目录
序言
一. 零件的分析................................................................................4
1. 零件的作用................................................................................................................4 2. 零件的材料................................................................................................................4 3. 零件的结构................................................................................................................4 4. 零件的工艺分析........................................................................................................4
二.工艺规程设计..............................................................................5
1.1.确定毛坯的制造形式.............................................................................................5 1.2.基面的选择.............................................................................................................5 1.2.1.粗基准的选择....................................................................................................5 1.2.2.精基准的选择....................................................................................................5 1.2.3...制定工艺路线.......................................................................................................5 1.3.1.工艺方案的比较..............................................................................................5 1.3.2.工艺方案的确定..............................................................................................5 1.4.机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定.....................................................6 1.5.确定切削尺寸及基本工时.....................................................................................6
总结..................................................................................................19 参考文献...........................................................................................20 零件图...............................................................................................21 工序图.............................................................................................22
序言
机械制造工艺及机床夹具课程设计是在学完啦《机械制造技术基础》,以及相关课程后从理论转向实践。考察实际分析问题,解决问题的一个教学环节。这将是我们即将进行毕业设计之前所学的课程设计的一次深入理解与适用。
就我个人而言,希望通过这次课程设计,提高分析问题解决问题的能力为将来从事的工作打下扎实的基础。
由于本小组成员水平有限,设计的过程中难免会有许多不足之处,希望指导老师能在查阅的过程中指出我们所存在的问题,谢谢!
一.零件的分析
1. 零件的作用
法兰盘在数控机床里起支撑作用和导向作用,是回转体零件。它的主要作用是连接处的固定及密封。
2. 零件的材料
2.1、特性:该零件的材料为HT150,铸造成型,具有良好的塑性和适当的强度,工艺性能较好。大多在正火状态和调质状态下使用。
2.2、用途:法兰盘连接使用方便,能够承受加到的压力。在工业管道中法兰的连接的使用十分广泛,在家庭内,管道直径小,而且是低压看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或生场现场,到处都是法兰连接的管道和器材。通俗的讲,法兰盘的作用就是使得管件连接处固定并密封。
3. 零件的结构
3.1、由零件图可知,该零件的重要表面或端面的粗糙度最高要到达1.6这么高的精度,可见,该零件时一个重要的连接结构零件。
3.2、为了保证加工精度,在加工过程中要尽量减小加工装夹次数,尽可能使加工在同一轴线锪表面间完成,这样可使零件的加工工艺更迅捷,并能保证表面粗糙度。
4. 零件的工艺分析
4.1、基准的分析。
①粗基准的选择:对于本零件来讲,可归为轴类零件,我们应尽可能选择不加工表面要求不高的为粗基准,根据基准选取原则,现选取Φ87mm,前端面的中心线作为粗基准,加工Φ87mm的两个外端面以及Φ87mm的底端的前端面。
②精基准的选择:以Φ62mm所在端在为精基准的加工表面,以此为基准,并逐
步加工Φ87mm左右两端面,Φ40左右两端面,Φ62左右两端面,以及Φ50的内孔端面,2×0.5的退刀槽,4×Φ7mm和Φ15mm的定位孔,随后再倒圆角R3,倒角C1。 4.2、零件的尺寸分析
①定位尺寸:根据上面的基准分析,定位尺寸为Φ87mm端面所在的平面为定位基准进行定位。
②限位尺寸:分别以Φ31mm,Φ40mm的内孔及Φ62d11所在的两端面为基面为装夹表面进行限位。
二.工艺规程设计
1.1.确定毛坯的制造形式
零件材料HT150考虑零件在机床上运行过程中所受冲击不大,零件结构比较简单,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产效率保证加工精度可采用铸造成型。零件形状并不复杂而且零件加工的尺寸不大,因此毛坯形状可以与零件形状尽量接通,内孔铸为直径25毫米。毛坯尺寸通过确定加工余量后在决定。在考虑提高生产效率保证加工精度后采用铸造成型。
1.2.基面的选择
工艺过程中重要的工作之一,正确与合理的定位选择。可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。
1.2.1 粗基准的选择,对于法兰盘而言可归为轴类零件,尽可能选择不加工表面为粗基准或加工表面要求不高的为粗基准,根据基准选择原则,现选取Φ87mm的中心线作为粗基准,加工外圆表面及Φ87mm底端前端面。
1.2.2 精基准的选择,以Φ62mm为精基准加工表面。这一精加工表面包括Φ87mm外圆端面,右端面,Φ31mm内孔,Φ40mm内孔,Φ62mm外圆端面,Φ50mm内孔,左端面,Φ11mm和Φ7mm的定位孔以及2Χ0.5的退刀槽。
1.3.制定工艺路线:
制定工艺路线得出零件加工的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领确定的情况下,可以考虑万能型机床配以专用夹具提高生产率。除此之外,还应该考虑经济效果,以便使生产成本尽量降至最低。
1.3.1 工艺路线方案的比较: 工艺方案一:
工序00:下料,取材料HT150的直径95x35mm铸铁进行铸造。
工序01:车外圆直径87mm,平右端面到30mm,倒圆角R3。
工序05:车直径30mm,直径40mm内孔,单边留有0.03mm的加工余量。
工序10:到内圆角R2。
工序15:粗车-半精车-精车直径62mm外圆,车退刀槽2x0.5mm,倒角C1。
工序20:钳工划线,用麻花钻4x直径7mm的孔,锪沉头孔直径11mm的孔。
工序25:以直径87mm的前端面为基准,铣直径87mm的后端面,和直径62mm的上端面,保证两面的平行度达到要求。
工序30:以直径20mm的球头铣刀铣R10的凹槽。
工序35:铣以外圆直径87mm的中心线为基准,保证78.5mm的端面。
工序40:钳工去毛刺。
工序45:清洗终检入库。
工艺方案二:
工序00:下料,取材料HT150的直径95x35mm铸铁进行铸造。
工序01:车Φ87mm的外圆及Φ87的底端前端面,保证长度30mm,倒圆角R3.
工序05:车内孔Φ31mm,Φ40mm保证留有单边加工余量0.03mm,倒圆角R2
工序10:以Φ87mm的中心线为基准,粗车~半精车~精车Φ62mm的外圆端面,使达到要求,车底端面14mm,车退刀槽2Χ0.5mm,倒圆角C1。
工序15:车Φ50mm的内孔,单边留有0.03mm的加工余量。
工序20:钳工划线,以Φ87mm的底端前端面为基准画出Φ7mm及Φ11mm的位置,再用磨花钻钻4ΧΦ7mm的小孔,用锪刀锪沉头孔Φ11mm的内孔,使之到达要求。
工序25:以Φ87mm的底端前端面为基准,铣Φ87mm的上端面及Φ62mm的端面,保证长度27mm,使两面达到平行度要求。-
工序30:以Φ20mm的球头铣刀铣削加工R10的凹孔,使之达到要求。
工序35:铣以外圆Φ87为基准,控制78.5mm的端面。
工序40:钳工去毛刺。
工序45:清洗已加工的零件,终检入库。
方案一:工艺清晰,但过于繁琐,对工人操作不方便,且费时,生产效率低。 方案二:该工艺是采用对工件进行一次尽量加工能加工的部位的工艺方案,该方案提高了工人的生产率,降低了生产成本,有利于增加效益。 经以上分析:我们选择方案二。
1.4.机械加工余量,工序尺寸及毛培尺寸的确定
由于零件材料为HT150,查课程设计指导书,根据以上原始资料及加工路线,分别确定各表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
图1 法兰盘的铸造件毛坯图
1.4.1 车Φ87mm的外圆表面的加工余量及公差,查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2~2.5,取外圆长度余量均为2Z=8mm均为双边加工。
车削加工余量为:粗车2Χ2mm,走刀两次 公差:径向的偏差为-0.12/-0.14
1.4.2 车Φ31mm,Φ40mm,Φ87mm底端前端面的加工余量:毛坯为实心,不冲孔,两内孔的精度要求介于IT7~IT8之间,参照《工艺手册》表2.3-9及2.3-12确定工序尺寸及余量为:
车孔:Φ31mm,Φ40mm的内孔,单边留有为0.03mm的加工余量,则 Φ31内孔车削余量为2Z=12mm Φ40内孔车削余量为2Z=15mm
Φ87外圆端面2Z=5mm,保证长度30mm
1.4.3 车削Φ62mm的外圆端面,车退刀槽2Χ0.5mm,倒圆角C1
车削Φ62mm的加工余量为2Z=6mm(均为双边加工) 粗车2Χ2.5mm,半精车2Χ0.3mm,精车2Χ0.2mm、 车退刀槽:加工余量2Z=7mm,
在车削加工完成Φ62mm后用切断刀切削2Χ0.5mm的退刀槽,且倒圆角C1。 1.4.4车Φ50的内孔,单边留有加工余量0.03mm
车削余量2Z=24mm,均为双边加工 1.4.5钻孔(Φ7mm或Φ11mm)
查《工艺手册》2.2~2.5,先钻Φ7mm的小孔,工序尺寸加工余量,钻孔Φ7mm,锪孔Φ10mm,精镗为0.5mm。
1.4.6铣削加工余量,精铣各端面:
Φ62mm的端面2Χ1.2mm,Φ87mm的端面2Χ0.7mm,半精铣2Χ0.3控制两面的平行度。粗铣8.5mm(离Φ87的中心线35mm)
以球头铣刀粗铣6mm(使Φ87的底端前端面距铣刀中心线4mm). 2.4.1 机械加工余量,工序尺寸的确定
表一. 各工序的加工余量
1.5.确定切削尺寸及基本工时
工序01:车外圆Φ87 端面,倒圆角R3
1.加工条件
工件材料:HT150,铸造成型
加工要求:粗车Φ87mm的外圆,底端前端面,表面粗糙度值R2为12.5,倒圆角R3
机床CA6140卧式机床
刀具:刀具为YT15材料,刀杆尺寸为16mmΧ25mm,Kr=90º,r0=15°α0=8°.rξ=0.5mm
1.计算切削用量
粗车Φ87底端前端面
(1)确定端面最大加工尺寸,一直毛坯尺寸方向的加工余量为8mm,则毛坯长度尺寸方向的加工余量在在max=5mm,留有3个加工余量给另一端,且同时倒圆角R3,分两次加工,ap =2.5mm
(2)确定进给量f,根据《切削用量简明手册》表1.4当刀杆尺寸为16mmΧ25mm,ap =2.5mm,工件直径为87mm时,f=0.6~1.2mm∕r
按CA6140车床说明书取f=0.81mm∕r(参考书1表3.9)
(3)切削速度:按《切削手册》表1.27,切削速度的切削公式为(寿命选T=60min)
则 vc=
Cvxv
Tmapf
yv
kv
式中,Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv见《切削手册》表1.28,即
kMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97
所以
vc=
242
×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97m/min=97.15m/min 0.20.150.35
802.50.81
4)确定主轴转速 ns=
1000vc100097.15
=r/min=325.7r/min
95dw
按机床说明书,与328r/min相接近的机床转速为280r/min和330r/min.。按加工要求,
闲选取560r/min。所以实际切削速度为98.49m/min。 5)计算切削工时,按《工艺手册》表6.2-1,取
L=
9540
mm=27.5mm,L1=2,L2=0,L3=0 2
tm=
LL1L2L327.52
2min=0.22min i=
3300.81nwf
(2)粗车Φ87mm的外圆
1)背吃刀量:单边余量Z=4mm,可用二次切除。
2)进给量 :根据《切削手册》表1.4,选用f=0.7mm/r
3)计算切削速度:见《切削手册》表1.27,可得 vc=98.62m/min 4)确定主轴转速
ns=
1000vc100098.62
=r/min=330r/min
95dw
按机床选取n=450r/min。所以实际切削速度为
V=
dn95450
1000
=
1000
r/min=134.3r/min
5)检验机床功率:主切削力Fc按《切削手册》表1.29所示公式计算
FC=CFapFcf
x
yFc
vcFckFC
n
式中,CFc=2795,xFC=1.0,yFC=0.75,nFc=-0.15 可计算得: kMp=0.67min
所以Fc=2795×2×0.70.75×98.490.15×0.89N=1915,06N 故切削时所耗功率Pc=
Fcvc1915.0698.49
=kw=3.14kw 44
610610
由CA6140机床说明书可知,CA6140主电动机功率为7.8kw,当主轴转速为450r/min
时,主轴传递的最大功率为5.5kw,所以机床功率足够,可以正常加工。
6)切削工时
t=
LL1L2
;式中,L=17mm,L1=4mm,L2=0
nf
t=0.67min
(3)车Φ87mm外圆倒角
取ap=1mm,f=0.81mm/r见《切削手册》表1.6,Ra=12.5m,刀尖圆弧半径r=3.0mm 切削速度 vc=
CcKv
式中Cv=242,m=2,T=60,xv=0.15,yv=0.45,Km=1.44,xvyv
Tmapf
KV=0.81,代入数据,可计算得: vc=113.6m/min
有 n=
按机床说明书选取 n=450r/min 则此时 v=123mm/min 切削工时 t=
1000vc
=416r/min d
LL1L2
式中L=12mm,L1=12mm,L2=0
nf
则可得 : t=0.044min
工序05:钻内孔31mm,车40内孔,倒内圆角R2. 切削用量计算如下:
⑴钻31孔。
f=0.5mm/r(见《切削手册》表2.7)
v=12.25m/min(见《切削手册》表2.13及表2.14,按5类加工性考虑) ns=100012.25r/min=125r/min
π31
按机床选取nw=136r/min(按《工艺手册》表4.2-2) 所以实际切削速度v=
πdwnwπ31136
=m/min=13.24m/min
10001000
ll1l230105=min=0.67min
nwf1360.5
则切削工时 t=
式中,切入l1=10mm,切出l2=5mm,l=30mm。
⑵车40mm内孔。
切削用量计算如下:f
=0.5mm/r,ap=25mm,走刀
2
次则
vc=
Cv
x
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.811.040.810.97m/min=111.6m/min
600.2250.150.50.3
则 ns=
1000vc1000111.6
=r/min=888. 54r/min
π40πdw
实际切削速度为: v=切削工时: t=
πdwns
≈112m/min 1000
ll1l2
=0.027min
nsf
式中,切入l1=4mm,切出l2=0mm,l=8mm。
⑶倒内圆角R2。
取ap=1mm,f=0.51mm/r,Ra=12.5m。刀具圆弧半径r=1.0mm。 则切削速度:
vc=
Cvx
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.81m/min=159m/min
600.210.150.510.3
n=则实际n=1000r/min 所以,v=125.6m/min
1000v1000159
=r/min=1265.9r/min
π40πdw
切削工时: t=
210ll1l2=min=0.0058min nf10000.51
式中,切入l1=1mm,切出l2=0mm,l=2mm。
工序10:车62mm的外圆,端面,退刀槽20.5mm,倒角C1。 ⑴车62mm的外圆。
1〕粗车加工余量22.5mm,则切削速度:
vc=
Cvx
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.80.810.97m/min=83.55m/min
600.22.50.150.50.3
主轴转速: ns=
1000vc100083.55
=r/min=391.29r/min
π68πdw
按机床选取nw=450r/min,则实际切削速度为; v=切削工时:
t1=
πdwnwπ68450=m/min=96.08m/min
10001000
ll1l21540=min=0.084min nf4500.5
2〕半精车加工余量20.3mm。
f=0.28mm/r,切削速度;
vc=
Cv
x
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.80.810.97m/min=180.6m/min 0.20.150.3
600.30.28
则主轴转速:
ns=
1000vc1000180.6
=r/min=913.0r/min
π63πdw
按机床选取n=820r/min。所以实际切削速度为 v=切削工时: t2=
πdnπ63820
=m/min=162.2m/min
10001000
ll1l21520
=min=0.07min nf8200.28
3〕精加工余量20.2mm。
f=0.23mm/r,确定切削速度:
vc=
Cv
x
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.80.810.97m/min=205.65m/min 0.20.150.3
600.20.23
确定主轴转速: ns=
1000vc1000205.65
=r/min=1056.3r/min
π62πdw
按机床选取n=1000r/min。则实际切削速度为 v=切削工时为: t3=
πdnπ621000=m/min=194.68m/min
10001000
ll1l21520
=min=0.073min nf10000.23
所以,总工时为: t=t1t2t3=(0.084+0.07+0.073)min=0.227min
⑵车退刀槽20.5mm。
刀具选择:切断刀20.5mm,则ap=0.25mm,f=0.25mm/r。 确定切削速度:
vc=
Cvx
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.81m/min=248.9m/min 0.20.150.3
600.250.25
确定主轴转速:
ns=
1000vc1000248.9
=r/min=1278.51r/min
πdwπ62
按机床选取n=1000r/min,则实际切削速度为 v=
πdn
=π62r/min=194.68r/min 1000
切削工时:l1=2mm,l2=0mm,l=2mm。 t=
220ll1l2=min=0.016min nf10000.25
工序15:车Ф50的内孔,单边车削余量0.03mm,车削余量为2Z=24mm,双边均进行加工。
1. 粗车Ф50mm内孔
机床:CA6140卧式车床
刀具:刀片材料为YT15材料,刀杆尺寸为16mmX25mm,Kr=90°, 08,o=15°,
r=0.5mm。
(1) 确定进给量f
根据《切削手册》表15-8 取f=0.6mm/r (2)切削速度: VVc=
CvKTm
axvf
yv
p
式中,Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv见《切削手册》表1.28,即 ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97
根据以上数据,可计算得: vc=106m/min (3)确定机床主轴转速: n1000vc
s=d w
数据代入计算可得ns=675r/min
按机床说明书,现可选取700r/min,所以与实际切削速度相近。
(4)计算切削工时
t=(1+y+)/nf=(40+1)/(700×0.6)=0.09min
精车Ф50mm内孔 (1) 确定进给量f
查《切削》手册表8-58 取f=0.4r/min
(2) 切削速度
根据以上公式代入数据可计算
v242
c=
500.21,50.150.50.35
×1.44×0.8×0.81×0.97m/min
=112m/min
(3) 确定机床主轴转速
kMv=1.44,
ns=
1000vc1000112
==713.4r/min d50
按机床说明书,现可选取ns=750r/min (4)计算切削工时
t=(40+1)/(750×0.4)=0.13min
工序20:钻7mm孔,锪11mm的沉头孔。选用机床型号;C365L ⑴钻7mm孔。
f=0.5mm/r(见《切削手册》表10-6)
v=0.29m/s,即17.4m/min,(见《切削手册》表10-15)
确定主轴转速:
ns=
1000v100017.4
=r/min=791.6r/min
π7πD
按机床选取nw=560r/min。则实际切削速度为
πdwnwπ7560=m/min=12.3m/min
10001000
切削工时:l1=2mm,l2=1mm,l=12mm
v= t1=
ll1l21221
=min=0.054min
nwf5600.5
⑵锪圆柱孔沉头孔11mm。
根据有关资料,锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻空时的1/2~1/3,故, f=1/3f钻=1/30.5mm/r=0.17mm/r v=1/3v钻=1/312.3m/min=4.1m/min ns=
1000
=118.7r/min πD
按机床选取nw=120r/min,则实际切削速度为: v=
πDnwπ11120
=m/min=4.14m/min
10001000
切削工时:l1=2mm,l2=0mm,l=6mm
t2=总工时;
ll1l2260
=min=0.39min 1200.17nwf
t=4t1+4t2=4(t1t2)=4(0.054+0.39)=1.776min
本工步中,加工11沉头孔的测量长度是工艺基准与设计基准重合,故按图样要求合理。 工序25:以Φ87mm的底端前端面为基准,铣Φ87mm的上端面及Φ62mm的端面,
保证长度27mm,使两面达到平行度要求。
1.1.加工条件
工件材料:HT150,金属模铸造
加工要求:粗精铣Φ87mm的端面及Φ62mm的端面 机 床:X63W卧式铣床
刀 具:Φ100mm的硬质合金端面铣刀
1.2.计算切削用量
1.2.1半精铣Φ87mm的后端面 (1)确定进给量
根据《切削手册》表13-10,可选取每转进给量f=0.5mm/r (2)切削速度
查《工艺手册》表1.18,可确定vc=70m/min (3)机床主轴转速
采用Φ100mm的硬质合金端面铣刀,dw=100mm,齿数为12,则
n=
1000vc100070
=r/min=223r/min 3.14100dw
根据计算数据结果,以及采用机床型号为X63W卧式铣床,查《工艺手册》表
4-17可选取
n=235r/min 故实际切削速度
v=73.79 m/min 当n=235r/min时,工作台每分钟进给量fm应为
fm=fz.n=0.5×12×235=1410mm/min
(4)切削工时
根据所选机床型号,可选取 kr=60°,ap=0.6mm,分两次铣削
22
切入长度:L1=0.5(D—DB)+ap/tankr+(1-2)=7.3mm
切出长度:取L2=2mm,L=12mm 则切削工时 t=
2(L1L2L)
=0.03min
fm
1.2.2 铣削Φ62mm的端面 (1)确定进给量
根据《切削手册》表13-10,每转进给量f=0.5mm/r (2)切削速度
查《工艺手册》表1.1.8,确定vc=75m/min (3)机床主轴转速
根据所选机床型号,d=100mm,齿数为12
n=1000vc/d=1000×75/(3.14×100)=239r/min
查《工艺手册》表4-17-1可选取
n=300r/min
故实际切削速度
v=
dn
1000
=
3001003,14
m/min=94.2m/min
1000
当n=300r/min时,工作台的每分钟进给量
fm=f.z.n=0.5×12×300=1800mm/min
(4)切削工时ap=2.4mm,分两次切削
22
切入长度:L3=0.5(D—DB+ap/tankr—1=7mm
切出长度:L4=2mm,L=15mm 则切削工时 t2=
2(L3L4L)
=0.02min
fm
工序30:粗铣以直径为20的球头铣刀铣R10的缺,保证粗糙度Ra12.5。 fz=0.18mm/齿(参考《切削手册》表3-3) 切削速度:参考有关手册,确定v=0.3m/s,即18m/min。 采用高速钢立铣刀,dw=20mm,齿数z=4。则
ns=
1000v100018
=r/min=286.6r/min π20πdw
现选用X63卧式铣床,根据机床使用说明书,取nw=286r/min,故实际切削速度为 v=
πdwnwπ20300=m/min=18.8m/min
10001000
当nw=300r/min,工作台的每分钟进给量fm应为
fm=fzznw=0.18430mm/min=21.6mm/min 查机床说明书,有fm=23.5mm/min,故选用该值。
切削工时:利用作图法,可得出铣刀的行程l+l1=8mm。因此,机动工时为 tm=
ll18=min=0.34min fm23.5
工序35:铣以外圆直径87的轴线为基准保证尺寸78.5的端面。
以31内孔为定位基准。选用高速钢圆柱铣刀,dw=50mm,齿数z=6,走刀两次。 第一次:
fz=0.1mm/齿(参考《切削手册》表3-3) 切削速度:参考有关手册,确定v=30m/min。则 ns=
1000v100030
=r/min=191r/min π50πdw
现选用X63卧式铣床,根据机床使用说明书,取nw=190r/min。故实际切削速度为 v=
πdwnwπ50190=m/min=29.8m/min
10001000
当nw=190r/min时,工作台的每分钟进给量fm应为 fm=fzznw=0.16190mm/min=114mm/min 查机床说明书,有fm=118mm/min,故选用该值。 切削工时:利用作图法,可得出铣刀行程l1=38.5mm t1=第二次:
l138.5
=min=0.33min fm118
采用相同进给量,相同的切削速度。利用作图法可得出铣刀行程l2=51.7mm。则 t2=因此机动工时为
tm=t1+t2=0.33min+0.44min=0.77mm 工序40:钳工去毛刺。
工序45: 清洗入库。
l251.7=min=0.44min fm118
设计总结
本次课程设计是对本学期所学《机械制造技术基础》课程和生产综合实习的检测和
应用。课程设计作为工科院校广大学生的必修环节,不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节,而且也是检验我们综合应用知识的能力,是我们参加工作前的实践性锻炼。
通过这两周的学习和对有关资料的查询,我们小组的每位成员都很积极参加进去,一起运用所学的专业知识和从与专业相关的课程为出发点,并复习所学的制图软件AUTO/CAD的运用,同时学习了其他一些相关软件的应用。在此设计过程也广泛接触、应用一些办公软件,丰富了自己的知识水平。在设计思想中,尽可能体现了我们所学的知识的掌握和了解的相关知识。
首先所学知识有限,实际经验更加不足。因此我们小组共同完成的设计还存在许多的不足之处,但我相信经过此次设计,我们会得到相应的能力提升。虽然了解了计算机绘图的锻炼,但手工绘图相比占了很长的时间比例。其次,我们从此次的课程设计中受益匪浅,虽然遇到了很多的困难,但回想起这次设计经历的时候,我就萌发出与困难斗争的勇气,相信我们组成员每位同学也都和我一样!同时通过这次课程设计我了解到工艺设计是一门复杂、繁琐、需要耐心、细心与恒心的工作,尤其计算部分,过程十分繁琐,稍不注意便会出错,每逢此处,我便有些心烦,便拖到第二天在做,因此花费了大量的时间,把作业拖到了最后。但该来的早晚要来,一味的推迟不仅没有任何收益,反而因时间逼近而更加手忙脚乱。所以在以后的生活中,我一定养成今日事今日毕的好习惯。这次课程设计也使我深深地受了打击,知道了自己学识的局限、狭窄。当遇到问题时才晓得自己的知识是多么的贫乏。“书到用时方恨少”,此刻,我深深地体会到了这句名言的真理。但我知道,从现在努力为时不晚,我一定更加努力的充实自己。
此次课程设计是以组为单位,我们组五位成员都能做到尽心尽责,时常也能一起讨论,一分歧也能一起解决,这大大增加了我们的团队意识,我觉得这样很好,多少也能为以后工作打下团队基础。还有就是此次也是我们第一次使用电子稿,我们做了下来,同时也让我们每个人对办公软件有了更深层次的运用,虽然中途也有很多障碍,但团队的力量的很大!
总体来说,感谢此次的设计经历,也感谢曹老师的细心教导以及机械制造老师找老师的帮助,我相信我们每个人都得到了锻炼,也得到了相应的提高!希望老师批准我们共同的工作的结果!
参考文献
【1】. 机械设计制造工艺与机床夹具课程设计指导. 吴拓.机械工业出版社. 【2】. 机械制造技术基础. 王茂元. 机械工业出版社. 【3】. 机械工艺切屑手册. 机械工业出版社. 【4】. 机械工艺手册. 高等教育出版社.
【5】. 金属切屑加工方法与设备. 王茂元. 北京:机械工艺出版社. 【6】. 金属切屑机床. 机械工业出版社. 【7】. 机械制造工艺学. 机械工业出版社.
图一. 法兰盘零件图
目录
序言
一. 零件的分析................................................................................4
1. 零件的作用................................................................................................................4 2. 零件的材料................................................................................................................4 3. 零件的结构................................................................................................................4 4. 零件的工艺分析........................................................................................................4
二.工艺规程设计..............................................................................5
1.1.确定毛坯的制造形式.............................................................................................5 1.2.基面的选择.............................................................................................................5 1.2.1.粗基准的选择....................................................................................................5 1.2.2.精基准的选择....................................................................................................5 1.2.3...制定工艺路线.......................................................................................................5 1.3.1.工艺方案的比较..............................................................................................5 1.3.2.工艺方案的确定..............................................................................................5 1.4.机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定.....................................................6 1.5.确定切削尺寸及基本工时.....................................................................................6
总结..................................................................................................19 参考文献...........................................................................................20 零件图...............................................................................................21 工序图.............................................................................................22
序言
机械制造工艺及机床夹具课程设计是在学完啦《机械制造技术基础》,以及相关课程后从理论转向实践。考察实际分析问题,解决问题的一个教学环节。这将是我们即将进行毕业设计之前所学的课程设计的一次深入理解与适用。
就我个人而言,希望通过这次课程设计,提高分析问题解决问题的能力为将来从事的工作打下扎实的基础。
由于本小组成员水平有限,设计的过程中难免会有许多不足之处,希望指导老师能在查阅的过程中指出我们所存在的问题,谢谢!
一.零件的分析
1. 零件的作用
法兰盘在数控机床里起支撑作用和导向作用,是回转体零件。它的主要作用是连接处的固定及密封。
2. 零件的材料
2.1、特性:该零件的材料为HT150,铸造成型,具有良好的塑性和适当的强度,工艺性能较好。大多在正火状态和调质状态下使用。
2.2、用途:法兰盘连接使用方便,能够承受加到的压力。在工业管道中法兰的连接的使用十分广泛,在家庭内,管道直径小,而且是低压看不见法兰连接。如果在一个锅炉房或生场现场,到处都是法兰连接的管道和器材。通俗的讲,法兰盘的作用就是使得管件连接处固定并密封。
3. 零件的结构
3.1、由零件图可知,该零件的重要表面或端面的粗糙度最高要到达1.6这么高的精度,可见,该零件时一个重要的连接结构零件。
3.2、为了保证加工精度,在加工过程中要尽量减小加工装夹次数,尽可能使加工在同一轴线锪表面间完成,这样可使零件的加工工艺更迅捷,并能保证表面粗糙度。
4. 零件的工艺分析
4.1、基准的分析。
①粗基准的选择:对于本零件来讲,可归为轴类零件,我们应尽可能选择不加工表面要求不高的为粗基准,根据基准选取原则,现选取Φ87mm,前端面的中心线作为粗基准,加工Φ87mm的两个外端面以及Φ87mm的底端的前端面。
②精基准的选择:以Φ62mm所在端在为精基准的加工表面,以此为基准,并逐
步加工Φ87mm左右两端面,Φ40左右两端面,Φ62左右两端面,以及Φ50的内孔端面,2×0.5的退刀槽,4×Φ7mm和Φ15mm的定位孔,随后再倒圆角R3,倒角C1。 4.2、零件的尺寸分析
①定位尺寸:根据上面的基准分析,定位尺寸为Φ87mm端面所在的平面为定位基准进行定位。
②限位尺寸:分别以Φ31mm,Φ40mm的内孔及Φ62d11所在的两端面为基面为装夹表面进行限位。
二.工艺规程设计
1.1.确定毛坯的制造形式
零件材料HT150考虑零件在机床上运行过程中所受冲击不大,零件结构比较简单,而且零件加工的轮廓尺寸不大,在考虑提高生产效率保证加工精度可采用铸造成型。零件形状并不复杂而且零件加工的尺寸不大,因此毛坯形状可以与零件形状尽量接通,内孔铸为直径25毫米。毛坯尺寸通过确定加工余量后在决定。在考虑提高生产效率保证加工精度后采用铸造成型。
1.2.基面的选择
工艺过程中重要的工作之一,正确与合理的定位选择。可以使加工质量得到保证,生产率得到提高。
1.2.1 粗基准的选择,对于法兰盘而言可归为轴类零件,尽可能选择不加工表面为粗基准或加工表面要求不高的为粗基准,根据基准选择原则,现选取Φ87mm的中心线作为粗基准,加工外圆表面及Φ87mm底端前端面。
1.2.2 精基准的选择,以Φ62mm为精基准加工表面。这一精加工表面包括Φ87mm外圆端面,右端面,Φ31mm内孔,Φ40mm内孔,Φ62mm外圆端面,Φ50mm内孔,左端面,Φ11mm和Φ7mm的定位孔以及2Χ0.5的退刀槽。
1.3.制定工艺路线:
制定工艺路线得出零件加工的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领确定的情况下,可以考虑万能型机床配以专用夹具提高生产率。除此之外,还应该考虑经济效果,以便使生产成本尽量降至最低。
1.3.1 工艺路线方案的比较: 工艺方案一:
工序00:下料,取材料HT150的直径95x35mm铸铁进行铸造。
工序01:车外圆直径87mm,平右端面到30mm,倒圆角R3。
工序05:车直径30mm,直径40mm内孔,单边留有0.03mm的加工余量。
工序10:到内圆角R2。
工序15:粗车-半精车-精车直径62mm外圆,车退刀槽2x0.5mm,倒角C1。
工序20:钳工划线,用麻花钻4x直径7mm的孔,锪沉头孔直径11mm的孔。
工序25:以直径87mm的前端面为基准,铣直径87mm的后端面,和直径62mm的上端面,保证两面的平行度达到要求。
工序30:以直径20mm的球头铣刀铣R10的凹槽。
工序35:铣以外圆直径87mm的中心线为基准,保证78.5mm的端面。
工序40:钳工去毛刺。
工序45:清洗终检入库。
工艺方案二:
工序00:下料,取材料HT150的直径95x35mm铸铁进行铸造。
工序01:车Φ87mm的外圆及Φ87的底端前端面,保证长度30mm,倒圆角R3.
工序05:车内孔Φ31mm,Φ40mm保证留有单边加工余量0.03mm,倒圆角R2
工序10:以Φ87mm的中心线为基准,粗车~半精车~精车Φ62mm的外圆端面,使达到要求,车底端面14mm,车退刀槽2Χ0.5mm,倒圆角C1。
工序15:车Φ50mm的内孔,单边留有0.03mm的加工余量。
工序20:钳工划线,以Φ87mm的底端前端面为基准画出Φ7mm及Φ11mm的位置,再用磨花钻钻4ΧΦ7mm的小孔,用锪刀锪沉头孔Φ11mm的内孔,使之到达要求。
工序25:以Φ87mm的底端前端面为基准,铣Φ87mm的上端面及Φ62mm的端面,保证长度27mm,使两面达到平行度要求。-
工序30:以Φ20mm的球头铣刀铣削加工R10的凹孔,使之达到要求。
工序35:铣以外圆Φ87为基准,控制78.5mm的端面。
工序40:钳工去毛刺。
工序45:清洗已加工的零件,终检入库。
方案一:工艺清晰,但过于繁琐,对工人操作不方便,且费时,生产效率低。 方案二:该工艺是采用对工件进行一次尽量加工能加工的部位的工艺方案,该方案提高了工人的生产率,降低了生产成本,有利于增加效益。 经以上分析:我们选择方案二。
1.4.机械加工余量,工序尺寸及毛培尺寸的确定
由于零件材料为HT150,查课程设计指导书,根据以上原始资料及加工路线,分别确定各表面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
图1 法兰盘的铸造件毛坯图
1.4.1 车Φ87mm的外圆表面的加工余量及公差,查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2~2.5,取外圆长度余量均为2Z=8mm均为双边加工。
车削加工余量为:粗车2Χ2mm,走刀两次 公差:径向的偏差为-0.12/-0.14
1.4.2 车Φ31mm,Φ40mm,Φ87mm底端前端面的加工余量:毛坯为实心,不冲孔,两内孔的精度要求介于IT7~IT8之间,参照《工艺手册》表2.3-9及2.3-12确定工序尺寸及余量为:
车孔:Φ31mm,Φ40mm的内孔,单边留有为0.03mm的加工余量,则 Φ31内孔车削余量为2Z=12mm Φ40内孔车削余量为2Z=15mm
Φ87外圆端面2Z=5mm,保证长度30mm
1.4.3 车削Φ62mm的外圆端面,车退刀槽2Χ0.5mm,倒圆角C1
车削Φ62mm的加工余量为2Z=6mm(均为双边加工) 粗车2Χ2.5mm,半精车2Χ0.3mm,精车2Χ0.2mm、 车退刀槽:加工余量2Z=7mm,
在车削加工完成Φ62mm后用切断刀切削2Χ0.5mm的退刀槽,且倒圆角C1。 1.4.4车Φ50的内孔,单边留有加工余量0.03mm
车削余量2Z=24mm,均为双边加工 1.4.5钻孔(Φ7mm或Φ11mm)
查《工艺手册》2.2~2.5,先钻Φ7mm的小孔,工序尺寸加工余量,钻孔Φ7mm,锪孔Φ10mm,精镗为0.5mm。
1.4.6铣削加工余量,精铣各端面:
Φ62mm的端面2Χ1.2mm,Φ87mm的端面2Χ0.7mm,半精铣2Χ0.3控制两面的平行度。粗铣8.5mm(离Φ87的中心线35mm)
以球头铣刀粗铣6mm(使Φ87的底端前端面距铣刀中心线4mm). 2.4.1 机械加工余量,工序尺寸的确定
表一. 各工序的加工余量
1.5.确定切削尺寸及基本工时
工序01:车外圆Φ87 端面,倒圆角R3
1.加工条件
工件材料:HT150,铸造成型
加工要求:粗车Φ87mm的外圆,底端前端面,表面粗糙度值R2为12.5,倒圆角R3
机床CA6140卧式机床
刀具:刀具为YT15材料,刀杆尺寸为16mmΧ25mm,Kr=90º,r0=15°α0=8°.rξ=0.5mm
1.计算切削用量
粗车Φ87底端前端面
(1)确定端面最大加工尺寸,一直毛坯尺寸方向的加工余量为8mm,则毛坯长度尺寸方向的加工余量在在max=5mm,留有3个加工余量给另一端,且同时倒圆角R3,分两次加工,ap =2.5mm
(2)确定进给量f,根据《切削用量简明手册》表1.4当刀杆尺寸为16mmΧ25mm,ap =2.5mm,工件直径为87mm时,f=0.6~1.2mm∕r
按CA6140车床说明书取f=0.81mm∕r(参考书1表3.9)
(3)切削速度:按《切削手册》表1.27,切削速度的切削公式为(寿命选T=60min)
则 vc=
Cvxv
Tmapf
yv
kv
式中,Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv见《切削手册》表1.28,即
kMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97
所以
vc=
242
×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97m/min=97.15m/min 0.20.150.35
802.50.81
4)确定主轴转速 ns=
1000vc100097.15
=r/min=325.7r/min
95dw
按机床说明书,与328r/min相接近的机床转速为280r/min和330r/min.。按加工要求,
闲选取560r/min。所以实际切削速度为98.49m/min。 5)计算切削工时,按《工艺手册》表6.2-1,取
L=
9540
mm=27.5mm,L1=2,L2=0,L3=0 2
tm=
LL1L2L327.52
2min=0.22min i=
3300.81nwf
(2)粗车Φ87mm的外圆
1)背吃刀量:单边余量Z=4mm,可用二次切除。
2)进给量 :根据《切削手册》表1.4,选用f=0.7mm/r
3)计算切削速度:见《切削手册》表1.27,可得 vc=98.62m/min 4)确定主轴转速
ns=
1000vc100098.62
=r/min=330r/min
95dw
按机床选取n=450r/min。所以实际切削速度为
V=
dn95450
1000
=
1000
r/min=134.3r/min
5)检验机床功率:主切削力Fc按《切削手册》表1.29所示公式计算
FC=CFapFcf
x
yFc
vcFckFC
n
式中,CFc=2795,xFC=1.0,yFC=0.75,nFc=-0.15 可计算得: kMp=0.67min
所以Fc=2795×2×0.70.75×98.490.15×0.89N=1915,06N 故切削时所耗功率Pc=
Fcvc1915.0698.49
=kw=3.14kw 44
610610
由CA6140机床说明书可知,CA6140主电动机功率为7.8kw,当主轴转速为450r/min
时,主轴传递的最大功率为5.5kw,所以机床功率足够,可以正常加工。
6)切削工时
t=
LL1L2
;式中,L=17mm,L1=4mm,L2=0
nf
t=0.67min
(3)车Φ87mm外圆倒角
取ap=1mm,f=0.81mm/r见《切削手册》表1.6,Ra=12.5m,刀尖圆弧半径r=3.0mm 切削速度 vc=
CcKv
式中Cv=242,m=2,T=60,xv=0.15,yv=0.45,Km=1.44,xvyv
Tmapf
KV=0.81,代入数据,可计算得: vc=113.6m/min
有 n=
按机床说明书选取 n=450r/min 则此时 v=123mm/min 切削工时 t=
1000vc
=416r/min d
LL1L2
式中L=12mm,L1=12mm,L2=0
nf
则可得 : t=0.044min
工序05:钻内孔31mm,车40内孔,倒内圆角R2. 切削用量计算如下:
⑴钻31孔。
f=0.5mm/r(见《切削手册》表2.7)
v=12.25m/min(见《切削手册》表2.13及表2.14,按5类加工性考虑) ns=100012.25r/min=125r/min
π31
按机床选取nw=136r/min(按《工艺手册》表4.2-2) 所以实际切削速度v=
πdwnwπ31136
=m/min=13.24m/min
10001000
ll1l230105=min=0.67min
nwf1360.5
则切削工时 t=
式中,切入l1=10mm,切出l2=5mm,l=30mm。
⑵车40mm内孔。
切削用量计算如下:f
=0.5mm/r,ap=25mm,走刀
2
次则
vc=
Cv
x
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.811.040.810.97m/min=111.6m/min
600.2250.150.50.3
则 ns=
1000vc1000111.6
=r/min=888. 54r/min
π40πdw
实际切削速度为: v=切削工时: t=
πdwns
≈112m/min 1000
ll1l2
=0.027min
nsf
式中,切入l1=4mm,切出l2=0mm,l=8mm。
⑶倒内圆角R2。
取ap=1mm,f=0.51mm/r,Ra=12.5m。刀具圆弧半径r=1.0mm。 则切削速度:
vc=
Cvx
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.81m/min=159m/min
600.210.150.510.3
n=则实际n=1000r/min 所以,v=125.6m/min
1000v1000159
=r/min=1265.9r/min
π40πdw
切削工时: t=
210ll1l2=min=0.0058min nf10000.51
式中,切入l1=1mm,切出l2=0mm,l=2mm。
工序10:车62mm的外圆,端面,退刀槽20.5mm,倒角C1。 ⑴车62mm的外圆。
1〕粗车加工余量22.5mm,则切削速度:
vc=
Cvx
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.80.810.97m/min=83.55m/min
600.22.50.150.50.3
主轴转速: ns=
1000vc100083.55
=r/min=391.29r/min
π68πdw
按机床选取nw=450r/min,则实际切削速度为; v=切削工时:
t1=
πdwnwπ68450=m/min=96.08m/min
10001000
ll1l21540=min=0.084min nf4500.5
2〕半精车加工余量20.3mm。
f=0.28mm/r,切削速度;
vc=
Cv
x
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.80.810.97m/min=180.6m/min 0.20.150.3
600.30.28
则主轴转速:
ns=
1000vc1000180.6
=r/min=913.0r/min
π63πdw
按机床选取n=820r/min。所以实际切削速度为 v=切削工时: t2=
πdnπ63820
=m/min=162.2m/min
10001000
ll1l21520
=min=0.07min nf8200.28
3〕精加工余量20.2mm。
f=0.23mm/r,确定切削速度:
vc=
Cv
x
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.80.810.97m/min=205.65m/min 0.20.150.3
600.20.23
确定主轴转速: ns=
1000vc1000205.65
=r/min=1056.3r/min
π62πdw
按机床选取n=1000r/min。则实际切削速度为 v=切削工时为: t3=
πdnπ621000=m/min=194.68m/min
10001000
ll1l21520
=min=0.073min nf10000.23
所以,总工时为: t=t1t2t3=(0.084+0.07+0.073)min=0.227min
⑵车退刀槽20.5mm。
刀具选择:切断刀20.5mm,则ap=0.25mm,f=0.25mm/r。 确定切削速度:
vc=
Cvx
Tmapvf
yv
kv=
242
1.440.81m/min=248.9m/min 0.20.150.3
600.250.25
确定主轴转速:
ns=
1000vc1000248.9
=r/min=1278.51r/min
πdwπ62
按机床选取n=1000r/min,则实际切削速度为 v=
πdn
=π62r/min=194.68r/min 1000
切削工时:l1=2mm,l2=0mm,l=2mm。 t=
220ll1l2=min=0.016min nf10000.25
工序15:车Ф50的内孔,单边车削余量0.03mm,车削余量为2Z=24mm,双边均进行加工。
1. 粗车Ф50mm内孔
机床:CA6140卧式车床
刀具:刀片材料为YT15材料,刀杆尺寸为16mmX25mm,Kr=90°, 08,o=15°,
r=0.5mm。
(1) 确定进给量f
根据《切削手册》表15-8 取f=0.6mm/r (2)切削速度: VVc=
CvKTm
axvf
yv
p
式中,Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv见《切削手册》表1.28,即 ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97
根据以上数据,可计算得: vc=106m/min (3)确定机床主轴转速: n1000vc
s=d w
数据代入计算可得ns=675r/min
按机床说明书,现可选取700r/min,所以与实际切削速度相近。
(4)计算切削工时
t=(1+y+)/nf=(40+1)/(700×0.6)=0.09min
精车Ф50mm内孔 (1) 确定进给量f
查《切削》手册表8-58 取f=0.4r/min
(2) 切削速度
根据以上公式代入数据可计算
v242
c=
500.21,50.150.50.35
×1.44×0.8×0.81×0.97m/min
=112m/min
(3) 确定机床主轴转速
kMv=1.44,
ns=
1000vc1000112
==713.4r/min d50
按机床说明书,现可选取ns=750r/min (4)计算切削工时
t=(40+1)/(750×0.4)=0.13min
工序20:钻7mm孔,锪11mm的沉头孔。选用机床型号;C365L ⑴钻7mm孔。
f=0.5mm/r(见《切削手册》表10-6)
v=0.29m/s,即17.4m/min,(见《切削手册》表10-15)
确定主轴转速:
ns=
1000v100017.4
=r/min=791.6r/min
π7πD
按机床选取nw=560r/min。则实际切削速度为
πdwnwπ7560=m/min=12.3m/min
10001000
切削工时:l1=2mm,l2=1mm,l=12mm
v= t1=
ll1l21221
=min=0.054min
nwf5600.5
⑵锪圆柱孔沉头孔11mm。
根据有关资料,锪沉头孔时进给量及切削速度约为钻空时的1/2~1/3,故, f=1/3f钻=1/30.5mm/r=0.17mm/r v=1/3v钻=1/312.3m/min=4.1m/min ns=
1000
=118.7r/min πD
按机床选取nw=120r/min,则实际切削速度为: v=
πDnwπ11120
=m/min=4.14m/min
10001000
切削工时:l1=2mm,l2=0mm,l=6mm
t2=总工时;
ll1l2260
=min=0.39min 1200.17nwf
t=4t1+4t2=4(t1t2)=4(0.054+0.39)=1.776min
本工步中,加工11沉头孔的测量长度是工艺基准与设计基准重合,故按图样要求合理。 工序25:以Φ87mm的底端前端面为基准,铣Φ87mm的上端面及Φ62mm的端面,
保证长度27mm,使两面达到平行度要求。
1.1.加工条件
工件材料:HT150,金属模铸造
加工要求:粗精铣Φ87mm的端面及Φ62mm的端面 机 床:X63W卧式铣床
刀 具:Φ100mm的硬质合金端面铣刀
1.2.计算切削用量
1.2.1半精铣Φ87mm的后端面 (1)确定进给量
根据《切削手册》表13-10,可选取每转进给量f=0.5mm/r (2)切削速度
查《工艺手册》表1.18,可确定vc=70m/min (3)机床主轴转速
采用Φ100mm的硬质合金端面铣刀,dw=100mm,齿数为12,则
n=
1000vc100070
=r/min=223r/min 3.14100dw
根据计算数据结果,以及采用机床型号为X63W卧式铣床,查《工艺手册》表
4-17可选取
n=235r/min 故实际切削速度
v=73.79 m/min 当n=235r/min时,工作台每分钟进给量fm应为
fm=fz.n=0.5×12×235=1410mm/min
(4)切削工时
根据所选机床型号,可选取 kr=60°,ap=0.6mm,分两次铣削
22
切入长度:L1=0.5(D—DB)+ap/tankr+(1-2)=7.3mm
切出长度:取L2=2mm,L=12mm 则切削工时 t=
2(L1L2L)
=0.03min
fm
1.2.2 铣削Φ62mm的端面 (1)确定进给量
根据《切削手册》表13-10,每转进给量f=0.5mm/r (2)切削速度
查《工艺手册》表1.1.8,确定vc=75m/min (3)机床主轴转速
根据所选机床型号,d=100mm,齿数为12
n=1000vc/d=1000×75/(3.14×100)=239r/min
查《工艺手册》表4-17-1可选取
n=300r/min
故实际切削速度
v=
dn
1000
=
3001003,14
m/min=94.2m/min
1000
当n=300r/min时,工作台的每分钟进给量
fm=f.z.n=0.5×12×300=1800mm/min
(4)切削工时ap=2.4mm,分两次切削
22
切入长度:L3=0.5(D—DB+ap/tankr—1=7mm
切出长度:L4=2mm,L=15mm 则切削工时 t2=
2(L3L4L)
=0.02min
fm
工序30:粗铣以直径为20的球头铣刀铣R10的缺,保证粗糙度Ra12.5。 fz=0.18mm/齿(参考《切削手册》表3-3) 切削速度:参考有关手册,确定v=0.3m/s,即18m/min。 采用高速钢立铣刀,dw=20mm,齿数z=4。则
ns=
1000v100018
=r/min=286.6r/min π20πdw
现选用X63卧式铣床,根据机床使用说明书,取nw=286r/min,故实际切削速度为 v=
πdwnwπ20300=m/min=18.8m/min
10001000
当nw=300r/min,工作台的每分钟进给量fm应为
fm=fzznw=0.18430mm/min=21.6mm/min 查机床说明书,有fm=23.5mm/min,故选用该值。
切削工时:利用作图法,可得出铣刀的行程l+l1=8mm。因此,机动工时为 tm=
ll18=min=0.34min fm23.5
工序35:铣以外圆直径87的轴线为基准保证尺寸78.5的端面。
以31内孔为定位基准。选用高速钢圆柱铣刀,dw=50mm,齿数z=6,走刀两次。 第一次:
fz=0.1mm/齿(参考《切削手册》表3-3) 切削速度:参考有关手册,确定v=30m/min。则 ns=
1000v100030
=r/min=191r/min π50πdw
现选用X63卧式铣床,根据机床使用说明书,取nw=190r/min。故实际切削速度为 v=
πdwnwπ50190=m/min=29.8m/min
10001000
当nw=190r/min时,工作台的每分钟进给量fm应为 fm=fzznw=0.16190mm/min=114mm/min 查机床说明书,有fm=118mm/min,故选用该值。 切削工时:利用作图法,可得出铣刀行程l1=38.5mm t1=第二次:
l138.5
=min=0.33min fm118
采用相同进给量,相同的切削速度。利用作图法可得出铣刀行程l2=51.7mm。则 t2=因此机动工时为
tm=t1+t2=0.33min+0.44min=0.77mm 工序40:钳工去毛刺。
工序45: 清洗入库。
l251.7=min=0.44min fm118
设计总结
本次课程设计是对本学期所学《机械制造技术基础》课程和生产综合实习的检测和
应用。课程设计作为工科院校广大学生的必修环节,不仅是巩固大学生大学所学知识的重要环节,而且也是检验我们综合应用知识的能力,是我们参加工作前的实践性锻炼。
通过这两周的学习和对有关资料的查询,我们小组的每位成员都很积极参加进去,一起运用所学的专业知识和从与专业相关的课程为出发点,并复习所学的制图软件AUTO/CAD的运用,同时学习了其他一些相关软件的应用。在此设计过程也广泛接触、应用一些办公软件,丰富了自己的知识水平。在设计思想中,尽可能体现了我们所学的知识的掌握和了解的相关知识。
首先所学知识有限,实际经验更加不足。因此我们小组共同完成的设计还存在许多的不足之处,但我相信经过此次设计,我们会得到相应的能力提升。虽然了解了计算机绘图的锻炼,但手工绘图相比占了很长的时间比例。其次,我们从此次的课程设计中受益匪浅,虽然遇到了很多的困难,但回想起这次设计经历的时候,我就萌发出与困难斗争的勇气,相信我们组成员每位同学也都和我一样!同时通过这次课程设计我了解到工艺设计是一门复杂、繁琐、需要耐心、细心与恒心的工作,尤其计算部分,过程十分繁琐,稍不注意便会出错,每逢此处,我便有些心烦,便拖到第二天在做,因此花费了大量的时间,把作业拖到了最后。但该来的早晚要来,一味的推迟不仅没有任何收益,反而因时间逼近而更加手忙脚乱。所以在以后的生活中,我一定养成今日事今日毕的好习惯。这次课程设计也使我深深地受了打击,知道了自己学识的局限、狭窄。当遇到问题时才晓得自己的知识是多么的贫乏。“书到用时方恨少”,此刻,我深深地体会到了这句名言的真理。但我知道,从现在努力为时不晚,我一定更加努力的充实自己。
此次课程设计是以组为单位,我们组五位成员都能做到尽心尽责,时常也能一起讨论,一分歧也能一起解决,这大大增加了我们的团队意识,我觉得这样很好,多少也能为以后工作打下团队基础。还有就是此次也是我们第一次使用电子稿,我们做了下来,同时也让我们每个人对办公软件有了更深层次的运用,虽然中途也有很多障碍,但团队的力量的很大!
总体来说,感谢此次的设计经历,也感谢曹老师的细心教导以及机械制造老师找老师的帮助,我相信我们每个人都得到了锻炼,也得到了相应的提高!希望老师批准我们共同的工作的结果!
参考文献
【1】. 机械设计制造工艺与机床夹具课程设计指导. 吴拓.机械工业出版社. 【2】. 机械制造技术基础. 王茂元. 机械工业出版社. 【3】. 机械工艺切屑手册. 机械工业出版社. 【4】. 机械工艺手册. 高等教育出版社.
【5】. 金属切屑加工方法与设备. 王茂元. 北京:机械工艺出版社. 【6】. 金属切屑机床. 机械工业出版社. 【7】. 机械制造工艺学. 机械工业出版社.
图一. 法兰盘零件图