機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目: 設(shè)計(jì)” 填料箱蓋 ”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容: 1.零件圖 1 張2.毛坯圖 1 張3. 機(jī)械加工工藝過程卡片 1 張4. 機(jī)械加工工序卡 1張5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1 張6. 課程設(shè)計(jì)說明書 1 張序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。一、零件的分析(一) 零件的作用題目所給的零件是 ZW-6/7 型空氣壓縮機(jī)的填料箱蓋(見附圖 1)主要作用是保證與填料箱體聯(lián)接后保證密封性,對(duì)內(nèi)表面的加工精度要求比較高,對(duì)配合面的表面粗糙度要求也較高。(二) 零件的工藝分析共填料箱蓋有兩處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下:1. φ65 等一組外圓柱面及端面這一組加工表面包括:φ65 的外圓面,φ80mm 及以 φ75mm 的013.?外圓面,φ100 的階梯外輪廓面,及 7.5 的密封環(huán)槽。036.9? 03.?2. 以 φ50 為中心的加工表面這一組加工表面包括:φ50 的孔,以及其上下兩個(gè)端面。50.2?這兩組表面有一定的位置度要求,即 φ50 的孔上下兩個(gè)端面與 φ2050.2的孔有垂直度要求。021.?由上面分析可知,加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面,再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200。考慮在運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,故選擇鑄件毛坯。(二)基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過程中回問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。(1)粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。 。(2)精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù)。(三)制定工藝路線按照先加工基準(zhǔn)面,先面后孔、先粗后精的原則,布置工藝路線如下:工藝路線方案:工序Ⅰ:以 φ155mm 外圓及端面定位,粗車小端端面,粗車 φ65mm 外圓及臺(tái)階端面,錯(cuò)鏜孔 φ37mm 和 φ47mm工序Ⅱ:以粗車后的 φ65mm 外圓及端面定位,粗車大端面、粗車φ155mm 外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗車環(huán)槽、粗車 φ75mm、φ80mm 外圓面。粗鏜 φ60H8、倒角 1×45°.工序Ⅲ:以粗車后的 φ155mm 外圓及端面定位半精車 φ65mm 外圓及臺(tái)階面。工序Ⅳ:以 φ65mm 外圓定位,半精車 φ155mm、φ75mm、φ80mm 環(huán)槽,半精鏜 φ60 內(nèi)孔。工序Ⅴ:以 φ155mm 外圓及端面定位,精車 φ65mm 外圓。工序Ⅵ:以 φ155mm 外圓及端面定位精細(xì)車 φ65mm 外圓。工序Ⅶ:以 φ65mm 外圓及端面定位,精鏜 φ60 內(nèi)孔、研磨內(nèi)端面、倒角。工序Ⅷ:鉆床鉆 6-φ13.5 小孔、鉆 M10 螺紋孔。工序Ⅸ:絲錐攻絲。工序Ⅹ:終檢。(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定” ZW-6/7 型空氣壓縮機(jī)的填料箱蓋”;零件材料為 HT200,硬度190~210HB,生產(chǎn)類型大批量,鑄造毛坯。1、鑄件材料為 HT200,機(jī)械加工余量按 JB3835-85 確定,有《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》可查得外圓表面及軸向加工余量,孔的加工余量由表2.3-10 查得為單邊余量。外徑方向雙邊余量 2.0mm,軸向方向?yàn)?2.5mm,孔的加工余量 4mm(雙邊)2、確定毛坯尺寸:上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra≥1.6um, Ra≤1.6um 的加工表面余量適當(dāng)增大。(五)選擇加工設(shè)備與工藝裝備1、選擇機(jī)床①工序 I 、 II 、 III、VI 是粗車和半精車。選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大,精度要求不高,選用最常用的 C620-1 型臥式車床即可。②工序 V、VI 是精車和精細(xì)車還有精鏜。由于要求的精度較高,表面粗糙度較小選用精密的車床能滿足要求。故選用 C616A 型車床。③工序 VII 鉆孔。可采用專用的分度夾具在立式鉆床上加工,可選用Z518 型立式鉆床。2、選擇夾具本零件除鉆削加工需設(shè)計(jì)專用夾具,其他工序使用通用家具即可,車床上用三爪自定心卡盤。3、選擇刀具①在車床上加工的工序,一般都用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀,加工灰鑄鐵零件采用 YG 型硬質(zhì)合金,粗加工用 YG6,半精加工用 YG8,精加工和精細(xì)加工用 YG10,切槽宜用高速鋼。②鉆孔用麻花鉆,攻螺紋用絲錐。4、確定工序尺寸(六)確立切削用量及基本工時(shí)工序Ⅰ切削用量及基本時(shí)間的確定1、 切削用量本工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚩嗣妗⑼鈭A及鏜孔) 。以知加工材料為 HT200,鑄件。機(jī)床為 C620-1 型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤。①確定 φ65 mm 外圓的切削用量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車013.?刀,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1,由于 C620-1 機(jī)床的中心高為200mm,故選用刀桿尺寸 B×H=16mm×25mm,刀片厚度為 4.5mm 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.3,選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面,前角 γ o=12°,后角 α o=6°、主偏角 Kr=90°、,副偏角 Kr’=10°、刃傾角 λs=0°、刀尖圓弧半徑 =0.8mm。?r②確定切削深度 ap 由于粗車單邊余量僅為 1mm,可一次走刀完成,故m1257??③確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 1.4,在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為 16 mm×25 mm、a p≤3 mm、工件直徑為 100 mm ——400 mm 時(shí),f=0.6-1.2 mm/r按 C620-1 機(jī)床的進(jìn)給量選擇 f=0.65 mm/r。確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)表 1.30,C620-1 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力 Fmax=3530N。根據(jù)表 1.23,當(dāng)灰鑄鐵 170—212HBS,a p≤2 mm,f≤0.75 mm/r,Kr=45°,v=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力 Ff=950N.Ff的修正系數(shù)為 , , ,故實(shí)際進(jìn)給力為1.0?Frk0.Fsk?17.?fk?Ff=950×1.17=1111.5N,由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給允許的進(jìn)給力,所選的 f=0.65 mm/r 可用。④選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表 1.9,車刀后刀面最大磨損量取為1mm,可轉(zhuǎn)位車刀耐用度 T=30min。⑤確定切削速度 v 切削速度 v 可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接由表中查出?,F(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)表 1.11,當(dāng)用 YG6 硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時(shí),a p≤1.8 mm,f≤0.75 mm/r 時(shí),切削速度 v=71m/min。切削速度的修正系數(shù)為 KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12, ,KMV=0.85,故73.0?rvKkV=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/minmin/68157.301rdvn????按 C620-1 機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇 n=90r/min=1.5r/s則實(shí)際切削速度 v=44.4m/min。最后確定切削用量為:,f=0.65 mm/r,n=90r/min=1.5r/s ,v=44.4m/minmap1?確定車端面及臺(tái)階面的 ap=1.25mm,f=0.52 mm,主軸轉(zhuǎn)速與車φ65 mm 外圓相同。013.?確定粗鏜 φ37mm 和 φ47mm 孔的切削用量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金、直徑為 20 mm 的圓形鏜刀。①確定切削深度 apΦ47mm: a p=(47-43)/2=2mm φ37mm: a p=(37-33)/2=2mm②確定進(jìn)給量 f根據(jù)表 1.5,當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時(shí)、鏜刀直徑為 20mm,鏜刀伸出長度為 100 mm時(shí)按 C620-1 機(jī)床的進(jìn)給量,選擇 f=0.20 mm/r。③確定切削速度 v按表 1.27 的計(jì)算公式 vyxpmkfaTCv?式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468,則 in/68.4in/468.02.5.6081902.v ????對(duì) φ37mm 內(nèi)孔: m19371rDn??對(duì) φ47mm 內(nèi)孔: i/24.v?2、 基本時(shí)間①確定粗車外圓 φ65mm 的基本時(shí)間 根據(jù)表 6.2-1 車外圓基本時(shí)間為ifnllifLTj 3211??式中 l=17mm, kr=90°,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,)(1?rptgkaln=1.5r/s,i=1,則 sTj 5.20.60371???②確定粗車端面的基本時(shí)間 slldLifnTj 1742, 3213 ???式中 d=65mm,d 1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1則 sj5.073?③確定粗鏜 φ37mm、φ47mm 孔的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角 xr=45°,則 l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對(duì) φ37mm 孔 n=5.48r/s,對(duì) φ47mm 孔 n=6.98r/s,i=1對(duì) φ37mm 孔 sTsT2148.50317,98.6045???????工序 II 切削用量及基本時(shí)間的確定工序二 精銑 φ20 孔上下端面。1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求:精銑 φ20 上下端面。機(jī)床:X6140 臥式銑床。刀具:W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm,n c=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計(jì)算基本工時(shí)tm=L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序三 以 φ20 孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ20 孔,保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角α o=12°,二重刃長度 bε=2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度° ° ° ml5.1?120??10?30??2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查《切》 rmf/86.~7. 5.120?dl所以, /0?按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rf/5.1 rmf/3.?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rmf/48.0?校驗(yàn)成功。max609Ff??(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.5~0.8mm,壽命 .min60?T(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/18?0.1?TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10apv rc/8min/3.180rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/27rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/4.150?(4)校驗(yàn)扭矩功率所以 NmMc6?N2.?mcM?故滿足條件,校驗(yàn)成立。EcPkwP??0.2~713.計(jì)算工時(shí) min10.45.3???nfLtm由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下:擴(kuò)鉆: in/27r?rf/48.0?min/4.15vc?md8.190鉸孔: i/rrmf/. i/.vc4.0?精鉸: in/27rrf/48.0?min/4.15vc?0ITd工序四 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ50 孔,保證空的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=48mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角 α o=11°,二重刃長度 bε=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° ° ° ml31?120?10??30?2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查《切》 rf/.~0按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇mf2?rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/4.校驗(yàn)成功。max245016FFf ???(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.8~1.2mm,壽命 min140?T擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.9~1.4mm,壽命in60?T鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查《切》 )為0.6~0.9mm,壽命m12(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/00.1?TVK.MV0.1?tvK故 。.1?Kx.v10apv rmc/2min/6.320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/125rc?故實(shí)際的切削速度 ndvsc/8.0?(4)校驗(yàn)扭矩功率所以 NmMc362?N2.14?mcM?故滿足條件,校驗(yàn)成立。kwPkE95.?擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下:擴(kuò)鉆: in/12r?rf/40.?in/5.19vc?md75.490鉸孔: i/rrmf/. mi/6.vc3.0?精鉸: in/125rrf/40.?in/.19vc?750ITd?3.計(jì)算工時(shí) min52.03.128???nfLtm所有工步工時(shí)相同。工序五 切斷。工序六 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),粗銑 φ50 孔上下端面。1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。機(jī)床:XA5032 臥式銑床。刀具:W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6)計(jì)算基本工時(shí)tm=L/ V f=(72+9)/375=0.216min.工序七 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),精銑 φ50 孔上下端面,保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過 0.07。1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。機(jī)床:XA5032 臥式銑床。刀具:W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6)計(jì)算基本工時(shí)tm=L/ V f=(72+9)/375=0.216min.結(jié)果 ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),鉆 φ4 孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔) 。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=4mm,后角 α o=16° ,二重刃長度 ° ° ° 120??50?30??2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查《切》 rmf/2~8.按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇f50.? rmf/53.0?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rf/2.(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.5~0.8mm,壽命 .in20?T(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?.1TVK.MV.1tvK故 。0.1?Kxv.v10?apvKrmc/8min/4320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/1360rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/.7?(4)校驗(yàn)扭矩功率故滿足條件,校驗(yàn)成立。mcM?EcP3.計(jì)算工時(shí) min021364????nfLtm工序九 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),鉆一個(gè) φ4 孔,攻 M6 螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=4mm,后角 α o=16° ,二重刃長度 ° ° ° 120??450?30??2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查《切》 rmf/2~8.按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇f50.? rmf/53.0?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rf/2.(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.5~0.8mm,壽命 .in20?T(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?.1TVK.MV.1tvK故 。0.1?Kxv.v10?apvKrmc/8min/4320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/1360rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/.7?(4)校驗(yàn)扭矩功率故滿足條件,校驗(yàn)成立。mcM?EcP3.計(jì)算工時(shí) in021364????nfLtm螺紋鉆削由于沒有手冊可查,故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序十 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),銑 47°凸臺(tái)。工序十一 檢查。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。三、 卡具設(shè)計(jì)經(jīng)過與老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)第 IX 道工序——鉆 M6 孔的鉆床卡具。本卡具將用于 Z525 立式鉆床。刀具為 M6 絲錐,以及∮4 的高速鋼麻花鉆。(一) 問題的提出在給定的零件中,對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。(二) 卡具設(shè)計(jì)1. 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮,選擇∮20 孔為基準(zhǔn),即以一面上一長銷(自由度限制數(shù):5)配合以一擋銷(自由度限制數(shù):1)使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。2. 切削力和卡緊力計(jì)算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 ?????扭矩 Mfyzc ??68.0.20 4.7.由于扭矩很小,計(jì)算時(shí)可忽略??ňo力為 NFf04.52??取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的卡緊力。3. 定位誤差分析本工序采用一定位銷,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是,由于加工是自由公差,故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大,故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)??ň呱显O(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。 016.5? 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目: 設(shè)計(jì)” 填料箱蓋 ”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容: 1.零件圖 1 張2.毛坯圖 1 張3. 機(jī)械加工工藝過程卡片 1 張4. 機(jī)械加工工序卡 1張5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1 張6. 課程設(shè)計(jì)說明書 1 張序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于能力所限,設(shè)計(jì)尚有許多不足之處,懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)。一、零件的分析(一) 零件的作用題目所給的零件是 ZW-6/7 型空氣壓縮機(jī)的填料箱蓋(見附圖 1)主要作用是保證與填料箱體聯(lián)接后保證密封性,對(duì)內(nèi)表面的加工精度要求比較高,對(duì)配合面的表面粗糙度要求也較高。(二) 零件的工藝分析共填料箱蓋有兩處加工表面,其間有一定位置要求。分述如下:1. φ65 等一組外圓柱面及端面這一組加工表面包括:φ65 的外圓面,φ80mm 及以 φ75mm 的013.?外圓面,φ100 的階梯外輪廓面,及 7.5 的密封環(huán)槽。036.9? 03.?2. 以 φ50 為中心的加工表面這一組加工表面包括:φ50 的孔,以及其上下兩個(gè)端面。50.2?這兩組表面有一定的位置度要求,即 φ50 的孔上下兩個(gè)端面與 φ2050.2的孔有垂直度要求。021.?由上面分析可知,加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面,再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200??紤]在運(yùn)行過程中所受沖擊不大,零件結(jié)構(gòu)又比較簡單,故選擇鑄件毛坯。(二)基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過程中回問題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢,是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。(1)粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言,盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件,則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。 。(2)精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算,這在以后還要專門計(jì)算,此處不再重復(fù)。(三)制定工藝路線按照先加工基準(zhǔn)面,先面后孔、先粗后精的原則,布置工藝路線如下:工藝路線方案:工序Ⅰ:以 φ155mm 外圓及端面定位,粗車小端端面,粗車 φ65mm 外圓及臺(tái)階端面,錯(cuò)鏜孔 φ37mm 和 φ47mm工序Ⅱ:以粗車后的 φ65mm 外圓及端面定位,粗車大端面、粗車φ155mm 外圓面、粗車左端臺(tái)階面、粗車環(huán)槽、粗車 φ75mm、φ80mm 外圓面。粗鏜 φ60H8、倒角 1×45°.工序Ⅲ:以粗車后的 φ155mm 外圓及端面定位半精車 φ65mm 外圓及臺(tái)階面。工序Ⅳ:以 φ65mm 外圓定位,半精車 φ155mm、φ75mm、φ80mm 環(huán)槽,半精鏜 φ60 內(nèi)孔。工序Ⅴ:以 φ155mm 外圓及端面定位,精車 φ65mm 外圓。工序Ⅵ:以 φ155mm 外圓及端面定位精細(xì)車 φ65mm 外圓。工序Ⅶ:以 φ65mm 外圓及端面定位,精鏜 φ60 內(nèi)孔、研磨內(nèi)端面、倒角。工序Ⅷ:鉆床鉆 6-φ13.5 小孔、鉆 M10 螺紋孔。工序Ⅸ:絲錐攻絲。工序Ⅹ:終檢。(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定” ZW-6/7 型空氣壓縮機(jī)的填料箱蓋”;零件材料為 HT200,硬度190~210HB,生產(chǎn)類型大批量,鑄造毛坯。1、鑄件材料為 HT200,機(jī)械加工余量按 JB3835-85 確定,有《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》可查得外圓表面及軸向加工余量,孔的加工余量由表2.3-10 查得為單邊余量。外徑方向雙邊余量 2.0mm,軸向方向?yàn)?2.5mm,孔的加工余量 4mm(雙邊)2、確定毛坯尺寸:上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra≥1.6um, Ra≤1.6um 的加工表面余量適當(dāng)增大。(五)選擇加工設(shè)備與工藝裝備1、選擇機(jī)床①工序 I 、 II 、 III、VI 是粗車和半精車。選用臥式車床就能滿足要求。本零件尺寸不大,精度要求不高,選用最常用的 C620-1 型臥式車床即可。②工序 V、VI 是精車和精細(xì)車還有精鏜。由于要求的精度較高,表面粗糙度較小選用精密的車床能滿足要求。故選用 C616A 型車床。③工序 VII 鉆孔??刹捎脤S玫姆侄葕A具在立式鉆床上加工,可選用Z518 型立式鉆床。2、選擇夾具本零件除鉆削加工需設(shè)計(jì)專用夾具,其他工序使用通用家具即可,車床上用三爪自定心卡盤。3、選擇刀具①在車床上加工的工序,一般都用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀,加工灰鑄鐵零件采用 YG 型硬質(zhì)合金,粗加工用 YG6,半精加工用 YG8,精加工和精細(xì)加工用 YG10,切槽宜用高速鋼。②鉆孔用麻花鉆,攻螺紋用絲錐。4、確定工序尺寸(六)確立切削用量及基本工時(shí)工序Ⅰ切削用量及基本時(shí)間的確定1、 切削用量本工序?yàn)榇周嚕ㄜ嚩嗣妗⑼鈭A及鏜孔) 。以知加工材料為 HT200,鑄件。機(jī)床為 C620-1 型臥式車床,工件裝夾在三爪自定心卡盤。①確定 φ65 mm 外圓的切削用量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車013.?刀,根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.1,由于 C620-1 機(jī)床的中心高為200mm,故選用刀桿尺寸 B×H=16mm×25mm,刀片厚度為 4.5mm 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 1.3,選擇車刀幾何形狀為卷槽帶倒棱型前刀面,前角 γ o=12°,后角 α o=6°、主偏角 Kr=90°、,副偏角 Kr’=10°、刃傾角 λs=0°、刀尖圓弧半徑 =0.8mm。?r②確定切削深度 ap 由于粗車單邊余量僅為 1mm,可一次走刀完成,故m1257??③確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 1.4,在粗車灰鑄鐵、刀桿尺寸為 16 mm×25 mm、a p≤3 mm、工件直徑為 100 mm ——400 mm 時(shí),f=0.6-1.2 mm/r按 C620-1 機(jī)床的進(jìn)給量選擇 f=0.65 mm/r。確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給強(qiáng)度的要求,故需進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)表 1.30,C620-1 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力 Fmax=3530N。根據(jù)表 1.23,當(dāng)灰鑄鐵 170—212HBS,a p≤2 mm,f≤0.75 mm/r,Kr=45°,v=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí),進(jìn)給力 Ff=950N.Ff的修正系數(shù)為 , , ,故實(shí)際進(jìn)給力為1.0?Frk0.Fsk?17.?fk?Ff=950×1.17=1111.5N,由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給允許的進(jìn)給力,所選的 f=0.65 mm/r 可用。④選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表 1.9,車刀后刀面最大磨損量取為1mm,可轉(zhuǎn)位車刀耐用度 T=30min。⑤確定切削速度 v 切削速度 v 可根據(jù)公式計(jì)算,也可直接由表中查出。現(xiàn)采用查表法確定切削速度。根據(jù)表 1.11,當(dāng)用 YG6 硬質(zhì)合金車刀加工灰鑄鐵時(shí),a p≤1.8 mm,f≤0.75 mm/r 時(shí),切削速度 v=71m/min。切削速度的修正系數(shù)為 KSV=0.8,Ktv=1.0,KTV=1.12, ,KMV=0.85,故73.0?rvKkV=71×0.8×1.0×0.73×1.12×0.85×0.85=33.55m/minmin/68157.301rdvn????按 C620-1 機(jī)床的轉(zhuǎn)速選擇 n=90r/min=1.5r/s則實(shí)際切削速度 v=44.4m/min。最后確定切削用量為:,f=0.65 mm/r,n=90r/min=1.5r/s ,v=44.4m/minmap1?確定車端面及臺(tái)階面的 ap=1.25mm,f=0.52 mm,主軸轉(zhuǎn)速與車φ65 mm 外圓相同。013.?確定粗鏜 φ37mm 和 φ47mm 孔的切削用量 所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金、直徑為 20 mm 的圓形鏜刀。①確定切削深度 apΦ47mm: a p=(47-43)/2=2mm φ37mm: a p=(37-33)/2=2mm②確定進(jìn)給量 f根據(jù)表 1.5,當(dāng)粗鏜灰鑄鐵時(shí)、鏜刀直徑為 20mm,鏜刀伸出長度為 100 mm時(shí)按 C620-1 機(jī)床的進(jìn)給量,選擇 f=0.20 mm/r。③確定切削速度 v按表 1.27 的計(jì)算公式 vyxpmkfaTCv?式中CV=189.8,m=0.20,xv=0.15,yv=0.20,T=60min,kv=0.9×0.8×0.65=0.468,則 in/68.4in/468.02.5.6081902.v ????對(duì) φ37mm 內(nèi)孔: m19371rDn??對(duì) φ47mm 內(nèi)孔: i/24.v?2、 基本時(shí)間①確定粗車外圓 φ65mm 的基本時(shí)間 根據(jù)表 6.2-1 車外圓基本時(shí)間為ifnllifLTj 3211??式中 l=17mm, kr=90°,l1=2mm,l2=0,l3=0,f=0.65mm/r,)(1?rptgkaln=1.5r/s,i=1,則 sTj 5.20.60371???②確定粗車端面的基本時(shí)間 slldLifnTj 1742, 3213 ???式中 d=65mm,d 1=43mm,l1=2mm,l2=4mm,l3=0,f=0.52mm/r,n=2.0r/s,i=1則 sj5.073?③確定粗鏜 φ37mm、φ47mm 孔的基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角 xr=45°,則 l1=2.5mm,l=17mm,l2=3.5mm,l3=0,f=0.2mm/r,對(duì) φ37mm 孔 n=5.48r/s,對(duì) φ47mm 孔 n=6.98r/s,i=1對(duì) φ37mm 孔 sTsT2148.50317,98.6045???????工序 II 切削用量及基本時(shí)間的確定工序二 精銑 φ20 孔上下端面。1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求:精銑 φ20 上下端面。機(jī)床:X6140 臥式銑床。刀具:W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm,n c=475r/min,Vfc=475mm/s,V c=119.3m/min,f z=0.16mm/z。6)計(jì)算基本工時(shí)tm=L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序三 以 φ20 孔上端面為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ20 孔,保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角α o=12°,二重刃長度 bε=2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度° ° ° ml5.1?120??10?30??2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查《切》 rmf/86.~7. 5.120?dl所以, /0?按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rf/5.1 rmf/3.?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rmf/48.0?校驗(yàn)成功。max609Ff??(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.5~0.8mm,壽命 .min60?T(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/18?0.1?TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10apv rc/8min/3.180rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/27rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/4.150?(4)校驗(yàn)扭矩功率所以 NmMc6?N2.?mcM?故滿足條件,校驗(yàn)成立。EcPkwP??0.2~713.計(jì)算工時(shí) min10.45.3???nfLtm由于所有工步所用工時(shí)很短,所以使得切削用量一致,以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下:擴(kuò)鉆: in/27r?rf/48.0?min/4.15vc?md8.190鉸孔: i/rrmf/. i/.vc4.0?精鉸: in/27rrf/48.0?min/4.15vc?0ITd工序四 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ50 孔,保證空的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=48mm,鉆頭采用雙頭刃磨法,后角 α o=11°,二重刃長度 bε=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° ° ° ml31?120?10??30?2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查《切》 rf/.~0按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇mf2?rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/4.校驗(yàn)成功。max245016FFf ???(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.8~1.2mm,壽命 min140?T擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.9~1.4mm,壽命in60?T鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度(查《切》 )為0.6~0.9mm,壽命m12(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/00.1?TVK.MV0.1?tvK故 。.1?Kx.v10apv rmc/2min/6.320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/125rc?故實(shí)際的切削速度 ndvsc/8.0?(4)校驗(yàn)扭矩功率所以 NmMc362?N2.14?mcM?故滿足條件,校驗(yàn)成立。kwPkE95.?擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下:擴(kuò)鉆: in/12r?rf/40.?in/5.19vc?md75.490鉸孔: i/rrmf/. mi/6.vc3.0?精鉸: in/125rrf/40.?in/.19vc?750ITd?3.計(jì)算工時(shí) min52.03.128???nfLtm所有工步工時(shí)相同。工序五 切斷。工序六 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),粗銑 φ50 孔上下端面。1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。機(jī)床:XA5032 臥式銑床。刀具:W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6)計(jì)算基本工時(shí)tm=L/ V f=(72+9)/375=0.216min.工序七 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),精銑 φ50 孔上下端面,保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過 0.07。1. 加工條件工件材料:HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。機(jī)床:XA5032 臥式銑床。刀具:W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號(hào) YG6。銑削寬度 ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6)計(jì)算基本工時(shí)tm=L/ V f=(72+9)/375=0.216min.結(jié)果 ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),鉆 φ4 孔(裝配時(shí)鉆鉸錐孔) 。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=4mm,后角 α o=16° ,二重刃長度 ° ° ° 120??50?30??2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查《切》 rmf/2~8.按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇f50.? rmf/53.0?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rf/2.(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.5~0.8mm,壽命 .in20?T(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?.1TVK.MV.1tvK故 。0.1?Kxv.v10?apvKrmc/8min/4320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/1360rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/.7?(4)校驗(yàn)扭矩功率故滿足條件,校驗(yàn)成立。mcM?EcP3.計(jì)算工時(shí) min021364????nfLtm工序九 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),鉆一個(gè) φ4 孔,攻 M6 螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭,粗鉆時(shí) do=4mm,后角 α o=16° ,二重刃長度 ° ° ° 120??450?30??2.選擇切削用量(1)決定進(jìn)給量查《切》 rmf/2~8.按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇f50.? rmf/53.0?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rf/2.(2)鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度(查《切》 )為 0.5~0.8mm,壽命 .in20?T(3)切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?.1TVK.MV.1tvK故 。0.1?Kxv.v10?apvKrmc/8min/4320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/1360rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/.7?(4)校驗(yàn)扭矩功率故滿足條件,校驗(yàn)成立。mcM?EcP3.計(jì)算工時(shí) in021364????nfLtm螺紋鉆削由于沒有手冊可查,故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序十 以 φ20 孔為精基準(zhǔn),銑 47°凸臺(tái)。工序十一 檢查。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。三、 卡具設(shè)計(jì)經(jīng)過與老師協(xié)商,決定設(shè)計(jì)第 IX 道工序——鉆 M6 孔的鉆床卡具。本卡具將用于 Z525 立式鉆床。刀具為 M6 絲錐,以及∮4 的高速鋼麻花鉆。(一) 問題的提出在給定的零件中,對(duì)本步加工的定位并未提出具體的要求,是自由公差,定位要求較低。因此,本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。(二) 卡具設(shè)計(jì)1. 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮,選擇∮20 孔為基準(zhǔn),即以一面上一長銷(自由度限制數(shù):5)配合以一擋銷(自由度限制數(shù):1)使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。2. 切削力和卡緊力計(jì)算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 ?????扭矩 Mfyzc ??68.0.20 4.7.由于扭矩很小,計(jì)算時(shí)可忽略??ňo力為 NFf04.52??取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊,調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置,即可指定可靠的卡緊力。3. 定位誤差分析本工序采用一定位銷,一擋銷定位,工件始終靠近定位銷的一面,而擋銷的偏角會(huì)使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力,因此,工件不在在定位銷正上方,進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是,由于加工是自由公差,故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大,故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力,使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)??ň呱显O(shè)置有鉆套,用于確定的鉆頭位置。 016.5?
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