機(jī)械加工課程設(shè)計(jì)說明書_叉桿設(shè)計(jì)

1、機(jī)電及自動化學(xué)院機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：叉桿專業(yè)： 08 機(jī)械電子工程學(xué)號：0811111009姓名：指導(dǎo)老師：2011年7月1序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)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(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)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。就我個人而言， 我希望能通過這次的課程設(shè)計(jì)， 了解并認(rèn)識一般機(jī)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(shí)際，對自己未來將從事的工作進(jìn)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

2、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)。因?yàn)檫@是首次接觸工藝設(shè)計(jì)，對知識掌握和熟悉程度還有所欠缺，因此在設(shè)計(jì)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。2機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元目錄112113243446596161機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元一、零件的分析1 、零件的作用題目所給的零件是車床的拔叉。它位于車床的變速機(jī)構(gòu)中， 主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。其中，尺寸為2000.043 的孔操縱機(jī)構(gòu)相連接， 尺寸為 R2300.25的孔則是用于和所控制齒輪

3、的軸接觸。用 AutoCAD畫出零件圖為：2 、零件的工藝分析零件的材料為 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(qiáng)度為450kgf / mm2 ，具有良好的力學(xué)性能，應(yīng)用范圍僅次于灰鑄鐵?？估瓘?qiáng)度可以和剛媲美，塑性和韌2機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元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。1) 以 200 0.043 為中心的加工表面這一組加工表面包括 : 2000.043 的

4、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1000.033 以及一個 M8的螺紋孔，其中孔1000.033 與200 0.043 的孔有位置度的要求。2) 以 R2300.25 為半徑的孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：以 R2300.25 為半徑的孔、上下兩個端面，其中上下端面與2000.043 的孔有位置度的要求。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基準(zhǔn)，再加工另外一組表面。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)1、確定毛坯的制造形式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(dāng)集中加工設(shè)備以通用設(shè)備為

5、主大量采用專用工裝。零件的材料為QT450-10，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(jī)床運(yùn)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。2、基準(zhǔn)面的選擇3機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元基準(zhǔn)面的選擇包括精基準(zhǔn)的選擇和粗基準(zhǔn)的選擇，是零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一?；鶞?zhǔn)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。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(jìn)行1）粗基準(zhǔn)的選擇根據(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(zhǔn)。 而對于有

6、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(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選擇 2000.043 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)， 利用一組共兩塊 V 形塊支承 36 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(dá)到完全定位后，即可進(jìn)行銑削。2）精基準(zhǔn)的選擇考慮到要保證零件的加工精度和裝夾的準(zhǔn)確方便，應(yīng)依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則3、制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)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(dá)到的經(jīng)濟(jì)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(jī)床配

7、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(dāng)考慮生產(chǎn)所達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果，以便是生產(chǎn)成本盡量下降。4機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元查閱機(jī)械制造工藝學(xué)和機(jī)械制造工藝手冊，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2000.043 下端面36無Ra12.5粗銑2000.043上端面36無Ra12.5粗銑2000.043 內(nèi)圓面2000.0438 級無鉆-擴(kuò)-鉸R2300.25 上端面R35無Ra6.3粗銑 - 半精銑R2300.25 下端面R35無Ra6.3粗銑 - 半精銑R2300.25 內(nèi)圓面R2300.2512 級Ra12.5鏜

8、1000.033 上端面20無Ra12.5粗銑1000.033 下端面20無Ra12.5粗銑1000.033 內(nèi)圓孔1000.0338 級Ra3.2鉆-擴(kuò)-鉸M8螺紋孔無無無鉆-攻絲工序安排如表 2工序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)粗銑2000.043 孔上下端面以 36 外圓表面為粗基準(zhǔn)鉆- 擴(kuò)-鉸2000.043 內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8 級，以2000.043 孔下端面為精基保證其垂直度誤差準(zhǔn)粗銑以 R2300.25 為半徑的孔的上下端面以2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)半精銑以R2300.25 為半徑的孔的上下端面，保證其以2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)5機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)08111110

9、09 侯斯元垂直度誤差鏜以 R23 0.25 為半徑的孔以20 0.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)00切斷鉆- 擴(kuò)-鉸 1000.033 內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8 級，2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)并保證其垂直度誤差以擴(kuò)1000.033 孔的上下端面以2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)鉆一個M6的孔，攻 M8x1.25 內(nèi)螺紋以2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)車各倒角和圓角去毛刺清洗及終檢4、機(jī)械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定零件材料 QT450-10，為球墨鑄鐵，硬度為160-210HB，毛坯重量為1Kg，生產(chǎn)類型為大批量，鑄造毛坯。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(jī)械加工余量

10、、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1）外圓表面（36 ）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。2 ）外圓表面沿軸線方向長度的加工余量及公差（200 0.043 、R2300.256機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元孔的上下端面）查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.2.2 、表 2.2.4 、表 2.2.5 ，取 200 0.043 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2.5mmR2300.25 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 0.5mm3)內(nèi)孔（

11、R230 0.25 孔已經(jīng)鑄造成的孔）查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.2.2 、表 2.2.4 、表 2.2.5 ，得：2000.043 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(kuò)孔 1.8mm，粗鉸孔 0.2mm。取46 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(kuò)孔 1.9mm，鉸孔 0.1mm。1000.033 孔加工前沒有鑄成孔，是實(shí)心封閉的，鉆孔至8 mm，擴(kuò)孔1.8mm，鉸孔 0.2mm。4）內(nèi)孔100 0.033 內(nèi)圓表面沿軸線方向長度的加工余量及公差（ 100 0.033 孔的上下端面）查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊表2.

12、2.2 、表 2.2.4 、表 2.2.5 ，擴(kuò)孔至深度為 1mm。5）其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)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(jì)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(rèn)。通過查閱機(jī)械加工手冊得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計(jì)算得到工序尺寸如表37機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元表 3加工面最終尺寸公差 / 粗糙度單邊余量2000.043 孔上下無， Ra12.52.5端面0.22000.043 孔無， Ra6.31.84R2300.25 孔上下端0.5無， Ra6.3面2R2300.25 孔0.25， Ra12.5300.21000.033 孔00.033

13、， Ra3.21.881000.033 孔上下無， Ra12.510，深 1端面2M8x1.25（螺紋）無，無6工序尺寸粗銑4042.5鉸2019.8擴(kuò)19.8 18鉆1814半精銑1213粗銑1317鏜4640鉸109.8擴(kuò)9.88鉆80锪2010M8攻6鉆 60毛坯尺寸42.51417400100最終得到的毛坯尺寸為8機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元5、確定切削用量和基本工時由機(jī)械制造工藝手冊中可查得：根據(jù)工件尺寸和切屑深度選擇（加工條件）工件材料： QT450-10，b =450Mpa，HB=160-210，鑄造。加工要求：粗銑2000.043 孔的上端面。工序以36

14、 外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑2000.043 孔的上下端面。機(jī)床： X53立式銑床。刀具： W18Cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號切屑深度為 ap=2.5mm每齒進(jìn)給量為af=0.1mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為 Z=10，則進(jìn)給量 f=af Z=1mm/r，直徑 D=100mm切屑速度取v=0.35m/s轉(zhuǎn)速 ns= 1000v60 r/min ，D9機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元=10000.35r/min=66.84r/min取 ns=70 r/min銑削基本時間： Tj=L i 2fnTj=362 =64.6s60170工序以2000.043孔下端面為精基準(zhǔn)，鉆

15、-擴(kuò)-鉸2000.043 內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8 級，保證其垂直度誤差（1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時，d0 =18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min ，取 n=1000 r/min 。（2）選擇切削用量a、 決定進(jìn)給量由 d0 =18mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=0.47-0.57mm/r ，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r 。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.45mm/r 。b、切削速度 n=1000r/minc、計(jì)算工時L40tm1min 0.089min 5.34snf0.45

16、1000擴(kuò)、鉸和精鉸的切削用量如下擴(kuò)鉆：選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆n=1000r/minf=0.7-0.8mm/rd019.8mm10機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元L403.2stm 2min 0.053minnf0.75 1000鉸孔：選擇高速鋼絞刀n=1000r/minf=1.3-2.6 mm/rd020mmL40min 0.031min 1.85stm31.3nf1000Tm t m1 t m2tm3 10.39s工序以2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，粗銑 - 半精銑以 R2300.25 為半徑的孔的上下端面粗銑：切屑深度為 ap=2mm每齒進(jìn)給量為 af1 =0.1mm/

17、z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為 Z=10，則進(jìn)給量 f1 =af Z=1mm/r，直徑 D=100mm切屑速度取v=0.35m/s轉(zhuǎn)速ns1 =1000v60r/min ，D=10000.35r/min=66.84r/min取 ns1=704r/min銑削基本時間： Tj1 =L i 2f1 n1Tj1 =703602s=131.1s170半精銑：切屑深度為 ap=0.5mm每齒進(jìn)給量為 af2 =0.07mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為 Z=10，則進(jìn)給量 f2 =afZ=0.7mm/r，直徑 D=100mm11機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元切屑速度取

18、v=0.35m/s轉(zhuǎn)速ns2 =1000v60 r/min ，D=10000.35r/min=66.84r/min取 ns2=70 r/min銑削基本時間： Tj2= L i 2f 2n2Tj27032 =187.2s0.76070總時間 TjTj1 Tj2 =318.3s工序以2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鏜以R2300.25 為半徑的孔。（ 1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鏜床，選擇高速鋼鏜刀，鏜孔時，d0 =46mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min ，取 n=500 r/min 。（ 2）選擇切削用量a、決定進(jìn)給量由 d0 =46mm，查表并計(jì)

19、算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=1.2-1.4mm/r ，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r 。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=1.2mm/r 。b、切削速度 n=500r/minc、計(jì)算工時L12t mmin 0.02min 1.2snf1.2 500工序以 2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆 - 擴(kuò)- 鉸1000.033 內(nèi)圓孔，使孔12機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元的精度達(dá)到 8 級，并保證其垂直度誤差。（1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鉆床，選擇硬質(zhì)合金 YG8鉆頭，粗鉆時，d0 =8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/

20、min ，取 n=1000 r/min 。（2）選擇切削用量a、 決定進(jìn)給量由 d0 =8mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=0.18-0.22mm/r ，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r 。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.20mm/r 。b、切削速度 n=1000r/minc、計(jì)算工時t m1L36nfmin 0.18min 10.8s0.20 1000擴(kuò)、鉸和精鉸的切削用量如下擴(kuò)鉆：選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆n=1000r/minf=0.5-0.6mm/rd09.8mmL36tm 2min 0.065min 3.9snf0.55 1000鉸孔：選擇高速鋼絞刀n=1000r/m

21、inf=0.65-1.3 mm/rd010mm，取 f=1mm/rL360.036min2.16stm3minnf1 1000Tm t m1t m2 tm316.86s13機(jī)械制造加工工藝課程設(shè)計(jì)0811111009 侯斯元工序以200 0.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，锪1000.033 孔的上下端面。（1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼锪鉆，锪孔鉆時，d0 =20mm,車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min ，取 n=500 r/min 。（ 2）選擇切削用量a、決定進(jìn)給量由 d0 =20mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=0.6-0.7mm/r ，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r 。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.6mm/r 。d、切削速度 n=500r/mine、計(jì)算工時t mL1 2nfmin 0.4s500工序以2000.043 內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆一個M6 的孔，攻 M8x1.25內(nèi)螺紋。鉆孔：（1）選擇鉆床及鉆頭選擇 Z5125A立式鉆床，選擇硬質(zhì)合金 YG8鉆頭，粗鉆時，d0 =6mm, 車床主軸轉(zhuǎn)速為 n=50-2000r/min ，取 n=1000 r/min 。（2）選擇切削用量a、決定進(jìn)給量由 d0 =6mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=0.18-0.22