叉桿零件設(shè)計說明書.

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1、機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目：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06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：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

2、 4、機械加工工序卡 1張 5、機床夾具總裝圖 1張 5、機床夾具零件圖 1張 6、課程設(shè)計說明書 1份 班 級： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 2011年06月20日 序言 大三下學(xué)期我們進行了《機械制造基礎(chǔ)》課的學(xué)習(xí)，并進行了金工實習(xí)，為了鞏固所學(xué)習(xí)知識，并且在我們進行畢業(yè)設(shè)計之前所對所學(xué)各課程進行一次深

3、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，懇請各老師給予批評指正。 目錄 一、零件的分析 1.1、零件的作用………………………………………………………5 1.2、零件的工藝分析……………

4、…………………………………………5 二 確定毛坯 2.1確定毛坯制造形式………………………………………………………6 2.2確定鑄件加工余量及形狀………………………………………………6 2.3繪制鑄件毛坯圖………………………………………………………7 三 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1基準(zhǔn)面的選擇………………………………………………………7 3.2 擬訂工藝路線………………………………………………………7 3.3機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定……………………9 3.4確定切削用量和基本工時……………………………………………11 四 專用夾具設(shè)計 4.1、工序尺寸和技術(shù)要求…

5、………………………………………………16 4.2、生產(chǎn)類型………………………………………………………16 4.3、夾具類型的選擇………………………………………………………16 4.4、定位裝置的設(shè)計………………………………………………………16 4.5、夾緊裝置的設(shè)計………………………………………………………17 4.6、鉆床夾具的零件圖和裝配圖……………………………………………17 一 零件分析 1.1零件的作用 題目所給的零件是車床的叉桿。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，尺寸為的孔操縱機構(gòu)相連接，尺寸

6、為的孔則是用于和所控制齒輪的軸接觸。兩零件鑄為一體，加工時分開。 用AutoCAD畫出零件圖為： 1.2零件的工藝分析 零件的材料為QT45-5，為球墨鑄鐵，從《工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)》與《機械零件手冊》可查得：該類型的球墨鑄鐵最低抗拉強度為450，最低屈服強度為310，伸長率為5%，布氏硬度160210HBS。球墨鑄鐵在鑄鐵中力學(xué)性能最好，兼有灰鑄鐵的工業(yè)優(yōu)點，抗拉強度可以和剛相當(dāng)，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。為此以下是叉桿需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求。 1、小頭孔以及與

7、此孔相通的一個較難加工的（用于鉆絞）孔和一個M8的螺紋孔。（其中孔與的孔有位置度的要求。） 2、大頭半圓孔 3、孔的上下端面； 為半徑的孔的上下兩個端面，其上下端面兩端面與孔的表面有0.15mm的垂直度的誤差要求。 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 2.1確定毛坯制造形式 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QT450-5，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

8、的沖擊和震動大小，可以選擇鑄件毛坯，選擇金屬型鑄造。 2.2確定鑄件加工余量及形狀 查閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》，可以得到各加工面的鑄件余量。 加工代號 基本尺寸 加工余量等級 加工余量 說明 D1 H 6 孔降一級雙側(cè)加工 D2 H 6 孔降一級雙側(cè)加工 T1 40 H 2.5 單側(cè)加工 T2 40 H 2.5 單側(cè)加工 T3 12 H 2.5 單側(cè)加工 T4 12 H 2.5 單側(cè)加工 2.3繪制鑄件毛坯圖 三 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1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

9、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

10、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 3.2 擬訂工藝路線 工藝路線的擬訂是制訂工藝規(guī)程的總體布局，加工方法、花粉加工階段、決定工序的集中與分散、加工順序的安排以及安排熱處理、檢驗及其他鋪助工序（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。 1、表面加工方法的確定 查閱《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》，表2.24、2.25可以得到各加工面的加工方法。 加工表面 尺寸及偏差/mm 尺寸精度等級 粗糙度/m 加工方案 上端面 Φ36 無 Ra12.5 粗銑 下端面

11、 Φ36 無 Ra12.5 粗銑 內(nèi)圓面 IT8 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 IT12 Ra12.5 鏜 上端面 無 Ra12.5 粗銑 下端面 無 Ra12.5 粗銑 內(nèi)圓孔 IT8 Ra3.2 鉆-擴-鉸 M8螺紋孔 無 無 無 鉆-攻絲 2、該叉桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工。在粗加工階段，先把精基準(zhǔn)（的下端面和其內(nèi)表面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序可用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面精度要

12、求。 3、工序的集中與分散 選用工序集中原則安排叉桿的加工工序。該叉桿的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用夾具，以提高效率；而運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，但不可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度。 4、工藝路線方案 工序1粗銑上下端面，以Φ36外圓表面為粗基準(zhǔn)，采用X53立式銑床； 工序2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)，采用Z5125A立式鉆床； 工序3 粗銑-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)，采用X53立式銑床； 工序4 鏜

13、以為半徑的孔，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用Z5125A立式鏜床； 工序5 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)，采用Z5125A立式鉆床； 工序6 擴孔的上下端面，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用Z5125A立式鉆床； 工序7 鉆一個M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用Z5125A立式鉆床； 工序8 車各倒角和圓角； 工序9 銑斷，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用X53立式銑床；加專用夾具； 工序10去毛刺； 工序11清洗及終檢。 3.3機械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定 工序1——粗銑上下端面，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.63得

14、：每邊留下2.5mm的余量。 工序2——2鉆-擴-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達到8級，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.54得:先在鑄好的孔Φ12Φ18，Φ18Φ19.8， Φ19.8Φ20 工序3——粗銑-半精銑以為半徑的孔的上下端面，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.64得：粗銑余量為2mm，精銑余量為0.5mm。 工序4 鏜以為半徑的孔，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.55得：由鑄好的R20的孔鏜至R23。 工序5 鉆-擴-鉸內(nèi)圓孔，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.53得： Φ0Φ8，Φ8Φ9.8，Φ9.8Φ10。 工序6 擴孔的上下端面，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》得：Φ10Φ20深

15、度為2mm。 工序7 鉆一個M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋，查《機械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.66得： 0Φ6。 工序8 車各倒角和圓角； 工序9 銑斷。 工序10去毛刺； 工序11清洗及終檢 最終計算得到工序尺寸： 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，Ra12.5 2.5 4045 45 孔 無，Ra6.3 0.2 1.8 6 Φ20Φ19.8 Φ19.8Φ18 Φ18Φ12 Φ12 孔上下端面 無，Ra6.3 0.5 2 1213 1317 17 孔 ，Ra12.5 3 Φ46

16、Φ40 Φ40 孔 ，Ra3.2 0.2 1.8 8 Φ10Φ9.8 Φ9.8Φ8 Φ8Φ0 0 孔上下端面 無，Ra12.5 10，深2 Φ20Φ10 Φ10 M8x1.25（螺紋） 無，無 2 6 M8Φ6 Φ60 0 3.4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》和《機械零件手冊》中可查得： 工件材料：QT450-5，=450Mpa，HB=160-210HBS，鑄造。 加工要求：粗銑孔的上端面。 工序1 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

17、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2 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，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時，=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)

18、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=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/min c、 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=0.7-0.8mm/r 鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1000r/min f=1.3-2.6 mm

19、/r 工序3 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

20、=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 銑削基本時間：= =187.2s 總時間=318.3s 工序4 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

21、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/min c、 計算工時 工序5 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，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。 （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

22、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/min c、 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=1000r/min f=0.65-1.3 mm/r ，取f=1mm/r 工序6 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

23、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。 d、 切削速度n=500r/min e、 計算工時 工序7 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

24、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/min c、 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

25、j=8.19s 工序8 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 工序9 銑斷。 四 專用夾具設(shè)計 為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。由此決定設(shè)計工序5—— 鉆-擴-鉸內(nèi)圓孔，所采用機床為Z5125A立式鉆床。 4.1、工序尺寸和技術(shù)要求 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，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。 4.2、生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 4.3、夾具類型的選擇 選用簡單V型塊定位螺旋壓板加緊機構(gòu)。 4.4、定位裝置的設(shè)計

26、 （1）定位方案的確定 用一M20的螺栓套在的孔和M20一削邊銷套在另一個的孔作為定位。 （2）定位誤差分析 4.5、夾緊裝置的設(shè)計 夾緊機構(gòu)——采用M20的螺栓作為夾緊螺栓。 夾緊力的計算 刀具：選擇硬質(zhì)合金YG8鉆頭，=8mm。 由實際加工的經(jīng)驗可知，鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向，查《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》 其中：=660，，，=8mm，,f=0.20mm/r 。 N 4.6、鉆床夾具的零件圖和裝配圖。 參考文獻 1.尹成湖、李保章主編，《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計》，高等教育出版社 2.周開勤編，《機械零件手冊》高等教育出版社，第五版 3. 濮良貴、紀(jì)名剛主編，《機械設(shè)計》，高等教育出版社，第八章 4.李育錫主編《機械設(shè)計課程設(shè)計》，高等教育出版社 5. 鄒慧君、張春林、李杞儀主編《機械原理》，高等教育出版社，第二版