(叉桿)機(jī)械加工課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院</b></p><p><b>　　機(jī)械制造加工工藝</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目：叉桿</b></p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：08機(jī)械電子工

2、程</p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　2011年7月</b></p><p><b>　　序言</b></p><

3、;p>　　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(jí)專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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。</p><p>　　就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過(guò)程，鞏固和加深已學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)。理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)

4、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，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。</p><p>　　因?yàn)檫@是首次接觸工藝設(shè)計(jì)，對(duì)知識(shí)掌握和熟悉程度還有所欠缺，因此在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有考慮不周全的地方，也有出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，還請(qǐng)老師多指正和幫助。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><

5、b>　　一、零件的分析 </b></p><p>　　1、零件的作用………………………………………………………1</p><p>　　2、零件的工藝分析…………………………………………………1</p><p><b>　　二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、確定毛坯的制造形式…………………

6、…………………………3</p><p>　　2、基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………4</p><p>　　3、制定工藝路線(xiàn)……………………………………………………4</p><p>　　4、機(jī)械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定…………………6</p><p>　　5、確定切削用量和基本工時(shí)………………………………………9&

7、lt;/p><p>　　6、小結(jié)………………………………………………………………16</p><p><b>　　一、零件的分析</b></p><p><b>　　1、零件的作用</b></p><p>　　題目所給的零件是車(chē)床的拔叉。它位于車(chē)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

8、工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。其中，尺寸為的孔操縱機(jī)構(gòu)相連接，尺寸為的孔則是用于和所控制齒輪的軸接觸。</p><p>　　用AutoCAD畫(huà)出零件圖為：</p><p><b>　　2、零件的工藝分析</b></p><p>　　零件的材料為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，具有

9、良好的力學(xué)性能，應(yīng)用范圍僅次于灰鑄鐵。抗拉強(qiáng)度可以和剛媲美，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?？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。</p><p><b>　　以為中心的加工表面</b></p><p>　　這一組加工表面包括: 的孔、其上

10、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，其中孔與的孔有位置度的要求。</p><p>　　以為半徑的孔為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括：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。</p><p>　　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

11、另外一組表面。</p><p><b>　　二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、確定毛坯的制造形式</p><p>　　已知此叉桿類(lèi)零件的生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)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(zhuān)用工裝。</p><p>　　零件的材料為QT450-10，根

12、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(jiǎn)單，零件在機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的沖擊和震動(dòng)大小，可以選擇鑄件毛坯，選擇金屬型鑄造。</p><p><b>　　2、基準(zhǔn)面的選擇</b></p><p>　　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

13、，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</p><p><b>　　粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　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)選擇孔的不加工外輪廓表面作為粗基

14、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。</p><p><b>　　精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　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</p><p><b>　　3、制定工藝路線(xiàn)</

15、b></p><p>　　制定工藝路線(xiàn)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(wàn)能性機(jī)床配合專(zhuān)用夾具，并盡量時(shí)工序集中來(lái)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。</p><p>　　查閱《機(jī)械制造工藝學(xué)》和《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》，可以得到各

16、加工面的加工方法，如表1</p><p><b>　　表1</b></p><p><b>　　工序安排 如表2</b></p><p>　　4、機(jī)械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定</p><p>　　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(lèi)型為

17、大批量，鑄造毛坯。</p><p>　　根據(jù)以上原始資料及加工路線(xiàn)，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：</p><p><b>　　外圓表面（）</b></p><p>　　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。</p><p>　　2） 外

18、圓表面沿軸線(xiàn)方向長(zhǎng)度的加工余量及公差（、孔的上下端面）</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，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</p><p>　　孔的上下端面長(zhǎng)度余量均為2.5mm,銑削加工余量為：粗銑2mm，半精銑0.5mm</p><p>　　內(nèi)孔（孔

19、已經(jīng)鑄造成的孔）</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》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，工序尺寸加工余量：鉆孔至mm，擴(kuò)孔1.8mm，粗鉸孔0.2mm。</p><p>　　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(kuò)孔1.9mm，鉸孔0.1mm。</p><p>　　孔

20、加工前沒(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。</p><p>　　4） 內(nèi)孔內(nèi)圓表面沿軸線(xiàn)方向長(zhǎng)度的加工余量及公差（孔的上下端面）</p><p>　　查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，</p><p>　　擴(kuò)孔至深度為1mm。</p><p>　　其他尺寸直接鑄造得到

21、</p><p>　　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)。</p><p>　　通過(guò)查閱《機(jī)械加工手冊(cè)》得到相關(guān)數(shù)據(jù)可計(jì)算得到工序尺寸如表3</p><p><b>　　表3</b></p><p>　　最終得到的毛坯尺寸為</p>

22、<p>　　5、確定切削用量和基本工時(shí)</p><p>　　由《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》中可查得：</p><p>　　根據(jù)工件尺寸和切屑深度選擇</p><p><b>　?。庸l件）</b></p><p>　　工件材料：QT450-10，=450Mpa，HB=160-210，鑄造。</p>&

23、lt;p>　　加工要求：粗銑孔的上端面。</p><p>　　工序Ⅰ 以外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑孔的上下端面。</p><p>　　機(jī)床：X53立式銑床。</p><p>　　刀具：W18Cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號(hào)</p><p>　　切屑深度為ap=2.5mm</p><p>　　每齒進(jìn)給量為af=0.1mm/z

24、，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</p><p>　　切屑速度取 v=0.35m/s</p><p>　　轉(zhuǎn)速 ns=r/min，</p><p><b>　　= r/min</b></p><p>　　=66.84r/min 取ns=70 r/min&

25、lt;/p><p>　　銑削基本時(shí)間：Tj=</p><p><b>　　Tj==64.6s</b></p><p>　　工序Ⅱ 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</p><p><b>　　選擇鉆床及鉆頭</b></p><p>　

26、　選擇Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)，=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，</p><p>　　取n=1000 r/min。</p><p><b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　決定進(jìn)給量</b></p><p>

27、　　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。 </p><p>　　切削速度n=1000r/min</p><p><b>　　計(jì)算工時(shí)</b></p><p>　　擴(kuò)、鉸和精鉸的切削用量如下</p>

28、;<p>　　擴(kuò)鉆：選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆 n=1000r/min f=0.7-0.8mm/r</p><p>　　鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1000r/min f=1.3-2.6 mm/r </p><p>　　工序Ⅲ 以?xún)?nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，粗銑-半精銑以為半徑的孔的上下端面</p><p><b>　　粗銑：</b>&

29、lt;/p><p>　　切屑深度為ap=2mm</p><p>　　每齒進(jìn)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(jìn)給量=afZ=1mm/r，直徑D=100mm</p><p>　　切屑速度取 v=0.35m/s</p><p>　　轉(zhuǎn)速 =r/min，</p><p><b>　

30、　= r/min</b></p><p>　　=66.84r/min 取ns1=704r/min</p><p><b>　　銑削基本時(shí)間： =</b></p><p><b>　　=s=131.1s</b></p><p><b>　　半精銑：</b></

31、p><p>　　切屑深度為ap=0.5mm</p><p>　　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</p><p>　　切屑速度取 v=0.35m/s</p><p>　　轉(zhuǎn)速 =r/min，</p><p><b>

32、　　= r/min</b></p><p>　　=66.84r/min 取ns2=70 r/min</p><p><b>　　銑削基本時(shí)間：=</b></p><p><b>　　=187.2s</b></p><p>　　總時(shí)間=318.3s</p><p>

33、;　　工序Ⅳ 以?xún)?nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鏜以為半徑的孔。</p><p>　　（1）選擇鉆床及鉆頭</p><p>　　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，</p><p>　　取n=500 r/min。</p><p><b>　　（2）選擇切削用

34、量</b></p><p><b>　　a、決定進(jìn)給量</b></p><p>　　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。 </p><p>　　切削速度n=500r/min</p>&l

35、t;p><b>　　計(jì)算工時(shí)</b></p><p>　　工序Ⅴ 以?xún)?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。</p><p><b>　　選擇鉆床及鉆頭</b></p><p>　　選擇Z5125A立式鉆床，選擇硬質(zhì)合金YG8鉆頭，粗鉆時(shí)，=8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車(chē)床主軸轉(zhuǎn)

36、速為n=50-2000r/min，</p><p>　　取n=1000 r/min。</p><p><b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　決定進(jìn)給量</b></p><p>　　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)

37、給量f=0.056-1.8mm/r。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.20mm/r。 </p><p>　　切削速度n=1000r/min</p><p><b>　　計(jì)算工時(shí)</b></p><p>　　擴(kuò)、鉸和精鉸的切削用量如下</p><p>　　擴(kuò)鉆：選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆 n=1000r/min f=0.5-0.6m

38、m/r</p><p>　　鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1000r/min f=0.65-1.3 mm/r ，取f=1mm/r</p><p>　　工序Ⅵ 以?xún)?nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，锪孔的上下端面。</p><p>　?。?）選擇鉆床及鉆頭</p><p>　　選擇Z5125A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

39、=50-2000r/min，</p><p>　　取n=500 r/min。</p><p><b>　　（2）選擇切削用量</b></p><p><b>　　a、決定進(jìn)給量</b></p><p>　　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)

40、給量f=0.056-1.8mm/r。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.6mm/r。 </p><p>　　切削速度n=500r/min</p><p><b>　　計(jì)算工時(shí)</b></p><p>　　工序Ⅶ 以?xún)?nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋。鉆孔：</p><p><b>　　選擇鉆床及

41、鉆頭</b></p><p>　　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/min。</p><p><b>　　選擇切削用量</b></p><p><b>　　決定進(jìn)給量</b></p><p>

42、;　　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。 </p><p>　　切削速度n=1000r/min</p><p><b>　　計(jì)算工時(shí)</b></p><p><b>　　車(chē)螺紋:</b>

43、;</p><p>　　采用高速鋼刀具W18Cr4V</p><p>　　采用精加工模式，加工行程i=3，</p><p>　　進(jìn)給量fz=0.8mm</p><p>　　切屑速度 v=0.85m/s</p><p>　　轉(zhuǎn)速 ns=r/min</p><p>　　ns=274.8r/mi

44、n</p><p>　　車(chē)削基本時(shí)間：Tj=</p><p><b>　　Tj=8.19s</b></p><p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　為期兩周的制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我在老師的指導(dǎo)下，取得了可喜的成績(jī)，通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，使理論與實(shí)踐更加接近，加

45、深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。</p><p>　　整體來(lái)說(shuō)，在此次設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)到了很多以前沒(méi)有用心學(xué)過(guò)的知識(shí)，同時(shí)也有對(duì)課外知識(shí)的自主學(xué)習(xí)，因此在設(shè)計(jì)中鞏固和學(xué)習(xí)了一部分知識(shí)，對(duì)以后我們的實(shí)際工作都有很現(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>　　因?yàn)榇舜问鞘状芜M(jìn)行有關(guān)制造技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)，對(duì)中間所需要的知識(shí)掌握不夠牢固，同時(shí)缺少實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，因此設(shè)計(jì)中間難免會(huì)出現(xiàn)不合理和錯(cuò)誤的地

46、方，但是這些不合理和錯(cuò)誤的地方將是我們?cè)谝院髮?shí)際工作值得借鑒的地方，因此還請(qǐng)老師多多指教，多多指導(dǎo)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.王先逵主編，《機(jī)械制造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社，第2版</p><p>　　2.王紹俊主編，《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，第1版</p><p&