制造工藝學課程設計 機械制造工藝學 課程設計說明書 設計題目 制定 831005 撥叉的加工工藝，設計鉆 22 023.00花鍵底孔的鉆床夾具 設計者 李林 指導教師 敖曉春 哈 爾 濱 理 工 大 學 2010.9.23 需要 CAD 圖紙，扣扣 414951605 目 錄 一、機械制造工藝及夾具課程設計任務書 錯誤 !未定義書簽。 二、序 言 錯誤 !未定義書簽。 三 、 零 件 的 分 析 .3 （一）零件的作用 3 （二） 零件的工藝分析 3 四、工 藝 規(guī) 程 設 計 .4 （一）確定毛坯的制造形式 4 （二）基面的選擇 .4 （三）制定工藝路線 4 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .5 （五）確定切削用量及基本工時 .5 五、夾 具 設 計 8 （一） 問 題的提出 8 （二） 夾具設計 8 六、總 結(jié) .9 七、參 考 文 獻 .10 機械制造工藝學課程設計任務書 題目 : 制定 831005 撥叉的加工工藝，設計鉆 22 023.00花鍵底孔的鉆床夾具 內(nèi)容 ： 1. 填寫設計任務書； 2. 制定一個中等零件的加工工藝過程，填寫工藝過程卡和工序卡各一張； 3. 設計指導老師指定的工序夾具，繪制全套夾具圖紙，要求計算機繪圖； 4. 編寫設計說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式寫，要求打印文稿。 班級 機械 07-5 學生 李林 指導教師 敖曉春 教研室主任 2010 年 9 月 序言 機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課 、 技術(shù)基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的 .這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一 次深入的綜合性的總復習 ,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練 ,因此 ,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。 就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題 、 解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。 由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。 一 、 零件的分析 （一） 零件的作用 題目所給的零件是 831005 的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)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。零件上方的 22 孔與操縱機構(gòu)相連，而下方的 寬 18 的槽 則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。零件鑄為一體，加工時分開。 （二） 零件的工藝分析 831005 車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以 22 為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 220 028.0的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔內(nèi)壁有 3 個導向槽，有位置要求和精度要求，與 22孔面有垂直度要求。 2. 以 22 面為基準的加工表面 這一組加工表面包括： 寬 18 的槽的兩邊壁面 ，均與 22 孔有垂直度要求；上方的寬 8 的槽壁面，也 與 22 孔有垂直度要求。 這些表面有一定的位置度要求 ，都與孔有垂直度要求。 由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。 二 、 工藝規(guī)程設計 (一 )確定毛坯的制造形式 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(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回 問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進行。 （ 1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據(jù)這個基準選擇原則，現(xiàn)選取 22 028.00孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一個帶端面的長軸大平面定位銷作主要定位面，限制 5 個自由度，再以一組固定擋板限制最后 1 個自由度，達到完全定位 ,然后進行銑削。 （ 2）精基準的選擇。主要應該考慮基準 重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點 ,應當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 ,在生產(chǎn)綱領已確定的情況下 ,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具 ,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。 3.工藝路線方案 工序一 以 40 外圓為粗基準，粗銑 22 孔 下 端面。 工序二 精 銑 22 孔上下端面。 工序三 以 22 孔上端面為精基準，鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 22 孔，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達到 IT7。 工序四 以 22 孔為精基準，粗 .半精 .精銑寬 18 和寬 8 的槽，保證面的精度達到 IT7。 工序五 以 22 孔為精基準，粗 . 精鏜孔內(nèi)槽，保證精度達到 IT3。 工序六 以 22 孔為精基準，用惚鉆給 22 孔打倒角，保證精度要求 IT7。 工序七 對撥叉進行淬火處理，達到硬度要求。 工序八 檢查。 工序是八步，效率很高，以上工藝過程詳見圖 3。 （四）機械加工余量 、 工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”831005 車床撥叉 ”；零件材料為 HT200，硬度 190 210HB，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（ 22 端面）。 查機械制造工藝設計簡明手冊（以下稱工藝手冊）表 2.2 2.5，取 22 端面長度余量均為 2.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 1mm 精銑 0mm 2. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應該采用調(diào)整加工。因此在計算最大 、 最小加工余量時應按調(diào)整法加工方式予以確認。 （ 五 ）確立切削用量及基本工時 工序一 以 40 外圓為粗基準，粗銑 22 孔 上下 端面。 1. 加工條件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求：粗銑 22 孔 上下 端面。 機床： X6140 臥式銑床。 刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 ae=60,深度 ap=4,齒數(shù) z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊） 取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角 o 5 后角 o 8 ，副后角 o=8 ，刀齒斜角 s= 10 ,主刃 Kr=60 ,過 渡刃 Kr =30 ,副刃 Kr=5 過渡刃寬 b =1mm。 工序二 精 銑 22 孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 加工要求： 精 銑 22 上下 端面。 機床： X6140 臥式銑床。 刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。銑削寬度 ae=60,深度 ap=4,齒數(shù) z=10,故據(jù)切削用量簡明手冊（后簡稱切削手冊） 取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角 o 5 后角 o 8 ，副后角 o=8 ，刀齒斜角 s= 10 ,主刃 Kr=60 ,過渡刃 Kr =30 ,副刃 Kr=5 過渡刃寬 b =1mm。 。 工序三 以 22 孔上端面為精基準，鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 22 孔，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達到 IT7。 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o 12 ，二重刃長度 b =2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度mml 5.11 1202 100 30 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o 12 ，二重刃長度 b =2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度mml 5.11 1202 100 30 2.選擇切削用量 （ 1）決定進給量 查切 rmmf /86.070.0 35.12030 dl 所以， rmmf /70.0 按鉆頭強度選擇 rmmf /75.1 按機床強度選擇 rmmf /53.0 最 終 決 定 選 擇 機 床 已 有 的 進 給 量 rmmf /48.0 經(jīng)校驗m a x6090 FFf 校驗成功。 （ 2）鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查切）為 0.5 . mm，壽命 min60T （ 3）切削速度 查切 rmmvc /18 修正系數(shù) 0.1TVK 0.1MVK 0.1tvK 0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查切機床實際轉(zhuǎn)速為 min/272 rnc 故實際的切削速度 rmmndv sc /4.151 0 0 00 （ 4）校驗扭矩功率 NmM c 60 NmM m 2.144 所以 mc MM Ec PkwP 0.27.1故滿足條件，校驗成立。 .計算工時 m in20.045.12 7 2 80 nfLt m 由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。 擴鉸和精鉸的切削用量如下： 擴 鉆： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc mmd 8.190 鉸孔： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc mmd 94.190 精鉸： min/272 rn rmmf /48.0 min/4.15 mvc 7200 ITd 工序四 以 22 孔為精基準，粗 .半精 .精銑寬 18 和寬 8 的槽，保證面的精度達到 IT7 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 機床： XA5032 臥式銑床。 刀具： W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6。 工序五 以 22 孔為精基準，粗 . 精鏜孔內(nèi)槽，保證精度達到 IT3。 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 機床： 刀具： 工序六 以 22 孔為精基準，用惚鉆給 22 孔打倒角，保證精度要求 IT7。 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,鑄造。 機床： Z525 立式鉆床 刀具： W18Cr4V 硬質(zhì)合金惚鉆 工序七 對撥叉進行淬火處理，達到硬度要求。 工序八 檢查。 其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。 三 、 卡具設計 經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設計第六道工序 用惚鉆給 22 孔打倒角。本卡具將用于 Z525 立式鉆床。 （一） 問題的提出 在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此， 本步的重點應在卡緊的方便與快速性上。 （二） 卡具設計 1 定位基準的選擇 出于定位簡單和快速的考慮，選擇 22 孔為基準，即以一面 上 一長銷（自由度限制數(shù)： 5）配合以固定擋板（自由度限制數(shù)： 1）使工件完全定位。 2 切削力計算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實際效果可以保證可靠的卡緊。 軸向力 NkfdCF FyMMfFi 52.20.10.1006.0420 8.00.10 扭矩 MNkfdCM MyMzMMc 68.00.20 104 1 6.70.10.10 0 6.02 0 6.0 由于扭矩很小，計算時可忽略。 3. 定位誤差分析 本工序采用一定位銷，兩定位擋 板，工件始終靠近定位板的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應當能滿足定位要求。 4. 卡具設計及操作的簡要說明 卡具上設置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。 六、總 結(jié) 為期三周的機械制造工藝學課程設計即將結(jié)束了，三周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這三周的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設計，使我們不 但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和 AUTOCAD 等制圖軟件，為我們的畢業(yè)設計打下了好的基礎。 課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結(jié)合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關(guān)鍵一步。 在長春實習時，我們曾經(jīng)參觀過 各 個 工種的 加工過程，但由于當時的走馬觀花，在設計的時候 ， 很多重要信息都已經(jīng)回 憶不起來。這是給我自己的一個教訓：大學的學習都有一個鋪墊過程，任何一個環(huán)節(jié)都可能在以后得到應用。可惜，教訓來得太遲了。我希望通過最后這個內(nèi)容告誡我以后的學弟學妹們，不要忽視學校安排的任何學習內(nèi)容，不僅要踏踏實實學好課堂知識，對于實習也要提高重視，不要以為時實習是課外內(nèi)容，它是對課堂所學的一個補充。