课程设计说明书
数控技术课程设计说明书
题目:成形轮
工艺设计 年产量10000件
开始日期:2011年12月29
完成日期:2012年01月06
答辩日期:2012年01月13
设计任务书
日日日
设计制定成形轮的工艺。
本设计书包括:
1.零件图:成形轮 一张 2.零件毛胚图 一张 3.机械加工工艺过程卡 一张 4.机械加工工序卡 八张 5.数控编程 一份 6.课程设计说明书 一份
学 生:刘西厚 指导老师:贾育秦老师
序言
一、零件的工艺分析 二、工艺规程的设计
目录
(一)确定毛坯的制造形式 (二)基准的选择
(三)工艺路线的制订
(四)确定机械加工余量及毛坯尺寸,设计毛坯图 (五)工序的设计
(六)确定切削用量及基本时间(机动时间) (七)数控编程 三、总结 四、附录
五、主要参考资料
序 言
数控技术课程设计是我们在学完了全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这也是我们进行毕业设计之前对所学各课程作一次综合性的复习,也是一次理论联系实际的训练,它在我们四年的学习中有着很重要的地位。 对我来说,希望通过这次课程设计,对自己将从事的工作,进行一次适应性训练,通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力,使今后能为本厂的工艺工作多作贡献。
由于能力有限,设计中尚有很多不足之处,请各位老师给予批评指教。
一、零件的工艺分析
改零件主要通过中心的孔与其它传动件配合,故要求精度较高,其它面及孔粗糙度均为3.2,精度要求一般,零件的主要技术要求如下:
1.精铸件要求不能有砂眼、疏松等缺陷,以保证零件的强度、硬度及刚度,在外力的作用下,不至于发生意外损坏事故。
2.由于零件是薄壁而且悬伸长,因此刚性差,在夹具设计中应当充分注意到这一点。
3.Φ30H7是一个非常重要的孔,也是机械加工各工序半精车的主要定位基准。因此加工此工序是比较重要的。要在夹具设计中考虑保证达到此孔之精度及粗糙度的要求。
二、工艺规程的设计
(一)、确定毛坯的制造形式
由于毛坯的结构是薄壁件,不易锻造,采用熔模铸造。材料为45号钢,毛坯尺寸精度要求为±0.25mm。
(二)、基准的选择
1、粗基准的选择 按照粗基准的选择原则,为保证不加工表面与加工表面的位置要求,应选择外面E面有第一毛基准,加工出BCD面,再以外圆D面为基准加工出AEFG面。
2、精基准的选择
以外圆E面不基准粗镗孔1,精镗孔1,以孔为基准,半精车ABCDEFG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、尺寸精度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成批生产的条件下,可以考虑
采用通用的机床配以工、夹、量具,并考虑工序集中,以提高生产效率和减少机床数量,使生产成本降低。
按照先加工基准面和先粗后精的原则,工艺路线如下:
工序一:以外圆E和端面F为基准,粗车φ52的外圆及另一端面C,粗车平面B。
工序二:以外圆D和端面C为基准,粗车φ52的外圆及另一端面F,粗车平面A。
工序三:以外圆E和端面F为基准,粗镗孔Φ30H7。
工序四:以外圆E和端面F为基准,精镗孔Φ30H7,并倒角
工序五以孔Φ30H7以基准,中心轴,半精车A—G面。
工序六;以底面A为基准,钻孔Φ40,一次钻出。
工序七:热处理:高频淬火两AB面及DE内孔表面
工序八:终检验。
(四)、确定机械加工余量及毛坯尺寸,设计毛坯图
1、确定机械加工余量 采用分析计算法确定最小余量
一、粗车ABCDEFG面的加工余量的确定
查《加工余量手册》表2-9得公式A
minRyaHa(ρ2ε2)
查表《加工余量手册》表2-10得R=100mm,H=100,查《互换性与技术测量基础》表2-4,得ρ=400,
定位误差,按本工序误差1/3计算,ε=160 所以Amin100100(400160)
2
2
=630mm
考虑到变形可能,取两边余量为1mm。其公差等级为IT9。 二、精车A-G的加工余量的确定
其以孔为基准,查《加工余量手册》表2-10,得R=200,H=60,定位误差,按本工序误差1/3计算,ε=100,,查《互换性与技术测量基础》表2-4,得ρ=0,AminRyaHa(ρ2ε2)
Amin
360um,考虑变形,取0.5mm.
三、镗孔Φ30H7 (1)镗孔Φ29.8
(2)扩镗,精镗孔至Φ30H7 四、钻孔Φ40
一次加工出Φ40孔
五、工序设计
1、选择加工设备 1.1 选择机床
工序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是粗车和半精车。各工序的工步数不多,成批生产不要求很高的生产率,故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大,精度要求不高,选用620-3型卧式车床即可,工序三四,粗镗孔和精镗孔,处于回转中心,尺寸不大,宜在车床上镗孔(表4.2—7)。
工序六钻孔中。根据切削用量,加工精度不高,选择立式钻床Z550即可,加工时用乳化液冷却之。 1.2 选择夹具
本零件除钻孔和加工Φ260表面等工序需要专用夹具外,其他个工序使用通用夹具(三爪卡盘)即可,半精车工序六用心轴定位孔1。 1.3 选择刀具
在车床上加工的工序,一般都选择硬质合金车刀。加工钢质零件采用YT硬质合金,粗加工采用YT5,半精加工采用YT15,精加工采用30.为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀。
在钻床上钻孔40,可采用高速钢标准的麻花钻头钻孔。 1.4 选择量具
本零件属于成批生产,一般均采用通用量具。选择量具的方法有两种:一是按计量器的不确定度选择;二是按计量器具的测量的方法极限误差选择。测量零件时,采用其中的一种方法选出量具,再测量零件即可。 2、确定工序尺寸
确定工序尺寸一般的方法是由表面加工的最后工序往前推算,最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时,同一表面多次加工的工序尺寸只与工序或工步的加工余量有关。当基准不重合时,工序尺寸应用工序尺寸链解算。
2.1 确定各加工面的工序尺寸
各表面有的要多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面根据有关资料已查出本零件圆柱面的总加工余量(毛坯余量)。应将总加工余量分为各工序加工余量,然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济加工精度确定(表1.4—6)。
本零件各表面的工序余量、工序尺寸极限公差、表面精度如表
Ra3.2um的公差等级为IT9,Ra1.6um的公差等级为IT8。查《互换性与技术测
1.41.71.41.273.0.612.0.6 量基础》,表2-4,可得毛坯的基本尺寸公差,263
0.855.0.6
六、确定切削用量及基本时间(机动时间)
切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先确定切削深度、进给量,再确定切削速度。现根据《切削用量简明手册》(第三版,艾兴、肖诗纲编,1993年机械工业出版社出版)确定本零件各工序的切削用量。所选用的表格均加上“*”号,以与《机械制造工艺设计简明手册》的选用的表格区别。
1、各工序的切削用量及机动时间的确定 (1)工序Ⅰ 切削用量及机动时间的确定 本工序为粗车。已知加工材料为45刚,b
670MPa
,锻件,有外皮;机
床为C620-3型卧式车床,工件装夹在三爪卡盘上。 1.1 确定粗车的切削用量
所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1*,由于机床C620-3机床的中心高为220mm(表1.30*),故选刀杆尺寸B*H=16mm*25mm,刀片厚度为4.5mm。根据表1.3*选车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面,前角Ro=12°,后角
ab=6°,主偏角Kt=90°,副偏角Kr=10°,
刃倾角s0o,刀尖圆弧半径为rr=0.8mm。
2、确定切削深度ap,切削速度V
由于单边余量仅为1mm,如考虑公差,其最大单边余量1.2mm,可以一次走刀切完,故:
ap=1
确定进给量,根据《机械制造技术基础》表1.12,在粗车钢件杆尺寸为
16mm*25mm,ap3mm,工件直径为52-260mm时,进给量为f=0.5-1.2mm/r。 按C620-3机床的进给量(表4.2-9)选择:
f=0.52mm/r
根据《现代金属切削技术》表8-3,不用切削液 切削速度计算公式为(车到寿命T=60min)Vc
T
M
Cv
apf
Xv
yc
Kv(M/min)
其中
Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,M=0.2,修正系数Kv见表11-4.即Kmv=1.44,Ksv=0.8,Kkv=1.04,Kkrv=0.81,Kbv=0.97.
V
60
242
0.2
10.52
0.150.35
*kv64.6m/min
kv0.94
车切D面时,n
1000vπD
1000*64.6π*53
=395r/min
查表4.2-8,车床转速表,取n=400r/min 则实际切削速度vd
1000vπD
πDn1000
=65.3m/min
车C面,VcVd=65.3m/min; 车B面,n
=79r/min
πDn1000
查表4.2-8,取n=80r/min,则实际切削速度Vb=3、确定切削的时间 工序一:
=65.3m/min
按《机械制造工艺设计简明手册》表6.2-1公式TL:为车削长度
L1:为车削切入长度 L1=2mm
L2:为刀具切出长度 L2=2mm I:为进给次数
粗车D面基本时间T
LfnLfn
Lfni
LL1L2
fn
Lfn
i
LL1L2
fn
=
1320400*0.52
*1=0.072min
粗车C面Ti
LL1L2
fnLL1L2
fn
=
5322400*0.52
*1=0.27min
粗车B面Ti=
105.52080*0.52
*1=2.58min0
工序二:
和工序一类似进给量不变f=0.52mm/r
VfVeVcVd=65.3m/min,Nf=400r/min. VaVb;Na=1600r/min; 车E面,T
LfnLfni
LL1L2
fnLL1L2
fn
=0.23min;
车A面,Ti
=2.58min=Tb
132280*0.52
车G面,T
Lfn
i
LL1L2
fn
==0.40min
工序三,粗镗孔1
所选刀具为YT5硬质合金,车到寿命为60min. 同工序1,2,V=64.6m/min
n
1000vπD
1000*64.6π*29.8
=690r/min.
查表4.2-8,车床转速表,取n=800r/min。 则实际切削速度Vb=
T
Lfni
πDn1000
=74.9m/min
7122400*0.52
*1=0.18min
LL1L2
fn
=
工序四:精镗孔2
ap=0.1mm,查表《机械制造技术基础》表1.13,f=0.1-0.2,取f=0.15,
修正系数为0.7-0.8,取0.75,f=0.11mm/r ,Vc
T
M
Cv
apf
Xv
yc
Kv(M/min)
=306.8m/min
n
1000vπD
1000*306.8π*30
πDn1000
=3256r/min;
查表4.2-8取,n=2000r/min; 则实际转速V=
T
Lfni
=188.5m/min =
70220.11*2000
LL1L2
fn
=0.37min
工序五
以孔为基准,半精车A-G面
ap=0.5mm.查表《机械制造技术基础》1.13,取f=0.30mm/r
Vc
T
M
Cv
apf
Xv
yc
Kv(M/min)
=169.6m/min;
n
1000vπD
1000*169.6π*52
πDn1000
=1019r/min;
查表4.2-8,车床转速表,取n=1000r/min。 则实际转速V=
=163.3m/min;
Lfni
LL1L2
fn
车削CF面,时间Tc=Tf=T
13.5200.3*100045.520.3*1000
=
53220.3*1000
=0.19min
Td==0.052min;
Te==0.16min
1000vπD
1000*169.6π*260
车削ABG面,时n
πDn1000
=207.7r/min。
查表4.2-8,车床转速表,取n=230r/min。 则实际转速V=Tb=Ta=
Lfn
Lfni
i
=187.8m/min;
=1.5min
LL1L2
fn
Tg=
LL1L2
fn
=0.23min;
工序六;以底面A为基准,钻孔Φ40,其精度为3.2,要零件作用中,不起主要作用,可一次钻出。选用钻床Z-550,查4.2-16表,取f=0.90mm/r,n=250r/min
T
Lfni
LL1L2
fn
=
1222250*0.9
=4.27秒
七、数控编程
% O1235; T0101; M03S700; G00X119.Z2.;
G71P01Q04U1W0.5D4F200S800; NO1G01X26Z-13; N02G00X119Z-70; N03G01X23Z-45; N04G00X100.Z100.; M05; N05T0202; N06GOOX0.Z0; N07G01Z-73; N08GOOX100Z0; N09G00Z100.; M30
;
八、总结
在这一周多的数控技术课程设计中,我学到了很多以后工作所要用的工作思维,锻炼了学习和工作能力。首先,我学会了参阅各种资料及查各种余量、切削用量等手册,学会如何正确的解决和分析问题,领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识,从这些天设计的过程中,我切心体会到自我学习的重要,为以后的工作打下了基础。感谢贾育秦和宋建军老师的指导.
九、附录
十、主要参考资料
1 李益民主编,《机械制造工艺设计简明手册》,北京:机械工业出版社; 2 孙本绪、熊万武编,《机械加工余量手册》,北京:国防工业出版社; 3 艾兴、肖诗纲编,《切削用量简明手册》,北京:机械工业出版社; 4 王伯平主编,《互换性与测量技术基础》,北京:机械工业出版社; 5 陆凤仪主编,《机械设计》,北京:机械工业出版社; 6 王先逵、张平宽主编,《机械制造工程学基础》,北京:国防工业出版社; 7 大连理工大学工程图学教研室编,《机械制图》,北京:高等教育出版社; 8 任玉田、包杰等编,《新编机床数控技术》,北京:北京理工大学出版社。