哈工大机械制造大作业
哈工大机械原理大作业1-16

Harbin Institute of Technology机械原理大作业设计说明书(一)课程名称:机械原理设计题目:连杆运动分析(16)院系:能源科学与工程学院班级:1102201设计者:学号:指导教师:赵永强唐德威设计时间:2013年6月8 日哈尔滨工业大学1 连杆机构运动分析题目16:如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为AC l =CE l =100mm ,BC l =CD l =200mm ,90BCD ∠=,构件1的角速度为10/rad s ,试求构件5的角位移、角速度和角加速度,并对计算结果进行分析。
2 分析过程2.1 建立坐标系建立以点E 为原点的固定平面直角坐标系x-E-y,如图所示:图2 机构坐标系2.2结构分析将构件BCD 分为杆3和杆4。
该机构由2个Ⅰ级杆组RR (杆1和杆5)和两个Ⅱ级杆组RRP (杆3、杆4和滑块B 、D )。
其中原动件为杆1。
现将杆组分为如下两部分:图1 机构运动简图RRPRR图3 各级杆组2.3 建立数学模型2.3.1构件1、2、3的分析原动件杆1的转角:1θ=0—360。
原动件杆1的角速度:1ω=.1θ=10/rad s原动件杆1的角加速度:..1αθ==0运动副A 的坐标:0200A A x y mm =⎫⎬=⎭运动副A 的速度及加速度都为零。
构件1为BC (RRP Ⅱ级杆组)上滑块B 的导路 滑块B 的位置为:132cos cos B A C x x s x l θθ=+=+ 132sin sin B A C y y s x l θθ=+=+消去s,得:212arcsinA l θθ=+式中:011()sin ()cos C A C A A x x y y θθ=---构件3的角速度i ω和滑块B 沿导路的移动速度D υ:.211213(Q sin Q cos )/Q ωϕθθ==-+ 1322323(Q cos Q sin )/Q D s l l υθθ⋅==-+式中:..11111211321212Q sin ;Q cos ;Q sin sin cos sin l l l θθθθθθθθ=-==+构件3的角加速度和滑块B 沿导路移动的加速度:..241513(Q sin Q cos )/Q αθθθ==-+..4325323(Q cos Q sin )/Q B s l l υθθ==-+式中:122......21142211111Q cos sin cos 2sin l l l s θθθθθθθθ=---- 122......21152211111Q sin cos sin 2cos l l l s θθθθθθθθ=+-+2.3.2 构件3,4,5的分析构件3,4,5,由1个Ⅰ级基本杆组和一个RRP Ⅱ级杆组组成,与构件1,2,3结构相同,只运动分析过程与其相反。
哈工大机械制造大作业

哈工大机械制造大作业一、零件分析题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。
它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照操作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。
零件上方的孔与操纵机构相连,二下方的Φ55叉口则是用于与所控制齿轮所在的轴接触,拨动下方的齿轮变速。
其生产纲领为批量生产,且为中批生产。
图1-1 CA6140拨叉零件图二、零件的工艺分析零件材料采用HT200,加工性能一般,在铸造毛坯完成后,需进行机械加工,以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:1、小头孔Φ25:该加工面为内圆面,其尺寸精度要求为;2、叉口半圆孔Φ55:该加工面为内圆面,其尺寸精度要求为;3、拨叉左端面:该加工面为平面,其表面粗糙度要求为,位置精度要求与内圆面圆心距离为;4、叉口半圆孔两端面,表面粗糙度要求为,其垂直度与小头孔中心线的垂直度为;5、拨叉左端槽口,其槽口两侧面内表面为平面,表面粗糙度要求为,其垂直度与小头孔中心线的垂直度为0.08mm。
6、孔圆柱外端铣削平面,加工表面是一个平面,其表面粗糙度要求为。
三、确定毛坯1、确定毛坯种类:零件材料为,查阅机械制造手册,有,考虑零件在机床运行过程中受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸造毛坯。
图3-1 毛坯模型2、毛坯特点:(1)性能特点:(2)结构特点:一般多设计为均匀壁厚,对于厚大断面件可采用空心结构。
CA6140拨叉厚度较均匀,出现疏松和缩孔的概率低。
(3)铸造工艺参数:铸件尺寸公差:铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差成为铸件尺寸公差。
成批和大量生产采用金属型时,铸钢和铸件尺寸公差等级为级,选择尺寸公差等级为CT8。
机械加工余量:查阅参考文献[5],铸铁件的加工余量等级为E、F、G,故设计铸件公差为。
最小铸出孔:由于孔深为,孔壁厚度为,此时灰铸铁的最小铸出孔直径大于,故孔不铸出,采用机械加工的方法加工。
3、毛坯尺寸的确定:图3-2如图所示,现对图中1、2、3、4处加工面进行余量计算。
哈尔滨工业大学机械制造装备设计大作业

Harbin Institute of Technology机械制造装备设计大作业题目:无丝杠车床主传动系统设计学院:机电工程学院班级:姓名:学号:©哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学机械制造装备设计大作业题目:无丝杠车床主传动系统设计目录一、运动设计 (3)1 确定极限转速 (3)2 确定公比 (3)3 求出主轴转速级数 (3)4 确定结构式 (3)5 绘制转速图 (4)6 绘制传动系统图 (5)7 确定变速组齿轮传动副的齿数 (6)8 校核主轴转速误差 (6)二、动力设计 (7)1 传动轴的直径确定 (7)2 齿轮模数的初步计算 (7)参考文献 (9)设计任务设计题目:无丝杠车床主传动系统设计已知条件:最大加工直径ф400mm,最低转速40r/min,公比φ=1.41,级数Z=11,切削功率N=5.5KW。
设计任务:1.运动设计:确定系统的转速系列;分析比较拟定传动结构方案;确定传动副的传动比和齿轮的齿数;画出传动系统图;计算主轴的实际转速与标准转速的相对误差。
2.动力设计:确定各传动件的计算转速;初定传动轴直径、齿轮模数;选择机床主轴结构尺寸。
一、运动设计1. 确定极限转速已知最低转速为40r/min,公比φ=1.41,参考文献[1]表4-2标准转速系列的本系统转速系列如下:40 57 80 113 160 226 320 453 640 9051280 r/min,则转速的调整范围maxmin 128032 40n nRn===。
2. 确定公比根据设计数据,公比φ=1.41。
3. 求出主轴转速级数Z根据设计数据,转速级数Z=11。
4.确定结构式(1)确定传动组和传动副数由于总级数为11,先按12设计再减掉一组。
共有以下几种方案:12=4×3 12=3×4 12=3×2×2 12=2×3×2 12=2×2×3 根据传动副前多后少原则,以减少传动副结构尺寸选择第三组方案,即: 12=3×2×2(2)确定结构式按前疏后密原则设计结构式中的级比指数,得到:12=31×23×26减掉一组转速为:12=31×23×25对于该结构式中的第二扩大组x 2=5、p 2=2,而因此r 2=φ5×(2-1)=1.415=5.57<8。
哈工大机械原理大作业连杆机构9

机械原理大作业大作业一:连杆机构运动分析学生姓名:学号:指导教师:丁刚完成时间:机电工程学院机械设计系制二〇一八年四月连杆机构运动分析1题目(9)图1 设计题目在图1所示的机构中,已知l AB=60mm,l BC=180mm,l DE=200mm,l CD=120mm,l EF=300mm,h=80mm,h1=85mm,h2=225mm,构件1以等角速度ω1=100rad/s 转动。
求在一个运动循环中,滑块5的位移、速度和加速度曲线。
2分析结构1、杆1为RR主动件,绕A以ω1 转动,自由度1.2、4杆和滑块5为RRP II级杆组.,自由度0.3、2,3杆组成II级杆组RRR,自由度0.总共自由度为F=5*3-2*7=1 .由上述的杆组类型,确认出所需运动分析数学模型:同一构件上的点、RRP、RRR。
3.杆组法对平面连杆机构进行运动分析3.1对主动件杆1 RR I级构件的分析主动杆1转角:φ= [0°,360°) δ=0°,则φ’=ω1=100 rad/s角加速度φ’’=0.已知h2=225mm, h=80mm, l AB=60mm 所以A(225mm,80mm)A点速度(0,0),加速度(0,0)B点位置(x A+l AB*cos(φ), Y A+l AB*sin(φ))B点速度(-l AB*sin(φ), l AB*cos(φ)),加速度(-l AB*cos(φ), -l AB*sin(φ))3.2RRRII 级杆组分析(模型参考教材P37-38)图3 如图所示两个构件组成II 级杆组。
已知了B 的位置(x B ,y B )= (x A +l AB *cos(φ), Y A +l AB *sin(φ)),速度(x ’B ,y ’B ) 和加速度(x ’’B ,y ’’B ), 已知运动副D (0,0), 还可知,x ’D =y ’D =0, x ’’D =y ’’D =0. l BC =180 mm, l CD = 120mm所以,x c =x D +l CD *cos(φi)= x B +l BC *cos(φj) y c =x D +l CD *sin(φi)= x B +l BC *sin(φi) 对于φ的求解: A 0=2*l CD (x B -x D ) B 0=2*l BC (y B -y D ) C 0=l CD 2+ l BD 2- l BC 2为了保证机构的装配正常:l BD ≤l CD + l BC AND l BD ≥Abs (l CD - l BC )可求3杆的转角φi=2*arctan((B 0±sqrt (A 02 + B 02- C 02))/(A 02+ C 02)),角速度w3=φi ’和角加速度α3= φi ’’3.3 同一构件上的点(模型参考书P35-36)Φiφjφi已知D(0,0),速度(0,0),加速度(0,0),3杆转角φi 角速度φi’角加速度φi’’,Φi和它的导数在3.2都有体现LDE= 200mm可求出E的坐标,速度,加速度.x E =x c+lCE*cos(φi)y E =x C+lCE*sin(φi)同样地,速度、加速度通过求导即可得出算式,可以编出程序。
哈工大机械原理大作业23

机械原理大作业院系:船舶与海洋工程学院专业:机械设计制造及自动化班级:1413104学号:141310423姓名:田笑哈尔滨工业大学(威海)作业1 连杆机构运动分析1.运动分析题目2.对机构进行结构分析该机构由一级杆组RR(原动件1)、二级杆组RRR(杆2、杆3;杆4、杆5),二级干组RRP(杆6,滑块7)组成。
如图所示:一级杆组:二级杆组RRR(杆2、杆3):- 1 -二级杆组RRR(杆4、杆5):二级杆组RRP(杆6、滑块7):3.建立坐标系建立以A点为坐标原点的坐标系- 2 -- 3 -4.建立组成各基本杆组的运动分析数学模型(1)一级杆组运动分析: 如一级杆组图所示,设AB 杆与X 轴夹角为p,AB 逆时针转动。
位置分析:x _B=x_A+l.*cos(p);y_B=y_A+l.*sin(p); 速度分析:v_Bx=l.*sin(p).*-1.*w; v_By=l.*cos(p)*w;加速度分析:a_Bx=w^2*l.*cos(p).*-1-e*l.*cos(p); a_By=w^2*l.*sin(p).*-1+e*l.*sin(p); (2)二级杆组(RRR 型)运动分析:如二级杆组图(杆2、杆3)所示,设CB 与X 轴夹角为p_2。
角位移分析:d=sqrt((x_D-x_B).^2+(y_D-y_B).^2);b=atan((y_D-y_B)./(x_D-x_B));r=acos((d.^2+l_2^2-l_3^2)./(2*l_2.*d));x_C=x_B-l_2*cos(p_2); y_C=y_B-l_2*sin(p_2); p_2=b+M.*r;p_3=atan((y_C-y_D)./(x_C-x_D));角速度分析:x _D)-y_B)(x _C -(y_C -x _B)-y_D)(x _C -(y_C y_D)-v_By)(y_C -(v_Dy x _D)-v_Bx )(x _C -(v_Dx w_2+=x _D)-y_B)(x _C -(y_C -x _B)-y_D)(x _C -(y_C y_B)-v_By)(y_C -(v_Dy x _B)-v_Bx )(x _C -(v_Dx w_3+=角加速度分析:E=a_Dx-a_Bx+w_2^2*(x_C-x_B)-w_3^2*(x_C-x_D); F=a_Dy-a_By+w_2^2*(y_C-y_B)-w_3^2*(y_C-y_D); y_B)-x _D)(y_C -(x _C -y_D)-x _B)(y_C -(x _C y_D)-F(y_C x _D)-E(x _C e_2 +=y_B)-x _D)(y_C -(x _C -y_D)-x _B)(y_C -(x _C y_B)-F(y_C x _B)-E(x _C e_3 +=5.计算编程及输出结果Matlab 编程作图(具体程序见附录):(1)E 点的轨迹- 4 -0.10.150.20.250.30.350.40.450.50.550.6-0.0500.050.10.150.20.250.3x/mmy /m mE 点的轨迹(2)构件5的角位移、角速度和角加速度角位移:角速度:- 5 - 01234567-15-10-5510θ/radw /r a d /s构件5的角速度角加速度:1234567-100-50050100150200250300θ/radε/r a d /s 2构件5的角加速度附录:%一级杆组运动分析子程序%x_B=x_A+l.*cos(p);y_B=y_A+l.*sin(p);v_Bx=l.*sin(p).*-1.*w;v_By=l.*cos(p)*w;a_Bx=w^2*l.*cos(p).*-1-e*l.*cos(p);a_By=w^2*l.*sin(p).*-1+e*l.*sin(p);%二级杆组运动分析子程序%d=sqrt((x_D-x_B).^2+(y_D-y_B).^2);b=atan((y_D-y_B)./(x_D-x_B));f=(d.^2+l_2^2-l_3^2)./(2*l_2.*d);r=acos((d.^2+l_2^2-l_3^2)./(2*l_2.*d));p_2=b+M.*r;x_C=x_B-l_2.*cos(p_2);y_C=y_B-l_2.*sin(p_2);w_3=((0-v_Bx).*(x_C-x_B)+(0-v_By).*(y_C-y_B))./((y_C-y_D).* (x_C-x_B)-(y_C-y_B).*(x_C-x_D));%角速度%w_2=((0-v_Bx).*(x_C-x_D)+(0-v_By).*(y_C-y_D))./((y_C-y_D).* (x_C-x_B)-(y_C-y_B).*(x_C-x_D));E=0-a_Bx+w_2.^2.*(x_C-x_B)-w_3.^2.*(x_C-x_D);F=0-a_By+w_2.^2.*(y_C-y_B)-w_3.^2.*(y_C-y_D);e_2=(E.*(x_C-x_D)+F.*(y_C-y_D))./(x_C-x_B).*(y_C-y_D)-(x_C-x_D).*(y_C-y_B);e_3=(E.*(x_C-x_B)+F.*(y_C-y_B))./(x_C-x_B).*(y_C-y_D)-(x_C-x_D).*(y_C-y_B);%角加速度%p_3=atan((y_C-y_D)./(x_C-x_D));%角位移%- 6 -- 7 -大作业2 凸轮机构设计1.设计题目如图2-1所示直动从动件盘形凸轮机构,其原始参数见表2-1,据此参数设计该凸轮机构。
(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器

螺旋起重器设计一、 螺旋起重器(千斤顶)简介螺旋起重器是一种简单的起重装置,用手推动手柄即可升起重物。
它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄或扳手等零件所组成。
二、 螺旋起重器(千斤顶)结构与功能螺旋起重器结构示意图如右图所示。
零件1为托杯,当千斤顶承受重载时,由1直接托住重物。
螺母5与螺杆7组成螺旋副,同时,螺母5又与底座8固定联接,当转动手柄4时,托杯便会随着螺杆而上下移动,从而将重物托起。
紧定螺钉6主要是为了提高了联接可靠性。
三、 设计题目设计起重量F = 50 000 N,最大起重高度H=150 mm 的螺旋起重器(千斤顶)。
四、 题目解答1.选择螺杆、螺母材料螺杆采用45钢调质,由参考文献[2]表10.2查得抗拉强度σb =600Mpa , σs =355Mpa 。
由于速度较低,螺母材料用铝青铜ZCuAll0Fe3。
2. 耐磨性计算按耐磨性性条件设计螺纹中径d 2,对于梯形螺纹,8.02≥d ][ψp F 螺杆选用45钢,螺母用铝青铜ZCuAll0Fe3,由参考文献[3]表 5.8 查得[]p =18~25MPa ,从表5.8注释中可以查得,人力驱动可提高约20%,则[]p =21.6 ~30MPa ,取[]p =25MPa 。
由参考文献[3]查得,对于整体式螺母系数=1.2~1.5,取=2。
则代入数据,得8.02≥d ][ ψp F ⨯=8.0 =25.3 mm式中:F──螺杆所受轴向载荷,N;d──螺纹中径,mm;2[ p]─—螺旋副材料的许用压力,MPa。
d=30.5 mm, 查参考文献[4]表 11.5 取公称直径d =32 mm,螺距P=3 mm,中径2小径d3(d1)=28. 5 mm,内螺纹大径D4=32.5 mm。
3. 螺杆强度校核螺杆危险截面的强度条件为:σe=≤[σe ]式中:F──螺杆所受轴向载荷,F =50 000 N;d3(d1)──螺纹小径,mm d3(d1)=28. 5 mm;T 1──螺纹副摩擦力矩,T1=F tan (+’ ),为螺纹升角,=arctan=arctan=1.7942;[σe ]——螺杆材料的许用应力, MPa查参考文献[1]表 5.10 .得钢对青铜的当量摩擦因数f’=0.08~0.10,取f ’=0.09,螺纹副当量摩擦角’ = arctan f’= arctan0.09 = 5.1428。
哈尔滨工业大学机械设计大作业

哈尔滨工业大学机械设计作业设计计算说明书题目:设计螺旋起重器系别:机械设计制造及其自动化班号:姓名:日期:哈尔滨工业大学机械设计作业任务书题目:设计螺旋起重器设计原始数据:螺旋起重器是一种简单的起重装置,用手推动手柄即可提升重物。
它一般由底座、螺杆、螺母、托杯、手柄、或扳手等零件所组成。
已知数据:起重量:50kN 最大起重高度:150mm。
目录一、设计题目-----------------------------------------------------------------------------------------------------2二、螺母、螺杆选材-------------------------------------------------------------------------------------------2三、螺杆、螺母设计计算3.1 耐磨性计算-----------------------------------------------------------------------------------------------2 3.2 螺杆强度校核--------------------------------------------------------------------------------------------3 3.3 螺纹牙强度校核-----------------------------------------------------------------------------------------3 3.4 螺纹副自锁条件校核----------------------------------------------------------------------------------43.5 螺杆稳定性校核-----------------------------------------------------------------------------------------4四、螺母外径及凸缘设计------------------------------------------------------------------------------------5五、手柄设计----------------------------------------------------------------------------------------------------5六、底座设计----------------------------------------------------------------------------------------------------6七、其余各部分尺寸及参数---------------------------------------------------------------------------------7八、参考资料-----------------------------------------------------------------------------------------------------8一、 设计题目螺旋起重器(千斤顶)已知条件:起重量F Q =50KN ,最大起重高度H=150mm 。
哈工大机械制造技术基础大作业

哈工大机械制造技术基础大作业一、零件加工图样在CA6140机床中,拨叉在变速箱中起到控制齿轮组的移动,改变啮合齿轮对,从而改变传动比实现变速功能。
零件材料采用200HT 灰铸铁,生产工艺简单、可铸性高,但材料脆性大不易磨削。
需要加工的部分及加工要求如下:1、0.0210Φ22+孔,还有与其相连的8M 螺纹孔和Φ8锥销孔;2、小孔的上端面,大孔的上下两端面;3、大头的半圆孔0.40Φ55+;4、Φ40上端面,表面粗5、糙度为 3.2Ra ,该面和Φ20孔中心线垂直度误差为0.05mm ;5、0.50Φ73+半圆形上下端面与Φ22孔中心线垂直度误差为0.07mm 。
二、零件加工工艺设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。
考虑到零件在机床运行时过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为大批生产,故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级。
(二)工艺初步安排零件的加工批量以大批量为主,用通用机床加工,工序适当集中,减少工件装夹次数以缩短生产周期、保证其位置精度。
(三)选择基准基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基准选择得正确合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。
(1)粗基准的选择:以零件的底面为主要的定位粗基准,以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就能限制工件的五个自由度,再加上垂直的一个机械加紧,就可达到完全定位。
(2)精基准的选择:考虑到要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的底面为主要定位基准,以两个小孔头内圆柱表面为辅助的定位精基准。
(四)制定工艺路线1.工艺方案分析此零件加工工艺大致可分为两个:方案一是先加工完与Φ22mm 的孔有垂直度要求的面再加工孔。
而方案二恰恰相反,先加工Φ22mm的孔,再以孔的中心线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。
方案一装夹次数较少,但在加工Φ22mm的时候最多只能保证一个面与定位面之间的垂直度要求。
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哈工大机械制造大作业一、零件分析题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。
它位于车床变速机构中,主要起换档,使主轴回转运动按照操作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。
零件上方的孔与操纵机构相连,二下方的Φ55叉口则是用于与所控制齿轮所在的轴接触,拨动下方的齿轮变速。
其生产纲领为批量生产,且为中批生产。
图1-1 CA6140拨叉零件图二、零件的工艺分析零件材料采用HT200,加工性能一般,在铸造毛坯完成后,需进行机械加工,以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:1、小头孔Φ25:该加工面为内圆面,其尺寸精度要求为;2、叉口半圆孔Φ55:该加工面为内圆面,其尺寸精度要求为;3、拨叉左端面:该加工面为平面,其表面粗糙度要求为,位置精度要求与内圆面圆心距离为;4、叉口半圆孔两端面,表面粗糙度要求为,其垂直度与小头孔中心线的垂直度为;5、拨叉左端槽口,其槽口两侧面内表面为平面,表面粗糙度要求为,其垂直度与小头孔中心线的垂直度为0.08mm。
6、孔圆柱外端铣削平面,加工表面是一个平面,其表面粗糙度要求为。
三、确定毛坯1、确定毛坯种类:零件材料为,查阅机械制造手册,有,考虑零件在机床运行过程中受冲击不大,零件结构又比较简单,故选择铸造毛坯。
图3-1 毛坯模型2、毛坯特点:(1)性能特点:(2)结构特点:一般多设计为均匀壁厚,对于厚大断面件可采用空心结构。
CA6140拨叉厚度较均匀,出现疏松和缩孔的概率低。
(3)铸造工艺参数:铸件尺寸公差:铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差成为铸件尺寸公差。
成批和大量生产采用金属型时,铸钢和铸件尺寸公差等级为级,选择尺寸公差等级为CT8。
机械加工余量:查阅参考文献[5],铸铁件的加工余量等级为E、F、G,故设计铸件公差为。
最小铸出孔:由于孔深为,孔壁厚度为,此时灰铸铁的最小铸出孔直径大于,故孔不铸出,采用机械加工的方法加工。
3、毛坯尺寸的确定:图3-2如图所示,现对图中1、2、3、4处加工面进行余量计算。
毛坯加工工艺方法选择金属型铸造,GB6414/86,公差等级选择8级。
所以,铸件基本尺寸根据计算以及查表所得数据可以得到:①左端面到的基本尺寸及公差:,圆整之后,取基本尺寸和公差为;②的内圆基本尺寸及公差:,圆整之后,取基本尺寸和公差为;③圆端面到底部大平面基本尺寸及公差:,圆整之后,取基本尺寸和公差为;④孔两端面基本尺寸及公差:,圆整之后,取基本尺寸和公差为。
四、选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产效率得到提高。
否则,加工工艺过程中就会问题百出,甚至会造成零件大批报废。
1、粗基准的选择:按有关基准的选择原则,即当零件有不加工表面时,应以这些不加工表面作为粗基准;若零件有若干不加工表面时,则应以加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。
现以零件的底面作为定位的粗基准。
2、精基准的选择:考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,叉口两端面与孔中心线的垂直度误差为0.1mm;槽口端面与孔中心线的垂直度误差为0.08mm,故以孔为精基准。
五、工序的安排1、加工方法的选择(1)孔是配合面,又是其他加工表面的基准,其终加工是铰孔,其前面的工步则是钻孔、扩孔。
(2)叉口内圆终加工可用半精铣或半精镗,其前面的工步则是粗铣或粗镗;(3)叉口侧面终加工可用半精铣,其前面的工步则是粗铣;(4)叉口断面用铣刀切断;(5)拨叉左端面终加工可用精铣,前面的工步则是粗铣、半精铣;(6)槽口终加工可用精铣,其前面的工步则是粗铣、半精铣;(7)孔外圆平面可以用粗铣达到表面质量要求。
2、机械加工工序(1)遵循“先基准,后其他”原则,首先加工精基准;(2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序;(3)遵循“先面后孔”原则。
3、热处理工序铸造成型后,进行调制处理。
4、辅助工序粗精加工工序之间,应安排去应力退火、去毛刺和中间检验工序。
六、制定工艺路线制定工艺路线应以零件的几何形状、尺寸精度和位置精度等技术要求得到保证为出发点。
在生产纲领以确定为中批量生产的条件下,可以考虑采用万能机床配以专用工、夹具,尽量是工序集中来提高生产效率。
除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
1、工艺路线一2、工艺路线二3、工艺路线比较与分析上述两个方案的特点:方案一是先加工圆与两个内孔,并把这两步放在一个工序中,利用夹具和夹具上的定位元件保证以保证内孔和孔的相对位置精度。
在后续加工时,以内孔为精基准,保证后续加工精度,并利用了两件合铸的优势,提高了工作效率;方案二与方案一不同之处在于是先加工内孔,使之达到要求精度,然后再利用一锥销保证内孔和孔的相对位置精度,工序上不如方案一效率高,但是在可操作性上面比方案一略高。
可以将工序定为:七、机械加工余量、工序尺寸的确定CA6140车床拨叉,零件材料为HT200,硬度190~210HB,毛坯重量约为1.1kg,生产类型为中批量生产,铸造毛坯。
根据以上原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:(1)由于工件较小,为方便加工节省材料将两件铸在一起,同时加工。
按《机械制造工艺设计简明手册》(后称文献[10])表2.2-1查得铸件在长度最大方向公差尺寸CT=2.2mm,同理可查得外圆轴线方向CT=1.6mm;大头孔CT=1.4mm;外圆轴线方向CT=1.1mm。
根据文献[10]表2.2-4按8F标准查得机械加工余量MA分别为2.0mm、2.0mm、1.5mm (双边余量)、2.0mm。
根据文献[10]图2.2-1及图2.2-2可以得出毛坯各尺寸,经过圆整后得出尺寸如下:(2)铸件的圆角半径,按文献[10]表2.2-9金属型铸造圆角公式,对于黑色金属有。
故选取R=3~5mm。
按表2.2-8选取拔模斜度外表面内表面自然时效处理以消除铸造应力。
(3)两内孔,考虑其孔径较小铸造困难,为简化铸造毛坯外型,现直接将圆柱铸成实心的。
(4)铣φ40端面加工余量及公差。
两φ40圆柱端面为自由尺寸和公差,表面粗糙度没有明确要求,考虑切除铸造缺陷区及提供定位精基准的需要,进行一步粗铣,根据表2.2-4查得加工余量MA=2.0mm。
又因为公差CT=1.6,根据毛坯尺寸,工序余量Z=3mm。
(5)镗φ55内孔毛坯为铸孔,内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.6,可以一次粗镗成所需的尺寸,得出工序余量2Z=4.4mm,Z=2.2mm。
(6)钻扩绞两孔φ25两内孔精度要求IT7参照文献[10]表2.3-8确定工序尺寸及工序余量为:钻孔:φ23扩孔:φ24.8 2Z=1.8mm粗绞:φ21.94 2Z=0.14mm精绞:(7)铣断(8)铣φ55孔两端面圆柱φ55圆柱两端面距离为(IT12),表面粗糙度值要求为Ra3.2,与孔有垂直度要求。
故可以考虑用组合铣刀一次铣削成型。
φ55铣削的加工余量MA=2.0mm,根据毛坯尺寸可以得出Z=2.5mm。
(9)铣小头凸台面为简化毛坯模具,16mm×8mm的方槽最初并不铸出,则小头孔凸台仅需留出面铣加工余量,包括粗铣和半精铣两部分。
根据文献[12]表2-36及毛坯尺寸,可得:粗铣工序余量Z=2.5mm半精铣工序余量Z=1.0mm(10) 铣16mm×8mm方槽因为槽的底面深度8mm没有公差要求,表面粗糙度为Ra6.3,两侧面距离为粗糙度Ra3.2,故可以分为粗铣和精铣。
首先选用的直柄立铣刀铣出的槽,然后选用专用刀具铣出所需的槽。
根据文献[12]表2-36及毛坯尺寸,可得:粗铣工序余量Z=8mm半精铣工序余量2Z=2.0mm(11)铣φ40外圆上的45°平面直接从φ40圆柱面上铣出平面即可。
八、确立切削用量及基本工时工序一、铣两处端面1.加工条件工件材料:HT200,,铸造;加工要求:粗铣端面,加工余量3.0mm;机床:X51立式铣床;刀具:YG6硬质合金端铣刀。
铣削宽度a e≤90,深度a p≤6,齿数z=12,故根据文献[10]表3.1,取刀具直径d0=125mm。
根据《切削用量手册》(后称文献[11])表3.2,选择刀具前角γ0=0°后角α0=8°,副后角α0’=10°,刃倾角λs=-10°,主偏角Kr=60°,过渡刃,副偏角Kr′=5°。
2.切削用量1)确定切削深度a p因为余量较小,故选择a p=3.0mm,一次走刀即可完成。
2)确定每齿进给量f z由于本工序为粗加工,尺寸精度和表面质量可不考虑,从而可采用不对称端铣,以提高进给量提高加工效率。
根据文献[11]表3.5,使用YG6硬质合金端铣刀加工,机床功率为4.5kw(据文献[10]表4.2-35,X51立式铣床)时:f z=0.09~0.18mm/z,故选择:f z=0.18mm/z。
3)确定刀具寿命及磨钝标准根据文献[11]表3.7,铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm;由于铣刀直径d0=125mm,故刀具使用寿命T=180min(据文献[10]表3.8)。
4)计算切削速度v c和每分钟进给量v f根据文献[11]表3.16,当d0=125mm,Z=12,a p≤7.5,f z≤0.18mm/z时,v t=98m/min,n t=250r/min,v ft=471mm/min。
各修正系数为:k MV= 1.0,k SV= 0.8。
切削速度计算公式为:其中,,,,,,,,,,,,,将以上数据代入公式:确定机床主轴转速:根据文献[10]表4.2-36,选择n c=210r/min,v f=400mm/min,因此,实际切削速度和每齿切削量为:5)校验机床功率根据文献[11]表3.24,近似为Pcc=1.9kw,根据机床使用说明书,主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。
故校验合格。
最终确定:a p=3.0mm,n c=210r/min,v f=400mm/s,v c=82m/min,f z=0.159mm/z。
6)计算基本工时:t m=L/ v f,L=2 (l+ y+Δ),l=40mm.查文献[11]表3. 26,入切量及超切量为:y+Δ=47mm,则:t m=L/V f=2(40+47)/400=0.44min。
工序二、镗内孔1.加工条件:机床:T68卧式镗床刀具:硬质合金镗刀2.切削用量:单边切削余量:由文献[12]表5-30查得:,由文献[10]表4.2-21选取:由《简明手册》4.2-20选取:计算切削工时:工序三、钻扩铰两处孔1.钻孔:1)切削用量:机床选择:Z525立式钻床选择钻头:根据文献[11]表2.1、2.2,选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时d o=23mm,钻头采用双锥后磨横刃,后角αo=12°,二重刃长度bε=4.5mm,横刃长度b=2.5mm, 弧面长度l=5mm,棱带长度,,。