哈工大机械制造课程设计最新完美版

哈尔滨工业大学1.零件的工艺性分析1.1拨叉的用途题目所给的零件是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工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。宽度为30mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为30mm的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2拨叉的技术要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ram形位公差mm拨叉左端面803.2拨叉上表面303.2∥0.10A花键小径φ22+00.021IT7花键大径φ25+00.021IT71.6通槽上底面356.3通槽内侧面18+00.113.2⊥0.08A通槽下底面352×M8通孔φ8φ5锥孔配件φ51.3审查拨叉的工艺性分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可以得到基本形状，减少了加工工序，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面----拨叉上表面虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。由此可以见，该零件的工艺性较好。2．确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。零件形状简单，因此毛形状需要与零件的形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。2.2确定毛坯尺寸公差和机械加工余量2.1.1公差等级选取公差等级CT由《机械制造工艺设计简明手册》中表2.2-3可查得金属型铸造毛坯件的公差等级为7~9级，取为CT=9级。根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造工艺设计简明手册》中表2.2-1可查得尺寸公差为CT=2.2mm由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5查得机械加工余量等级为F级。对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量等级为F级，得RAM数值为2.0mm。2.2.2铸件重量已知机械加工后波插件的重量为0.84kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1kg。2.2.3零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m2.2.4机械加工余量根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。求毛坯尺寸2-M8通孔和Φ5锥孔较小铸成实心；C，D面单侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：R=F+RAM+CT/2=80+2+2.2/2=83.1mm为了简化铸件的形状取R＝83mmD面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：R=F+RAM+CT/2=72+2+2.2/2=75.1mm为了简化铸件的形状取R＝75mm铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：项目C面D面公差等级CT99加工面基本尺寸8072铸件尺寸公差2.22.2机械加工余量等级FFRAM2.02.0毛坯基本尺寸83751、C面的单边总加工余量为Z＝3mm。查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-49精加工余量Z=1mm，故粗加工余量为Z＝2mm。2、D面精加工余量。查《机械制造技术基础课程设计指南》Z＝1mm，故D面粗加工余量Z＝2mm。3、花键孔要求以花键外径定心，故采用拉削加工内空尺寸为1222H。由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-42确定孔的加工余量分配：钻孔：20mm扩孔：22mm拉花键孔(6-25H7*1222H*6H9)4、铣18H11槽由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z＝3mm粗铣后公差为+0.18～+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11）2.3、绘制铸件毛坯简图3拟定拨叉工艺路线3.1定位基准的选择3.1.1粗基准的选择对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工面与加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准。若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免重复使用。因此，选择零件的右表面作为粗基准。3.1.2精基准的选择应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。该零件根据形位公差的要求，选择花键中心线为精基准。3.2表面加工方法的选择本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，内倒角等。公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下：（1）：花键花键大径表面粗糙度为Ra1.6μm，毛坯孔未铸出，需钻，扩、铰孔、然后直接用拉刀拉出即可。（2）：端面本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽内侧表面粗糙度为Ra3.2μm及Ra6.3μm，经粗铣和半精铣即可。（4）：M8mm螺纹孔，由《机械加工工艺手册》查知.配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。（5）：内倒角加工角度为15度的内倒角，采用铣床加工即可。3.3工序集中与分散选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。3.4工序顺序的安排1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——拨叉左端面2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——拔叉头左端面内花键孔，后加工次要表面——拨叉上端面和通槽底面及内侧面。4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉左端面，再加工内花键孔；先拨叉上端面，再钻M8孔。3.5确定工艺路线工艺路线方案一：工序一：粗铣面4075；工序二：钻孔，扩孔；工序三：两侧倒角15°；工序四：拉花键孔(6-25H7**6H9)；工序五：粗铣槽18H11；工序六：粗铣面3080；工序七：精铣槽18H11；工序八：钻M8底孔；攻M8螺纹；工序九：去毛刺，清洗；工序十：检查，入库。工艺路线方案二：工序一：粗铣面4075；工序二：钻孔，扩孔；工序三：粗铣面3080；工序四：精铣槽18H11；工序五：粗铣槽18H11；工序六：两侧倒角15°；工序七：拉花键孔(6-25H7**6H9)；工序八：钻M8底孔；攻M8螺纹；工序九：去毛刺，清洗；工序十：检查，入库。上述两个工艺方案的特点在于：工艺路线二把拉花键孔(6-25H7**6H9)放在粗、精铣18H11底槽前，这样后面的工序三、四、五很难对工件进行定位和夹紧。而工艺路线一把花键底孔Φ22H12钻削出来并倒角后紧接着就拉花键孔(6-25H7**6H9)。这样后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧，即以花键中心线进行定位、进行螺旋夹紧。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠。通过以上两种工艺路线的优缺点分析。最后确定工艺路线一为该零件的加工路线。4确定切削用量及基本工时工序一：粗铣左端面75×40面、保证尺寸mm801、背吃刀量的确定因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故。2、进给量的确定。根据《切削用量简明手册》表1.2，选用硬质合金端铣刀，刀具材料为YG6。1）根据表《切削用量简明手册》表3.1，切削深度时，铣刀直径mm160d0，mme150a选择。查《切削用量简明手册》表3.16齿数为Z=14。2）铣刀几何形状（表3.2）：由于MPa200b故选择45k，副偏角为5k前角为005，端齿008刃倾角0s10-3）决定每齿进给量zf。采用对称端铣以提高进给量。根据《切削用量简明手册》表3.5当使用YG6（功率4.5KW,51X型立铣机床）查得每齿进给量zf＝0.13～0.24mm/z取zf＝0.13mm/z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀后刀面最大磨损量为2.0，由于do=160mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）4计算铣削速度min)/(74.978.0315013.03180160245Tdcv02.031.015.032.02.0q0vcmkzafavpvueyzxpmvvvv5确定机床主轴转速min)/(55.19416074.971000d1000n0rvcsππ按机床说明书，与min/55.194r接近的机床转速为235r/min,所以实际铣削速度min)/m(11810001602351000v0cππdns每齿进给量为zmmnzvffz/09.0142353006、校检机床功率根据《切削用量简明手册》表3.24知cp约为1.9KW，机床主轴允许的功率为4.5KW,因此所选用的切削用量可以采用，即zmmfmvmmzcp/09.0min,/118,3a7）计算基本工时由《切削用量简明手册》表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故min0.130016012128vtfdYL工序二：以外圆为基准钻扩Φ20决定进给量由《切削用量简明手册》表2.7选择高速钢麻花钻头其直径do＝20mm。铸铁的硬度大于200HBS查得进给量f，由于Yd＝80/20＝4查得修正系数Ktf＝0.95则f＝0.7mm/r。由《切削用量简明手册》表2.8可查得钻头强度允许的进给量为f＝1.75mm/r。由《切削用量简明手册》表2.9可知机床进给机构强度所允许的钻削进给量。选用Z535钻床由表2.35查得进给机构允许的最大抗力Fmax＝8830N，do20.5，查f＝0.93mm/s，故取f＝0.7由《切削用量简明手册》表2.19查得高速钢钻头钻孔的轴向力F＝5510N小于Fmax，故可用。确定钻头的磨钝标准及寿命。由《切削用量简明手册》表2.12查的钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命为T=15mim。3）确定切削速度odvn1000＝275r/min由《切削用量简明手册》表2.35取n＝272r/min则实际切削速度Vc＝1000Dn＝100014.3*20*272＝17.1m/min。4）检验机床扭矩及功率由《切削用量简明手册》表2.20可查得f0.5mm/r时，Mc＝76.81Nm。当nc＝272r/min时由《切削用量简明手册》表2.35可查得Mm＝144.2Nm。由《切削用量简明手册》表2.23查得Pc＝1.1kw。Pe＝2.6×0.81＝7.76kw。因为McMm，PcPe，故所选切削用量可用。f＝0.48mm/r，n＝nc＝272r/min。Vc＝17m/min。计算基本工时：tm＝nfL由《切削用量简明手册》表2.29查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。故：tm＝nfL＝48.0*2721080＝0.47mim。以外圆为基准扩孔Φ22H121、确定背吃刀量由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为0.7mm。2、确定进给量由《切削用量简明手册》查的f＝0.6～0.7mm/r。根据机床说明书取f＝0.62mm/r3、计算切削速度1.17*31~2131~21VnV＝5.7～8.5m/m