机械制造工艺课程设计说明书

机械制造工艺课程设计说明书题目名称：设计CA6140车床拨叉831007的机械加工工艺规程及加工装备〔中批量生产〕专业：机械工程及自动化班级：学号学生姓名：指导教师姓名：日期：2011-12-30评定成绩：机电工程系机械制造工艺课程设计说明书指导教师评语从课程设计工作态度、工作量，说明书结构、数据处理、论点论据，工艺过程卡片、工序卡片内容和格式，图纸质量及存在缺乏的综合评语：指导教师评阅成绩〔按五级评分〕：指导教师:〔签名〕年月日目录第1章零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2第2章工艺规程设计4确定毛坯的制造形式4定位基准的选择5制定工艺路线5选择加工设备与工艺设备6选择机床6选择夹具6选择刀具7选择量具7确定工序尺寸7孔类加工工艺尺寸7面类加工工序8切削用量9填写工艺规程卡片11夹具的设计11明确任务，分析资料11.2确定结构方案11课程设计总结12参考文献13第1章零件的分析1.1零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床传动系统上双联滑移齿轮的拨叉,它与调速手柄相连,其主要作用是拨动一些零件，改变双联滑移齿轮的的位置，以实现系统调速和转向。如：滑移齿轮等，零件的上下两个槽(尺寸分别是)，是用来拨动零件的，传递的力不大，主要保证位置上和尺寸上的精度就可以了,中间的孔里的键槽用来定位。零件的工艺分析拨叉类零件属于薄壁型零件，形状复杂而不规那么。零件的装配基准为滑杆孔，其加工精度要求高，同时与工作面〔叉口两侧面〕要求有较高的位置精度。该类零件在加工和使用过程中都要重点考虑零件的变形问题。设计人员为了提高零件抗变形的能力，在壁的一侧设计有一定高度的加强筋，从而使该类零件没有一个较为平整的基面可用来做为粗基准，所以给精基准的加工带来了较大困难。另外，拨叉叉口的设计基准往往采用拨叉另一头的滑杆孔，两者距离较远。且在加工定位时往往相互依赖。因此，在加工制造过程中，一方面受薄壁件受力变形的影响，另一方面，又因两者距离较远，定位面又极小，定位精度受到严重影响，定位的准确性很差。再加上设计时为了保证拨叉的准确安装和使用性能可靠，滑杆头与叉口端面的垂直度要求较高，从而使这些关键的质量要求很难保证。1、零件选用材料为HT200，俗称灰口铸铁。灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差，脆性高，不适合磨削。2、该零件主要加工外表及技术要求分析如下：(1)、零件上端面及孔φ55H13的上下端面与孔φ22H7的垂直度公差等级为9-10级。外表粗糙度为Ra≤um。加工时应以上端面与孔φ22H7的内外表为基准。又由于上端面须加工，根据“基准先行”的规那么，故应先加工上端面，再加工孔φ22H7，最后加工孔φ55H13的上下端面。(2)、尺寸φ22、20、60、φ55、φ73都有其公差要求，加工时需要保证这些尺寸。使其满足20-0.21、φ220、60-0.20φ550φ730+0.5。(3)、φ22H7孔内外表Ra≤1.6，需要进行精铰。φ73H13孔内外表Ra≤6.3，铣端面时就可以保证。φ22H13内孔外表Ra≤只需半精镗即可。(4)、M8的孔只需要钻孔与攻丝，可放在后期工序中。(5)、φ8锥销孔只要求加工一半，故可以与M8孔同时钻出。(6)、两件铸在一起外表应无夹渣、气孔。根据各加工方法的经济精度及一般机床所能到达的位置精度，该零件没有很难加工的外表尺寸，上述外表的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。第2章工艺规程设计确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比拟复杂且为薄壁零件，且零件年产量为4000件，为大批大量生产，应选择精密铸造毛坯，毛坯精度为Ⅱ级，两件铸为一件。1、确定毛坯种类根据零件材料确定毛坯为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型，毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型。根据表15-5铸件尺寸公差等级采用

CT9级。2、确定铸件余量及形状根据表15-7，取加工余量为MA-G级。查表15-8确定各外表的铸件机械加工余量。铸件的分型面选择及各加工外表铸件机械加工余量见下表：外表代号根本尺寸〔mm〕加工余量等级加工余量〔mm〕说明T1T2T3D1D2D3407070225573HHHHHH顶面，降一级，单侧加工顶面，单侧加工底面，单侧加工孔径过小，保证铸造，余量减小孔，降一级，双侧加工孔，降一级，单侧加工孔，降一级，单侧加工3、画零件毛坯图(图附后)定位基准的选择定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否那么，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。〔1〕粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工外表为粗基准。而对有假设干个不加工外表的工件，那么应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作粗基准。根据这个基准选择原那么，现选取下端面不加工外表作为粗基准，限制三个自由度，加工φ40mm上端面，φ73mm两端面，φ55mm和φ22mm的孔。〔2〕精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的φ22mm孔为精基准，限制四个自由度。制定工艺路线制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用万能机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产本钱尽量下降。制订工艺过程1、根据各外表加工要求和各种加工方法所能到达的经济精度〔查表15-32、15-33、15-34〕，选择加工方法：〔1〕、上端面T1：粗铣〔R6.3〕——精铣〔R3.2〕〔2〕、上端面T2：粗铣〔R6.3〕——精铣〔R3.2〕〔3〕、底端面T3：粗铣〔R6.3〕——精铣〔R3.2〕〔4〕、切断面T4：粗铣〔R6.2〕〔5〕、小端头孔D1：扩孔〔R6.3、IT10〕——铰孔〔R1.6、IT7〕〔6〕、中间孔D2：粗镗〔R6.3〕——半精镗〔R3.2、IT7〕〔7〕、中间孔D3：粗镗〔R6.3、IT13〕2、工艺过程确实定:工序号工序内容定位基准010020030040050060070080090100110120130140铸坯粗铣小头孔的两端粗铣中间孔上端面粗铣中间孔下端面扩两小端头孔精镗中间孔精铣小头孔上端面半精镗中间孔精铣中间孔上端面精铣中间孔下端面精铰两端小头孔铣断钻2Xφ8、M8螺纹孔，攻M8螺纹去毛刺检验D1、T5D1、T1D1、T1D2、D5、T5D1、D5、T5D1、T5D1、T5D1、T5D1、T1D2、T5、D5D1、T5D1、D2、T5选择加工设备与工艺设备选择机床1、工序010、020、030、060、080、090均为铣端面，可采用立式升降台铣床：XQ5025A。2、工序040、100、120均为钻、扩孔工艺，可采用摇臂钻床Z3025B。3、工序050、070为镗孔，采用T68镗床。选择夹具各工序广泛采用专用夹具。在钻空M8时，其夹具可采用一面两空定位。选择刀具1、在铣床上加工的工序，均采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。2、加工孔φ22H7时，由于采用扩、铰的加工方案，故工序040可用扩孔刀具一次加工。而工序100精铰φ22H7，因加工余量小，那么选用高速钢铰刀。3、在镗孔φ55H13时，由于对精度要求不高，故采用硬质合金镗刀即可。选择量具1、对端面的尺寸精度要求不高，采用通用量具即可。2、对孔φ22H7，为保证加工精度，工序100采用专用塞规进行测量。为保证φ220.+0.021、20-的尺寸精度，采用专用极限量规。为保证各端面的垂直度，故采用千分表进行检测。确定工序尺寸孔类加工工艺尺寸孔类加工的设计基准与工艺基准重合，尺寸计算简单。铸造尺寸按要求其公差带对称分布，其余偏差一律按“入体原那么”确定〔孔类外表为双侧，公差加倍表示〕。圆柱外表工序尺寸及公差：加工外表加工内容加工余量〔mm〕精度等级外表粗糙度Ra〔um〕工序尺寸工序余量最小最大φ22H7铸件精铰扩孔2CT9IT7IT10φ20-+φ200φ220211φ55H13铸件粗镗半精镗642CT9IT13IT9φ49-0φ530φ550φ73H13铸件粗镗66CT9IT13φ67-φ730φ8铸件钻孔精铰8IT12IT8φ0φ80M8铸件钻孔攻丝8IT13IT7φ0φ80面类加工工序各端面加工定位基准屡次相互转换，使之尺寸及偏差关系复杂，余量核算也较复杂。现用工序尺寸联系图表法确定其工序尺寸。1、按规定符号建立工序尺寸联系图。其中C类尺寸为铸件尺寸，A类为机械加工工序尺寸，B类尺寸为最终保证尺寸。2、查表确定工序根本余量。根据手册表15-57取孔上端面粗铣余量为2.2mm，底端面粗铣余量为1.7mm，上端面、底端面精铣余量为0.8mm。3、由最终工序向前推算工序根本尺寸及毛坯尺寸。4、查表15-32及表15-33确定工序尺寸的经济加工精度。5、由各加工方法的经济精度确定工序尺寸偏差。〔a〕对直接保证设计尺寸的工艺尺寸，可按设计尺寸偏差要求确定其尺寸偏差。〔b〕铸件尺寸按要求其公差带对称分布。〔c〕其余独立的中间工艺尺寸按“入体方向”确定偏差。6、校核设计尺寸。加工外表加工内容加工余量精度等级工序尺寸外表粗糙度工序余量最小最大孔φ22上端面铸件CT961.5-+2精铣IT9580粗铣IT1258.80孔Φ55上端面铸件3CT933-+精铣IT9300粗铣IT1230.80孔φ55下端面铸件3CT933-+精铣IT9300粗铣IT1230.80切削用量工序Ⅰ粗铣小头孔端面，以底面为粗基准由机械手册可以直接查出铣削速度：采用立粗齿铣刀，。那么计算工时工序Ⅱ粗铣中间孔上端面由机械手册可以直接查出铣削速度：采用立粗齿铣刀，。那么计算工时工序Ⅲ粗铣中间孔下端面侧由机械手册可以直接查出铣削速度：采用错齿三面刃铣刀，。那么计算工时工序VI精铣小头孔上端面由于是精加工铣削速度放大30％，其值：采用镶齿三面刃铣刀，。那么计算工时工序VII半精镗中间的孔需要镗至φ650，单边余量，查手册一次镗削余量。3次镗完切削速度，进给量镗一次所以需要工时：完成整个加工需要的工时就为填写工艺规程卡片夹具的设计明确任务，分析资料1、本夹具设计工序120的钻2-φ8的孔钻、攻丝M8的孔。本工序要求如下：〔1〕、保证图上所标尺寸；〔2〕、保证2-φ8、M8孔中心线与孔Φ22H7的中心线在同一平面上。2、分析资料〔1〕、本道工序为后期加工，其他尺寸都已经保证，工件有适宜的定位基准；〔2〕、本工序加工的要求主要保证位置尺寸，对孔的要求不高；〔3〕、大批生产，要求精度不高，所以夹具采用简化结构，降低夹具设计与制造的本钱，提高经济效益。确定结构方案1、定位方式：为保证加工时零件的位置固定，须限定其在3个方向上的自由度，又为保证加工点的位置准确，须限定绕X、Y两方向上的旋转自由度。为了方便装夹故采用一面两孔完全定位，定位基准选用上端面与两个基准孔。2、选择定位元件，设计定位装置〔1〕、类型：定位支承板、短圆柱销、销边定位销；〔2〕、确定定位元件尺寸及配合公差：支承板M为标准板短圆柱销的尺寸Φ22g6=15两定位销的销心距平均尺寸130，公差为孔中心距的1/4〔3〕、确定引导元件，主要是钻套的结构类型和主要尺寸：选用固定式钻套，但是为了维修方便，也可采用可换钻套。〔4〕、制作夹具主要技术条件1〕、钻套的轴线对外表R的垂直度不大于0.05。