机械制造工艺学 课程设计Word文档格式.docx

机械制造工艺学 课程设计Word文档格式.docx

《机械制造工艺学 课程设计Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺学 课程设计Word文档格式.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

（一）、零件的作用

拨叉零件主要用在操纵机构中，比如改变车床滑移齿轮的位置，实现变速；

或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。

零件上方的φ22mm孔与操纵机构相连，二下方的φ55mm半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。

通过上方的力拨动下方的齿轮变速。

两件零件铸为一体，加工时分开。

（二）、零件的工艺分析

零件最主要的加工表面为1、小孔的上端面、大孔的上下端面；

2、φ22mm的小孔以及与此孔相通的φ8mm的锥销孔、M8螺纹孔；

3、大头半圆孔φ55mm。

其中φ22mm的小孔与小孔上端面的垂直度公差为0.05，与大孔下端面垂直度公差为0.07。

因此可以先粗加工拔叉的底面然后以底面为粗基准，然后借用专用的夹具再精加工其他各表面。

二、工艺规程设计

（一）、确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200，具有高的抗压强度，良好的铸造性、耐磨性和缺口敏感性。

考虑到铸造可以造内腔、外形复杂的毛坯，工艺灵活性大，铸造成本低，故选用铸造毛坯，又已知该零件为年产6000件的大批量生产查的铸造方法为机器砂型铸造。

（二）基面的选择

基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。

否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。

（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。

这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。

（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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。

（三）制定工艺路线

1、方案一：

工序Ⅰ 

粗铣Ф40mm孔上下的两头的端面。

工序Ⅱ 

钻、铰两端Ф22mm孔。

工序Ⅲ 

粗铣中间孔上端面至22mm，周径至Ф71mm；

粗铣中间孔下端面至22mm，周径至Ф71mm；

工序Ⅳ 

精铣两头孔的上端面至50mm；

精铣中间孔上端面至25mm，周径至Ф73mm；

精铣中间孔下端面至20mm周径至Ф73mm

工序Ⅴ 

粗镗、半精镗、精镗Ф55mm孔。

工序Ⅵ 

钻Ф8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。

工序Ⅶ 

将两件两件铣断，铣断量为4mm。

工序Ⅷ 

去毛刺，检查。

2、方案二：

工序Ⅰ粗铣Ф40mm孔的两头的端面，Ф73mm孔的上下端面。

工序Ⅱ精铣Ф40mm孔的两头的端面，Ф73mm孔的上下端面。

工序Ⅲ粗镗、半精镗、精镗Ф55mm。

工序Ⅳ钻、扩、铰两端Ф22mm孔至图样尺寸

工序Ⅴ钻M8的螺纹孔，钻Ф8的锥销孔钻到一半，攻M8的螺纹。

工序Ⅵ将两件两件铣断，铣断量为4mm。

工序Ⅶ去毛刺，检查。

3、方案的比较与分析

方案一与方案二的最主要的区别是Ф55mm与两边Ф22mm的加工顺序不同。

方案一是先加工Ф22mm的孔然后以它们为基准加工Ф55mm，而方案二是先加工中心孔在加工两边的孔，上平面与两端孔有垂直度要求，如果先加工中心孔，在加工Ф22mm的时候最多只能保证一个面与之的垂直度要求，其他两个面很难保证。

所以应该先粗铣上下端面以它们为粗基准加工其他表面，把两个Φ22的孔加工出来，加工中心孔时以Ф22mm孔的中心轴线来定位。

然后再Ф22mm的孔中心线为精基准加工其他表面，这样符合基准重合原则。

故应选择方案一。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，硬度HB170-240。

毛坯重量约为1.0㎏,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。

根据上述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

1.外圆表面（Ф40mm及Ф73mm外表面）

考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT8—CT10，取CT9。

又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，查《机械制造工艺简明手册》表2.2-1和2.2-3（以下简称《简明手册》）公差等级为CT9的铸件对Ф40mm的中心轴线的尺寸偏差为120±

1.25的范围内。

2.两小孔

mm

毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7-IT8之间，参照《简明手册》表2.3-8确定工序尺寸及余量：

钻孔：

Φ20mm2Z=20mm

扩孔钻Φ21.8mm2Z=1.8mm

铰孔：

mm2Z=0.2mm

3.中间孔（Ф55mm及Ф73mm）

中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据《简明手册》2.2-2和2.2-3得：

孔的铸造毛坯为49mm、Ф73mm的孔是在Ф55mm孔的基础之上铣削加工得到，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。

参照《简明手册》表2.3-10确定Ф55mm工序尺寸及余量：

粗镗：

Ф53mm2Z=4mm

半精镗：

Ф54.5mm2Z=1.5mm

精镗：

Ф55mm2Z=0.5mm

参照《简明手册》表2.3-10确定Ф73mm工序尺寸及余量：

Ф71mm2Z=16mm

Ф73mm2Z=2mm

3.螺纹孔（M8）

4.锥销孔（Ф8）

5.铣断。

三、确定切削用量及基本工时

工序Ⅰ粗铣Ф40mm孔的两头的端面。

a.加工条件

工件材料：

HT200，硬度190～260HBS，σb=0.16Gpa，铸造。

加工要求：

粗铣两头端面至51mm、粗铣大孔端面至30mm。

机床：

X52K立式铣床参数。

刀具：

涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm，选择刀具前角γo＝＋5°

后角αo＝8°

，副后角αo’=8°

，刀齿斜角λs=－10°

主刃Kr=60°

过渡刃Krε=30°

副刃Kr’=5°

过渡刃宽bε=1mm。

b.计算切削用量

1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。

2）计算切削速度按《简明手册》

Vc=

算得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s

据X52K立式铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度

Vc=3.14×

80×

475/1000=1.06m/s,实际进给量为

fzc=Vfc/ncz=475/（300×

10）=0.16mm/z。

3）校验机床功率查《简明手册》Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为Pcm>

Pcc。

故校验合格。

最终确定ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=1.06m/s，fz=0.15mm/z。

4）计算基本工时

tm＝L/Vf=9.4s。

工序Ⅱ钻、铰两端Ф22mm孔之图样尺寸。

钻孔至Ф21.8mm，精铰至Ф22mm，保证孔壁粗糙度Ra=1.6μm。

Z512台式钻床。

YG8硬质合金麻花钻Ф21.8mm，钻头采用双头刃磨法，后角

＝12°

、二重刃长度

=2.5mm、横刀长b=1.5mm、宽l=3mm、棱带长度

、

°

。

YG8硬质合金铰刀Ф22mm。

1）查《简明手册》

按钻头强度选择

按机床强度选择

，

最终决定选择机床已有的进给量

2）钻头磨钝标准及寿命　

后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.5～０.８mm，寿命

．

3）切削速度

查《简明手册》

修正系数

故

查《简明手册》机床实际转速为

故实际的切削速度

4）计算基本工时

由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。

钻和精铰的切削用量如下：

精铰：

。

工序Ⅲ-工序Ⅳ粗铣中间孔上端面至Ф25mm，周径至Ф71mm；

粗铣中

间孔下端面至22mm，周径至Ф71mm；

精铣两头孔的端面至50mm；

精铣中间孔下端面至周径至Ф73mm。

粗铣中间孔上端面至Ф25mm，周径至Ф71mm；

粗铣

中间孔下端面至22mm，周径至Ф71mm；

保证粗糙度Ra=3.2μm；

精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至Ф73mm，保证端面粗糙度Ra=3.2μm，保证孔壁粗糙度Ra=6.3μm。

X63卧式铣床。

1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=4mm，一次走刀即可完成所需长度。

算得Vc＝98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s

据X52K立式铣床参数，选择nc=750r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14×

750/1000=1.78m/s,实际进给量为

fzc=Vfc/ncz=750/（300×

10）=0.25mm/z。

3）校验机床功率查《简明手册》Pcc=2kw,而机床所能提供功率为Pcm>

最终确定ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，Vc=1.78m/s，fz=0.15mm/z。

粗铣中间孔上端面至Ф25mm，周径至Ф71mm；

tm1=L/Vf=13s

tm2=L/Vf=13s

精铣小孔上端面至50mm，tm3=L/Vf=8s；

精铣中间孔上端面至周径至Ф73mm，tm4=L/Vf=10s；

精铣中间孔下端面至周径至Ф73mm，tm5=L/Vf=10s。

工序Ⅴ粗镗、半精镗、精镗Ф55mm孔至图样尺寸。

粗镗中间孔至Ф53mm、半精镗中间孔至Ф54mm、精镗中间孔至Ф55mm。

T616卧式镗床。

YG8硬质合金镗刀。

单边余量

分三次切除，则第一次

根据《简明手册》4.2-20查得，取

根据《简明手册》4.2-21查得，取：

c.计算切削基本工时：

同理，当第二次

，第三次

时，进给量

和

，机床主轴转速都取64r/min，切削基本工时分别为100s和80s。

工序Ⅵ钻Ф8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。

先钻Ф8mm的锥销孔，钻到一半后将与该孔配合的轴安装进去，把两者配做加工，为的使保证孔与轴的同轴度，同时在尺寸上保证距上端面10mm；

再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。

组合机床。

Ф8mm麻花钻、Ф7.5mm麻花钻、Ф8mm的丝锥。

1）钻Ф8mm的锥销孔

根据《切削手册》查得，进给量为

0.18～0.33mm/z,现取f=0.3mm/z，v=5m/min，则：

查《简明手册》表4.2-15，取

所以实际切削速度为：

计算切削基本工时：

2）钻M8的螺纹孔

Ф7.5mm麻花钻。

3）攻M8x1mm的螺纹

丝锥M6，P=1mm

切削用量选为：

，机床主轴转速为：

，按机床使用说明书选取：

，则

；

机动时，

，计算切削基本工时：

工序Ⅶ铣断保证图样尺寸

铣断后保证两边对称相等。

刀具：

YG硬质合金圆盘铣刀，厚度为4mm。

机床：

查《切削手册》，选择进给量为：

切削速度为：

，则：

根据《简明手册》表4.2-39，取

，故实际切削速度为：

查《切削手册》表4.2-40，刚好有

工序Ⅷ去毛刺，检查。