機械加工課程設(shè)計說明書-叉桿設(shè)計

#/18一、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①20+■的孔操縱機構(gòu)相連接,尺寸為R23+0.250 0的孔則是用于和所控制齒輪的軸接觸。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?？估瓘姸瓤梢院蛣傛敲?，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①20+0.043為中心的加工表面0這一組加工表面包括：①20+0.043的孔、其上下端面、下端面與0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①10+0,033以0及一個M8的螺紋孔，其中孔①10+0,033與①20+0,043的孔有位置度的要求。002）以R23+0.25為半徑的孔為中心的加工表面0這一組加工表面包括：以R23+0.25為半徑的孔、上下兩個端面，0其中上下端面與①20+0,043的孔有位置度的要求。0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。2、基準(zhǔn)面的選擇基準(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。基準(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①20+0.043孔的不0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①36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，即可進行銑削。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(dāng)考慮生產(chǎn)所達(dá)到的經(jīng)濟效果，以便是生產(chǎn)成本盡量下降。

查閱《機械制造工藝學(xué)》和《機械制造工藝手冊》，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①20+0.043下端面0①36無Ra12.5粗銑①20+0.043上端面0①36無Ra12.5粗銑①20+0.043內(nèi)圓面0①20+0.04308級無鉆-擴-鉸R23+0.25上端面0R35無Ra6.3粗銑-半精銑R23+0.25下端面0R35無Ra6.3粗銑-半精銑R23+0.25內(nèi)圓面0R23+0.25012級Ra12.5鏜①10+0.033上端面0①20無Ra12.5粗銑①10+0.033下端面0①20無Ra12.5粗銑①10+0.033內(nèi)圓孔0①10+0.03308級Ra3.2鉆-擴-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)I粗銑①20+0.043孔上下端面0以①36外圓表面為粗基準(zhǔn)II鉆-擴-鉸①20+0.043內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級，0保證其垂直度誤差以①20+0.043孔下端面為精基0準(zhǔn)m粗銑以R23+0.25為半徑的孔的上下端面0以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)0W半精銑以R23+0.25為半徑的孔的上下端面，保證其 0 以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn) 0

垂直度誤差V鏜以R23+0.25為半徑的孔0以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)0W切斷皿鉆-擴-鉸①I。+0.033內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級，0并保證其垂直度誤差以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)0皿擴①10+0.033孔的上下端面0以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)0IX鉆一個M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)0XI車各倒角和圓角X去毛刺XII清洗及終檢4、機械加工余量、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械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：外圓表面（①36）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。外圓表面沿軸線方向長度的加工余量及公差（①20+0.043、R23+0.2500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，?、?0+0.043mm孔的上下端面長度余量均為2.5mm（均為雙邊加工），銑0削加工余量為：粗銑2.5mmR23+0.25孔的上下端面長度余量均為2.5mm,銑削加工余量為:粗銑2mm，0半精銑0.5mm內(nèi)孔（R23+0.25孔已經(jīng)鑄造成①40的孔）0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：①20+0,043圓孔已鑄成孔的加工余量為3mm，即鑄造成的孔半徑為0①14，工序尺寸加工余量：鉆孔至①18mm，擴孔1.8mm，粗鉸孔0.2mm。取①46孔已鑄成孔的加工余量為3mm，即鑄造成的孔直徑為①40，鉆孔至①44，擴孔1.9mm，鉸孔0.1mm。①10+0,033孔加工前沒有鑄成孔，是實心封閉的，鉆孔至①8mm，擴孔01.8mm,鉸孔0.2mm。內(nèi)孔①10+0,033內(nèi)圓表面沿軸線方向長度的加工余量及公差0（①10+0,033孔的上下端面）0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，擴孔至深度為1mm。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(rèn)。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

加工面最終尺寸公差/粗糙度單邊余量工序尺寸毛坯尺寸①20+0.043孔上下0端面無，Ra12.52.540^粗銑一42.542.5①20+0.043孔0無，Ra6.30.21.84①201—①19.8①19.81—①18①18J——①14①14R23+0.25孔上下端0面無，Ra6.30.5212《平精——1313《粗銑—1717R23+0.25孑L00.25,Ra12.503①461—①40①40①10+0.033孔0+0.033,Ra3.200.21.88①10^鉸一①9.8①9.8^擴一①8①8^鉆一①00①10+0.033孔上下0端面無，Ra12.510,深1①20＜锪①10①10M8x1.25（螺紋）無，無26M8^攻—①6①6《鉆00最終得到的毛坯尺寸為

5、確定切削用量和基本工時由《機械制造工藝手冊》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：QT450-10，0b=450Mpa，HB=160-210，鑄造。加工要求：粗銑①20+0.043孔的上端面。0工序I以①36外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑①20+0.043孔的上下端面。0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=afxZ=1mm/r,直徑D=100mm切屑速度取v=0.35m/s轉(zhuǎn)速ns=1000口x60r/min,

=1000*0.35x60r/minKXO.1=66.84r/min取ns=70r/min銑削基本時間：Tj二_Li*2fnTj=m36x60x2=64.6s1x70工序H 以①20+0.043孔下端面為精基準(zhǔn)，鉆-擴-鉸①20+0.043內(nèi)圓00孔，使孔的精度達(dá)到8級，保證其垂直度誤差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，d=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50—2000r/min,0取n=1000r/min。選擇切削用量a、決定進給量由d=18mm,查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量0f=0.47-0.57mm/r,按機床強度查得進給量f=0.056T.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L40tm1——= min=0.089min=tm1nf0.45x1000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擴鉆：選擇高速鋼擴孔鉆n=1000r/minf=0.7-0.8mm/rd=19.8mm0L40t———— min—0.053min—3.2sm2 nf0.75x1000鉸孔：選擇高速鋼絞刀n=1000r/min f=1.3-2.6mm/rd—20mm0L40t—L40t———― m3nf1.3x1000min=0.031min=1.85sT=t+1+1—10.39sm m1 m2m3工序ni 以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，粗銑-半精銑以R23+0.25為半徑的00孔的上下端面粗銑：切屑深度為ap=2mm每齒進給量為叫=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=afxZ=1mm/r，直徑D=100mm1切屑速度取v=0.35m/s轉(zhuǎn)速ns=1000ux60r/min，兀D=1000x0.35x6or/min兀xO.l=66.84r/min取ns1=704r/min銑削基本時間：Tj=Lix21fn11Tj=x70+3x60x2s=131.1si 1x70半精銑：切屑深度為ap=0.5mm每齒進給量為af2=0.07mm/z,采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為Z=10,則進給量f=afxZ=0.7mm/r,直徑D=100mm2

切屑速度取v=0.35m/s轉(zhuǎn)速ns=1000ux60r/min,2兀D=1000x0.35x6or/minKX100=66.84r/min取ns2=70r/minix2銑削基本時間：Tj=工ix222Tj工70+3x60x2=187.2s0.7x70總時間Tj氏Tj+Tj=318.3s12工序W 以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鏜以R23+0.25為半徑的孔。00（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，d=46mm,0鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min,取n=500r/min。（2）選擇切削用量a、決定進給量由d=46mm,查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量0f=1.2-1.4mm/r,按機床強度查得進給量f=0.056T.8mm/r。最終選擇機床進給量為f=1.2mm/r。切削速度n=500r/min計算工時12nf1.2x12nf1.2x500min=0.02min=1.2s工序V以①20+0,043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆-擴-鉸①10+0,033內(nèi)圓孔，使孔

00的精度達(dá)到8級，并保證其垂直度誤差。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，d=8mm,0鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min,取n=1000r/min。選擇切削用量a、決定進給量由d=8mm，查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量0f=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/min計算工時m136nfm136nf0.20x1000min=0.18min=10.8s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擴鉆：選擇高速鋼擴孔鉆n=1000r/minf=0.5-0.6mm/rd=9.8mm0tm2tm2——= min=0.065min=3.9snf0.55x1000鉸孔：選擇高速鋼絞刀n=1000r/min鉸孔：選擇高速鋼絞刀n=1000r/minf=0.65-1.3mm/rd=10mm，取f=1mm/r0L36tm3——= tm3nf1x1000T=t+1+1=16.86sm m1 m2m3工序W 以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，锪①10+0.033孔的上下端面。00（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，d=20mm,0車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，取n=500r/min。（2）選擇切削用量a、決定進給量由d=20mm，查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量0f=0.6-0.7mm/r，按機床強度查得進給量f=0.056T.8mm/r。最終選擇機床進給量為f=0.6mm/r。切削速度n=500r/min計算工時,L1義2t-——= mm=0.4smnf0.6x500工序皿 以①20+0.043內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆一個M6的孔，攻M8x1.250內(nèi)螺紋。鉆孔：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，d=6mm,0車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min,取n=1000r/min。選擇切削用量a、決定進給量由d=6mm,查表并計算得：按鉆頭性能可查出進給量0f=0.18-0.22mm/r,按機床強度查得進給量f=0.056-1.8mm/r。