機械加工課程設(shè)計說明書叉桿

1、<p><b>　　機電及自動化學(xué)院</b></p><p><b>　　機械制造加工工藝</b></p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)計題目： </b></p><p>　　專 業(yè)：

2、 </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　2011年7月</b></p><p><b>　　序言</b></p>

3、;<p>　　機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是我們完成了大學(xué)的大部分基礎(chǔ)課、一級專業(yè)課之后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有十分重要的地位。</p><p>　　就我個人而言，我希望能通過這次的課程設(shè)計，了解并認識一般機器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識。理論聯(lián)系實際，對自己未來將

4、從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)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(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。</p><p>　　因為這是首次接觸工藝設(shè)計，對知識掌握和熟悉程度還有所欠缺，因此在設(shè)計中難免會有考慮不周全的地方，也有出現(xiàn)錯誤的地方，還請老師多指正和幫助。</p><p><b>　　目錄</b></p><p&g

5、t;<b>　　一、零件的分析 </b></p><p>　　1、零件的作用………………………………………………………1</p><p>　　2、零件的工藝分析…………………………………………………1</p><p><b>　　二、工藝規(guī)程設(shè)計</b></p><p>　　1、確定毛坯的制造形式…

6、…………………………………………3</p><p>　　2、基準的選擇………………………………………………………4</p><p>　　3、制定工藝路線……………………………………………………4</p><p>　　4、機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定…………………6</p><p>　　5、確定切削用量和基本工時……………………………

7、…………9</p><p>　　6、小結(jié)………………………………………………………………16</p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　　1、零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件是車床的拔叉。它位于車床的變速機構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照

8、操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。其中，尺寸為的孔操縱機構(gòu)相連接，尺寸為的孔則是用于和所控制齒輪的軸接觸。</p><p>　　用AutoCAD畫出零件圖為：</p><p><b>　　2、零件的工藝分析</b></p><p>　　零件的材料為QT450-10，為球墨鑄鐵，根據(jù)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

9、450，具有良好的力學(xué)性能，應(yīng)用范圍僅次于灰鑄鐵。抗拉強度可以和剛媲美，塑性和韌性也有了很大的提高。球墨鑄鐵的焊接性能和熱處理性能都優(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(jù)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(guān)系。</p><p><b>　　以為中心的加工表面</b></p><p>　　這一組加工表面包括:

10、 的孔、其上下端面、下端面與孔有垂直度的關(guān)系、孔壁上有一個較難加工的用于鉆絞的孔以及一個M8的螺紋孔，其中孔與的孔有位置度的要求。</p><p>　　以為半徑的孔為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：以為半徑的孔、上下兩個端面，其中上下端面與的孔有位置度的要求。</p><p>　　由上面的分析可知：加工時應(yīng)該先加工一組表面，然后以已加工表面為

11、基準，再加工另外一組表面。</p><p><b>　　二、工藝規(guī)程設(shè)計</b></p><p>　　1、確定毛坯的制造形式</p><p>　　已知此叉桿類零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，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(shè)備以通用設(shè)備為主大量采用專用工裝。</p><p>　　零件的材料為QT45

12、0-10，根據(jù)該種零件所生產(chǎn)的批量，該種零件的結(jié)構(gòu)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。</p><p><b>　　2、基準面的選擇</b></p><p>　　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(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。基準面的選擇如果正確合理，可以使零件的加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得到很大的提高

13、。如果不合理，加工工藝過程中就會出現(xiàn)這樣那樣的問題，甚至還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行</p><p><b>　　粗基準的選擇</b></p><p>　　根據(jù)所學(xué)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(yīng)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(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選擇孔的不加工外輪廓

14、表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承的外輪廓表面，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。</p><p><b>　　精基準的選擇</b></p><p>　　考慮到要保證零件的加工精度和裝夾的準確方便，應(yīng)依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則</p><p><b>　　3、制定工藝路

15、線</b></p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)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(chǎn)效率。除此以外，應(yīng)當考慮生產(chǎn)所達到的經(jīng)濟效果，以便是生產(chǎn)成本盡量下降。</p><p>　　查閱《機械制造工藝學(xué)》和《機械制造工藝手冊》

16、，可以得到各加工面的加工方法，如表1</p><p><b>　　表1</b></p><p><b>　　工序安排 如表2</b></p><p>　　4、機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定</p><p>　　零件材料QT450-10，為球墨鑄鐵，硬度為160-210HB，毛坯重量為1Kg

17、，生產(chǎn)類型為大批量，鑄造毛坯。</p><p>　　根據(jù)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：</p><p><b>　　外圓表面（）</b></p><p>　　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。</p><p>　　

18、2） 外圓表面沿軸線方向長度的加工余量及公差（、孔的上下端面）</p><p>　　查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，取mm孔的上下端面長度余量均為2.5mm（均為雙邊加工）,銑削加工余量為：粗銑2.5mm</p><p>　　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0.5mm</p><p>

19、　　內(nèi)孔（孔已經(jīng)鑄造成的孔）</p><p>　　查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，得：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。</p><p>　　取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。</p><p&

20、gt;　　孔加工前沒有鑄成孔，是實心封閉的，鉆孔至mm，擴孔1.8mm，鉸孔0.2mm。</p><p>　　4） 內(nèi)孔內(nèi)圓表面沿軸線方向長度的加工余量及公差（孔的上下端面）</p><p>　　查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，</p><p>　　擴孔至深度為1mm。</p><p>　　其他尺寸

21、直接鑄造得到</p><p>　　由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工，因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按照調(diào)整法加工方式予以確認。</p><p>　　通過查閱《機械加工手冊》得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計算得到工序尺寸如表3</p><p><b>　　表3</b></p><p>　　最終得到的毛坯尺寸為</

22、p><p>　　5、確定切削用量和基本工時</p><p>　　由《機械制造工藝手冊》中可查得：</p><p>　　根據(jù)工件尺寸和切屑深度選擇</p><p><b>　　（加工條件）</b></p><p>　　工件材料：QT450-10，=450Mpa，HB=160-210，鑄造。</p&

23、gt;<p>　　加工要求：粗銑孔的上端面。</p><p>　　工序Ⅰ 以外圓為粗基準，粗銑孔的上下端面。</p><p>　　機床：X53立式銑床。</p><p>　　刀具：W18Cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號</p><p>　　切屑深度為ap=2.5mm</p><p>　　每齒進給量為af=0

24、.1mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為Z=10，則進給量f=afZ=1mm/r，直徑D=100mm</p><p>　　切屑速度取 v=0.35m/s</p><p>　　轉(zhuǎn)速 ns=r/min，</p><p><b>　　= r/min</b></p><p>　　=66.84r/min 取ns=70

25、r/min</p><p>　　銑削基本時間：Tj=</p><p><b>　　Tj==64.6s</b></p><p>　　工序Ⅱ 以孔下端面為精基準，鉆-擴-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達到8級，保證其垂直度誤差</p><p><b>　　選擇鉆床及鉆頭</b></p><

26、p>　　選擇Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時，=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，</p><p>　　取n=1000 r/min。</p><p><b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　決定進給量</b></p><

27、;p>　　由=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。 </p><p>　　切削速度n=1000r/min</p><p><b>　　計算工時</b></p><p>　　擴、鉸和精鉸的切削用量如下<

28、;/p><p>　　擴鉆：選擇高速鋼擴孔鉆 n=1000r/min f=0.7-0.8mm/r</p><p>　　鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1000r/min f=1.3-2.6 mm/r </p><p>　　工序Ⅲ 以內(nèi)圓孔為精基準，粗銑-半精銑以為半徑的孔的上下端面</p><p><b>　　粗銑：</

29、b></p><p>　　切屑深度為ap=2mm</p><p>　　每齒進給量為=0.1mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為Z=10，則進給量=afZ=1mm/r，直徑D=100mm</p><p>　　切屑速度取 v=0.35m/s</p><p>　　轉(zhuǎn)速 =r/min，</p><p><

30、b>　　= r/min</b></p><p>　　=66.84r/min 取ns1=704r/min</p><p><b>　　銑削基本時間： =</b></p><p><b>　　=s=131.1s</b></p><p><b>　　半精銑：</b>

31、;</p><p>　　切屑深度為ap=0.5mm</p><p>　　每齒進給量為=0.07mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為Z=10，則進給量=afZ=0.7mm/r，直徑D=100mm</p><p>　　切屑速度取 v=0.35m/s</p><p>　　轉(zhuǎn)速 =r/min，</p><p><

32、;b>　　= r/min</b></p><p>　　=66.84r/min 取ns2=70 r/min</p><p><b>　　銑削基本時間：=</b></p><p><b>　　=187.2s</b></p><p>　　總時間=318.3s</p>&l

33、t;p>　　工序Ⅳ 以內(nèi)圓孔為精基準，鏜以為半徑的孔。</p><p>　　（1）選擇鉆床及鉆頭</p><p>　　選擇Z5125A立式鏜床，選擇高速鋼鏜刀，鏜孔時，=46mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，</p><p>　　取n=500 r/min。</p><p><b>　?。?

34、）選擇切削用量</b></p><p><b>　　a、決定進給量</b></p><p>　　由=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。 </p><p>　　切削速度n=500r/min</p&g

35、t;<p><b>　　計算工時</b></p><p>　　工序Ⅴ 以內(nèi)圓孔為精基準，鉆-擴-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達到8級，并保證其垂直度誤差。</p><p><b>　　選擇鉆床及鉆頭</b></p><p>　　選擇Z5125A立式鉆床，選擇硬質(zhì)合金YG8鉆頭，粗鉆時，=8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法

36、；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，</p><p>　　取n=1000 r/min。</p><p><b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　決定進給量</b></p><p>　　由=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

37、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。 </p><p>　　切削速度n=1000r/min</p><p><b>　　計算工時</b></p><p>　　擴、鉸和精鉸的切削用量如下</p><p>　　擴鉆：選擇高速鋼擴孔鉆 n=1000r/min f=0.

38、5-0.6mm/r</p><p>　　鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1000r/min f=0.65-1.3 mm/r ，取f=1mm/r</p><p>　　工序Ⅵ 以內(nèi)圓孔為精基準，锪孔的上下端面。</p><p>　　（1）選擇鉆床及鉆頭</p><p>　　選擇Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼锪鉆，锪孔鉆時，=20mm,車床

39、主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，</p><p>　　取n=500 r/min。</p><p><b>　?。?）選擇切削用量</b></p><p><b>　　a、決定進給量</b></p><p>　　由=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

40、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。 </p><p>　　切削速度n=500r/min</p><p><b>　　計算工時</b></p><p>　　工序Ⅶ 以內(nèi)圓孔為精基準，鉆一個M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋。鉆孔：</p><p><b>　

41、　選擇鉆床及鉆頭</b></p><p>　　選擇Z5125A立式鉆床，選擇硬質(zhì)合金YG8鉆頭，粗鉆時，=6mm,車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，取n=1000 r/min。</p><p><b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　決定進給量</b></p>&l

42、t;p>　　由=6mm，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。 </p><p>　　切削速度n=1000r/min</p><p><b>　　計算工時</b></p><p><b>　　車螺紋:<

43、;/b></p><p>　　采用高速鋼刀具W18Cr4V</p><p>　　采用精加工模式，加工行程i=3，</p><p>　　進給量fz=0.8mm</p><p>　　切屑速度 v=0.85m/s</p><p>　　轉(zhuǎn)速 ns=r/min</p><p>　　ns=274

44、.8r/min</p><p>　　車削基本時間：Tj=</p><p><b>　　Tj=8.19s</b></p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　為期兩周的制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績，通過這次的課程設(shè)計，使理論與實踐

45、更加接近，加深了我對理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認識。</p><p>　　整體來說，在此次設(shè)計中學(xué)習(xí)到了很多以前沒有用心學(xué)過的知識，同時也有對課外知識的自主學(xué)習(xí)，因此在設(shè)計中鞏固和學(xué)習(xí)了一部分知識，對以后我們的實際工作都有很現(xiàn)實的意義。</p><p>　　因為此次是首次進行有關(guān)制造技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計，對中間所需要的知識掌握不夠牢固，同時缺少實際經(jīng)驗，因此設(shè)計中間難免會出現(xiàn)不合

46、理和錯誤的地方，但是這些不合理和錯誤的地方將是我們在以后實際工作值得借鑒的地方，因此還請老師多多指教，多多指導(dǎo)。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.王先逵主編，《機械制造工藝學(xué)》，機械工業(yè)出版社，第2版</p><p>　　2.王紹俊主編，《機械制造工藝設(shè)計手冊》機械工業(yè)出版社，第1版</p>