哈工大机械制造课程设计最新完美版Word文件下载.docx
《哈工大机械制造课程设计最新完美版Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大机械制造课程设计最新完美版Word文件下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
除了拨叉上表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到加工要求；
而主要工作表面----拨叉上表面虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。
由此可以见，该零件的工艺性较好。
2．确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。
零件形状简单，因此毛形状需要与零件的形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。
2.2确定毛坯尺寸公差和机械加工余量
2.1.1公差等级
选取公差等级CT由《机械制造工艺设计简明手册》中表2.2-3可查得金属型铸造毛坯件的公差等级为7~9级，取为CT=9级。
根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造工艺设计简明手册》中表2.2-1可查得尺寸公差为CT=2.2mm
由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5查得机械加工余量等级为F级。
对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量等级为F级，得RAM数值为2.0mm。
2.2.2铸件重量
已知机械加工后波插件的重量为0.84kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1kg。
2.2.3零件表面粗糙度
由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6
2.2.4机械加工余量
根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。
根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。
求毛坯尺寸2-M8通孔和Φ5锥孔较小铸成实心；
C，D面单侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：
R=F+RAM+CT/2=80+2+2.2/2=83.1mm
为了简化铸件的形状取R＝83mm
D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：
R=F+RAM+CT/2=72+2+2.2/2=75.1mm
为了简化铸件的形状取R＝75mm
铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：
项目
C面
D面
公差等级CT
9
加工面基本尺寸
72
铸件尺寸公差
2.2
机械加工余量等级
F
RAM
2.0
毛坯基本尺寸
83
75
1、C面的单边总加工余量为Z＝3mm。
查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-49精加工余量Z=1mm，故粗加工余量为Z＝2mm。
2、D面精加工余量。
查《机械制造技术基础课程设计指南》Z＝1mm，故D面粗加工余量Z＝2mm。
3、花键孔
要求以花键外径定心，故采用拉削加工内空尺寸为
。
由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-42确定孔的加工余量分配：
钻孔：
20mm
扩孔：
22mm
拉花键孔（6-
25H7*
*6H9）
4、铣18H11槽
由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z＝3mm粗铣后公差为+0.18～+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11）
2.3、绘制铸件毛坯简图
3拟定拨叉工艺路线
3.1定位基准的选择
3.1.1粗基准的选择
对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工面与加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准。
若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。
如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。
为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。
应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。
粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免重复使用。
因此，选择零件的右表面作为粗基准。
3.1.2精基准的选择
应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。
所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。
该零件根据形位公差的要求，选择花键中心线为精基准。
3.2表面加工方法的选择
本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，内倒角等。
公差等级及粗糙度要求参考零件图。
其加工方法的选择如下：
（1）：
花键花键大径表面粗糙度为Ra1.6μm，毛坯孔未铸出，需钻，扩、铰孔、然后直接用拉刀拉出即可。
（2）：
端面本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。
待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽内侧表面粗糙度为Ra3.2μm及Ra6.3μm，经粗铣和半精铣即可。
（4）：
M8mm螺纹孔，由《机械加工工艺手册》查知.配钻方式加工。
在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。
（5）：
内倒角加工角度为15度的内倒角，采用铣床加工即可。
3.3工序集中与分散
选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。
该拔叉的生产类型为中批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；
而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。
3.4工序顺序的安排
1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——拨叉左端面
2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。
3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——拔叉头左端面内花键孔，后加工次要表面——拨叉上端面和通槽底面及内侧面。
4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉左端面，再加工内花键孔；
先拨叉上端面，再钻M8孔。
3.5确定工艺路线
工艺路线方案一：
工序一：
粗铣面
；
工序二：
钻孔，扩孔；
工序三：
两侧倒角15°
工序四：
拉花键孔（6-25H7**6H9）；
工序五：
粗铣槽18H11；
工序六：
工序七：
精铣槽18H11；
工序八：
钻
底孔；
攻
螺纹；
工序九：
去毛刺，清洗；
工序十：
检查，入库。
工艺路线方案二：
上述两个工艺方案的特点在于：
工艺路线二把拉花键孔（6-25H7**6H9）放在粗、精铣18H11底槽前，这样后面的工序三、四、五很难对工件进行定位和夹紧。
而工艺路线一把花键底孔Φ22H12钻削出来并倒角后紧接着就拉花键孔（6-25H7**6H9）。
这样后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧，即以花键中心线进行定位、进行螺旋夹紧。
此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠。
通过以上两种工艺路线的优缺点分析。
最后确定工艺路线一为该零件的加工路线。
4确定切削用量及基本工时
粗铣左端面75×
40面、保证尺寸
1、背吃刀量的确定
因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故。
2、进给量的确定。
根据《切削用量简明手册》表1.2，选用硬质合金端铣刀，刀具材料为YG6。
1）根据表《切削用量简明手册》表3.1，切削深度时，铣刀直
径
，
选择。
查《切削用量简明手册》表3.16齿数为Z=14。
2）铣刀几何形状（表3.2）：
由于
故选择
，副偏角为
前角为
，端齿
刃倾角
3）决定每齿进给量
采用对称端铣以提高进给量。
根据《切削用量简明手册》表3.5当使用YG6（功率4.5KW,
型立铣机床）查得每齿进给量
＝0.13～0.24mm/z取
＝0.13mm/z
3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据《切削用量简明手册》表3.7，铣刀后刀面最大磨损量为2.0，由于
=160mm，故刀具寿命T=180min（表3.8）
4计算铣削速度
5确定机床主轴转速
按机床说明书，与
接近的机床转速为235r/min,
所以实际铣削速度
每齿进给量为
6、校检机床功率根据《切削用量简明手册》表3.24知
约为1.9KW，机床主轴允许的功率为4.5KW,因此所选用的切削用量可以采用，即
7）计算基本工时
由《切削用量简明手册》表3.26可查得入切量及超切量Y+
=12mm。
故
以外圆为基准钻扩Φ20
决定进给量
由《切削用量简明手册》表2.7选择高速钢麻花钻头其直径do＝20mm。
铸铁的硬度大于200HBS查得进给量f，由于Yd＝80/20＝4查得修正系数Ktf＝0.95则f＝0.7mm/r。
由《切削用量简明手册》表2.8可查得钻头强度允许的进给量为f＝1.75mm/r。
由《切削用量简明手册》表2.9可知机床进给机构强度所允许的钻削进给量。
选用Z535钻床由表2.35查得进给机构允许的最大抗力Fmax＝8830N，do
20.5，查f＝0.93mm/s，故取f＝0.7由《切削用量简明手册》表2.19查得高速钢钻头钻孔的轴向力F＝5510N小于Fmax，故可用。
确定钻头的磨钝标准及寿命。
由《切削用量简明手册》表2.12查的钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命为T=15mim。
3）确定切削速度
＝275r/min
由《切削用量简明手册》表2.35取n＝272r/min则实际切削速度
Vc＝
＝
＝17.1m/min。
4）检验机床扭矩及功率
由《切削用量简明手册》表2.20可查得f
0.5mm/r时，Mc＝76.81Nm。
当nc＝272r/min时由《切削用量简明手册》表2.35可查得Mm＝144.2Nm。
由《切削用量简明手册》表2.23查得Pc＝1.1kw。
Pe＝2.6×
0.81＝7.76kw。
因为Mc
Mm，Pc
Pe，故所选切削用量可用。
f＝0.48mm/r，n＝nc＝272r/min。
Vc＝17m/min。
计算基本工时：
tm＝
由《切削用量简明手册》表2.29查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。
故：
＝0.47mim。
以外圆为基准扩孔Φ22H12
1、确定背吃刀量
由《切削用量简明手册》查得背吃刀量为0.7mm。
2、确定进给量
由《切削用量简明手册》查的f＝0.6～0.7mm/r。
根据机床说明书取f＝0.62mm/r
3、计算切削速度
＝5.7～8.5m/min
由此可知主轴的的转速为：
n＝100r/min
根据机床说明书取n＝140r/min，则实际切削速度
v＝
＝0.115m/s
4、计算切削工时
由《切削用量简明手册》表2.5可查得Kv＝30～60，取Kv＝45。
由《机械加工工艺手册》表3.5.1查得tm＝
，式中各参数：
L=80mm，L1＝1.707～2.107，取L1＝2mm，L2=2mm。
tm＝0.84min
车倒角1.5X1.5
立式钻床Z535,量具为样板，选择锪刀，90度直柄锥面锪钻。
d=22mm（高速钢），进给量f=0.10mm/s，切削速度v=20mm/min,不加切削液。
主轴转速392r/min，
=3.4KW.由该钻床说明书主电机功率P=11KW.
可见功率比P小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求.
拉花键φ25H7
由《机械加工工艺手册》表4.1-42拉刀的齿开量查得矩形花键拉刀，工件材料铸铁的齿开量为0.04～0.1mm，取齿开量为0.06mm。
拉削速度由《机械加工工艺手册》表4.1－65查得表面粗糙度要切Ra＝1.25～2.5，拉削速度为
级的花键拉削速度为
Vc＝4.5～3.5m/min取Vc＝3m/min
拉削级别由《机械加工工艺手册》表4.1－66查得。
拉削加工工时
t＝
式中Zb为单面余量Zb＝
＝1.5mm
L为拉削表明长度L＝80mm
为拉削系数，取
＝1.2
K考虑机床返回行程系数取k＝1.4
v为拉削速度
fz为拉刀单面齿开量
z为拉刀同时工作齿数z＝L/P
P为拉刀齿距P＝（1.25~1.5）
＝1.35
＝12mm
所以拉刀同时工作齿数为
z＝L/P=80/12
7
所以
＝0.16min
以花键中心孔和左端面为基准粗铣底槽18H11
1、选择卧式铣床X62，铣刀选用三面刃铣刀
因为槽深为35mm，而粗铣槽的精度可以达到要求所规定的表面粗糙度，根据所选刀具尺寸与铣削方式，可知ap＝8mm
2、切削用量的确定
由《机械加工工艺手册》表2.1-96查得切削速度为
V＝15m/min
每齿进给量为fz＝0.2mm/z。
则铣床主轴转速为
n＝
=29.8r/min
根据机床说明书可取n＝30r/min。
则实际转速为
Vf＝fznz＝0.2×
30×
24
＝144mm/min
3、切削加工工时
由《机械加工工艺手册》表2.1-99查得
＝
＝0.85min
以花键中心孔为基准粗铣上顶面
因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故ap=z=1.3mm。
2、进给量的确定
选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为200mm齿数为18，选用卧式铣床X62，功率为7.5KW。
由《实用机械加工工艺手册》表11－92可查得每齿进给量fz＝0.14～0.24mm取fz＝0.2mm/z
3、铣削速度的确定
由《实用机械加工工艺手册》表11-94可查得灰铸铁的硬度为150～225HBS。
则主轴转速为n＝1000Vc/
D＝72.5r/min。
Vf＝fzZn＝261r/mm。
取n＝70r/min，Vf＝252mm/min。
4、切削工时：
=60mm。
＝0.56mim。
以花键孔中心线和左端为基准精铣底槽18H11
1、由于粗铣已经完成了对槽底面的加工，故选取双面刃铣刀，卧式铣床X62，背吃刀量ap＝1mm。
2、确定进给量
由《机械加工工艺手册》表2.1-72查得每齿进给量为fz＝0.05～0.08mm/z取fz＝0.05mm/z。
由《机械加工工艺手册》表2.1-75查得后刀面最大磨损限度为0.22～0.25mm。
由表2.1-76查得铣刀寿命为T＝60min
3、切削用量的确定
由《机械加工工艺手册》表2.1-92查得V＝24m/min，则主轴转速
=47.7r/min
根据机床的说明书确定主轴转速为n＝47.5r/min。
则Vf＝fznz＝57mm/min
1钻螺纹通孔2XΦ82攻螺纹
（一）钻螺纹通孔2XΦ8
1、选择切削用量
选择高速钢直柄麻花钻直径为Φ8，钻头形状为双锥修磨横刃。
由《切削用量简明手册》表2.7查得进给量f＝0.36～0.44mm/r，由《切削用量简明手册》表2.83和钻头允许的进给量确定进给量f＝0.86mm/r。
由《切削用量简明手册》表2.9机床进给机构所允许的钻削进给量查得f＝1.6mm/r。
故由Z525型立式钻创说明书取f＝0.36mm/r。
2、确定钻头磨钝标准及寿命
由《切削用量简明手册》表2.12查得磨钝标准为0.5～0.8寿命为T＝35min。
3、确定切削速度
由《切削用量简明手册》表2.15查得切削速度为V＝15m/min。
则主轴转速为
＝596.8r/min。
由Z525钻床说明书由就近原则取n＝680r/min。
故实际切削速度为v＝14.9m/min
4、校核机床扭矩及功率
由《切削用量简明手册》表2.20查得
=420,
=1
＝0.8，
=0.206,
=2.0,
=0.8
＝420×
72×
0.360.8×
1
＝2870.6N
Mc＝0.206×
1＝4.5Nm
Pc＝
＝0.32KW
根据Z525机床说明书可知Mm=42.2Nm,Pe=2.8*0.81=2.26KW,Fmax=8830N由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数，故机床符合要求。
5、计算钻削加工工时
由《切削用量简明手册》表2.29查得入切量和超切量y＋
的值为6mm。
＝0.07min
因为表面存在俩加工孔故加工工时为T=2t＝0.14min。
（二）、攻M8螺纹
由《机械加工工艺手册》表7.2-4选用M8细柄机用丝锥，在普通钻床上攻丝。
由《机械加工工艺手册》表7.2-13在普通钻床上攻丝切削速度表查得Vc＝11～12m/min。
故钻床主轴的转速为：
＝437.9～477.7r/min
由Z525的说明书的参数可取n＝392r/min。
故实际切削速度为
Vc＝0.163mm/s
攻螺纹机动实际的计算
我tm＝
其中：
：
工件螺纹的长度
＝10mm。
丝锥切削长度
＝22mm。
攻螺纹是的超切量
＝（2～3）P取
＝3。
攻螺纹是的转速
＝392r/min。
丝锥退出时的转速
＝680r/min。
P:
螺距1.25mm。
最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片中。
5、夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
经过与指导老师协商，决定设计的第一道工序---粗铣
面的铣床夹具。
本夹具将用于X51立式铣床。
刀具为硬质合金YG6面铣刀，一次对四个毛坯件同时加工。
（1）问题的提出
本夹具主要用于粗铣面
面，为第一道工序，为后面的工序做粗基准，在加工本道工序前，毛坯件没有任何加工，因此，本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。
（2）夹具设计
1、定位基准的选择
由零件图可知，本工序以毛坯件的三个侧面为定位基准面，其中侧面为主要定位基准面，采用支撑板限制其三个自由度，底面采用支撑条限制其两个自由度，对面采用一个支撑块限制其一个自由度，实现完全定位。
为了提高功率，现决定采用杠杆多件夹紧装置，经过计算夹紧力小，故采用手动夹紧。
2、切削力及夹紧力的计算
刀具：
硬质合金YG6面铣刀
其中
水平分力:
垂直分力：
在计算铣削力时，必须把安全系数考虑在内。
安全系数
其中：
为基本安全系数1.5
为加工性质系数1.0
刀具钝化系数1.0
断续切削系数1.0
夹紧动力稳定性系数1.3
由参考文献【3】表3-25，查的当形式为用扳手的六角螺母时：
选用螺纹大径为16mm，螺距为2mm，扳手长度为190mm,夹在扳手上的力为10kgf时，可以产生523kgf的夹紧力。
由杠杆机构的力传动原理，将夹紧力折算到浮动夹紧钉上
由参考文献【3】表3-19，工件表面为毛坯时，取摩擦系数为0.3，则夹紧力产生的摩擦力为：
故夹具可以安全工作。
3.定位误差分析
由于本工序是第一道工序，为后面工序作粗基准，没有特别高的的平面度要求。
以毛坯件的三个侧面为定位基准面，其中侧面为主要定位基准面，采用支撑板限制其三个自由度，底面采用支撑条限制其两个自由度，对面采用一个支撑块限制其一个自由度，实现完全定位。
由于工序为铣削上顶面所以侧面和对面的定位误差对铣削面影响不大，可以忽略。
定位误差来源于工件装夹误差，夹具对定误差，加工过程误差三处。
定位基准无位置变动，所以位置误差为零，定位基准与工序基准重合，所以基准不重合度误差为零。
综上定位误差为零，符合
加工要求夹具体上表面与底面平行度误差小于0.15。
可以满足零件的精度要求。
6、参考文献
【1】李益民，机械制造工艺设计简明手册，机械工业出版社，2002
【2】艾兴，切削用量简明手册，北京，机械工业出版社2002
【3】上海柴油机厂工艺设备研究所，金属切削机床夹具设计手册，北京，机械工业出版社，1984
升级会员 