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目 錄
1 緒論 1
2 中羅拉過橋搖臂的加工工藝規(guī)程設計 2
2.1零件的分析 2
2.1.1零件的作用 2
2.1.2零件的工藝分析 2
2.2確定生產(chǎn)類型 3
2.3確定毛坯 3
2.3.1確定毛坯種類 3
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 3
2.3.3繪制鑄件零件圖 3
2.4工藝規(guī)程設計 4
2.4.1選擇定位基準 4
2.4.2制定工藝路線 4
2.4.3選擇加工設備和工藝設備 5
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6
2.5確定切削用量及基本工時 7
2.6本章小結 19
1 緒論
機械制造工藝學課程是在學完了機械制造工藝學包括機床夾具設計和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎上的一個教學環(huán)節(jié)。這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學課程的一次深入的全面的總復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，它在今年的學習中占有重要的地位。
我個人的感想是，希望經(jīng)歷了這次課程的設計，對自己的將來所從事的工作，進行一次適應性的訓練，通過這次課程設計鍛煉自己的分析問題，解決問題的能力，為畢業(yè)后的工作打下一個良好的基礎。
由于自己的理論知識的不完善，實踐能力的缺乏，設計之中不免有一些不合理的地方，學生我肺腑的懇請各位老師能夠給予指教批評。
2 中羅拉過橋搖臂的加工工藝規(guī)程設計
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是中羅拉過橋搖臂。主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是中羅拉過橋搖臂需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
(1) 中心圓孔Ф78,Ф42。
(2) 4XM6螺紋孔深為16。
(3) 凸臺面
(4) 凸臺矩形孔
由上面分析可知，可以先加工中羅拉過橋搖臂中心孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此中羅拉過橋搖臂零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
2.2確定生產(chǎn)類型
已知此中羅拉過橋搖臂零件的生產(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；工序應當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構不是太復雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊》178頁表1-4-7，選用各個加工面的鑄件機械加工余量均為3mm。
2.3.3繪制鑄件零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設計
2.4.1選擇定位基準
①粗基準的選擇
以零件的下端孔為主要的定位粗基準，以較大面a面為輔助粗基準。
②精基準的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準，以下端孔為輔助的定位精基準。
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序 基準
粗銑φ68上表面 以φ68下底面為基準
粗銑矩形凸臺上表面 以φ68下底面為基準，并在矩形凸臺下底面加墊塊
粗銑φ95上表面 以φ68下底面為基準，并在下底面加墊塊
粗銑φ68下底面 以φ68上底面為基準
粗銑φ95下底面 以矩形凸臺上表面為基準，并在φ95上表面加墊塊
粗鏜φ42孔 以φ42外圓面，φ68下底面為基準
粗鏜φ78孔 以φ95外圓面，φ95下底面為基準
精銑φ68下底面 以φ68上底面為基準
精鏜φ42孔到要求精度 以φ68下底面，φ68外圓面為基準
精鏜φ78孔到要求精度 以φ68下底面，φ95外圓面為基準并在φ95下底面加墊塊
精銑矩形凸臺面 以φ42孔，φ78孔和φ68下底面為基準并在凸臺下底面加墊塊
精銑φ95上表面 以φ42孔，φ78孔和φ68下底面為基準并在凸臺下底面加墊塊
精銑φ95下表面 以φ42孔，φ78孔和φ68下底面為基準并在凸臺下底面加墊塊
鉆M10孔并攻絲
鉆2面4xM6孔并攻絲
工藝立方案的比較與分析：
上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。
2.4.3選擇加工設備和工藝設備
①機床的選擇
工序1、7、8、11、12、15采用X52K型立式銑床
工序3、4、5、13、14 采用Z535立式鉆床
工序9、10采用T68立式鏜床
②選擇夾具
該中羅拉過橋搖臂的生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質合金銑刀即可保證加工質量。
④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經(jīng)濟度、粗糙度
工序號
工序內容
加工余量
經(jīng)濟精度
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
粗銑Φ78H7的兩側面
3
IT11
80
6.3
-0.1
0.1
2
粗銑平下端孔側面的工藝凸臺
3
IT11
0
6.3
-0.1
0.1
3
粗鏜Φ78H7通孔
IT12
6.3
-1
1
4
半精鏜Φ78H7通孔
2.0
IT12
3.2
-0.05
0.05
5
精鏜Φ78H7通孔
0.2
IT8
1.6
-0.006
0.006
6
粗銑a、b面
粗銑a面
3
IT12
(距中心孔)
6.3
-0.1
0.1
粗銑b面
36(距中心孔)
7
粗銑Φ78H12孔的兩面
2
IT11
6.3
-0.1
0.1
8
精銑Φ78H12孔的兩面
1
IT9
3.2
-0.05
0.05
9
粗鏜下端孔
2.5
IT13
6.3
-0.2
0.2
10
半精鏜下端孔
0.5
IT11
3.2
-0.02
0.02
2.5確定切削用量及基本工時
2.5.1工序1：粗銑φ68上表面
機床：X52K型立式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.5.2工序2：粗銑矩形凸臺上表面
機床：X52K
刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
銑削深度
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min
工序3：粗銑φ95上表面
1. 選擇刀具
刀具選取端銑刀，刀片采用YG8,
，，，。
2. 決定銑削用量
1） 決定銑削深度
因為加工精度相對不高，故一次加工即可完成，則
2） 決定每次進給量及切削速度
根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。
根據(jù)表查出 ，則
按機床標準選?。?00
計算工時
切削工時：，，，則機動工時為
工序4：粗銑φ68下底面 以φ68上底面為基準
機床：X52K
刀具：硬質合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
銑削深度
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：2.03min
工序5：粗銑φ95下底面 以矩形凸臺上表面為基準，并在φ95上表面加墊塊
同樣的銑削深度
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速：，
取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min
工序6：粗鏜φ42孔 以φ42外圓面，φ68下底面為基準
切削深度：，毛坯孔徑
進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由式（1.5）有：
工序7：粗鏜φ78孔 以φ95外圓面，φ95下底面為基準
切削深度：，毛坯孔徑
進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-66，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
取
實際切削速度，由式（1.2）有：
工作臺每分鐘進給量，由式（1.7）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.6）有：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間，由式（1.5）有：
工序8：精銑φ68下底面 以φ68上底面為基準
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，
實際銑削速度，由式（1.2）有：
進給量，由式（1.3）有：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1。
機動時間，由式（1.5）有：
本工序機動時間
工序9：精鏜φ42孔到要求精度 以φ68下底面，φ68外圓面為基準
機床：立式鏜床T68
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取
機床主軸轉速：
，取
實際切削速度，：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：1.86min
工序10：精鏜φ78孔到要求精度 以φ68下底面，φ95外圓面為基準并在φ95下底面加墊塊
機床：立式鏜床T68
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為=。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取
機床主軸轉速：
，取
實際切削速度，：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：1.86min
工序11：精銑矩形凸臺面 以φ42孔，φ78孔和φ68下底面為基準并在凸臺下底面加墊塊
機床：X52K型立式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.57min
工序12：精銑φ95上表面 以φ42孔，φ78孔和φ68下底面為基準并在凸臺下底面加墊塊
機床：X52K型立式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒數(shù)Z=78，為細齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-31
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.94min
工序13：精銑φ95下表面 以φ42孔，φ78孔和φ68下底面為基準并在凸臺下底面加墊塊
機床：X52K型立式銑床
刀具：錯齒三面刃銑刀
刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=14，寬度L=16。
切削深度：
根據(jù)參考文獻[2]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[3]表查得切削速度，
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=42mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.41min
本工序機動時間
工序14：鉆M10孔并攻絲
(1)鉆M10螺紋底孔,倒角
機床：鉆床Z525
刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表4.3～9，選硬質合金錐柄麻花鉆頭
切削深度：
根據(jù)參考文獻[3]表查得：進給量,切削速度。
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1～31，取。
實際切削速度：
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取。
加工基本時間：
攻絲M10
鉆孔選用機床為Z525搖臂機床，刀具選用絲錐，《機械加工工藝手冊》第2卷。
根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得絲錐鉆孔進給量為0.20～0.35。
則取
確定切削速度，根據(jù)《機械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9
切削速度計算公式為 （3-20）
查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35
則 ==1.6
所以 ==72
選取
所以實際切削速度為=2.64
確定切削時間（一個孔） =
工序15：鉆2面4xM6孔并攻絲
鉆螺孔底孔
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-39，，取
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度，由式（1.8）有：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間，由式（1.5）有：
③、攻螺紋孔
機床：組合攻絲機
刀具：高速鋼機動絲錐
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照參考文獻[7]《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機床主軸轉速，由式（1.1）有：
，取
絲錐回轉轉速：取
實際切削速度，由式（1.2）有：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間，由式（1.5）有：
機動時間：
這些工序的加工機動時間的總和是：
2.6本章小結
本章節(jié)主要從零件的結構和外型入手分析，從而得出設計毛坯的依據(jù)。再查閱有關資料，設計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。