 × 1.0 × 1.0 = 10.64 (m/min) n查 = 1000vc查 1000 ×16 = = 519.95(r / min) π d0 π × 9.8 根据 z525 立式钻床说明书,可以考虑选择选取: n机 = 545r / min ,所以, vc机 = π d 0 n机 1000 = π × 9.8 × 545 1000 = 16.77(r / min) ③确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 2.12,当 d 0 = 9.8mm 时,钻头后刀面Zui大磨损量为 0.8mm,故刀具磨钝寿命 t = 35min. ④检验机床扭矩及功率 根据《切削用量简明手册》表 2.21,2.23,p cc = 1.0kw, 根据立式钻床 z525 说 明书,所选择的切削用量是可以采用的,即 f = 0.28mm/r, nc = 519.95r/min, vc = 16.77m/min. ⑤计算基本工时 t= 2. 扩孔 φ9mm: l + l1 + l2 43 + 4 + 3 = = 0.33(min) n机 f 机 545 × 0.28 ⑴ 选择刀具和机床 查阅 《机械制造工艺设计简明手册》 选择 φ9mm 的高速钢铰刀 《工艺》 2.11) , ( 表 , 机床选择 z525 立式钻床. ⑵ 选择切削用量 ①进给量 f 20 毕业论文(设计) 由《切削》表 2.24 和《工艺》表 4.2-15 查得 f 机 = 0.81mm / r . ②切削速度 vc 根据《切削用量简明手册》表 2.24,取 vc查 = 6mm / min .根据《切削用量简明手 册》表 2.31,切削速度的修正系数为: ktv = 1.0 , k mv = 0.88 ,故: v = vc k v = 6 × 1.0 × 0.88 = 5.28 (m/min) n查 = 1000vc查 1000 × 6 = = 191.85(r / min) π d0 π × 9.96 根据 z525 立式钻床说明书选取:n c =195r/min,所以, vc = π d0 n 1000 = 3.14 × 9.96 × 195 = 6.1 (m/min). 1000 ③确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 2.12,当 d 0 = 9.96mm 时,铰刀后刀面Zui大磨损量 为 0.6mm,故刀具磨钝寿命 t = 35min.因此,所选择的切削用量: f =0.81mm/r, nc = 191.85r/min, vc = 6.1m/min. ④计算基本工时 t= 3. 精铰 φ16mm 孔: l + l1 + l2 43 + 2 + 3 = = 0.30(min) n机 f 机 195 × 0.81 ⑴ 选择刀具和机床 查阅《机械制造工艺设计简明手册》 ,选择 d 0 =16mm 高速钢锥柄机用铰刀,机床 选择 z525 立式钻床. ⑵ 选择切削用量 ①进给量 f 查阅 《切削用量简明手册》 2.11 及表 2.24, 表 并根据机床说明书取 f 机 = 0.81mm / r . ②切削速度 vc 根据《切削用量简明手册》表 2.24,取 vc查 = 6mm / min .根据《切削用量简明手册》 21 毕业论文(设计) 表 2.31,切削速度的修正系数为: ktv = 1.0 , k mv = 0.88 ,故: v = vc k v = 6 × 1.0 × 0.88 = 5.28 (m/min) n查 = 1000vc查 1000 × 6 = = 191.1(r / min) π d0 π ×10 根据 z525 立式钻床说明书选取: n机 = 195r / min ,所以, vc机 = π d 0 n机 1000 = π × 10 × 195 1000 = 6.123(mm / min) ③确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据《切削用量简明手册》表 2.12,当 d 0 =10mm 时,铰刀后刀面Zui大磨损量为 06mm,故刀具磨钝寿命 t = 35min.因此,所选择的切削用量: f = 0.8mm/r, nc = 191.1r/min, vc = 6.123m/min. ④计算基本工时 t= 工序 90 倒角 0.5*45 钳工倒角 0.5*45 l + l1 + l2 43 + 2 + 3 = = 0.30(min) n机 f 机 195 × 0.81 5 夹具设计 5.1 专用夹具设计 为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专用的夹具.根 据设计题目,要求设计工序----钻孔 φ10h7,本夹具将用于 z525 立式钻床. 5.1.1 问题提出 本夹具主要用来钻 φ10h7 的孔,同时对孔的同轴度及加工精度有一定的要求. 且在钻孔后还要进行粗铰,精铰,以保证其精度要求,为了使其误差减小,在工序的 加工也得有精度要求.因此,在本道工序加工时,主要应考虑如何提高生产率,降低 劳动强度,提高加工质量. 5.1.2 夹具设计 ⑴ 定位基准的选择 有零件图可知,根据 φ10mm 孔的位置尺寸,其设计基准是以 φ12 h8 的中心线. 22 毕业论文(设计) 为了减少精度误差,选用了孔键定位的自动定心夹具.且以键槽为其纵向定位的主要 定位基准面. ⑵ 确定定位方案,设计定位元件 该孔为通孔,沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制,但是为增强加工时零件的 刚性,必定限制孔轴线方向的不定度,故应按完全定位设计夹具,并力求遵守基准重 合原则,以减少定位误差对加工精度的影响.所使用的定位元件:夹具体上的凸台, 定位短销,挡销;夹具体上的凸台可以限制 3 个自由度,定位短销可以限制 2 个自由 度,挡销可以限制 1 个自由度,从而达到完全定位. ⑶ 确定夹紧方式和设计夹紧机构 φ12mm 孔中的圆柱销承受钻孔时的切削扭矩.在钻 φ10mm 孔时,由于孔径较 小,切削扭矩和轴向力较小,并且轴向力可以使工件夹紧,因此,在确定夹紧方式时 就可以不考虑轴向切削力的影响,即可以不施加夹紧力来克服轴向切削力.但由于切 削扭矩会使工件产生旋转,因此需要对工件施加向下压的夹紧力来克服切削扭矩.为 便于操作和提高机构效率,采用压板夹紧机构,其力的作用点落在靠近加工孔的 φ12mm 孔所在的面上. ⑷ 夹紧力分析 计算夹紧力时,通常将夹具和工件看成是一个刚性系统.本工序在钻削加工过程 中的切削力可以分解为切削扭矩和轴向切削力, 因轴向切削力的作用方向与夹具的夹 紧方向相同,有助于工件的夹紧,因此,在计算夹紧力时可以不计算轴向切削力.而 为保证夹紧可靠, 应将理论夹紧力乘上安全系数作为工件加工时所需要的夹紧力, 即: wk = w × k 其中 k = k 0 × k1 × k 2 × k 3 × k 4 × k 5 × k 6 ,查《机床夹具设计手册》表 1-2-1 得: k 0 = 1.5 , k1 = 1.2 , k 2 = 1.15, k 3 = 1.0 , k 4 = 1.3 , k 5 = 1.0 , k 6 = 1.0 , 所以, k = 2.691. 查《机床夹具设计手册》表 1-2-7 得 m = 0.21× d 2 × s 0.8 × k p 查《机床夹具设计手册》表 1-2-8 得: 23 毕业论文(设计) 200 kp = 190 0.6 = 1.031 由于钻头的直径为 d = φ9.8mm,所以, m = 0.21 × 9.8 2 × 0.430.8 × 1.031 = 10.59 (n mm 2 ). 因此,实际所需要的夹紧力为: wk = 10.59 × 2.691 = 28.5 (n mm 2 ). 夹紧机构采用螺旋机构,机构的传动效率为 η 0 = 0.95 ,螺母产生的夹紧力为: f夹 = q×l . ′ γ ′ tg1 + γ z tg (α + 2 ) 查《机床夹具设计手册》表 1-2-20,得: γ ′ = 6.22mm,查表 1-2-21,得: γ z = ′ 3.675mm, α = 2°29′ ,查表 1-2-22,得 2 = 9°50′ , f = tg1 = 0.18 . f夹 = q×l 45 × 120 = = 2810(n) ′ γ ′ tg1 + γ z tg (α + 2 ) 6.22 × 0.18 + 3.675 × tg12.31° 则作用在转动压板上的夹紧力为: f夹 l η0 = f压 l 由公式得: f压 = f夹 l η0 l = 2810 × 20.72 × 0.95 = 1152( n ) 48 f压 在 工 件 上 的 夹 紧 力 作 用 点 到 钻 头 在 工 件 上 加 工 时 作 用 点 的 距 离 为 l = 55.4mm.因此,夹紧力产生的扭矩为: m 压 = f压 × f × l = 1152 × 0.18 × 55.4 = 1.15 × 104 (n mm 2 ). f f 钻 压 m 压 f 夹 m 切 图 5.1 工件受力示意图 因 wk < m 压 ,故该机构能满足钻孔加工要求. ⑸ 误差分析 24 毕业论文(设计) 由于时间原因,夹具的误差不再详细分析. ⑹ 夹具设计及操作的简要说明 如前所述,在设计夹具时,为提高生产率,首先想到是怎么样方便的安装和拆卸, 本道工序就是采用了快换垫圈的方式.由于本夹具是对工件进行钻孔,因此在铅直方 向受到很大的冲击力,故在其相应的方向上应适当的考虑强度上的要求.并设法减少 夹具的占地面积, 使之很方便的操作和快速的切换工件. 因此, 应设法解决上述问题. 目前采取的措施有:一是提高毛坯的精度,使Zui大切削深度降低,以降低切削力;二 是选择精度的心轴,使其定位,并使心轴连在夹具体内,这样可以减少纵向倾斜 的偏差;三是:加大螺母和开口垫圈的加紧力.使工作进行时,工作紧凑和保证加工 要求.夹具体上装有快钻套,同时在夹具体上装有一块可翻动的盖模板,这样有利于 工件的拆装. 5.2 绘制夹具总装图 当上述各种元件的结构和布置确定之后, 也就基本上决定了夹具体和夹具整体结 构的型式.绘图时先用双点划线(细线)绘出工件,然后在各个定位面绘制出定位元 件和夹紧机构以及钻套,钻模板,Zui后把各个元件连在一起,就形成了夹具体.为了 节省夹具材料,减少加工时间和降低成本,夹具在机床上的安装可以不设计耳座,而 采用压板螺钉夹紧装置将夹具固定在钻床上.按要求标注与夹具有关的尺寸,公差和 技术要求. 5.3 钻 φ9mm 孔夹具设计 ⑴ 定位基准的选择 有零件图可知,根据 φ9mm 孔的位置尺寸,其设计基准是以 φ26 的中心线.为 了减少精度误差,选用了孔键定位的自动定心夹具.且以键槽为其纵向定位的主要定 位基准面. ⑵ 确定定位方案,设计定位元件 该孔为通孔,沿着孔轴线方向的不定度可不予以限制,但是为增强加工时零件的 刚性,必定限制孔轴线方向的不定度,故应按完全定位设计夹具,并力求遵守基准重 合原则, 以减少定位误差对加工精度的影响. 所使用的定位元件: 夹具体上的定位销, 夹紧块;夹具体上的定位销可以限制 2 个自由度,夹紧块可以限制 4 个自由度,从而 达到完全定位. ⑶ 确定夹紧方式和设计夹紧机构

本产品的是否进口是否，标准编号是KT-302，品牌是开拓，型号是KT-302，材质是塑胶，适用范围是密集架