机械加工课程设计说明书叉杆

1、机械制造加工工艺课程设计0811111009 侯斯元机电及自动化学院机械制造加工工艺课程设计设计题目：专 业：学 号：姓 名：指导老师：2011年7月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

2、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。2 / 182机械制造加工工艺课程设计0811111009 侯斯元目录一、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 1619一、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

3、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2OoO.O43的孔操纵机构相连接，尺寸为R23oO.25 的孔则是用于和所控制齿轮的轴接触用AutoCAD画出零件图为:0.05 A2、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450kgf/mm2，具有良好的力学性能，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

4、表面之间 的位置关系。1）以2OoO.O43为中心的加工表面这一组加工表面包括：2OoO.O43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1OoO.O33以及一个M8的螺纹孔，其中孔1OoO.O33与2OoO.O43的孔有位置度的要求。2）以R23oO.25为半径的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：以R23oO.25为半径的孔、上下两个端面， 其中上下端面与 2OoO.O43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

5、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 QT45O-1O,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。2、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

6、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2OoO.O43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

7、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 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2OoO.O43下端面36无Ra12.5粗铳2OoO.O43上端面36无Ra12.5粗铳2OoO.O43内圆面2OoOg8级无钻-扩-铰R23OO.25上端面R35无Ra6.3粗铳-半精铳R23oO.25下端面R35无Ra6.3粗铳-半精铳R23OO.25内圆面R23OO.2512级Ra12.5镗1OoO.O33上端面2O无Ra12.5粗铳

8、1OoO.O33下端面2O无Ra12.5粗铳1Oo内圆孔/ C O.O331Oo8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粗铳2OoO.O43孔上下端面以36外圆表面为粗基准n钻-扩-铰2OoO.O43内圆孔，使孔的精度达到8级，保证其垂直度误差以 2Oo孔下端面为精基准出粗铳以R23oO.25为半径的孔的上下端面以2OoO.O43内圆孔为精基准IV半精铳以R23OO.25为半径的孔的上下端面，保证其以2OoO.O43内圆孔为精基准垂直度误差V镗以R2300.25为半径的孔以20。0.043内圆孔为精基准屮切断vn0 033钻-扩-铰100 .内圆孔

9、，使孔的精度达到8级，并保证其垂直度误差以20。0.043内圆孔为精基准忸扩10。0.033孔的上下端面以20。0.043内圆孔为精基准IX钻一个M6的孔，攻M8X1.25内螺纹以20。0.043内圆孔为精基准XI车各倒角和圆角X去毛刺xn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

10、。2）外圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差（20。0.043、R230.25孔的上下端面）查机械制造工艺设计简明手册表 222、表224、表225 , 取2OoO.O43mn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2.5mmR23o025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（R23oo.25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：2OoO.O43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O.2mm

11、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O.1mn。1OoO.O33孔加工前没有铸成孔，是实心封闭的，钻孔至8mm扩孔1.8mm 铰孑L O.2mn。4）内孔1OoO.O33内圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差（1OoO.O33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1mm5）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。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加工面最终尺寸公差/粗糙度单边

12、余量工序尺寸毛坯尺寸2OoO.O43孔上下无，Ra12.52.54O粗铣42.542.5端面O.22O较 19.82OoO.O43 孔无,Ra6.31.8 19.8扩1814418钻14R2300.25孔上下端无,Ra6.3O.512半精铣1317面213粗铣17R23oO.25 孔O.25 O ，Ra12.5346镗4O4OO.21O较9.81OoO.O33 孔O.O33O，Ra3.21.89.8扩8O88钻O1OoO.O33孔上下无,Ra12.51O,深 12O锪1O1O端面2M8攻6M8X1.25 （螺纹）无，无O66钻O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

13、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=160-21Q 铸造加工要求：粗铣 2 0 00.043孔的上端面。工序I以36外圆为粗基准，粗铣 20。0.043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 为 Z=10,则进给量 f=af Z=1mm/,直径 D=100mm切屑速度取v=0.35m/s转速ns=1000v60 r/min ,1000 0.35r/min=66.84r/min取 ns=70 r/min铣削

14、基本时间：Tj= -i 2fnTj=竺 60 2=64.6s1 70工序H 以2 000043孔下端面为精基准，钻-扩-铰2 0 00043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，d = 18mm钻头采用双头刃磨法；车床主轴转速为n=50-2000r/min ,取 n=1000 r/min。(2)选择切削用量a、决定进给量由d=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

15、=1000r/minc、计算工时t m1Lnf400.45 1000min0.089 min5.34s扩、铰和精铰的切削用量如下扩钻：选择高速钢扩孔钻 n=1000r/mi n f=0.7-0.8mm/rd019.8mmtm2nf3.2stm3dLnftm1选择高速钢绞刀20mm40min 0.031min1.3 1000tm2 怙 10-39sn=1000r/minf=1.3-2.6 mm/r1.85s40min 0.053min0.75 1000工序皿以20。0.043内圆孔为精基准，粗铣-半精铣以R230025为半径的 孔的上下端面粗铣：切屑深度为ap=2mm每齿进给量为af1 =0.1

16、mm/z,采用高速钢镶齿套式面铣刀，齿数为 Z=10,则进给量 f1=af Z=1mm/,直径 D=100mm切屑速度取v=0.35m/s1000v转速 n$ 二60r/min ,D1000 0.35/ =r/min=66.84r/min取 ns1=704r/min铣削基本时间：Tj1 = i 2fTj1= 7-3 60 2S=131.1S1 70半精铣：切屑深度为ap=0.5mm每齿进给量为af2 =0.07mm/z,采用高速钢镶齿套式面铣刀，齿数为 Z=10,则进给量 f2=af Z=0.7mm/r，直径 D=100mm切屑速度取v=0.35m/s转速心時60r/min ,=1000 0.

17、35r/min=66.84r/min取 ns2=70 r/min铣削基本时间：Tj2二丄i 2f2n2703Tj260 2 = 187.2s0.7 70总时间 Tj Tj1 Tj2=318.3s工序W以2 0 00.043内圆孔为精基准，镗以R2300.25为半径的孔。(1) 选择钻床及钻头选择Z5125A立式镗床，选择高速钢镗刀，镗孔时，d0=46mm,钻头采用双头刃磨法；车床主轴转速为n=50-2000r/min ,取 n=500 r/min。(2) 选择切削用量a、决定进给量由d=46mm查表并计算得：按钻头性能可查出进给量f=1.2-1.4mm/r ,按机床强度查得进给量f=0.056

18、-1.8mm/r。最终选择机床进给量为f=1.2mm/r。b、切削速度n=500r/minc、计算工时L 12tmmin 0.02min 1.2snf 1.2 500工序V 以2 0 0 0.043内圆孔为精基准，钻-扩-铰1 000.033内圆孔，使孔的精度达到8级，并保证其垂直度误差。(1) 选择钻床及钻头选择Z5125A立式钻床，选择硬质合金YG8钻头，粗钻时，d=8mm, 钻头采用双头刃磨法；车床主轴转速为n=50-2000r/min ,取 n=1000 r/min 。(2) 选择切削用量a、决定进给量由d0 =8mm查表并计算得：按钻头性能可查出进给量 f=0.18-0.22mm/r

19、，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=0.20mm/r。b、切削速度 n=1000r/minc、计算工时L36tm1min 0.18min 10.8snf 0.20 1000扩、铰和精铰的切削用量如下扩钻：选择高速钢扩孔钻 n=1000r/mi n f=0.5-0.6mm/rd09.8mmtm2Lnf360.55 1000min0.065min3.9s铰孔：选择高速钢绞刀 n=1000r/minf=0.65-1.3 mm/rd0 10mm，取 f=1mm/rtm3Lnfin1 10000.036min2.16stm1 仁怙 16.86S工序W 以2O

20、oO.O43内圆孔为精基准，锪1OoO.O33孔的上下端面。(1)选择钻床及钻头选择Z5125A立式钻床，选择高速钢锪钻，锪孔钻时，d=2Omm,车床主轴转速为n=5O-2OOOr/min ,取 n=5OO r/min。(2)选择切削用量a、决定进给量由d=2Omm查表并计算得：按钻头性能可查出进给量f=O.6-O.7mm/r，按机床强度查得进给量 f=O.O56-1.8mm/r。最终选择机床进给量为f=O.6mm/r。d、切削速度n=5OOr/mine、计算工时L 1 2 tmmin O.4snf500工序 以2OoO.O43内圆孔为精基准，钻一个 M6的孔，攻M8X1.25内螺纹。钻孔：(1) 选择钻床及钻头选择Z5125A立式钻床，选择硬质合金YG8占头，粗钻时，d0=6mm,车床主轴转速为 n=50-2000r/min，取 n=1000 r/min。(2) 选择切削用量a、决定进给量由d0 =6mm查表并计算得：按钻头性能可查出进给量f=0.18-0.22mm/r，按机床强