機械制造工藝學(xué)車床撥叉機械制造課程設(shè)計說明書VIP

1、機電及自動化學(xué)院機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：車床撥叉工藝規(guī)程課程設(shè)計 姓 名 學(xué) 號：0811116037 班 級：機電（1）班 屆 別：2008級 指導(dǎo)教師 2011 年 7月前 言制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完專業(yè)基礎(chǔ)課，以及主要的專業(yè)課之后進行的一次綜合利用專業(yè)知識進行設(shè)計的實踐環(huán)節(jié)。本次課程設(shè)計要求我們能夠綜合應(yīng)用所學(xué)到的各門知識，綜合解決設(shè)計、制造和管理中問題。對指定的產(chǎn)品的制造工藝設(shè)計、工裝設(shè)計和機床選擇等綜合考慮后，進行制造工藝設(shè)計。本次設(shè)計是對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用，特別是對于機械制造工藝學(xué)和工程材料這兩門學(xué)科的運用，同時也有對刀具和切屑的部分知識的綜合，因此這是我們對

2、之前所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),同時還有對相關(guān)課外知識的查閱和學(xué)習(xí)，也是一次我們實際運用知識解決問題的練習(xí)。因此這是首次接觸工藝設(shè)計，對知識掌握和熟悉程度欠缺，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。目 錄設(shè)計任務(wù)書 4一、設(shè)計題目 4二、零件圖 4三、基本要求 4四、設(shè)計的任務(wù) 5五、填寫工藝文件 5設(shè)計方案 6一、零件分析 6（1）零件的作用 6（2）零件的工藝分析 6二、工藝規(guī)程設(shè)計 7（1）確定毛坯的制造形式 7(2）基面的選擇 7（3）制訂工藝路線8（4）毛坯尺寸的確定 13（5）機加工余量 15（6）基本工時的確定 17(7)計算時

3、間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介 21(8)工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析 22小結(jié) 23參考文獻 23設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目 ca6140車床撥叉二、零件圖 圖1 零件圖三、基本要求1選擇刀具和確定切削用量的能力；2掌握分析機床的基本知識，具有選擇和使用機床的能力；3. 掌握機械加工和裝配的基本知識，具有合理選擇零件加工方法和產(chǎn)品裝配方法的能力；4掌握制訂機械加工工藝規(guī)程和產(chǎn)品工藝規(guī)程的方法和步驟，具有制訂中等復(fù)雜程度零件的機械加工工業(yè)規(guī)程的能力；5.具有運用機械制造工藝的基本理論進行綜合分析和解決機械加工過程中一般工藝問題的初步能力。四、設(shè)計的任務(wù)1.分析、了解產(chǎn)品性能、用途；2.了解制造規(guī)

4、模、方式，生產(chǎn)條件3.制訂制造方案；4.編寫工藝（主要任務(wù)）；5.設(shè)計工裝（可以在其他課程設(shè)計中進行）。6.寫機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計報告。7.所有設(shè)計資料文擋拷貝電子版一份上交。五、填寫工藝文件1.填寫要求是：內(nèi)容完整，層次清楚，語言精練，字跡清晰。2.對工藝文件填寫作如下規(guī)定 :(1) 機械加工工藝過程卡片中的工時定額可不填。(2) 機械加工工序卡片中的工序圖。圖中主視圖應(yīng)處于加工位置，用細實線將零件的主要輪廓畫出來；用粗實線給出加工表面；用定位符號表示定位基準；用夾緊符號表示出夾緊表面；并標出本工序加工表面位置，注上工序尺寸與公差、表面粗糙度和有關(guān)的其他技術(shù)要求。 (3) 機械加工工序卡

5、片中，工時定額只填寫基本時間，工人技術(shù)等級此項不填。設(shè)計方案一、零件分析（1）零件的作用這次要做的零件是撥叉。主要作用是：它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，是主軸回轉(zhuǎn)運動按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩。（2）零件的工藝分析生產(chǎn)批量為中等批量生產(chǎn)，由生產(chǎn)批量可得到相關(guān)信息為：毛坯精度中等，加工余量中等；加工機床部分采用通用機床，部分采用專用機床，按零件分類，部分布置成流水線，部分布置成機群式；廣泛采用專用夾具，可調(diào)夾具；按零件產(chǎn)量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用專用刀具和量具；部分采用劃線找正裝夾，廣泛采用通用或?qū)Ｓ脢A具裝夾；有較詳細的工藝規(guī)程，用工藝卡管理生產(chǎn)。從整體上看，

6、零件的加工精度要求不高，只需要進行粗銑或者是粗刨即可。但是在u型槽的工作表面精度要求較高，須同時滿足公差帶要求15 、粗糙度要求ra3.2、平行度、對稱度以及垂直度等多項要求，需要利用成形的銑刀進行粗加工和精加工。另外，兩個孔的精度要求較高。并且20所在孔的軸線為主要的設(shè)計基準，因此兩孔需要先鉆孔，然后擴孔，最后鉸孔的加工過程，從而達到要求的精度。ca6140車床撥叉共有兩處重要加工表面，其間有一定的位置要求，現(xiàn)在分述如下：1.精基準20h9 的加工以40 的端面和45x15 表面為粗基準對孔20h9 和20.5的加工，孔20h9 將作為精基準對其他表面進行加工。2.u型槽15 的加工 以孔2

7、0h9 和40 的右端面為精基準對u型槽15 的加工。二、工藝規(guī)程設(shè)計（1）確定毛坯的制造形式零件材料為ht200?？紤]到機床在運行中要經(jīng)常地變速，以及實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，零件在工作工程中經(jīng)常承受變載荷，又由于零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，零件毛坯比較適合鑄造成型。因此，應(yīng)選用ht200，以保證足夠的強度、硬度，從而保證零件的工作可靠性。由于零件批量生產(chǎn)，已經(jīng)達到中批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用砂型手工造型鑄造。這從節(jié)約生產(chǎn)成本、提高利潤的角度來說是應(yīng)該的。（2）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；娴倪x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中

8、會出現(xiàn)問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。a、粗基準的選擇零件加工時粗基準是必須選用的。在選用時要考慮如何保證各個加工表面有足夠的余量，如何保證各個表面間的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此，選擇粗基準時，應(yīng)遵循以下幾個原則：以不加工表面為粗基準；選擇毛坯余量最小的表面最為粗基準；選擇零件上重要的表面最為粗基準；選擇零件上加工面積大，形狀復(fù)雜的表面最為粗基準；粗基準在同一尺寸方向上通常只能使用一次，不應(yīng)重復(fù)使用，以免產(chǎn)生不必要的定位誤差。按照有關(guān)粗基準的選擇原則(選擇零件的不加工平面為粗基準；若零件有若干個不加工平面時，則應(yīng)以與加工表面面積較大的為粗基準)，選擇40

9、的右端面為粗基準。b、精基準的選擇精基準的選擇應(yīng)使工件的定位誤差較小，能保證工件的加工精度，同時還應(yīng)使加工過程操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時應(yīng)遵循以下原則：基準重合；一次安裝的原則；互為基準的原則；自為基準的原則。 主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合的時候，應(yīng)該進行尺寸換算。（3）制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用外能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。根據(jù)零件的具體要求和各種加工方法所能

10、夠達到的經(jīng)濟度和粗糙度能力，查閱機械制造工藝學(xué)和機械制造工藝手冊得到各加工面的加工方法如（表1）：表1 單位：mm加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案40左端面40無ra25粗銑35x30左端面35x30無ra25粗銑40右端面40無ra25粗銑35x30右端面35x30無ra25粗銑孔2020h99級ra3.2鉆擴鉸孔20.511級ra3.2鉆擴鉸孔20和20.5倒角1x450無ra25復(fù)合鉆45x30端面45x30無ra25粗銑35x30上端面35x30無ra25粗銑5x300平面5x300無ra25粗刨u型槽15157級ra3.2粗銑半精銑-精銑u型槽15周圍倒角1x450無ra25復(fù)合鉆

11、m6m6無ra6.3鉆攻絲m8m8無ra6.3鉆攻絲m6倒角0.7x1200無ra25復(fù)合鉆m8倒角1x1200無ra25復(fù)合鉆撥叉零件工藝路線方案安排如下：方案一 ： 單位：mm工序號工序內(nèi)容定位基準1鑄造2粗銑40左端面40右端面及45x15端面粗銑35x30左端面3粗銑40右端面40左端面及45x15端面粗銑35x30右端面4鉆孔20至1840右端面及45x15端面鉆孔20.5至18擴孔20至19.8擴孔20.5至20.3鉸孔20至20h8鉸孔20.5至20.5孔20和20.5左端倒角1x4505孔20和20.5右端倒角1x45040左端面及45x15端面6粗銑45x30端面20和20.

12、5兩孔7粗銑35x30上端面8粗銑u型槽15至1420和20.5兩孔及40右端面粗銑u型槽底部距上端22及r3圓角9鉆m6孔至540左端面及20和20.5兩孔鉆m8孔至6.810半精銑和精銑u型槽15至1540左端面及20和20.5兩孔11粗刨5x300平面20孔及35x30端面12u型槽15周圍倒角1x45040左端面及20和20.5兩孔13m6倒角0.7x600，m6攻絲40左端面及20和20.5兩孔m8倒角1x600，m8攻絲14撥叉工作表面高頻淬火回火15去毛刺16檢驗方案二：工序號工序內(nèi)容定位基準1鑄造2粗銑40右端面40左端面及45x15端面粗銑35x30右端面3粗銑40左端面40

13、右端面及45x15端面粗銑35x30左端面4鉆孔20至1840右端面及45x15端面鉆孔20.5至18擴孔20至19.8擴孔20.5至20.3鉸孔20至20h8鉸孔20.5至孔20和20.5左端倒角1x4505孔20和20.5右端倒角1x45040左端面及35x30端面和孔206粗銑35x30上端面20孔及35x30端面7粗銑u型使槽寬為14，u型槽底部距上端22及r3圓角 20和20.5兩孔及40右端面半精銑和精銑u型槽15至158粗刨5x300平面20孔及35x30端面 9u型槽15周圍倒角1x45020和20.5兩孔及40右端面10粗銑45x30端面20和20.5兩孔11鉆m8孔至6.8

14、40左端面及45x15端面鉆m6孔至512m6倒角0.7x600，m6攻絲40左端面及45x15端面m8倒角1x600，m8攻絲13撥叉工作表面高頻淬火回火14清洗15終驗選擇最佳方案：比較兩種方案，考慮到精粗銑同一平面可用同一夾具和刀具，為了減少換夾具和刀具的時間，縮短加工工時，提高加工效率，而且使工序集中，工序集中有利于保證個加工面的相互位置精度要求，故采用第二種方案為宜。（4）毛坯尺寸的確定毛坯加工余量“ca6140車床撥叉”零件材料為ht200，硬度190210hb，毛坯重量0.86kg。從整體上看，零件的加工要求不高，大部分表面粗超度要求為ra25；從生產(chǎn)批量上看，該零件屬于中批量生

15、產(chǎn)，因此，綜合考慮材料，加工要求和經(jīng)濟要求可知零件毛培采用砂型手工造型鑄件。根據(jù)鑄件的類型查可知：毛坯的加工余量等級如表1表1 單位：mm毛坯類型ctma砂型手工造型鑄件1113h根據(jù)上表，本次設(shè)計選取加工余量等級為13h。查表可知加工余量如表2：表2 單位：mm基本尺寸13h100單邊余量3雙邊余量6機械加工余量查機械加工工藝設(shè)計手冊中的表8-27平面的第一次粗加工余量可知：工件材料為灰鑄鐵且平面的最大尺寸介于50到120 mm之間時，平面的第一次粗加工余量為1.5到2.0 mm.工件材料為灰鑄鐵且平面的最大尺寸小于等于50 mm時，平面的第一次粗加工余量為1.0到1.5 mm40端面、35

16、x30端面、45x30端面由于40端面、35x30端面得加工精度要求均比較低，表面粗超度為ra25，因此上述所有加工面只需要進行一次加工即可，由表8-27所查數(shù)據(jù)可知：40端面端面的加工余量為1.5-2.0 mm，35x30端面和45x30端面的加工余量為1.0-1.5 mm?？?0h9和20.5以及m6和m8孔20h9和20.5以及m6和m8所有的孔若采用鑄造之后再進行機加工，由于加上余量之后孔太小，使得鑄造的難度增加，反而不如機加工方便簡單以及經(jīng)濟，因此所有孔均不直接進行鑄造，而是采用鉆孔等進行機加工。綜合毛坯加工余量的要求和機械加工余量的要求，為了同時滿足毛坯鑄造要求和加工要求可知：40

17、端面、35x30端面、45x30端面的余量應(yīng)為毛坯加工余量，且應(yīng)取單邊余量3 mm.因此毛坯的余量應(yīng)為單邊余量3 mm。由此可得毛坯的形狀和具體尺寸如圖2：圖2 毛坯圖（5）機加工余量40左右端面40端面無精度要求，且表面粗超度為ra25，因此40端面只需要一次粗銑即可達到要求，銑削加工余量為3 mm。35x30端面35x30端面無精度要求，且表面粗超度為ra25，因此35x30端面只需要一次粗銑即可達到要求，銑削加工余量為3 mm?？?0h9采用材料為高速鋼的直柄麻花鉆 18 gb1438-85進行鉆孔，使得孔的直徑達到18mm。工序尺寸加工余量： 擴孔：1.8 mm（雙邊余量） 鉸孔：0.

18、2 mm（雙邊余量）因此，擴孔時選用高速鋼 擴孔鉆 19.8 gb1141-84，鉸孔時鉸刀選用材料為工具鋼的機用鉸刀 20a h8 gb1133-84?？?0.5采用材料為高速鋼的直柄麻花鉆 18 gb1438-85進行鉆孔，使得孔的直徑達到18 mm。工序尺寸加工余量： 擴孔：2.3 mm（雙邊余量） 鉸孔：0.2 mm（雙邊余量）因此，擴孔時選用高速鋼 擴孔鉆 20.3 gb1141-84，鉸孔時鉸刀選用材料為工具鋼的機用鉸刀 20.5a h8 gb1133-84。u型槽15u型槽15的公差為0.15-0.03=0.12 mm，查互換性與測試技術(shù)基礎(chǔ)可知，u型槽15的公差等級為it12，

19、而且u型槽15的表面粗超度為ra3.2，因此u型槽15須進行粗銑和半精銑兩個工序。u型槽15的公差首先使用成形銑刀粗銑至14 mm。工序尺寸加工余量：半精銑：1 mm（雙邊余量）螺孔m6由于螺孔較小，在毛坯中未曾鑄造，因此首先應(yīng)采用材料為高速鋼的錐柄麻花鉆5 gb1438-85鉆孔至5。由于表面粗糙度為ra6.3，然后只需進行攻絲即可。螺孔m8由于螺孔較小，在毛坯中未曾鑄造，因此首先應(yīng)采用材料為高速鋼的錐柄麻花鉆6.8 gb1438-85鉆孔至6.8。由于表面粗超度為ra6.3，然后只需進行攻絲即可。（6）基本工時的確定銑削基本時間的計算粗銑選用材料為高速鋼的粗齒（z=10）圓柱形銑刀：銑刀

20、50x80 gb1115-85，查實用機械加工工藝手冊知銑刀每齒進給量af=0.12-0.20（mm/z）。取af=0.15。根據(jù)工件材料ht200的硬度為190hb，介于150到225之間，且刀具材料為高速鋼，因此銑刀的銑削速度范圍為0.25到0.35（m/s），取v=0.3x60=18（m/min）。i 其中： i= n= l1=+（13） l2=25l加工長度（mm）；l1刀具的切入長度（mm）；l2刀具的切出長度（mm）；z加工余量（mm）；ap背吃刀量（mm）；f進給量(mm/r)；n機床主軸轉(zhuǎn)速(r/min);v切削速度（mm/s）；d加工直徑（mm）。粗銑40左端面取ap=z=3

21、mm，則i=1 f=zaf=100.15=1.5（mm）n=114.6（r/min）l1=+（13）=+(13)=(17.81519.815) （mm） 取l1=18（mm） l2=4（mm）tj=0.36(min)粗銑30x35左端面取ap=z=3mm，則i=1 f=zaf=100.15=1.5（mm）n=163.7（r/min）l1=+（13）=+(13)=（14.6116.61）（mm） 取l1=15（mm） l2=4（mm）tj=i=0.22(min)粗銑40右端面和粗銑30x35右端面粗銑40右端面和粗銑30x35右端面與粗銑40左端面和粗銑30x35左端面所需基本時間相同。其他需要

22、進行粗銑、半精銑或者精銑的表面的基本時間的計算與上述粗銑相同，在此就不再贅述。鉆削基本時間的計算毛坯無孔時，鉆孔基本時間的計算i n=l1=cotkr+(12) l2=14l加工長度（mm）；l1刀具的切入長度（mm）；l2刀具的切出長度（mm）；f進給量(mm/r)；n機床主軸轉(zhuǎn)速(r/min);v切削速度（mm/s）；d加工直徑（mm）。鉆20h9孔和20.5孔根據(jù)加工要求，查實用機械加工工藝手冊,鉆床選用搖臂鉆床，型號為z3025b10，主軸的轉(zhuǎn)速介于50-2350r/min。鉆頭選用材料為高速鋼的直柄麻花鉆18 gb1438-85。根據(jù)工件材料ht200的硬度為190hb，介于160-

23、220hb之間，以及鉆頭直徑為18mm，介于13-19mm之間，因此鉆削速度為24-34（mm/min）且進給量f=0.26（mm/r）。取鉆削速度為v=30（mm/min）。n=530.5（r/min）l1=cotkr+(12)=18/2+（12）=（10-11）（mm）取l1=10（mm） l2=2（mm）鉆20h9孔tj=0.41（min）鉆20.5孔tj=0.26（min）擴孔和鉸孔參考鉆孔進行基本時間的計算，這里就不再進行該過程的贅述了。（11）倒角，攻絲倒角進給量為 f=0.25mm/r采用高轉(zhuǎn)速n=1250r/min基本時間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj=0.29s攻絲采用高速鋼w18cr4v進給量f=0.5mm切屑速度 =0.3m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得： 321.47r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速 320r/min基本時間i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj=9.37s(7)計算時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介單件時間的計算公式為：由于生產(chǎn)批量為中批量，所以時間定額為：本次設(shè)計沒有具體計算輔助時間、布置工作地點時間和休息和生理需要時間，在中批量生產(chǎn)中，輔助時間可按基本時間的百分比進行估算，并在實際中修改，使之趨于合理?；緯r間和輔助時間總和稱為