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目 錄
序 言 1
第1章 剎車支架分析 2
1.1 剎車支架的作用 2
1.2 剎車支架分析 2
第2章 工藝規(guī)程的設(shè)計 3
2.1 確定毛坯的的制造形式 3
2.2 基準的選擇 3
2.2.1 粗基準的的選擇 3
2.2.2 精基準的選擇 3
2.3 制訂工藝路線 4
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 4
2.5 確定切削用量及基本工時 5
第3章 專用夾具的設(shè)計 14
3.1問題提出 14
3.2 定位基準的選擇 14
3.3 定位分析 14
3.4切削力和夾緊力的計算 14
3.5夾具設(shè)計及簡要操作說明 15
致 謝 16
參考文獻 17
序 言
機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們在學(xué)校的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)。本次課程設(shè)計題目是產(chǎn)品(或工程)設(shè)計類題目。
我們這次課程設(shè)計題目,以曾經(jīng)在實習(xí)工廠實習(xí)所參觀的并以此設(shè)備為參考,結(jié)合所學(xué)機械的各方面的知識,在老師指導(dǎo)下,查閱了許多手冊,經(jīng)過不斷的改進,最終設(shè)計出了此次機構(gòu),從而避免了加工質(zhì)量差,生產(chǎn)效率低,設(shè)備昂貴的問題。
在實際工程設(shè)計中,我們得到所學(xué)過的理論基礎(chǔ),技術(shù)基礎(chǔ),專業(yè)課全面的訓(xùn)練,為將來做好機械設(shè)計工程師的工作提供全面的鍛煉機會。
我此次課程設(shè)計的題目是剎車支架以Φ32后端面、Φ20后端面,鉆、攻B向面上的M6-7H螺紋工藝工裝設(shè)計,在指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)下,對原有的結(jié)構(gòu)進行了改進,從而可以減少勞動強度,計算正確,零號圖紙,符合工作量的要求。
通過這次課程設(shè)計,我在計算,制圖,機械原理,機械設(shè)計,機械制造工藝等方面的知識受到全面的綜合訓(xùn)練,并有所提高,在夾具設(shè)計方面受益匪淺。特別是張學(xué)偉老師在工作中對我耐心輔導(dǎo),有時甚至錯過了午飯時間。他對學(xué)生強烈的責(zé)任感和嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,無不給我以深刻的影響。
就我個人而言,我希望能通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練,希望在設(shè)計中能鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為自己今后參加實際工作打下一個良好的基礎(chǔ)。
由于類似的大型課題第一次接觸,經(jīng)驗?zāi)芰Ψ矫娴那啡保e誤之處一定存在,懇請各位老師給予批評指正。
第1章 剎車支架分析
1.1 剎車支架的作用
剎車支架的作用是用來支承工件。
1.2 剎車支架分析
剎車支架共有以下八組加工面,現(xiàn)分述如下:
1. 剎車支架7050端面,粗糙度Ra6.3
2. 剎車支架Φ32端面、Φ20端面;粗糙度均為Ra12.5
3. 剎車支架Φ14H9、Φ19H9孔
4. 剎車支架A向面,粗糙度Ra12.5
5. 剎車支架Φ14端面,粗糙度Ra12.5
6. 剎車支架兩個寬12的槽,粗糙度Ra25
7. 剎車支架M8-7H螺紋
8. 剎車支架M6-7H螺紋
第2章 工藝規(guī)程的設(shè)計
2.1 確定毛坯的的制造形式
剎車支架零件材料為 HT200,硬度選用175-255HBS,毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn),根據(jù)《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表1.3-1知,采用金屬型澆注。
2.2 基準的選擇
2.2.1 粗基準的的選擇
1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求,應(yīng)以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面,則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。
2.如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻,應(yīng)選擇該表面作精基準。
3.如需保證各加工表面都有足夠的加工余量,應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準。
4.選作粗基準的表面應(yīng)平整,沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷,以便定位可靠。
5.粗基準一般只能使用一次,特別是主要定位基準,以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
根據(jù)粗基準的選擇原則,選Ф20、Ф32端面作為粗基準
2.2.2 精基準的選擇
選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。
精基準選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:
1.用設(shè)計基準作為定位基準,實現(xiàn)“基準重合”,以免產(chǎn)生基準不重合誤差。
2.當(dāng)工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時,應(yīng)盡可能采用此組精基準定位,實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”,以免生產(chǎn)基準轉(zhuǎn)換誤差。
3.當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時,應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準,即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4.為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度,可遵循“互為基準”、反復(fù)加工的原則。
5.有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠,可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準。
主要考慮的是基準的重合問題。當(dāng)設(shè)計與工序的基準不重合時,因該進行尺寸換算。以Φ16和Φ14孔作為精基準。
2.3 制訂工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定為中批生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工序10:鑄造
工序20:退火
工序30:以Φ32端面為基準,銑5070的面
工序40:以Φ32前端面、Φ20前端面為基準,銑Ф20后端面、Ф32后端面
工序50:以Φ32前端面,鉆、擴、鉸Ф14H9、Ф16H9孔
工序60:以Φ32后端面、Φ20后端面,銑A向面
工序70:以Φ32后端面、Φ20后端面,銑B向面
工序 80:以Φ32后端面、Φ20后端面,銑兩個寬12的槽
工序 90:以Φ32后端面、Φ20后端面,鉆、攻A向面上的M8-7H螺紋
工序100:以Φ32后端面、Φ20后端面,鉆、攻A向面上的M8-7H螺紋
工序 110:清洗去毛刺
工序120: 驗收
工序130:入庫
2.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“剎車支架”零件材料為鑄鐵,毛坯的重量約為1Kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用砂型機鑄造毛坯。
1.5070的面,表面粗糙度為6.3,需要二步加工方能滿足要求,粗銑——精銑,查《機械設(shè)計手冊》,表2—8得
粗銑 單邊余量 Z=0.7
精銑 單邊余量 Z=0.3
2、Ф20、Ф32的端面,表面粗糙度為12.5,只需一步銑削即可滿足要求,查《機械設(shè)計工藝手冊》,表2-10得 單邊余量 Z=1.0
3. A向面,表面粗糙度為12.5,只需一步銑削即可滿足要求,查《機械設(shè)計工藝手冊》,表2-8得 單邊余量 Z=1.0
4、B向面,表面粗糙度為12.5,只需一步銑削即可滿足要求,查《機械設(shè)計工藝手冊》,表2-8得 單邊余量 Z=1.0
鉸 單邊余量 Z=0.1
5.Ф14H9孔及Ф16H9孔,需要三步加工方能滿足精度要求,鉆——擴——鉸,查《機械設(shè)計工藝手冊》,表3—6得
Ф14H9孔的余量
鉆 單邊余量 Z=6.0
擴 單邊余量 Z=0.9
Ф16H9孔的余量
鉆 單邊余量 Z=6.0
擴 單邊余量 Z=1.9
鉸 單邊余量 Z=0.1
6、兩個寬12的槽,鑄造成實心,銑削即可滿足要求。
7、不加工表面的毛坯尺寸
不加工表面毛坯按照零件圖給定尺寸為自由度公差,由鑄造可直接獲得。
2.5 確定切削用量及基本工時
工序30:以Φ32端面為基準,銑5070的面
工步一:粗銑5070端面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書,其功率為為4.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準選?。?75
3.計算工時
切削工時:,,,
則機動工時為
工步二:精銑5070端面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
因為加工精度相對較高,故分兩次(即粗銑、精銑)完成,則
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書,其功率為為4.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準選?。?75
3.計算工時
切削工時:,,,
則機動工時為
工序40:以Φ32前端面、Φ20前端面為基準,銑Ф20后端面、Ф32后端面
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X62型銑床說明書,其功率為為4.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準選?。?75
3.計算工時
切削工時:,,,
則機動工時為
總的工時:T=2t=0.519min
工序50:以Φ32前端面,鉆、擴、鉸Ф14H9、Ф16H9孔
工步一鉆孔至φ12
確定進給量:根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7,當(dāng)鋼的,時,。由于本零件在加工Φ12孔時屬于低剛度零件,故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75,則
根據(jù)Z525機床說明書,現(xiàn)取
切削速度:根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14,查得切削速度
所以
根據(jù)機床說明書,取,故實際切削速度為
切削工時:,,,
則機動工時為
工步二:擴孔
利用鉆頭將孔擴大至,根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定,擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機床說明書,選取
則主軸轉(zhuǎn)速為,并按車床說明書取,
實際切削速度為
切削工時:,,,
則機動工時為
工步3:鉸孔
根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25,,,得
查參考文獻Ⅴ表4.2-2,按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速,取,,實際切削速度。
切削工時:,,,
則機動工時為
工步四:鉆孔至φ12
確定進給量:根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-7,當(dāng)鋼的,時,。由于本零件在加工Φ12孔時屬于低剛度零件,故進給量應(yīng)乘以系數(shù)0.75,則
根據(jù)Z525機床說明書,現(xiàn)取
切削速度:根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-13及表2-14,查得切削速度
所以
根據(jù)機床說明書,取,
故實際切削速度為
切削工時:,,,
則機動工時為
工步五:擴孔
利用鉆頭將孔擴大至,根據(jù)有關(guān)手冊規(guī)定,擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取
根據(jù)機床說明書,選取
則主軸轉(zhuǎn)速為,并按車床說明書取,
實際切削速度為
切削工時:,,,
則機動工時為
工步六:鉸孔
根據(jù)參考文獻Ⅳ表2-25,,,得
查參考文獻Ⅴ表4.2-2,按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速,取,,實際切削速度。
切削工時:,,,
則機動工時為
工序60:以Φ32后端面、Φ20后端面,銑A向面
1. 選擇刀具
刀具選取立銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型立式銑床說明書,其功率為為4.5kw
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準選取=675
3.計算工時
切削工時:,,,
則機動工時為
工序70:以Φ32后端面、Φ20后端面,銑B向面
1. 選擇刀具
刀具選立銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型立式銑床說明書,其功率為為4.5kw
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準選取=550
3.計算工時
切削工時:,,,
則機動工時為
工序 80:以Φ32后端面、Φ20后端面,銑兩個寬12的槽
1.刀具選取立銑刀,刀片采用YG8,
,,,。
2. 決定銑削用量
決定銑削深度
決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書,其功率為為7.5kw,中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ,則
按機床標(biāo)準選?。?50
當(dāng)=650r/min時
按機床標(biāo)準選取
3.計算工時
切削工時: ,,
則機動工時為
總的時間T=2t=2.123min
工序 90:以Φ32后端面、Φ20后端面,鉆、攻A向面上的M8-7H螺紋
工步一:鉆M8-7H的螺紋底孔Φ6.7
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》查得
(《切削》表2.15)
=760.5r/min
按機床選取n=750r/min
基本工時:
工步二:攻螺紋M8mm
選擇M8mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距,即
按機床選取n=275r/min
基本工時:t==0.037(min)
工序100:以Φ32后端面、Φ20后端面,鉆、攻B向面上的M6-7H螺紋
工步一:鉆M6-7H的螺紋底孔Φ5.1
選用高速鋼錐柄麻花鉆(《工藝》查得
(《切削》表2.15)
=999.1r/min
按機床選取n=950r/min
基本工時:
工步二:攻螺紋M6mm
選擇M6mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距,即
n==398.1(r/min)
按機床選取n=375r/min
基本工時:t==0.022(min)
第3章 專用夾具的設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具。有老師分配的任務(wù),我被要求設(shè)計工序100:以Φ32后端面、Φ20后端面,鉆、攻B向面上的M6-7H螺紋的夾具設(shè)計, 選用機床,Z525立式鉆床。
3.1問題提出
本夾具主要用來鉆、攻B向面上的M6-7H螺紋,精度要求不高,故在本道工序加工時,主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動強度。
3.2 定位基準的選擇
擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理,否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?;鶞蔬x擇不當(dāng)往往會增加工序或使工藝路線不合理,或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度(特別是位置精度)要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求,從保證零件的加工精度要求出發(fā),合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求,也沒有較高的平行度和對稱度要求,所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率,降低勞動強度,提高加工精度。
3.3 定位分析
以Φ32端面、Φ20端面、Φ16H9和Φ14H9孔定位,定位分析如下:
1. Φ32端面、Φ20端面作為第一定位基準,與心軸Φ32端面、B型固定式定位銷Φ20端面相配合,限制三個自由度,即X軸轉(zhuǎn)動、Y軸移動和Z軸轉(zhuǎn)動。
2. Φ16H9孔作為第二定位基準,與心軸Φ16f8外圓相配合,限制兩個自由度,即X軸移動和Z軸移動。
3. Φ14H9孔作為第三定位基準,與B型固定式定位銷相配合,限制一個自由度,即Y軸轉(zhuǎn)動,工件六個自由度被完全限制,屬于完全定位。
3.4切削力和夾緊力的計算
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工,鉆削力。由《切削手冊》得:
鉆削力 式(3-1)
式中:D=5.1mm
式(3-2)
代入公式(3-1)和(3-2)得
本道工序加工工藝孔時,夾緊力方向與鉆削力方向垂直。因此進行夾緊立計算無太大意義。
3.5夾具設(shè)計及簡要操作說明
如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單,便于操作,降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇了心軸、快換墊圈、螺母等組成的夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為鉆切削余量小,切削力小,所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。
致 謝
本次課程設(shè)計受到了院系各級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視,得到了全校教師的大力支持與幫助。在此,我衷心的向你們道一聲:你們辛苦了。
通過課程設(shè)計,是對我們四年來所學(xué)知識的綜合的檢測,更是一個對所學(xué)知識的回顧及綜合復(fù)習(xí)的過程;對機械繪圖、工程材料、機械設(shè)計、夾具設(shè)計等過程等都有了更進一步的認識。
感謝院系領(lǐng)導(dǎo)給了我足夠時間來完成整套夾具設(shè)計,在設(shè)計過程中,得到了老師和同學(xué)的幫助與指導(dǎo),在此表示感謝;也對做相關(guān)題目的同學(xué)的資助表示感謝,感謝他們在模具設(shè)計過程中對我的幫助和指導(dǎo),尤其對擔(dān)任本次設(shè)計的指導(dǎo)老師表示深深敬意,在設(shè)計過程中遇到一些困難,在老師的幫助下我才順利的完成了該夾具的設(shè)計,他對我設(shè)計過程中出現(xiàn)的疏忽與不足之處提出批評與修改建議,使我的設(shè)計的夾具最終更加的完善。
這次設(shè)計我深知有很多不足,在此懇請大家給予指導(dǎo)
參考文獻
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