(叉杆)机械加工课程设计说明书

机机械械制制造造加加工工工工艺艺课课程程设设计计1机机电电及及自自动动化化学学院院机械制造加工工艺课程设计设计题目：叉杆专业：07机械电子工程学号：姓名：指导老师：2010年7月5日至7月15日机机械械制制造造加加工工工工艺艺课课程程设设计计2序言机械制造工艺学课程设计是我们完成了大学的大部分基础课、一级专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次的课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学的专业基础课和专业课的知识。理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打下基础。因为这是首次接触工艺设计，对知识掌握和熟悉程度还有所欠缺，因此在设计中难免会有考虑不周全的地方，也有出现错误的地方，还请老师多指正和帮助。制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计1目录一、零件的分析1、零件的作用………………………………………………………12、零件的工艺分析…………………………………………………1二、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式……………………………………………32、基准的选择………………………………………………………43、制定工艺路线……………………………………………………44、机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定…………………65、确定切削用量和基本工时………………………………………96、小结………………………………………………………………16制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计2一、零件的分析1、零件的作用题目所给的零件是车床的拔叉。它位于车床的变速机构中，主要起换挡，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。其中，尺寸为0.043020的孔操纵机构相连接，尺寸为0.25023R的孔则是用于和所控制齿轮的轴接触。用AutoCAD画出零件图为：2、零件的工艺分析零件的材料为QT450-10，为球墨铸铁，根据工程材料知识可以知道：该类型的球墨铸铁最低抗拉强度为4502/kgfmm，具有良好的力制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计3学性能，应用范围仅次于灰铸铁。抗拉强度可以和刚媲美，塑性和韧性也有了很大的提高。球墨铸铁的焊接性能和热处理性能都优于灰铸铁，但消震能力比灰铸铁低。可以制成承受很大冲击的零件。根据球墨铸铁的性能，可以初步确定叉杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置关系。1)以0.043020为中心的加工表面这一组加工表面包括:0.043020的孔、其上下端面、下端面与孔有垂直度的关系、孔壁上有一个较难加工的用于钻绞的孔0.033010以及一个M8的螺纹孔，其中孔0.033010与0.043020的孔有位置度的要求。2)以0.25023R为半径的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：以0.25023R为半径的孔、上下两个端面，其中上下端面与0.043020的孔有位置度的要求。由上面的分析可知：加工时应该先加工一组表面，然后以已加工表面为基准，再加工另外一组表面。二、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式已知此叉杆类零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段，工序适当集中加工设备以通用设备为主大量采用专用工装。零件的材料为QT450-10，根据该种零件所生产的批量，该种零件的结构形式比较简单，零件在机床运动时所受的冲击和震动大小，可以选择铸件毛坯，选择金属型铸造。制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计42、基准面的选择基准面的选择包括精基准的选择和粗基准的选择，是零件工艺规程设计中重要的环节之一。基准面的选择如果正确合理，可以使零件的加工质量得到保证，生产效率得到很大的提高。如果不合理，加工工艺过程中就会出现这样那样的问题，甚至还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行1）粗基准的选择根据所学知识可知：对于一个零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对于有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面为粗基准。根据这个基准选择原则，现选择0.043020孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承36的外轮廓表面，可以限制5个自由度，再以一个销钉限制最后一个自由度，达到完全定位后，即可进行铣削。2）精基准的选择考虑到要保证零件的加工精度和装夹的准确方便，应依据“基准重合”原则和“基准统一”原则3、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，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已经确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配合专用夹具，并尽量时工序集中来提高生产效率。除此以外，应当考制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计5虑生产所达到的经济效果，以便是生产成本尽量下降。查阅《机械制造工艺学》和《机械制造工艺手册》，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0.043020下端面Φ36无Ra12.5粗铣0.043020上端面Φ36无Ra12.5粗铣0.043020内圆面0.0430208级无钻-扩-铰0.25023R上端面R35无Ra6.3粗铣-半精铣0.25023R下端面R35无Ra6.3粗铣-半精铣0.25023R内圆面0.25023R12级Ra12.5镗0.033010上端面20无Ra12.5粗铣0.033010下端面20无Ra12.5粗铣0.033010内圆孔0.0330108级Ra3.2钻-扩-铰M8螺纹孔无无无钻-攻丝工序安排如表2工序号工序内容定位基准Ⅰ粗铣0.043020孔上下端面以Φ36外圆表面为粗基准Ⅱ钻-扩-铰0.043020内圆孔，使孔的精度达到8级，保证其垂直度误差以0.043020孔下端面为精基准Ⅲ粗铣以0.25023R为半径的孔的上下端面以0.043020内圆孔为精基准制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计6Ⅳ半精铣以0.25023R为半径的孔的上下端面，保证其垂直度误差以0.043020内圆孔为精基准Ⅴ镗以0.25023R为半径的孔以0.043020内圆孔为精基准Ⅵ切断Ⅶ钻-扩-铰0.033010内圆孔，使孔的精度达到8级，并保证其垂直度误差以0.043020内圆孔为精基准Ⅷ扩0.033010孔的上下端面以0.043020内圆孔为精基准Ⅸ钻一个M6的孔，攻M8x1.25内螺纹以0.043020内圆孔为精基准ⅩⅠ车各倒角和圆角Ⅹ去毛刺ⅩⅡ清洗及终检4、机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定零件材料QT450-10，为球墨铸铁，硬度为160-210HB，毛坯重量为1Kg，生产类型为大批量，铸造毛坯。根据以上原始资料及加工路线，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）外圆表面（36）考虑到零件外圆表面并非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗造度要求，因此直接铸造而成。制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计72）外圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差（0.043020、0.25023R孔的上下端面）查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，取0.043020mm孔的上下端面长度余量均为2.5mm（均为双边加工）,铣削加工余量为：粗铣2.5mm0.25023R孔的上下端面长度余量均为2.5mm,铣削加工余量为：粗铣2mm，半精铣0.5mm3)内孔（0.25023R孔已经铸造成的孔）查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，得：0.043020圆孔已铸成孔的加工余量为3mm，即铸造成的孔半径为，工序尺寸加工余量：钻孔至mm，扩孔1.8mm，粗铰孔0.2mm。取46孔已铸成孔的加工余量为3mm，即铸造成的孔直径为，钻孔至，扩孔1.9mm，铰孔0.1mm。0.033010孔加工前没有铸成孔，是实心封闭的，钻孔至8mm，扩孔1.8mm，铰孔0.2mm。4）内孔0.033010内圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差（0.033010孔的上下端面）查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，扩孔至深度为1mm。5）其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工，因此在计算最大、最小加工余量时应按照调整法加工方式予以确认。制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计8通过查阅《机械加工手册》得到相关数据可计算得到工序尺寸如表3表3加工面最终尺寸公差/粗糙度单边余量工序尺寸毛坯尺寸0.043020孔上下端面无，Ra12.52.540粗铣45450.043020孔无，Ra6.30.21.84Φ20铰Φ19.8Φ19.8扩Φ18Φ18钻Φ14Φ140.25023R孔上下端面无，Ra6.30.5212半精铣1313粗铣17170.25023R孔0.250，Ra12.53Φ46镗Φ40Φ400.033010孔0.0330，Ra3.20.21.88Φ10铰Φ9.8Φ9.8扩Φ8Φ8钻Φ000.033010孔上下端面无，Ra12.510，深1Φ20锪Φ10Φ10M8x1.25（螺纹）无，无26M8攻Φ6Φ6钻00制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计9最终得到的毛坯尺寸为5、确定切削用量和基本工时由《机械制造工艺手册》中可查得：根据工件尺寸和切屑深度选择（加工条件）工件材料：QT450-10，b=450Mpa，HB=160-210，铸造。加工要求：粗铣0.043020孔的上端面。工序Ⅰ以36外圆为粗基准，粗铣0.043020孔的上下端面。机床：X53立式铣床。刀具：W18Cr4v硬质合金钢端铣刀，牌号切屑深度为ap=2.5mm每齿进给量为af=0.1mm/z，采用高速钢镶齿套式面铣刀，齿数制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计10为Z=10，则进给量f=afZ=1mm/r，直径D=100mm切屑速度取v=0.35m/s转速ns=100060Dvr/min，=10000.35r/min=66.84r/min取ns=70r/min铣削基本时间：Tj=2LifnTj=36602170=64.6s工序Ⅱ以0.043020孔下端面为精基准，钻-扩-铰0.043020内圆孔，使孔的精度达到8级，保证其垂直度误差（1）选择钻床及钻头选择Z5125A立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时，0d=18mm,钻头采用双头刃磨法；车床主轴转速为n=50-2000r/min，取n=1000r/min。（2）选择切削用量a、决定进给量由0d=18mm，查表并计算得：按钻头性能可查出进给量f=0.47-0.57mm/r，按机床强度查得进给量f=0.056-1.8mm/r。最终选择机床进给量为f=0.45mm/r。b、切削速度n=1000r/minc、计算工时140min0.089min5.340.451000mLtsnf制制造造技技术术基基础础课课程程设设计计11扩、铰和精铰的切削用量如下扩钻：选择高速钢扩孔钻n=1000r/minf=0.7-0.8mm/r019.8dmm240min0.053min3.20.751000mLtsnf铰孔：选择高速钢绞刀n=1000r/minf=1.3-2.6mm/r020dmm340min0.031min1.851.31000mLtsnf12310.39mmmmTttts工序Ⅲ以0.043020内圆孔为精基准，粗铣-半精铣以0.250