机械制造工艺学课程设计说明书分离爪课程设计说明书.docx

机电及自动化学院机械制造工艺学课程设计说明书设计题目： 分离爪工艺规程设计 姓 名： 学 号： 0811114041 班 级： 机电（1）班 届 别： 2008 指导教师： 日 期： 2011年7月 目录前言 （2）1 零件的工艺分析及生产类型 （3）1.1零件的用途 （3）1.2零件的工艺分析 （4）1.3零件的生产类型 （5）2 确定毛坯种类，绘制毛坯图 （5）2.1确定毛坯种类 （5）2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量 （5）2.3 设计毛坯图 （6）2.4 绘制毛坯图 （7）3 选择加工方法，制定工艺路线 （7）3.1 定位基准的选择 （7）3.2 零件的表面加工方法 （8）3.3工序的集中与分散 （8）3.4工序顺序的安排 （9）3.5制定工艺路线 （9）3.6 加工设备及工艺装备选择（11）3.7工序间加工余量的确定（11）3.8切削用量以及基本时间定额的确定（13）4 设计心得（27）参考文献（28）前言本次课程设计题目是：分离爪工艺规程设计。要求如下：材料为qt40-10，生产批量为大批大量生产，其他要求及零件参数见分离爪零件图，要求设计该分离爪的机械加工工艺规程，具体内容为：（1）根据生产类型，对零件进行工艺分析；（2）选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图；（3）制订零件的机械加工工艺过程，选择工序加工设备及工艺装备，确定各工序切削用量及工序尺寸，并计算工序的工时定额；（4）填写工艺卡片；（5）撰写设计说明书。图1 分离爪零件图1零件的工艺分析及生产类型1.1零件的用途分离爪通常用于车床变速机构中，主要起换档的作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作。工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速，转向。1.2零件的工艺分析 零件材料为qt40-10，属于球墨铸铁。此类铸铁中的石墨呈球状，对机体的割裂作用小，应力集中也小，使基体的强度得到了充分的发挥，它既具有灰铸铁的优点，如良好的铸造型、耐磨性、可切削加工型及低的缺口敏感性，又有与中碳钢媲美的抗拉强度、弯曲疲劳强度及良好的塑性与韧性。对零件图的分析如下：1. 零件40mm端面及50mm端面，粗糙度要求12.5um，粗车即可满足要求；2. 36mm孔粗糙度要求为3.2um，外圆40mm粗糙度要求6.3um。经过分析，可采用36mm孔及端面作为精基准，所以应先把它们加工出来；4. 螺旋面以及其凸台轮廓由于加工较为困难考虑选用数控铣床，螺旋面粗糙度要求6.3um，所以要半精铣加工；5. 20mm端面粗糙度要求为6.3um，需要半精铣加工，同时需要控制尺寸；6.8.3mm孔粗糙度要求6.3um，由于直径太小不能铸造毛坯孔，故采用钻、铰加工，同时要求孔轴线与36mm孔轴线满足平行度要求，所以加工时选36mm孔作为精基准；7. 3mm孔粗糙度要求较低，所以钻削加工便可满足条件，孔口倒角可采用90度锪孔刀进行加工。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件除了螺旋面较难加工选择数控铣床外，其他表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。由于零件结构非回转体且结构刚度较差，必须采用专用夹具进行定位夹紧。总的看来，该零件并没有复杂的加工曲面，属于较为简单的零件，所以根据各加工表面的技术要求采用常规的加工工艺均可保证。1.3零件的生产类型根据零件的生产纲领，该零件为大批大量生产。2确定毛坯种类，绘制毛坯图2.1确定毛坯种类零件材料为qt40-10，具有良好的铸造性、耐磨性、可切屑加工性。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选用铸件毛坯。又已知零件的生产规模为大批大量生产，根据机械制造技术课程设计指导表1-6，确定毛坯铸造方法为机器砂型铸造，铸件制造精度在it13以下。2.2确定毛坯尺寸及机械加工总余量 已知毛坯制造方法为机器砂型铸造，材料为球墨铸铁，规模为大批大量生产，查机械制造手册表5-3可得铸件尺寸公差等级ct为9级，加工余量等级ma为g级，查表5-2可得铸件加工余量为2.5mm，查表5-6可得铸件尺寸公差为2mm。由此可得出下表：表1 毛坯尺寸及机械加工总余量加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工总余量铸件尺寸端面312.03下端面42.03外圆402.03端面312.03孔362.03上端面82.03 根据上表数据以及零件图可得毛坯的尺寸为长100mm，宽55mm，高37mm。2.3 设计毛坯图（1） 确定铸造斜度 根据机械制造工艺设计简明手册确定毛坯砂型铸造斜度为。（2） 确定分型面 由于毛坯形状对称，且最大截面在中间截面，为了起模以及便于发现上下模在铸造过程中的错移，所以选择左右对称中截面为分型面。（3） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，铸件进行机械加工前应当进行时效处理。3.4 绘制毛坯图图2 分离爪毛坯图3选择加工方法，制定工艺路线3.1定位基准的选择 基准选择是工艺规程设计的重要内容之一。基准选择的正确与合理可以保证加工质量，提高生产率。 粗基准的选择：对于零件而言，应尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取50外圆作为粗基准，利用外圆及下端面来定位，四爪夹紧，并车削40外圆及端面。 精基准的选择：主要应该考虑基准重合、统一基准、互为基准等原则。采用40外圆与36孔互为基准反复加工的办法达到位置度要求，然后以半精镗后的36孔作为精基准。3.2 零件的表面加工方法根据零件图上标注的各加工表面的技术要求，查机械制造技术课程设计指导表1-7至表1-15，通过对各个加工方案的比较，最后确定零件表面的加工方法如下表：表2 零件表面加工方法需加工表面尺寸精度等级表面粗糙度ra/加工方法端面it1312.5粗车外圆it66.3粗车半精车精车螺旋面it133.2粗车半精铣精铣孔it93.2粗镗半精镗孔it1312.5粗镗端面it116.3粗铣半精铣孔it86.3钻铰孔it1312.5钻孔口倒角it1312.5锪3.3工序的集中与分散已知零件的生产规模为大批大量生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序都要集中，加工设备主要以专用设备为主，采用专用夹具，这样生产质量高，投产快生产率较高。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。4.4工序顺序的安排1.机械加工顺序 （1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准，即在前面加工阶段先加工mm孔及端面。同时考虑位置度要求，mm孔及mm外圆互为基准反复加工。 （2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面端面和外圆及端面，后加工次要表面mm孔、倒角。 （4）遵循“先面后孔”原则，先加工mm上端面，后加工mm孔；先加工及外圆，后加工孔。2热处理工序机械加工前对铸件毛坯进行时效处理，时效处理硬度hbs187-220,时效处理的主要目的是消除铸件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能，这样可以提高毛坯的可切削性能。 3辅助工序 毛坯铸造成型后，应当对铸件毛坯安排清砂工序，并对清砂后的铸件进行一次尺寸检验，然后再进行机械加工。在对零件的所有加工工序完成之后，安排去毛刺、清洗、终检工序。3.5制定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，综合考虑上述工序安排如下：a.确定工艺路线1.砂型铸造；2.时效处理；3.以50mm外圆及端面为粗基准定位，左右两端加紧，粗车40mm端面，保证尺寸16mm，粗车40mm外圆至尺寸42.6mm；4.以40mm端面及外圆为粗基准定位，粗车50mm端面至尺寸32mm，粗镗36孔至尺寸35.4mm，粗镗36.5mm孔；5.以36mm孔及50mm端面定位，半精车40mm外圆至尺寸40.6mm；6.以40mm端面及外圆定位，半精镗36mm孔至尺寸要求；7.以36mm孔及50mm端面定位，精车40mm外圆，倒角1*45；8.以36mm及端面为精基准定位，粗铣50端面加工出齿，保证21mm，粗铣半精铣20mm端面，在20mm下端面需要辅助支撑；9.以36及端面定位，粗铣-精铣螺旋面，保证上齿面31mm，下齿面至尺寸要求；10.以36mm及端面定位，20mm外圆用v形块辅助定位，钻-铰8.3mm孔，钻3mm孔，孔口锪倒角1.5*45；11.去毛刺；12.检验。3.6 加工设备及工艺装备选择查机械制造手册所选择的加工工艺装备如下表所示：表3 零件加工工艺装备选用工序号机床设备刀具量具工序1 铸游标卡尺工序2 时效游标卡尺工序3 车卧式车床ca6140硬质合金端车刀钢尺工序4 车、镗卧式车床ca6140硬质合金车刀硬质合金镗刀游标卡尺工序5 车卧式车床ca6140硬质合金车刀游标卡尺工序6 镗卧式车床ca6140硬质合金镗刀内径千分尺，塞规工序7 车卧式车床ca6140硬质合金车刀外径千分尺工序8 铣立式铣床x51硬质合金端铣刀工序9 铣数控铣床xk5025硬质合金端铣刀螺旋面铣刀工序10钻、铰立式钻床z525直柄麻花钻、直柄机用铰刀内径千分尺，塞规工序11 钳游标卡尺工序12 检内径千分尺、外径千分尺、游标卡尺、塞规3.7工序间加工余量的确定查机械制造技术基础课程设计指导，并综合对毛坯尺寸以及已经确定的机械加工工艺路线的分析，确定各工序间加工余量如下表：表4 零件机械加工工序间加工余量表工序号工步号工步内容加工余量/mm工序31粗车40mm端面3.02粗车46mm外圆至42.6mm1.7工序41粗车50mm端面至32mm2.02粗镗30mm孔至34.4mm2.23粗镗36.5mm1.05工序51半精车42.6mm外圆至40.6mm1.02外圆端倒角1*45工序61精镗34.4mm孔到mm0.8工序71精车40.6mm外圆至mm0.32倒角1*45工序81粗铣50mm端面加工出齿2粗铣20mm端面至9mm23半精铣20mm端面至mm1工序91半精铣螺旋面0.72精铣螺旋面0.3工序101钻8mm孔42铰8mm孔至8.3h8 0.153钻3mm孔1.54孔口倒角1.5*453.8切削用量以及基本时间定额的确定工序3 工步1 粗车40mm端面（1）切削深度（2）进给量的确定 选择yg6硬质合金端面车刀，查切削加工简明实用手册以下简称切削手册 选择硬质合金端面车刀的具体参数如下：l=12mm，t=10mm，s=4.5mm，r=10mm，,e=0.8mm，根据所选择的ca6140卧式车床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.5mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=72m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=560r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=8mm得（5） 校核机床功率：主切削力：=根据切削加工简明实用手册表8-55至表8-61查得：=-0.15 =92 =1.0 =0.75 =0 =1.07所以=831 n切削功率：=0.97 kw由机床说明书查得，机床电机功率=7.5 kw，取机床传动效率，时：=0.97=7.5x0.8=6 kw所以机床功率足够。工步2 粗车46mm外圆至42.6mm（1）切削深度（2）进给量的确定 选择yg6硬质合金外圆车刀，查切削手册选择硬质合金外圆车刀的具体参数如下：l=12mm，t=10mm，s=4.5mm，r=10mm，,e=0.8mm，根据所选择的ca6140卧式车床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.4mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=84m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=560r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=8mm得工序4工步1 粗车50mm端面至32mm（1）切削深度。（2）进给量的确定 选择yg6硬质合金端面车刀，查切削手册选择硬质合金端面车刀的具体参数如下：l=12mm，t=10mm，s=4.5mm，r=10mm，,e=0.8mm，根据所选择的ca6140卧式车床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.5mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=72m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=560r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=12mm得工步2 粗镗30mm孔至34.4mm（1）切削深度。（2）进给量的确定 此工序选择yg3x硬质合金镗刀，查表选择硬质合金镗刀的具体参数如下：l=12mm，t=10mm，s=4.5mm，r=10mm，,e=0.8mm，根据所选择的ca6140卧式车床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.7mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=68m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=710r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=14mm得工步3 粗镗36.5mm孔（1）切削深度。（2）进给量的确定 此工序选择yg3x硬质合金镗刀，查表选择硬质合金镗刀的具体参数如下：l=12mm，t=10mm，s=4.5mm，r=10mm，,e=0.8mm，根据所选择的ca6140卧式车床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.7mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=68m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=710r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=14mm得工序5工步1 半精车42.6mm外圆至40.6mm（1）切削深度。（2）进给量的确定 此工序选择yg6硬质合金外圆车刀，查表选择硬质合金外圆车刀的具体参数如下：l=15mm，t=9mm，s=6mm，r=9mm，,e=0.8mm，根据所选择的ca6140卧式车床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.3mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=106m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=800r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=10mm得工序6工步1 半精镗34.4mm孔到mm（1）切削深度。（2）进给量的确定 此工序选择硬质合金镗刀，查表选择镗刀的具体参数如下：d=36mm，l=325mm，l=79mm，根据所选择的ca6140卧式车床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.4mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=12m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=100r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=12mm得工序7工步1 精车40.6mm外圆至mm（1）切削深度。（2）进给量的确定 此工序选择yg6硬质合金外圆车刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：l=15mm，t=9mm，s=6mm，r=9mm，,e=0.8mm，根据所选择的ca6140卧式车床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.3mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=12m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=800r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=10mm得工序8工步1 粗铣50mm端面加工出齿（1） 切削深度。（2） 进给量的确定 此工序选择yg6硬质合金立铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：d=16mm， l=110mm，=25mm，齿数z=4，根据所选择的x51立式铣床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.25mm/z ，。（3） 切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=130m/min。计算主轴 转速，查机械制造工艺设计简明手册得超过了机床的转速范围，取n=1800r/min，然后计算实际。工步2 粗铣20mm端面至9mm（1） 切削深度。（2） 进给量的确定 此工序选择yg6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：d=80mm，=70mm，d=27mm，l=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的x51立式铣床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.28mm/z ，。（3） 切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=57m/min。计算主轴 转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=250r/min，然后计算实际。（4）基本时间的确定 查机械加工工艺师手册得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=250r/min，工作台进给量=，根据机械制造工艺设计简明手册查得取=755mm/min。根据机械加工工艺师手册查得=5，（5）检验机床功率查切削加工简明实用手册得铣削力： =960n切削速度v=62.83m/min=1.047m/sp=fxv=1.005kw4.5kw 满足机床功工序9工步1 半精铣螺旋面（1） 切削深度。（2） 进给量的确定 此工序选择yg6硬质合金端铣刀，查表选择硬质合金端铣刀的具体参数如下：d=80mm，=70mm，d=27mm，l=36mm，=30mm，齿数z=10，根据所选择的x51立式铣床功率为7.5kw,查机械加工工艺师手册取f=1mm/r。（3） 切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=90m/min。计算主轴 转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=390r/min，然后计算实际。（4）基本时间的确定 查机械加工工艺师手册得此工序机动时间计算公式：根据铣床的数据，主轴转速n=300r/min，工作台进给量=，根据机械制造工艺设计简明手册查得取=390mm/min根据机械加工工艺师手册查得=4，工序10工步1 钻8mm孔（1）切削深度。（2）进给量的确定 此工序选择yg6硬质合金直柄麻花钻头，查表选择麻花钻头的具体参数如下：d=8mm，=117mm，=75mm，根据所选择的z525立式钻床功率为2.8kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.3mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=40m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册发现超出了钻床的转速范围，所以取n=1360r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=5mm得（5）计算钻削力、扭矩及功率按切削加工简明实用手册表8-78可得：钻削力：=2265 n扭矩：=7.1 nm切削功率：=0.013 kw由上诉计算结果与机床允许值相比，均允许。工步2 铰8mm孔至8.3h8（1）切削深度。（2）进给量的确定 此工序选择硬质合金直柄机用铰刀，查表选择直柄机用铰刀的具体参数如下：d=36mm，l=117mm，l=33mm，根据所选择的z525立式钻床功率为2.8kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.2mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=10m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册得n=392r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=25mm得工步3 钻3mm孔（1）切削深度。（2）进给量的确定 此工序选择yg6硬质合金直柄麻花钻头，查表选择麻花钻头的具体参数如下：d=3mm，=61mm，=33mm，根据所选择的z525立式钻床功率为2.8kw,查机械加工工艺师手册取fz=0.13mm/r。（3）切削速度的确定 根据所知的工件材料为qt40-10,硬度hbs160-210，根据机械加工工艺师手册选择切削速度=18m/min。计算主轴转速，查机械制造工艺设计简明手册发现超出了钻床的转速范围，所以取n=1360r/min，然后计算实际（4）基本时间的确定 查机械制造工艺设计简明手册得此工序机动时间计算公式：根据机械制造工艺设计简明手册，查得，所以取=5mm得4设计心得为期两周的机械制造工艺学课程设计马上就要结束了。在这短短的两周里，我从刚开始