课程设计说明书

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浙江大学宁波理工学院题目支架夹具设计姓名王磊学号3110611022专业班级机制111完成日期2014年9月24日目录第一节支架的工艺分析及生产类型的确定 (3)一、支架的用途 (3)二、支架的技术要求 (3)三、审查支架的工艺性 (3)四、确定支架的生产类型 (3)第二节工艺规程设计 (4)一、确定毛坯的制造形式 (4)二、基准面的选择 (4)三、制定工艺路线 (4)工艺路线方案 (5)四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (5)五、精度分析 (5)六、确定切削用量及时间定额 (5)一、确定切削用量 (6)工序2−−粗铣支架脚前端面 (6)工序3−−精铣支架脚前端面 (6)二、时间定额的计算 (6)三、切削用量的确定 (7)第三节夹具设计 (8)一、确定设计方案 (9)二、选择定位方式及定位元件 (9)三、定位误差分析计算 (9)四、确定导向机构 (9)五铣削力计算 (13)六、确定夹紧机构 (13)参考文献 (10)第一节支架的工艺分析及生产类型的确定一、支架的用途支架是指用以支承容器或设备的重量,并使其固定于一定位置的支承部件。

二、支架的技术要求三、审查支架的工艺性由零件图可知,其材料为HT200,该材料为灰铸铁,具有较高强度,耐磨性,耐热性及减振性,适用于承受较大应力和要求耐磨零件支座涉及四个主要平面的加工,分别为支架上端面,支架脚前端面,支架头前端面,支架头后端面,它们的粗糙度要求均为3.2。

四、确定支架的生产类型依设计题目知:Q=4000台/年,m=1件/台;结合生产实际,备品率a%和废品率b%分别为3%和0.5%。

带入式(1-1)得N=Qm(1+a%)(1+b%)=4000台/件×1件/台×(1+3%)×(1+0.5%)=4140.6件/年,根据支架的质量(11.56kg)查表1-4知,该零件为小型零件;再由表1-5可知,该支架的市场类型为大批生产。

第二节工艺规程设计一、确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。

由于零件年产量属中批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,故可以采用砂型铸造机器造型和壳型有助于提高生产率,保证加工质量。

二、基准面的选择1.精基准的选择选择精基准主要考虑应可靠地保证加工表面间的相互位置精度并使工件装夹方便、准确、稳定、可靠。

本工件以加工的支架头前后端面和Φ20mm孔的中心线作为精基准,符合“基准重合”原则;同时,零件上的很多表面都可以采用该组表面作为精基准,又遵循了“基准统一”原则。

其中以底面定位基准,定位比较容易,而且底面已经铣过,可以有效的保证加工精度,而且采用本基准还与设计基准重合,因此选用已加工底面作为精基准。

2.粗基准的选择作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。

由于上面已经选择了以加工底面作为精基准,则粗基准就选择精基准对应的上表面作为粗基准加工底面。

三、制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、精度尺寸及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已经确定为中批生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽可能使工序集中来提高生产率。

除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽可能下降。

工艺路线方案详见工序过程卡四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1.根据零件图计算轮廓尺寸,长110mm,宽64mm,高52mm,故最大轮廓尺寸为110mm2.选取公差等级CT,铸造方法按机器造型,铸件材料按HT,得公差等级范围8-12,取为10级3.根据加工表面的基本尺寸和铸件的公差等级CT,公差带相对于基本尺寸对称分布。

4.铸造方法按照机器造型,铸件材料按照HT,得机械加工与余量等级范围E~G级,取为F级5.对所有加工表面取一个数值,最大轮廓尺寸为110mm,机械加工余量取为F级,得RMA(机械加工余量)为2.5mm6.毛坯基本尺寸1)支架上端面,R=F+RAM+CT/2=60mm2)支架脚前端面单侧加工,R= F+RAM+CT/2=10.10mm3) 支架头端面,R= F+2×RAM+CT/2=42mm4)其他尺寸由铸造获得。

7.确定工序尺寸(以下排序未按工艺加工顺序,工艺顺序见工序过程卡)①粗铣支架头两端面到40.193~39.805②钻-扩-粗铰-精饺上钻孔至18~18.21 Ra12.5 扩孔至19.8~19.93 Ra6.3 粗铰至19.94~19.992 Ra3.2 精饺至20~20.021 Ra1.6③粗铣B端面,粗铣平面8.075~7.925 Ra6.3④粗铣C端面粗铣Φ12圆柱端面至20 mm、Ra6.3⑤钻饺Φ6H7孔钻顶部孔至5.8~6mm、Ra12.5μm,饺孔至6~6.018mm、R3.2μm五、精度分析由于支座两端面对平行度等公差要求不大,可不进行精度分析。

六、确定切削用量及时间定额一、确定切削用量工序2−−粗铣支架脚前端面工序2分只需一个工步,即以右端面为定位基准,同时铣削支架脚前端面,该工步是在一台卧式铣床上经一套夹具装夹一次走刀加工完成的,因此端面的切削速度v、进给量f、背吃刀量ap。

(1)确定进给量该工布的背吃刀量a p=2mm(2)确定进给量查表5-7,按d0/z=100/5,,f Z=0.13mm/z的条件选取,切削速度v=119m/min。

由式(5-1):n=1000v/(πd)可求得该工序铣刀转速n=1000×135/(π×100)r/min=429.9r/min,查表4-19 按照工序所选X61型卧式铣床的主轴转速系列,取转速n=380r/min。

在将此转速带入公式(5-1),可求出该工序的实际切削速度v=nπd/1000=380×π×100/1000=119.3m/min工序3−−精铣支架脚前端面(1)确定背吃刀量取a p=0.5mm。

(2)确定进给量查表5-7,精铣取小值,取f Z=0.07mm/z。

(3)计算铣削速度由表5-12,按d0/z=100/5、f Z=0.07mm/z的条件选取,铣削速度v=173m/min。

由n=1000v/(πd)可求得铣刀转速n=1000×173/(π×100)r/min=550r/min,参照表4—19按照工序所选X61型卧式铣床的主轴转速系列,取转速n=590r/min。

再将此转速带入式(5-1),可求出该工序的实际铣削速度v=nπd/1000=590×π×100/1000m/min=185.35m/min。

二、时间定额的计算1)基本时间t m的计算一、工序7−−粗铣支架两端面根据表5-47中面铣刀铣平面(对称铣削、主偏角Kr=90°)的基本时间计算公式tj=(l+l1+l2)/fMZ可求出该工序的基本时间。

式中l=70mm,取l2为2mm,l1=0.5(d-√(d2-ae2)+(1~3)=(0.5×(100-√1002-702))+2mm=7.72mmfmz=f×n=fZ×Z×n=0.13×5×380mm/min=247mm/min将上诉结果带入公式Tm=(l+l1+l2)/fMZ,则该工序的基本时间Tj=(70+7.72+2)/247≈0.32min=19.2S工序9−−精铣根据表5-47中面铣刀铣平面(对称铣削、主偏角Kr=90°)的基本时间计算公式tj=(l+l1+l2)/fMZ可求出该工序的基本时间。

式中l=70mm,取l1为1mm,fmz=f×n=0.07×5×590mm/min=206.5mm/min。

将上述结果带入公式,则该工序的基本时间Tj=(35+7.72+1)/206.5≈0.21min=12.6S2) 辅助时间t r的计算工序7的辅助时间:t f=5.1工序8的辅助时间:t f=1.89S3) 其他时间的计算工序7其他时间:tq=9%×(19.2+2.88)S=1.99s工序9其他时间:tq=9%×(12.6+1.89)S=1.30s4) 单件时间定额t dj的计算t dj=∑t dj 其中tdj表示每道工序总时间三、切削用量的确定工序2粗铣支架脚前端面(一)选择加工设备与工艺设备本工序及随后的两道工序式加工出φ70端面,以达到要求的表面粗糙度及要求尺寸。

根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》表4-19选择X61卧式铣床。

工作台面尺寸宽320mm,长1325mm,工作台最大行程纵向750mm,横向235mm,垂向380mm,主电动机功率为7.5kw,总功率9.09kw。

根据表3-31,选用镶齿套式面铣刀,刀具材料选用合金钢,【牌号为YT15,选铣刀的规格尺寸为,D=50mm。

夹具选用专用夹具(二)确定切削用量a)确定背吃到量粗铣时,为提高切削效率,一般选择铣削背吃刀量等于加工余量,一个工作行程铣完。

因为粗铣的余量为2mm,一次走到完成,所以选择背吃刀量a=2mm。

b)确定进给量根据《工艺综合课程设计》表5-72,选择每齿进给量f Z=0.3mm/z。

c)初选切削速度根据《工艺综合课程设计》表5-72,选取切削速度Vc=34.6r/min(三)确定铣刀的磨钝标准及耐用度根据《机械加工工艺手册》表9.4-6取粗铣时YT15硬质合金面铣刀的磨钝标准为1.7mm。

由表9.4-7查的道具的耐用度T=180min(四)确定机床主轴转速n s和切削速度V cN s=1000v/πd=1000×34.6/3.14×50≈220r/min按照X62铣床说明书选取实际主轴转速为300r/min,故实际的切削速度为Vc=πnd/1000=3.14×300×50/1000=47.1r/min(五)校正机床功率根据《工艺综合》表3-1,单位切削速度Kc=1118N/mm2,K fFC=1;查表3-3,得K VBFC=1.20;其它切削条件修正系数为1,故切削力Fc=K c a P fK fFc K VBFC=1118×2×0.3×1×1.20=805.0N切削功率Pm=FcVc/6000=805.0×47.1/60000KW=0.63KW由机床说明书可知,X61机床主电动机功率P E=7.5kw,取机床功率n=0.75,则Pm/n=0.63/0.75KW=0.84KW<P E精铣(1)刀具选择根据《工艺综合课程设计》表5-18,选用YT15硬质合金面铣刀。

(2)确定切削用量Ⅰ确定背吃刀量精铣时的背吃刀量一般为0.1-1mm或更小,所以取被吃刀量等于取其在此工序的加工余量,即a=0.5mm。