機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書X62W叉桿零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計

1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：x62w叉桿零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計設(shè) 計 者： 指導(dǎo)教師： 2011年6月20日梧州學(xué)院電子信息工程系機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書題目：x62w叉桿零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計內(nèi)容：1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機械加工工藝過程工藝卡 1張 4、機械加工工序卡 1張 5、機床夾具總裝圖 1張 6、機床夾具零件圖 1張 7、課程設(shè)計說明書 1份班 級： 08機械2班 學(xué) 生： 鐘源 指導(dǎo)教師： 鐘山 2011年6月20日序言大三上學(xué)期我們進行了機械制造基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，并且也進行過金工實習(xí)。為了鞏固所學(xué)知識，并且在我們進行畢業(yè)

2、設(shè)計之前對所學(xué)各課程的進行一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,我們進行了本次課程設(shè)計。通過這次課程設(shè)計對自己未來將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，同時，在課程設(shè)計過程中，我們認真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學(xué)習(xí)的能力。另外，在設(shè)計過程中，經(jīng)過老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助，我順利完成了本次設(shè)計任務(wù)。由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。一、零件的分析1(一)零件的作用1(二)零件的工藝分析1二、確定毛坯2（一）確定毛坯種類：2（二）確定鑄件加工余量及形狀：2（三）繪制零件圖：2三、工藝規(guī)程設(shè)計3(一)選擇定

3、位基準(zhǔn)：3（二）制定工藝路線4（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:6（四）確定切削用量和基本工時8四、專用鉆床夾具設(shè)計14（一）夾具設(shè)計任務(wù)書14(二)夾具設(shè)計14小 結(jié)16參考文獻1616一、零件的分析(一)零件的作用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mm的孔操縱機構(gòu)相連接，尺寸為mm的孔則是用于和所控制齒輪的軸接觸。(二)零件的工藝分析零件的材料為qt45-5，即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450，具有良好的力學(xué)性能，應(yīng)用范圍僅次于灰鑄鐵?？估瓘姸瓤?/p>

4、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。可以制成承受很大沖擊的零件。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、以為中心的加工表面這一組加工表面包括: 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。2、以為半徑的孔為中心的加工表面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。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、確定毛坯（一）確定毛坯種類：零件材料為

5、qt45-5?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為單件生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)第119頁表2-12,選用鑄件尺寸公差等級為ct-12。（二）確定鑄件加工余量及形狀：查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計第19頁表2.9，選用加工余量為ma-h級，并查表2.10確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的加工余量，如下表2.1所示：表2.1 叉桿機械加工余量及鑄件加工余量 mm加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量說明撥叉頭左右端面40h孔降一級雙側(cè)加工撥叉腳內(nèi)表面r23h5單側(cè)加工撥叉腳兩端面12h5單側(cè)加工撥叉頭孔h5單側(cè)加工（三）繪制零件圖：

6、該零件的零件圖如下圖2-1所示：圖2-1 x62w叉桿零件圖三、工藝規(guī)程設(shè)計(一)選擇定位基準(zhǔn)：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)選擇孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩

7、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。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。（二）制定工藝路線工藝路線的制定是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括確定加工方法、劃分加工階段、決定工序的集中于分散、加工順序的安排以及安排熱處理、校驗及其他輔助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響工人的勞動強度、設(shè)備投資、車間面積。生產(chǎn)成本等。因此，制定工藝路線是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個最經(jīng)濟合理

8、的方案。1、表面加工方法的確定：根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表2.25平面加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度；查表2.24孔加工方案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度，確定叉桿零件各表面的加工方法，如表3.1所示： 表3.1 叉桿零件各表面的加工方法 mm加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案下端面36無ra12.5粗銑上端面36無ra12.5粗銑內(nèi)圓面8級無鉆-擴-鉸上端面r35無ra6.3粗銑-半精銑下端面r35無ra6.3粗銑-半精銑內(nèi)圓面12級ra12.5鏜上端面無ra12.5粗銑下端面無ra12.5粗銑內(nèi)圓孔8級ra3.2鉆-擴-鉸m8螺紋孔無無無鉆-攻絲2、

9、加工階段的劃分：該撥叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉右端面、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端端面的粗銑、操縱槽內(nèi)側(cè)面和底面。在半精加工階段，完成撥叉腳兩端的精銑加工及孔的鉆、鉸加工；在精加工階段，進行撥叉腳兩端面的磨削加工。3、工序的集中與分散：選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為單件生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有

10、利于保證各加工表面之間的相對應(yīng)的位置精度要求。4、工序順序的安排：（1）機械加工工序：遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)撥叉頭左端面和叉軸孔；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面撥叉頭左端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面；遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔，如下表3.2所示：表3.2 叉桿機械加工工序安排 mm工序號工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)10粗銑孔上下端面以36外圓表面為粗基準(zhǔn)20鉆-擴-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達到8級，保證其垂直度誤差以孔下端面為精基準(zhǔn)30粗銑以為半徑的孔的上下端面以內(nèi)圓孔為精

11、基準(zhǔn)40半精銑以為半徑的孔的上下端面，保證其垂直度誤差以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)50鏜以為半徑的孔以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)60切斷70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以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)80擴孔的上下端面以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)90鉆一個m6的孔，攻m8x1.25內(nèi)螺紋以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)100車各倒角和圓角110去毛刺120清洗及終檢（2）輔助工序：對加工后的工件進行去毛刺、清洗和校驗。（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:零件材料qt450-10，為球墨鑄鐵，硬度為160-210hb，毛坯重量為0.48kg，生產(chǎn)類型為單件，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械加工余量、

12、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、外圓表面（）：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（、孔的上下端面）：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。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。3、內(nèi)孔（孔已經(jīng)鑄造成的孔）：查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表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

13、余量：鉆孔至mm，擴孔1.8mm，粗鉸孔0.2mm。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。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。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）：查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，擴孔至深度為1mm。5、其他尺寸直接鑄造得到：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。通過查閱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計算得到工序尺寸如表3.3所示：表3.3

14、叉桿機械加工工序尺寸 mm加工面最終尺寸公差/粗糙度單邊余量工序尺寸毛坯尺寸孔上下端面無，ra12.52.5404545孔無，ra6.30.21.842019.819.818181414孔上下端面無，ra6.30.521213131717孔，ra12.53464040孔，ra3.20.21.88109.89.88800孔上下端面無，ra12.510，深1201010m8x1.25（螺紋）無，無26m86600最終得到的毛坯尺寸為：毛坯圖（四）確定切削用量和基本工時由機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計中可查得：根據(jù)工件尺寸和切屑深度選擇（加工條件）：工件材料：qt450-10，=450mpa，hb=160

15、-210，鑄造。加工要求：粗銑孔的上端面。工序10 以外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑孔的上下端面。機床：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，則進給量f=afz=1mm/r，直徑d=100mm切屑速度取 v=0.35m/s轉(zhuǎn)速 ns=r/min， = r/min =66.84r/min 取ns=70 r/min銑削基本時間：tj= tj=64.6s工序20 以孔下端面為精基準(zhǔn)，鉆-擴-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達到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

16、鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時，=18，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。（1）選擇切削用量：a、決定進給量：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。 b、切削速度：n=1000r/minc、計算工時： d、擴、鉸和精鉸的切削用量如下：擴鉆：選擇高速鋼擴孔鉆 n=1000r/min f=0.7-0.8mm/r 鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1000r/min f=1.3-2.6 mm/r 工序30 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，

17、粗銑-半精銑以為半徑的孔的上下端面。粗銑：切屑深度為ap=2mm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切屑速度取 v=0.35m/s轉(zhuǎn)速 =r/min， = r/min =66.84r/min 取ns1=704r/min銑削基本時間： = =s=131.1s半精銑：切屑深度為ap=0.5mm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切屑速度取 v=0.35m/s轉(zhuǎn)速 =r/min， = r/min =66.84r/min 取ns2

18、=70 r/min銑削基本時間：= =187.2s總時間=318.3s工序40 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鏜以為半徑的孔。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，=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、決定進給量：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。 b、切削速度：n=500r/minc、計算工時： 工序50 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆-擴-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達

19、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，=8mm,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、決定進給量：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。 b、切削速度：n=1000r/minc、計算工時：擴、鉸和精鉸的切削用量如下：擴鉆：選擇高速鋼擴孔鉆 n=1000r/min f=0.5-0.6mm/r 鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1

20、000r/min f=0.65-1.3mm/r ，取f=1mm/r工序60 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，锪孔的上下端面。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，=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、決定進給量：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。 b、切削速度：n=500r/minc、計算工時：工序70 以內(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

21、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，=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、決定進給量：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。 b、切削速度：n=1000r/minc、計算工時車螺紋:采用高速鋼刀具w18cr4v采用精加工模式，加工行程i=3，進給量fz=0.8mm切屑速度 v=0.85m/s轉(zhuǎn)速 ns=r/min ns=274.8r/min車削基本時間：tj=t

22、j=8.19s工序80 車倒角及圓角進給量為 f=0.25mm/r采用高轉(zhuǎn)速ns=1061r/min車削基本時間：tj=tj+=0.1s將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果填入工藝文件，如表3.4，3.5所示。四、專用鉆床夾具設(shè)計（一）夾具設(shè)計任務(wù)書夾具是一種能使工件按一定的技術(shù)要求準(zhǔn)確定位和牢固夾緊的工藝裝備，廣泛運用于機械加工、檢測和裝配等整個工藝過程中。為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。本次設(shè)計工序40加工孔的夾具。本夾具將用于z525立式鉆床，刀具為高速鋼麻花鉆、硬質(zhì)合金擴孔鉆、高速鋼鉸刀。1、問題的提出本夾具主要用來鉆孔，在本工序加工時應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問題，定位塊起支撐工件的作用。(二)夾具設(shè)計1、夾具類型的選擇和夾緊機構(gòu)根據(jù)本叉桿加工要求及其工藝性，在銑孔時所用夾具為專用夾具，由于