毕业设计(论文)-蜗轮箱体的机械加工工艺规程及工艺装备设计.doc

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四川职业技术学院 Sichuan Vocational and Technical College 毕 业 设 计 题 目 蜗轮箱体的机械加工工艺规程及工艺装备设计 所属系部 机械工程系 所属专业 机械设计与制造 所属班级 09机制3班 学 　号 091042013014 学生姓名 潘书冬 指导教师 杜昌义 日 期 四川职业技术学院教务处制 四川职业技术学院毕业设计任务书 题 目 箱体机械加工工艺规程及夹具设计 所属系部 机械工程系 所属专业 机械设计与制造 所属班级 09机制3班 指导教师 杜昌义 学生姓名 潘书冬 学 　号 091042013014 一、毕业设计内容与要求 （包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）： 1.毕业设计内容： 蜗轮箱体的机械加工工艺规程及工艺装备设计 2.毕业设计： 1）毛坯图 一张 2）零件图 一张 3）机械加工工艺过程卡 一份 4）机械加工工序卡 一份 5）指定工序铣左右面夹具夹具装配图 一张（A1以上） 6）夹具零件图 一张 7）毕业设计说明书 一份 二、原始依据 （包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等） 1、零件图 2、查资料知道，此零件属于大批量生产，年产量为N=Qn(1+)=5000件 三、主要参考文献 [1]孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，1991 [2]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，1993 [3]崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993 [4]王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，1987 [5]黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，2004 [6]薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，1995 [7]崇 凯主编.机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社，2006.12 [8]陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005. [9]司乃钧，许德珠主编.热加工工艺基础. 高等教育出版社，1991 [10]张龙勋主编.机械制造工艺学课程设计指导及习题.机械工业出版社，1999.11 [11]艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.机械工业出版社，2002 系部审核意见 签名： 年 月 日 注：任务书必须由指导教师和学生互相交流后，由指导老师下达并交所属系部毕业设计（论文）领导小组审核后发给学生，最后同学生毕业论文等其它材料一起存档。 四川职业技术学院 学生毕业设计答辩情况记载表 题 目 蜗轮箱体的机械加工工艺规程及工艺装备设计 所属系部 机械工程系 所属专业 机械设计与制造 所属班级 09机制3班 指导教师 杜昌义 学生姓名 潘书冬 学 　号 091042013014 答辩小组成员 姓 名 专业技术职务或职称 所属单位或部门 本人签字 答辩时间 记录人 答辩小组提出的主要问题及学生回答问题情况 答辩小组组长签名： (至少三个问题) 年 月 日 四川职业技术学院 毕业设计综合评定表 题 目 蜗轮箱体的机械加工工艺规程及工艺装备设计 所属班级 09机制3班 指导教师 姓名 杜昌义 学生姓名 潘书冬 职称 教授 学 号 091042013014 部门 机械工程系 指导教师评语 指导教师： 年 月 日 答辩小组评语 总评成绩： 答辩小组负责人： 年 月 日 目 录 前言 ……………………………………………………………………………………………………5 1 1.1机械加工工艺规程制订 …………………………………………………………………………6 1.2机械加工工艺规程的种类 ………………………………………………………………………6 1.3制订机械加工工艺规程的原始资料 ……………………………………………………………6 2 零件的分析 …………………………………………………………………………………7 2.1零件的作用 ……………………………… ………… …… ……… …………………………7 2.2零件的工艺分析 ……………… ………………… ………… … ……………………………7 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 …………………………………………………8 3.1确定毛坯的制造形式…………………………………………………………………………8 3.2基准面的选择 … …… …… ……………………………………………………………………8 3.3制定工艺路线 ……………………………………………………………………………………8 4 选择加工方法，制定工艺路线 ……………………………………………………………10 4.1机械加工工艺设计………… …………… ……… ……………… ……………………………10 4.2制定机械加工工艺路线 ……………… ………… ……………… ……………………………11 4.3工艺方案的比较与分析 ………………………………………………………………………… 12 5 选择加工设备及刀具、夹具、量具 ………………………………………………………13 5.1选择加工设备与工艺设备 ………………………………………………………………………13 5.2确定工序尺寸 ……………………………………………………………………………………13 6 确定切削用量及基本时间 ………………………………………………………………15 6.1 工序10切削用量的确定 …………………………… ………………………………………15 6.2 工序20切削用量的确定 ……… ……………………………………………………………16 6.3工序30和工序80切削用量的确定 ……………………………………………………………17 6.4 工序40切削用量的确定 …… …… ………………………… ………………………………18 6.5工序50切削用量的确定 ………………………………………………………………………19 6.6 工序60的切削用量的确定………… ……………………………………… …………………20 6.7工序70和工序90的切削用量的确定 …………………………………………………………20 6.8 工序100的切削用量的确定 …… …………………… ……………………………………… 21 6.9 工序110的切削用量的确定………………………… ………………… ………………………21 6.10 工序120的切削用量的确定……………………… ………………… ………………………22 7 夹具设计 ……………………………………………………………………………………23 7.1 定位基准的选择 …………………………………… …………… ………… ………………23 7.2切削力和卡紧力计算 ……………………………………………………………………………23 7.3定位误差分析 ……………………………………………………………………………………24 7.4夹具设计及操作的简要说明 ……………………………………………………………………24 结论 …………………………………………… …………………… ………………………………25 致谢 ……………………………………………………………………………………………………26 参考文献 ………………………………………………………………………………………………27 前 言 机械制造程设计的主要内容是机械加工工艺规程编制和钻削孔工序专用夹具设计。 在设计的过程中，学生能综合运用机械制造技术基础和其他课程的基本理论和方法，为了能够完成设计任务，必须竭尽所学，找到一种正确的设计方法。正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。结合工艺设计内容，能够熟练的应用工艺计算方法，正确的进行工艺计算，如工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、夹紧力等。学生通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养. 在三周的课程设计中，学生对机械工程学的兴趣将大有增长。他们将享受设计中的每一时刻。除此之外，他们将挖掘隐含的动力去学习机械自动化及材料科学的本专业课程. 关键词 机械加工、工艺规程、专用夹具、蜗轮箱体 1 1.1机械加工工艺规程制订 1.1.1生产过程与机械加工工艺过程 生产过程是指将原材料转变为成品的全过程。它包括原材料的运输、保管于准备，产品的技术、生产准备、毛坯的制造、零件的机械加工及热处理，部件及产品的装配、检验调试、油漆包装、以及产品的销售和售后服务等。 机械工工艺过程是指用机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为零件的全过程。 机械加工工艺过程的基本单元是工序。工序又由安装、工位、工步及走刀组成。 规定产品或零件制造过程和操作方法等工艺文件，称为工艺规程。机械加工工艺规程的主要作用如下： 1.机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原料和毛坯的供应，进行机床调整、专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。 2.机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定进度计划，实现优质高产和低消耗。 3.机械加工工艺规程是新建工厂的基本技术文件。根据它和生产纲领，才能确定所须机床的种类和数量，工厂的面积，机床的平面布置，各部门的安排。 1.2机械加工工艺规程的种类 机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。对于检验工序还有检验工序卡片；自动、半自动机床完成的工序，还有机床调整卡片。 机械加工工艺过程卡片是说明零件加工工艺过程的工艺文件。 机械加工工序卡片是每个工序详细制订时，用于直接指导生产，用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。 1.3制订机械加工工艺规程的原始资料 制订机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料： 1.产品的全套技术文件，包括产品的全套图纸、产品的验收质量标准以及产品的生产纲领。 2.毛坯图及毛坯制造方法。工艺人员应研究毛坯图，了解毛坯余量，结构工艺性，以及铸件分型面，浇口、冒口的位置，以及正确的确定零件的加工装夹部位及方法。 3.车间的生产条件。即了解工厂的设备、刀具、夹具、量具的性能、规格及精度状况；生产面积；工人的技术水平；专用设备；工艺装备的制造性能等。 4.各种技术资料。包括有关的手册、标准、以及国内外先进的工艺技术等。 2 零件的分析 2.1零件的作用 据资料所示，零件蜗轮箱体是减速器的一个主要零件，它是用来承接蜗轮和蜗杆并且让它们保持垂直，实现蜗轮和蜗杆的正确连接。 2.2零件的工艺分析 本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,但是没有位置要求,还有五组孔,其中有两组孔有位置和精度。 1、零件件底面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，表面粗糙度为12.5。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。 2、加工地面4个孔，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的加工，为达到题目要求我们采取钻四个孔锪平上面的大孔并铰两个对角孔的工序过程。为以后的一面两销定位加工做好准备。 3、按照先面后孔的加工理论，我们以地面为基面并采用两个定位销构成一面两销原理来粗铣和精铣工件的的左侧面和Φ98的左右端面，即可得到要求。 4、然后再来加工一些次要的面，只要粗铣φ65的左右端面和锪平φ36即可。 5、钻扩铰φ18H7这个比较重要的孔，必须分为粗加工然后再精扩铰此孔，将用钢球检查，即能满足要求。 6、加工好φ18H7孔后再来镗φ132H8和φ74H7孔，因为此孔与φ18孔有位置要求，所以放在后面来加工，以φ18来找正要镗孔的中心线，即可达到加工要求。 7、加工M10螺纹孔，由《机械加工工艺手册》查知底孔为φ9.8，又因为本孔是沉头螺纹孔，考虑到工艺要求我们采取钻、锪、攻丝三步工序。 7、加工M8螺纹孔，由《机械加工工艺手册》查知底孔为φ6.7，，采用钻、倒角、攻丝三步工序。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。 8加工M12螺纹孔，由《机械加工工艺手册》查知底孔为φ11.8采用钻、倒角、 由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3.1确定毛坯的制造形式 由零件要求可知，零件的材料为HT200，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。 3.2基准面的选择 基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。 粗基准的选择对于本蜗轮箱体来说是至关重要的，对于一般零件而言，应以出加工的表面为粗基准，本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目我们以的孔为精基准，基本满足要求。 3.3制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。 根据零件材料确定毛坯为灰铸铁，通过计算和查询资料可知，生产类型为中批量生产，可采用一箱多件砂型铸造毛坯。由于φ74mm和φ132mm的孔需要铸造出来，故还需要安放型心。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效进行处理。 由参考文献可知，查得该铸件的尺寸公差等级CT为8～10级，加工余量等级MA为G级，故CT=10级，MA为G级。 表3.1用查表法确定各加工表面的总余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 底面 20 H 3 Φ74的孔 Φ74 H 4 Φ98的外圆端面 101 H 4 Φ132的孔 Φ132 H 5 Φ65的凸台端面 184 G 3 Φ36凸台 3 H 3.5 表3.2由参考文献可知，铸件主要尺寸的公差如下表： 主要加工表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT 底面 20 3 23 1 Φ74的孔 Φ74 8 Φ66 1.6 Φ98的外圆端面 101 8 109 1.6 Φ132的孔 Φ132 10 Φ122 1.6 Φ65的凸台端面 184 6 190 1.6 Φ36凸台 3 3.5 6.5 1 图3.1所示为本零件的毛坯图 图3.1 零件毛坯图 4 选择加工方法，制定工艺路线 4.1机械加工工艺设计 4.1.1基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 4.1.2粗基面的选择 对一般的箱体零件来说，以底面作为基准是合理的，按照有关零件的粗基准的选择原则：当零件有不加工表面时，应选择这些不加工的表面作为粗基准，当零件有很多个不加工表面的时候，则应当选择与加工表面要求相对位置精度较高大的不加工表面作为粗基准，从零件的分析得知，蜗轮箱体以侧面作为粗基准。 4.1.3精基面的选择 精基准的选择主要考虑基准重合的问题。选择加工表面的设计基准为定位基准，称为基准重合的原则。采用基准重合原则可以避免由定位基准与设计基准不重合引起的基准不重合误差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保证。为使基准统一，先选择底面作为精基准。 4.2制定机械加工工艺路线 4.2.1工艺路线方案一 工序1 铣底面。选用X62W卧式铣床 工序2 钻4-Φ13.5锪平Φ24的孔。选用钻3025台式钻床。 工序3 粗铣Φ98的左右侧面和工件的左侧面。 工序4 铣前后Φ65的凸台面。选用X62W卧式铣床。 工序5 铣Φ36凸台面。选用X52K立式铣床。 工序6 粗镗Φ74孔、孔口倒角2.5X45，粗镗Φ132孔。 工序7 钻扩绞Φ18H7孔,孔口倒角1X45。选用Z3025立式钻床加工。 工序8 精镗Φ74H7孔和Φ132H8的孔。 工序9 精扩绞Φ18H7孔。选用Z3025立式钻床加工 工序10 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45，攻螺纹M12-6H。选用Z3025立式钻床加工。 工序11 钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H。选用Z3025立式钻床加工。 工序12 钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H。选用Z3025立式钻床加工。 4.2.2工艺路线方案二 工序1 铣底面。选用X62W卧式铣床 工序2 钻4-Φ13.5锪平Φ24的孔。选用钻3025台式钻床。 工序3 粗铣Φ98的左右侧面和工件的左侧面。 工序4 铣前后Φ65的凸台面。选用X62W卧式铣床。 工序5 铣Φ36凸台面。选用X52K立式铣床。 工序6 钻扩绞Φ18H7孔,孔口倒角1X45。选用Z3025立式钻床加工。 工序7 粗镗Φ74孔、孔口倒角2.5X45，粗镗Φ132孔。 工序8 精铣Φ98凸台的左侧面和工件的左侧面。 工序9 精镗Φ74H7孔和Φ132H8的孔。 工序10 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45，攻螺纹M12-6H。选用Z3025立式钻床加工。 工序11 钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H。选用Z3025立式钻床加工。 工序12 钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H。选用Z3025立式钻床加工。 4.3工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：两个方案都是按先粗后精，加工面再加工孔的原则进行加工的。方案一是先加工Φ74孔、孔口倒角2.5X45，Φ132孔。，然后以底面为基准经过尺寸链换算找正Φ18的中心线再来加工孔Φ18H7孔，而方案二则与此相反，先钻、扩、铰φ18mm,倒角45，然后以孔的中心线为基准找正Φ74孔的中心线来加工孔，这时的垂直度和精度容易保证，并且定位和装夹都很方便。因此，选择方案二是比较合理的。 4.4确定工艺过程方案 表 4.1 拟定工艺过程 工序号 工序内容 简要说明 010 一箱多件沙型铸造 020 进行人工时效处理 消除内应力 030 涂漆 防止生锈 040 铣底面 先加工面 050 钻4-Φ13.5锪平Φ24的孔 060 粗铣Φ98的左右侧面和工件的左侧面 先粗加工 070 铣前后Φ65的凸台面 080 铣Φ36凸台面 090 钻扩绞Φ18H7孔,孔口倒角1X45 0100 粗镗Φ74孔、孔口倒角2.5X45，粗镗Φ132孔 0110 精铣Φ98凸台的左侧面和工件的左侧面 后精加工 0120 精镗Φ74H7孔和Φ132H8的孔 0130 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45，攻螺纹M12-6H 后加工孔 0140 钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H 0150 钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H 0160 检验 0170 入库 5 选择加工设备及刀具、夹具、量具 由于生产类型为中批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成. 5.1选择加工设备与工艺设备 5.1.1 选择夹具 本零件除铣，镗及钻孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。 5.1.2 选择刀具，根据不同的工序选择刀具 1.铣刀依据资料选择高速钢圆柱铣刀直径d=60mm，齿数z=10，及直径为 d=50mm，齿数z=8及切槽刀直径d=6mm。 2.钻φ32mm的孔选用锥柄麻花钻。 3.钻φ10mm和钻、半精铰φ16mm的孔。倒角45，选用专用刀具。 4.车φ10mm孔和φ16mm的基准面并钻孔。刀具：选择高速钢麻花钻， do=φ10mm，钻头采用双头刃磨法，后角＝120，45度车刀。 5.钻螺纹孔φ6mm.攻丝M8-6H 用锥柄阶梯麻花钻，机用丝锥。 6.拉沟槽R3选用专用拉刀。 5.1.3 选择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下： 1.选择加工面的量具 用分度值为0.05mm的游标长尺测量，以及读数值为0.01mm测量范围100mm～125mm的外径千分尺。 2.选择加工孔量具 因为孔的加工精度介于IT7～IT9之间，可选用读数值0.01mm 测量范围50mm～125mm的内径千分尺即可。 5.2确定工序尺寸 5.2.1面的加工（所有面） 根据加工长度的为60mm，毛坯的余量为3mm，粗加工的量为2mm。根据《机械工艺手册》表2.3-21加工的长度的为60mm、加工的宽度为60mm，经粗加工后的加工余量为0.5mm。对精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。 5.2.2孔的加工 1. φ132mm. 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 粗镗：φ130.4mm 2z=1.6mm 精镗：φ132H8 2. φ74mm. 毛坯为空心，通孔，孔内要求精度介于IT7～IT8之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 粗镗：φ73mm 2z=1.0mm 精镗：φ74H8 3. φ18H7mm的孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT6～IT7之间。查《机械工艺手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：φ16mm 2z=2mm 粗铰：φ17.6mm 2z=0.4mm 精铰：φ18H7 4. 钻4-Φ13.5锪平Φ24的孔 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺 手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：4-φ6.5mm 2z=3.5mm 扩孔：4-φ12.5mm 2z=0.5mm 铰孔：4-φ13.5mm 锪平: 4-φ24mm 5. 钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45，攻螺纹M12-6H 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺 手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔： Φ 10.2-6H 2z=0.9mm 孔口倒角：2X45 攻丝: M12-6H 6. 钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺 手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：φ8.5mm 2z=0.75mm 攻丝：M10 7. 钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H 毛坯为实心、不冲出孔，孔内要求精度介于IT8～IT9之间。查《机械工艺 手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量。 钻孔：4-φ6.7mm 2z=0.65mm 攻丝：4-M8-7H 6 确定切削用量 6.1 工序10切削用量 本工序为铣底面。已知工件材料为HT200，选择硬质合金端面铣刀直径D=200mm，齿数z=10。根据资料选择铣刀的基本形状,B=63mm，d=60mm，已知铣削宽度a=60mm，铣削深度a=3mm故机床选用X62W卧式铣床。 1.确定每齿进给量f 根据资料所知，X62W型卧式铣床，工艺系统刚性为中等。查得每齿进给量f=0.2-0.5mm/z、现取f=0.3mm/z。 2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.5mm，铣刀直径D=200mm，耐用度T=300min。 3.确定切削速度 根据资料所知，依据铣刀直径D=200mm，齿数z=10，铣削深度a=3mm，耐用度T=300min时查参考文献〔1〕表3.1-74取主轴转速n=150r/min,故相应的切削速度为： Vc = Vc==94.2m/min 4.校验机床功率 参考文献〔1〕表2.4-96,得切削功率为: 取z=10个齿，n=150/60=2.5r/s，=60mm，=3mm，=0.3mm/z，=1 将他们带入式中得： kw 又由文献〔1〕表3.1-73得机床功率为7.5kw，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375kw＞2.78kw 故机床功率足够。 6.2 工序20切削用量 本工序为钻4-φ13.5mm的孔和锪4-φ24的沉头孔。 选择高速钢圆柱铣刀直径d=50mm，齿数z=8。已知铣削宽度a=2.5mm，铣削深度a=35mm故机床选用XA6132卧式铣床。 1.确定每齿进给量f 根据资料所知，查得每齿进给量f=0.20～0.30mm/z、现取f=0.20mm/z。 2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.80mm，耐用度T=180min。 3.确定切削速度和每齿进给量f 根据资料所知，依据上述参数，查取Vc＝73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根据XA6132型立式铣床主轴转速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。 则实际切削： Vc = Vc==23.55m/min 实际进给量： f= f==0.23mm/z 4.校验机床功率 依据上道工序校验的方法，根据资料所知，切削功率的修正系数k=1，则P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知机床功率能够满足要求。 6.3工序30和工序80切削用量 工序30为粗铣Φ98的左右侧面和工件的左侧面，工序80精铣Φ98凸台的左侧面和工件的左侧面，所选刀具为高速钢端面铣刀其直径为D=100mm，齿数z=10。 1.确定每齿进给量f 根据资料，查得粗铣和精铣每齿进给量fz=0.10～0.35mm/z，现取fz=0.20mm/z。 2.选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据资料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为2.0mm，耐用度T=130min。 3.确定切削速度和每齿进给量f 根据资料所知，依据上述参数，查取Vc＝85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根据X62W型卧式铣床主轴转速表查取，nc=255r/min,Vfc=300mm/s。 则实际切削： Vc = Vc==80.1m/min 4.校验机床功率 参考文献〔1〕表2.4-96,得切削功率为: 取z=10个齿，n=255/60=4.25r/s，=100mm，=2.5mm，=0.2mm/z，=1 将他们带入式中得： kw 又由文献〔1〕表3.1-73得机床功率为7.5kw，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375kw＞4.95kw 故机床功率足够。 6.4 工序40切削用量 本工序为铣前后Φ65的凸台面。所选刀具为端面铣刀，铣刀直径D=80mm，根据资料选择铣刀的基本形状d=27mm，L=36mm,Z=10，已知铣削宽度a=65mm，铣削深度a=3mm故机床选用X62W卧式铣床。 1.确定每齿进给量f 根据资料所知，用端面铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f=0.10～0.35mm/z、现取f=0.30mm/z。 2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，用端面铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为2.0mm，耐用度T=120min。 3.确定切削速度和每齿进给量f 根据资料所知，依据铣刀直径D=80mm，铣削宽度a=65mm，铣削深度a =3mm，耐用度T=120min时。 根据X62W型卧式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min。 则实际切削： Vc = Vc==75.36m/min 4.校验机床功率 参考文献〔1〕表2.4-96,得切削功率为: 取z=10个齿，n=300/60=5r/s，=80mm，=3mm，=0.3mm/z，=1 将他们带入式中得： kw 又由文献〔1〕表3.1-73得机床功率为7.5kw，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375kw＜7.5kw 故重新选择主轴转速为235r/min,则: Vc ===59m/min 将其带入公式得: =5.8kw＜6.375kw 故机床功率够。 6.5工序50切削用量 本工序为铣Φ36凸台面，加工条件为：工件材料为HT200,选用X52K机床。刀具选择：选择高速钢端面铣刀，D=50mm。 1.确定每齿进给量f 根据资料所知，用端面铣刀加工铸铁，查得每齿进给量f=0.10～0.35mm/z、现取f=0.30mm/z。 2.选择铣刀磨损标准及耐用度 根据资料所知，用端面铣刀加工铸铁，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为2.0mm，耐用度T=110min。 3.确定切削速度和每齿进给量f 根据资料所知，依据铣刀直径D=50mm，铣削宽度a=36mm，铣削深度a =3.5mm，耐用度T=100min时。 根据X52K型立式铣床主轴转速表查取，nc=300r/min。 则实际切削： Vc = Vc==47.1m/min 4.校验机床功率 参考文献〔1〕表2.4-96,得切削功率为: 取z=8个齿，n=235/60=3.9r/s，=36mm，=3.5mm，=0.3mm/z，=1 将他们带入式中得： kw 又由文献〔1〕表3.1-73得机床功率为7.5kw，若取效率为0.85，则7.5X0.85=6.375kw＞3.06kw 故机床功率够。 6.6 工序60的切削用量 本工序为钻扩绞Φ18H7孔,孔口倒角1X45，刀具选用高速钢复合钻头，直径d=16mm，扩孔钻和Φ18的铰刀，使用切削液 1.钻Φ16的底孔 参考文献1表2.4-38，并参考钻床说明书，取钻孔时进给量f=0.45mm/r， 参考文献1表2.4-41，用插入法求得钻孔的切削速度v=0.35m/s=21m/min，由此算出转速为： 417.9r/min 2.扩Φ17.6的孔 参考文献1表2.4-50，并参考机床实际进给量，取f=0.99mm/r， 参考文献4表3-54，扩孔的切削速度为（1/2—1/3）V钻，故取： 由此算出转速： 。按机床实际转速取n=190r/min。 3.铰Φ18H7孔 参考文献1表2.4-58，铰孔的进给量取f=1.6mm/r。 参考文献1表2.4-60，取铰孔的切削速度为v=0.121m/s=7.26m/min，由此算出转速：n =。按机床实际转速取128r/min。 6.7工序70和工序90的切削用量 工序70为粗镗Φ74孔、孔口倒角2.5X45，粗镗Φ132孔。工序90为精镗Φ74H7孔和Φ132H8的孔。查文献2表3.2-10，得粗镗以后的孔为Φ73和Φ130.4，故两孔的精镗余量Za=0.8mm和Zb=0.5mm。镗孔时要保证孔与Φ18H7孔的垂直度要求，镗孔时的孔中心线要由Φ18H7的中心线来保证。 1. 粗镗Φ132H8孔时 粗镗Φ132孔时因余量为4.2mm，故=4.2mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.6m/s=36m/min。进给量f=1mm/r。 r/min 取机床转速为86r/min。 2. 精镗Φ132H7孔时 粗镗Φ132孔时因余量为0.8mm，故=0.8mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=1.2m/s=72m/min。进给量f=0.15mm/r。 r/min 取机床转速为174r/min。 3. 粗镗Φ74H7孔时 粗镗Φ74孔时因余量为3.5mm，故=3.5mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=0.7m/s=42m/min。进给量f=1mm/r。 r/min 取机床转速为178r/min。 4. 精镗Φ74H7孔时 粗镗Φ74孔时因余量为0.5mm，故=0.5mm。根据参考文献1表2.4-180查取v=1.4m/s=84m/min。进给量f=0.15mm/r。 r/min 取机床转速为361r/min。 6.8 工序100的切削用量 本工序为钻M12-6H螺纹底孔，孔口倒角2X45，攻螺纹M12-6H，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=6mm,以及机用丝锥。钻床选用Z525立式钻床，使用切削液。 1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。 3.确定切削速度V 参考文献参考文献1表2.4-38，取钻底孔Φ10.2的切削速度为v=0.36m/s=21.8m/min，由此算出转速：n =。取攻丝时的切削速度为：0.17m/s=10.2m/min。由此算出转速：n =。按机床实际转速去n=272r/min。 6.9 工序110的切削用量 本工序为钻4-M10-7H螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H，攻螺纹M12-6H，刀具选用锥柄麻花钻，直径d=10mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3025立式钻床，使用切削液。 1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。 3.确定切削速度V 参考文献参考文献1表2.4-38，取钻底孔Φ8.5的切削速度为v=0.28m/s=16.81m/min，由此算出转速：n =。取攻丝时的切削速度为：0.21m/s=12.56m/min。由此算出转速：n =。 6.10 工序120的切削用量 本工序为钻4-M8-H7螺纹底孔，攻螺纹4-M10-7H，攻螺纹M12-6H，刀具选用锥柄阶梯麻花钻，直径d=8mm,以及机用丝锥。钻床选用Z3025立式钻床，使用切削液。 1.确定进给量f 由于孔径和深度都不大，宜采用手动进给。 2.选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表5-130，钻头后到面最大磨损量为0.6mm，耐用度T=20min。 3.确定切削速度V 参考文献参考文献1表2.4-38，取钻底孔Φ6.7的切削速度为v=0.35m/s=21m/min，由此算出转速：n =。按机床实际转速去n=1000r/min。取攻丝时的切削速度为：0.17m/s=10.2m/min。由此算出转速：n =。按机床实际转速去n=400r/min。 7 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，需要设计专用夹具。 经过与老师协商，决定设计工序号为100的这道工序--钻M12-6H倒角并攻丝的钻床夹具。本夹具将采用Z525立式钻床及专用钻模。刀具为三把钻床刀具：一把麻花钻，一把台钻，一把机用螺纹丝锥。在给定的零件中，由于公差要求较低，对本步的位置精度及定位要求较低，因此本步的重点应在夹紧的方便与快速性上。 7.1 定位基准的选择 由零件图可知，M12-6H孔既没有垂直度要求又没有平行度要求，出于定位简单和快速的考虑，选择箱体底面为基准定位面，两侧面加定位块辅助定位，使工件完全定位，为了便于加工，现决定选择用可换钻套，为了方便夹紧，再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。 7.2切削力和夹紧力计算 本步加工按钻削估算卡紧力，实际效果可以保证可靠的卡紧。 刀具：高速钢标准钻头直柄麻花钻。d=10.2,L=133,l=87 已知切削条件为：钻头直径do=10.2，走刀量f=0.5，钻头转数no=5r/s，工件材料灰铸铁HB=210。 钻削轴向力 ： F=CFdoXFfyFKF （N） 其中：CF=588.6,do=10.2,XF=1,f=0.5,yF=0.8,KF=1(见《机械设计手册》表3-36) 所以：F=588.610.20.50.8=3448.23（N） 切削扭矩 ： M=CMdoXMfyMKM10-3（NM） 其中：CM=225.63,XM=2,yM=0.8,KM=1(见《机械设计手册》表3-36) 所以：M=225.6310.220.50.8110-3 =13.48（NM） 当HB=210时，查表3-36中3修正系数为： K料F=K料M=（210/190）0.6=1.059 实际切削扭矩及轴向力为： M=13.481.059=14.28（NM）; F=3448.231.059=3651.68 切削功率：PM=23.1414.28510-3=0.45（KW） 夹紧力为 取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 则实际卡紧力为 F’=S1S2S3S4F=16.77N 使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。 7.3定位误差分析 本工序采用底面为基本定位面，有效的运用了箱体加工中一面两孔定位的方法。定位精度较高。根据零件图中的要求可知本道工序钻孔的位置精度要求不高。 7.4夹具设计及操作的简要说明 本道工序所需的夹具压紧力不大，且其主要的作用是做到一点定位，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用螺旋夹紧机构，并采用移动压板压紧。 本次设计中还按老师的要求画出了夹具体的零件图，具体结构可参见附图。 结束语 经过了几个月的学习和努力，我终于完成了的我大学中的重要一步，完成了我们必须经历的毕业设计！从开始接到设计题目到系统的实现，再到整套设计的完成，每走一步对我来说都是新的尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有很多感受。但由于能力和时间的关系，总是觉得有很多不尽人意的地方。可是，我又会有点自恋式地安慰自己：做一件事情，不必过于在乎最终的结果，可贵的是过程中的收获。 经过这次设计，提高了我很多的能力，比如实验水平、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等。在这期间凝结了很多人的心血，在此表示衷心的感谢。 设计，也许是我大学生涯交上的最后一个作业了。想籍此机会感谢三年以来给我帮助的所有老师、同学，你们的友谊是我人生的财富，是我生命中不可或缺的一部分。我的设计指导老师杜昌义老师对我而言已经不是一个陌生的学院老师了，因为他曾经也曾出任过我们的专业课老师。他以一位长辈的风范来容纳和原谅我的无知和冲动，给我不厌其烦的指导。在此，特向他道声谢谢，忠心的谢谢您！ 作为一名即将完成学业，离开学校生活得我，我要感谢我的母校，是她给了我创造一个学习的机会，创造了美好的学习生活环境，让我在这里学到了很多知识。 三年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 致谢 三年的大学生活在这个季节即将画上一个句号,而对于我的人生却只是一个逗号。我将面对又一次的征程开始，三年的求学生涯在亲人师长的支持下虽走的辛苦，却也收获满囊。在毕业设计即将完成之际，思绪万千心情久久不能平静。伟人、名人为我崇拜可我更急切的把我的敬意和赞美献给一个平凡的的人我的导师—夏宝林副教授。我不是你最出色的学生，可你是我最崇敬的老师。你治学严谨，学识渊博、思维敏捷，为我们营造了一个良好的精神氛围。 参考文献 [1]孟少农主编.机械加工工艺手册.机械工业出版社，1991 [2]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社，1993 [3]崇 凯主编.机械制造技术基础.化学工业出版社，1993 [4]王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，1987 [5]黄如林主编.切削加工简明实用手册.化学工业出版社，2004 [6]薛源顺主编.机床夹具设计.机械工业出版社，1995 [7]崇 凯主编.机械制造技术基础课程设计指南. 化学工业出版社，2006.12 [8]陈于萍，高晓康主编.互换性与测量技术.北京高等教育出版社，2005. 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