機械加工課程設計說明書-叉桿

1、機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元機電及自動化學院機械制造加工工藝課程設計設計題目：專業(yè)：學號：姓名：指導老師：2011年7月1機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元序言機械制造工藝學課程設計是我們完成了大學的大部分基礎課、 一級專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合的總復習， 也是一次理論聯系實際的訓練， 因此，它在我們四年的大學生活中占有十分重要的地位。就我個人而言， 我希望能通過這次的課程設計， 了解并認識一般機器零件的生產工藝過程， 鞏固和加深已學的專業(yè)基礎課和專業(yè)課的知識。理論聯系實際，對自己未來將從事的工作進行一次適

2、應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、 解決問題的能力， 為今后的工作打下一個良好的基礎，并且為后續(xù)課程的學習打下基礎。因為這是首次接觸工藝設計，對知識掌握和熟悉程度還有所欠缺，因此在設計中難免會有考慮不周全的地方，也有出現錯誤的地方， 還請老師多指正和幫助。2機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元目錄一、零件的分析1、零件的作用12、零件的工藝分析1二、工藝規(guī)程設計1、確定毛坯的制造形式32、基準的選擇43、制定工藝路線44、機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定65、確定切削用量和基本工時96、小結161機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元一、零件的分析1 、零件的

3、作用題目所給的零件是車床的拔叉。它位于車床的變速機構中， 主要起換擋，使主軸回轉運動按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。其中，尺寸為2000.043 的孔操縱機構相連接， 尺寸為 R2300.25的孔則是用于和所控制齒輪的軸接觸。用 AutoCAD畫出零件圖為：2 、零件的工藝分析零件的材料為 QT450-10，為球墨鑄鐵，根據工程材料知識可以知道：該類型的球墨鑄鐵最低抗拉強度為450kgf / mm2 ，具有良好的力學性能，應用范圍僅次于灰鑄鐵?？估瓘姸瓤梢院蛣傛敲溃苄院晚g2機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元性也有了很大的提高。 球墨鑄鐵的焊接性能和熱處理性

4、能都優(yōu)于灰鑄鐵，但消震能力比灰鑄鐵低?？梢灾瞥沙惺芎艽鬀_擊的零件。根據球墨鑄鐵的性能，可以初步確定叉桿需要加工的表面以及加工表面之間的位置關系。1) 以 200 0.043 為中心的加工表面這一組加工表面包括 : 2000.043 的孔、其上下端面、下端面與孔有垂直度的關系、孔壁上有一個較難加工的用于鉆絞的孔1000.033 以及一個 M8的螺紋孔，其中孔1000.033 與200 0.043 的孔有位置度的要求。2) 以 R2300.25 為半徑的孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：以 R2300.25 為半徑的孔、上下兩個端面，其中上下端面與2000.043 的孔有位置度的要求。由上面的

5、分析可知：加工時應該先加工一組表面，然后以已加工表面為基準，再加工另外一組表面。二、工藝規(guī)程設計1、確定毛坯的制造形式已知此叉桿類零件的生產類型為大批量生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段， 工序適當集中加工設備以通用設備為主大量采用專用工裝。零件的材料為QT450-10，根據該種零件所生產的批量，該種零件的結構形式比較簡單， 零件在機床運動時所受的沖擊和震動大小，可以選擇鑄件毛坯，選擇金屬型鑄造。2、基準面的選擇3機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元基準面的選擇包括精基準的選擇和粗基準的選擇，是零件工藝規(guī)程設計中重要的環(huán)節(jié)之一?；鶞拭娴倪x擇如果正確合理，可以使零件的

6、加工質量得到保證，生產效率得到很大的提高。如果不合理，加工工藝過程中就會出現這樣那樣的問題，甚至還會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行1）粗基準的選擇根據所學知識可知： 對于一個零件而言， 盡可能選擇不加工表面為粗基準。 而對于有若干個不加工表面的工件， 則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面為粗基準。根據這個基準選擇原則，現選擇 2000.043 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準， 利用一組共兩塊 V 形塊支承 36 的外輪廓表面， 可以限制 5 個自由度， 再以一個銷釘限制最后一個自由度，達到完全定位后，即可進行銑削。2）精基準的選擇考慮到要保證零件的加工精度和裝夾的準確方便，

7、應依據“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則3、制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證， 以及加工方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已經確定的情況下， 可以考慮采用萬能性機床配合專用夾具，并盡量時工序集中來提高生產效率。除此以外，應當考慮生產所達到的經濟效果，以便是生產成本盡量下降。4機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元查閱機械制造工藝學和機械制造工藝手冊，可以得到各加工面的加工方法，如表1表 1加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案2000.043 下端面36無Ra12.5粗銑2000.043上端面36無Ra12.5粗銑2

8、000.043 內圓面2000.0438 級無鉆-擴-鉸R2300.25 上端面R35無Ra6.3粗銑 - 半精銑R2300.25 下端面R35無Ra6.3粗銑 - 半精銑R2300.25 內圓面R2300.2512 級Ra12.5鏜1000.033 上端面20無Ra12.5粗銑1000.033 下端面20無Ra12.5粗銑1000.033 內圓孔1000.0338 級Ra3.2鉆-擴-鉸M8螺紋孔無無無鉆-攻絲工序安排如表 2工序號工序內容定位基準粗銑2000.043 孔上下端面以 36 外圓表面為粗基準鉆- 擴-鉸2000.043 內圓孔，使孔的精度達到8 級，以2000.043 孔下端面

9、為精基保證其垂直度誤差準粗銑以 R2300.25 為半徑的孔的上下端面以2000.043 內圓孔為精基準半精銑以R2300.25 為半徑的孔的上下端面，保證其以2000.043 內圓孔為精基準5機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元垂直度誤差鏜以 R23 0.25 為半徑的孔以20 0.043 內圓孔為精基準00切斷鉆- 擴-鉸 1000.033 內圓孔，使孔的精度達到8 級，2000.043 內圓孔為精基準并保證其垂直度誤差以擴1000.033 孔的上下端面以2000.043 內圓孔為精基準鉆一個M6的孔，攻 M8x1.25 內螺紋以2000.043 內圓孔為精基準車各倒角和圓

10、角去毛刺清洗及終檢4、機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定零件材料 QT450-10，為球墨鑄鐵，硬度為160-210HB，毛坯重量為1Kg，生產類型為大批量，鑄造毛坯。根據以上原始資料及加工路線， 分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1）外圓表面（36 ）考慮到零件外圓表面并非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯， 沒有粗造度要求，因此直接鑄造而成。2 ）外圓表面沿軸線方向長度的加工余量及公差（200 0.043 、R2300.256機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元孔的上下端面）查機械制造工藝設計簡明手冊表、表、表，取 200 0.043 mm孔的上下

11、端面長度余量均為 2.5mm（均為雙邊加工） , 銑削加工余量為：粗銑2.5mmR2300.25 孔的上下端面長度余量均為2.5mm,銑削加工余量為：粗銑 2mm，半精銑 0.5mm3)內孔（ R230 0.25 孔已經鑄造成的孔）查機械制造工藝設計簡明手冊表、表、表，得：2000.043 圓孔已鑄成孔的加工余量為3mm，即鑄造成的孔半徑為，工序尺寸加工余量： 鉆孔至mm，擴孔 1.8mm，粗鉸孔 0.2mm。取46 孔已鑄成孔的加工余量為3mm，即鑄造成的孔直徑為，鉆孔至，擴孔 1.9mm，鉸孔 0.1mm。1000.033 孔加工前沒有鑄成孔，是實心封閉的，鉆孔至8 mm，擴孔1.8mm，

12、鉸孔 0.2mm。4）內孔100 0.033 內圓表面沿軸線方向長度的加工余量及公差（ 100 0.033 孔的上下端面）查機械制造工藝設計簡明手冊表、表、表，擴孔至深度為 1mm。5）其他尺寸直接鑄造得到由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整加工，因此在計算最大、最小加工余量時應按照調整法加工方式予以確認。通過查閱機械加工手冊得到相關數據可計算得到工序尺寸如表37機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元表 3加工面最終尺寸公差 / 粗糙度單邊余量2000.043 孔上下無， Ra12.52.5端面0.22000.043 孔無， Ra6.31.84R2300.25 孔上下端

13、0.5無， Ra6.3面2R2300.25 孔0.25， Ra12.5300.21000.033 孔00.033 ， Ra3.21.881000.033 孔上下無， Ra12.510，深 1端面2M8x1.25（螺紋）無，無6工序尺寸粗銑4042.5鉸2019.8擴19.8 18鉆1814半精銑1213粗銑1317鏜4640鉸109.8擴9.88鉆80锪2010M8攻6鉆 60毛坯尺寸42.51417400100最終得到的毛坯尺寸為8機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元5、確定切削用量和基本工時由機械制造工藝手冊中可查得：根據工件尺寸和切屑深度選擇（加工條件）工件材料： QT4

14、50-10，b =450Mpa，HB=160-210，鑄造。加工要求：粗銑2000.043 孔的上端面。工序以36 外圓為粗基準，粗銑2000.043 孔的上下端面。機床： X53立式銑床。刀具： W18Cr4v硬質合金鋼端銑刀，牌號切屑深度為 ap=2.5mm每齒進給量為af=0.1mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數為 Z=10，則進給量 f=af Z=1mm/r，直徑 D=100mm切屑速度取v=0.35m/s轉速 ns= 1000v60 r/min ，D9機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元=10000.35r/min=66.84r/min取 ns=70 r/min

15、銑削基本時間： Tj=L i 2fnTj=362 =64.6s60170工序以2000.043孔下端面為精基準，鉆-擴-鉸2000.043 內圓孔，使孔的精度達到8 級，保證其垂直度誤差（1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時，d0 =18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉速為n=50-2000r/min ，取 n=1000 r/min 。（2）選擇切削用量a、 決定進給量由 d0 =18mm，查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量f=0.47-0.57mm/r ，按機床強度查得進給量f=0.056-1.8mm/r 。最終選擇機床進給量為f=0.45mm/r

16、 。b、切削速度 n=1000r/minc、計算工時L40tm1min 0.089min 5.34snf0.45 1000擴、鉸和精鉸的切削用量如下擴鉆：選擇高速鋼擴孔鉆n=1000r/minf=0.7-0.8mm/rd019.8mm10機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元L403.2stm 2min 0.053minnf0.75 1000鉸孔：選擇高速鋼絞刀n=1000r/minf=1.3-2.6 mm/rd020mmL40min 0.031min 1.85stm31.3nf1000Tm t m1 t m2tm3 10.39s工序以2000.043 內圓孔為精基準，粗銑 -

17、半精銑以 R2300.25 為半徑的孔的上下端面粗銑：切屑深度為 ap=2mm每齒進給量為 af1 =0.1mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數為 Z=10，則進給量 f1 =af Z=1mm/r，直徑 D=100mm切屑速度取v=0.35m/s轉速ns1 =1000v60r/min ，D=10000.35r/min=66.84r/min取 ns1=704r/min銑削基本時間： Tj1 =L i 2f1 n1Tj1 =703602s=131.1s170半精銑：切屑深度為 ap=0.5mm每齒進給量為 af2 =0.07mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數為 Z=10，則進給量 f2

18、=afZ=0.7mm/r，直徑 D=100mm11機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元切屑速度取 v=0.35m/s轉速ns2 =1000v60 r/min ，D=10000.35r/min=66.84r/min取 ns2=70 r/min銑削基本時間： Tj2= L i 2f 2n2Tj27032 =187.2s0.76070總時間 TjTj1 Tj2 =318.3s工序以2000.043 內圓孔為精基準，鏜以R2300.25 為半徑的孔。（ 1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鏜床，選擇高速鋼鏜刀，鏜孔時，d0 =46mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉速為n=50-2

19、000r/min ，取 n=500 r/min 。（ 2）選擇切削用量a、決定進給量由 d0 =46mm，查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量f=1.2-1.4mm/r ，按機床強度查得進給量f=0.056-1.8mm/r 。最終選擇機床進給量為f=1.2mm/r 。b、切削速度 n=500r/minc、計算工時L12t mmin 0.02min 1.2snf1.2 500工序以 2000.043 內圓孔為精基準，鉆 - 擴- 鉸1000.033 內圓孔，使孔12機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元的精度達到 8 級，并保證其垂直度誤差。（1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立

20、式鉆床，選擇硬質合金 YG8鉆頭，粗鉆時，d0 =8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉速為n=50-2000r/min ，取 n=1000 r/min 。（2）選擇切削用量a、 決定進給量由 d0 =8mm，查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量f=0.18-0.22mm/r ，按機床強度查得進給量f=0.056-1.8mm/r 。最終選擇機床進給量為f=0.20mm/r 。b、切削速度 n=1000r/minc、計算工時t m1L36nfmin 0.18min 10.8s0.20 1000擴、鉸和精鉸的切削用量如下擴鉆：選擇高速鋼擴孔鉆n=1000r/minf=0.5-0.6mm/rd09.

21、8mmL36tm 2min 0.065min 3.9snf0.55 1000鉸孔：選擇高速鋼絞刀n=1000r/minf=0.65-1.3 mm/rd010mm，取 f=1mm/rL360.036min2.16stm3minnf1 1000Tm t m1t m2 tm316.86s13機械制造加工工藝課程設計0811111009 侯斯元工序以200 0.043 內圓孔為精基準，锪1000.033 孔的上下端面。（1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼锪鉆，锪孔鉆時，d0 =20mm,車床主軸轉速為n=50-2000r/min ，取 n=500 r/min 。（ 2）選擇切削用

22、量a、決定進給量由 d0 =20mm，查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量f=0.6-0.7mm/r ，按機床強度查得進給量f=0.056-1.8mm/r 。最終選擇機床進給量為f=0.6mm/r 。d、切削速度 n=500r/mine、計算工時t mL1 2nfmin 0.4s500工序以2000.043 內圓孔為精基準，鉆一個M6 的孔，攻 M8x1.25內螺紋。鉆孔：（1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鉆床，選擇硬質合金 YG8鉆頭，粗鉆時，d0 =6mm, 車床主軸轉速為 n=50-2000r/min ，取 n=1000 r/min 。（2）選擇切削用量a、決定進給量由 d0 =6mm，查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量f=0.1