X62W叉桿課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)ZA

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：X62W零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 者： za 指導(dǎo)教師： 鐘 山 2012年6月1日梧州學(xué)院電子信息工程系機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：X62W叉桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機(jī)械加工工藝過(guò)程工藝卡 1張 4、機(jī)械加工工序卡 1張 5、機(jī)床夾具總裝圖 1張 5、機(jī)床夾具零件圖 1張 6、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份班 級(jí)： 09機(jī)械5班 學(xué) 生： za 指導(dǎo)教師： 鐘 山 2012年6月1日序言大三上學(xué)期我們進(jìn)行了機(jī)械制造基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，并且也進(jìn)行過(guò)金工實(shí)習(xí)。為了鞏固所學(xué)知識(shí)，并且在我們

2、進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的進(jìn)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(shí)際的訓(xùn)練,因此,我們進(jìn)行了本次課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們認(rèn)真查閱資料，切實(shí)地鍛煉了我們自我學(xué)習(xí)的能力。另外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)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(jì)任務(wù)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予批評(píng)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(lèi)：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(jì)3（一

3、）選擇定位基準(zhǔn)：3（二）制定工藝路線4（三）機(jī)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(shí)8四、專(zhuān)用鉆床夾具設(shè)計(jì)14（一）夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)14（二）夾具設(shè)計(jì)14小結(jié)15參考文獻(xiàn)15附圖16一、零件的分析(一)零件的作用零件X62W銑床的叉桿位于銑床的變速機(jī)構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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的孔與操縱機(jī)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(shí)可以知道：該類(lèi)型的球墨鑄鐵最低抗拉強(qiáng)度為450，延展性10，具有良好

4、的力學(xué)性能，應(yīng)用范圍僅次于灰鑄鐵?？估瓘?qiáng)度可以和鋼媲美，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。1、以為中心的加工表面加工表面包括: 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(gè)較難加工的用于鉆絞的孔以及一個(gè)M8的螺紋孔。2、以為半徑的孔為中心的加工表面加工表面包括：以為半徑的孔、上下兩個(gè)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(shí)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

5、坯（一）確定毛坯種類(lèi)：零件材料為QT45-5。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類(lèi)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(yè)表2-12,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為CT-12。（二）確定鑄件加工余量及形狀：查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)第19頁(yè)表2.9，選用加工余量為MA-H級(jí)，并查表2.10確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)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(jī)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(jí)加工余量說(shuō)明撥叉頭左右端面40H孔降一級(jí)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

6、孔H5單側(cè)加工（三）繪制零件圖：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(jì)(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(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(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，甚至還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。1、粗基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)所學(xué)知識(shí)可知：對(duì)于一個(gè)零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)于有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選擇孔的不加工外

7、輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承的外輪廓表面，可以限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷(xiāo)釘限制最后一個(gè)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。（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(yàn)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(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車(chē)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

8、分析比較，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。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(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度；查表2.24孔加工方案的經(jīng)濟(jì)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 （單位：mm）加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案下端面36無(wú)Ra12.5粗銑上端面36無(wú)Ra12.5粗銑內(nèi)圓面8級(jí)無(wú)鉆-擴(kuò)-鉸上端面R35無(wú)Ra6.3粗銑-半精銑下端面R35無(wú)Ra6.3粗銑-半精銑內(nèi)圓面12級(jí)Ra12.5鏜上端面無(wú)Ra12.5粗銑下端面無(wú)Ra12.5粗銑內(nèi)圓孔8級(jí)Ra3.

9、2鉆-擴(kuò)-鉸M8螺紋孔無(wú)無(wú)無(wú)鉆-攻絲2、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(gè)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(jìn)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(lèi)型為單件生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)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(shí)間

10、，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)應(yīng)的位置精度要求。4、工序順序的安排：（1）機(jī)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(jī)械加工工序安排 （單位：mm）工序號(hào)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(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，保證其垂直度誤差以孔下端面

11、為精基準(zhǔn)30粗銑-半精銑以為半徑的孔的上下端面以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)40鏜以為半徑的孔以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)50切斷60鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，并保證其垂直度誤差以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)70锪孔的上下端面以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)80鉆一個(gè)M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)90倒角及倒圓角100去毛刺及清洗110終檢（2）輔助工序：對(duì)加工后的工件進(jìn)行去毛刺、清洗和校驗(yàn)。（三）機(jī)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(lèi)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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛

12、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(méi)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(zhǎng)度的加工余量及公差（、孔的上下端面）：查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表、表、表，取mm孔的上下端面長(zhǎng)度余量均為2.5mm（均為雙邊加工）,銑削加工余量為：粗銑2.5mm?？椎纳舷露嗣骈L(zhǎng)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(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表、表、表，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(kuò)孔1.8mm，粗鉸孔0.2mm。取孔已鑄成孔的加工余

13、量為3mm，即鑄造成的孔直徑為，鉆孔至，擴(kuò)孔1.9mm，鉸孔0.1mm?？准庸で皼](méi)有鑄成孔，是實(shí)心封閉的，鉆孔至mm，擴(kuò)孔1.8mm，鉸孔0.2mm。4、內(nèi)孔內(nèi)圓表面沿軸線方向長(zhǎng)度的加工余量及公差（孔的上下端面）：查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表、表、表，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(shí)應(yīng)按照調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。通過(guò)查閱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計(jì)算得到工序尺寸如表3.3所示：表3.3 叉桿機(jī)械加工工序尺寸 （單位：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(wú)，R

14、a12.52.5404545孔無(wú)，Ra6.30.21.842019.819.818181414孔上下端面無(wú)，Ra6.30.521213131717孔，Ra12.53464040孔，Ra3.20.21.88109.89.88800孔上下端面無(wú)，Ra12.510，深1201010M8x1.25（螺紋）無(wú)，無(wú)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(shí)由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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=160-210，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(jī)床：

15、X53立式銑床。刀具：W18Cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號(hào)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=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(shí)間：Tj= Tj=64.6s工序20 以孔下端面為精基準(zhǔn)，鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，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(shí)，=18，鉆頭采用雙頭刃磨法；車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min

16、，取n=1000 r/min。（1）選擇切削用量：a、決定進(jìn)給量：由=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(shí)： d、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/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)，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(jìn)給量為=0.1mm/z

17、，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為Z=10，則進(jìn)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(shí)間： = =s=131.1s半精銑：切屑深度為ap=0.5mm每齒進(jìn)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(jìn)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=70 r/min銑削基本時(shí)間：= =187.2s總時(shí)間=318.3s工序40 以內(nèi)圓孔為精

18、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(shí)，=46mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車(chē)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=46mm，查表并計(jì)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(shí)： 工序60 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，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

19、鉆頭，粗鉆時(shí)，=8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車(chē)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=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(shí)：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/min f=0.5-0.6mm/r 鉸孔：選擇高速鋼絞刀 ，取f=1mm/r工序70 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

20、立式鉆床，選擇高速鋼锪鉆，锪孔鉆時(shí)，=20mm,車(chē)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=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。 b、切削速度：n=500r/minc、計(jì)算工時(shí)：工序80 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)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(shí)，=6mm,車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，取n=1000 r/m

21、in。2、選擇切削用量：a、決定進(jìn)給量：由=6mm，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(shí)車(chē)螺紋:采用高速鋼刀具W18Cr4V采用精加工模式，加工行程i=3，進(jìn)給量fz=0.8mm切屑速度 v=0.85m/s轉(zhuǎn)速 ns=r/min ns=274.8r/min車(chē)削基本時(shí)間：Tj=Tj=8.19s工序90 倒角及倒圓角進(jìn)給量為 f=0.25mm/r采用高轉(zhuǎn)速ns=1061r/min車(chē)削基本時(shí)間：Tj=Tj+=0.1s將上述零件

22、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果填入工藝文件，如表3.4，3.5所示。四、專(zhuān)用鉆床夾具設(shè)計(jì)（一）夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)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(yùn)用于機(jī)械加工、檢測(cè)和裝配等整個(gè)工藝過(guò)程中。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。本次設(shè)計(jì)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(kuò)孔鉆、高速鋼鉸刀。1、問(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)鉆孔，在本工序加工時(shí)應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，而其位置尺寸為自由公差，精度不是主要問(wèn)題，定位塊起支撐工件的作用。(二)夾具設(shè)計(jì)1、夾具類(lèi)型的選擇和夾緊機(jī)構(gòu)根據(jù)本叉桿加工要求及其工藝性，在銑孔時(shí)所用夾具為專(zhuān)用