机械制造技术基础大作业—姚文超.doc

班号：1008104姓名：姚文超机械制造技术基础”课程大作业作业题目：学生姓名：评阅教师：作业成绩：2013年春季学期目录1.零件的分析11.1零件的作用11.2零件的工艺分析12.工艺规程设计12.1确定生产类型12.2确定毛坯的制造形式12.3基面的选择22.3.1粗基准的选择22.3.2精基准的选择23.制定工艺路线23.1工艺路线方案一23.2工艺路线方案二33.3工艺路线方案三33.4工艺方案比较分析43.5工艺路线方案的完善44.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定94.1工件104.2铸件的圆角半径104.3铣40上端面加工余量及公差104.4加工22孔104.5铣55上端面104.6铣55下端面114.7加工55孔114.8其他11参考文献121. 零件的分析1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔与操纵机构相连，二下方的55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。1.2零件的工艺分析 由零件图可知，该零件的材料为HT200，灰铸铁铸造性能优良，铸件产生缺陷的倾向性小，生产工艺简单，减振能力强，但塑性较差、脆性高，切削加工时呈崩碎切屑，不适合磨削。由所给零件图纸可知拨叉831007需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下： 1.小头孔22以及与此孔相通的锥孔、螺纹孔 2.大头半圆孔55 3.小头孔上端面、大头半圆孔上下73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。2. 工艺规程设计2.1确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，查阅参考文献1第9页表2.3各种生产类型的特点和要求，初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。2.2确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：根据零件图可知该零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查阅参考文献454页表2-9大批量生产铸件的尺寸公差等级，选用铸件尺寸公差等级CT9级。2.3基面的选择2.3.1粗基准的选择 查阅参考文献1255页7.3.1定位基准的选择可知，在选择粗基准时应遵守“相互位置要求”原则，即：如果必须首先保证工件上加工表面与未加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准；如果在工件上有很多不加工表面，则应以其中与加工表面位置精度要求较高的表面作粗基准。根据“相互位置要求”原则，现选取40的外表面和底面为粗基准加工22孔的上表面。2.3.2精基准的选择查阅参考文献1256页2精基准的选择可知，在选择精基准时，应注重遵循“基准重合”原则，即尽量选用设计基准作为精基准，以便消除基准不重合误差。根据这一原则选择精加工过的22孔为精基准。考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的上表面和加工过的孔为主要的定位精基准。3. 制定工艺路线3.1工艺路线方案一工序010 粗铣40上端面工序020 扩、半精铰、精铰22孔工序030 粗铣55上端面周径至71mm工序040 粗铣55下端面周径至71mm工序050 粗镗55孔工序060 钻、扩、半精铰、精铰8锥孔及钻M6底孔，攻M8螺纹工序070 铣断工序080 半精铣40上端面工序090 半精铣55上端面，周径至73mm工序100 半精铣55下端面，周径至73mm工序110 半精镗55孔工序120 去毛刺、检查3.2工艺路线方案二工序010 粗铣40上端面工序020 粗铣55上端面周径至71mm工序030 粗铣55下端面周径至71mm工序040 粗镗55孔工序050 扩、半精铰、精铰22孔工序060 钻、扩、半精铰、精铰8锥孔及钻M6底孔，攻M8螺纹工序070 铣断工序080 半精铣40上端面工序090 半精铣55上端面周径至73mm工序100 半精铣55下端面周径至73mm工序110 半精镗55孔工序120 去毛刺、检查3.3工艺路线方案三工序010 粗铣40上端面工序020 半精铣40上端面工序030 粗铰、精铰22孔工序040 粗铣55上端面工序050 半精铣55上端面工序060 粗铣55下端面工序070 半精铣55下端面工序080 粗镗55孔工序090 半精镗55孔工序100 钻M6底孔，攻M8螺纹，钻孔（装配时钻铰）工序110 铣断工序120 去毛刺、检查3.4工艺方案比较分析上述方案一和二的加工工序差别在于:方案一中先加工孔22, 再以40上端面及22内孔为基准加工55孔；而在方案二中先镗孔55，再以55内孔及上端面加工22孔。由所给零件图可知55孔的设计基为准22孔的中心线，由基准重合原则可知，应用设计基准作为精基准，已消除基准不重合误差，故加工55孔时定位基准应为22孔的中心线，以保证其加工精度，符合大批生产要求。方案三违背了“先粗后精，粗精分开”的原则，总体上讲，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。综合以上分析可知方案一较为合理，故选择加工工序为方案一。3.5工艺路线方案的完善工序010 粗铣40上端面以22孔外表面及底面为基准，分别限制2、3个自由度。采用立式铣床加工。工序020 扩、半精铰、精铰22孔40上端面已经过粗加工，选择40上端面及22孔外表面为基准。采用组合机床加工。工序030 粗铣55上端面周径至71mm55上端面与22孔位置精度要求较高，且22孔已经过精加工，选择以22内孔及底面为基准。采用立式铣床加工。工序040 粗铣55下端面周径至71mm55下端面与22孔位置精度要求较高，且22孔已经过精加工，选择以22内孔及40上端面为基准。采用立式铣床加工。工序050 粗镗55孔由于55孔与22孔位置精度要求较高，且40上端面已经过加工，选择40上端面及22内孔为基准。采用镗床加工。工序060 钻、扩、半精铰、精铰8锥孔及钻M6底孔，攻M8螺纹以40上端面及55内孔为基准，采用组合机床加工。工序070 铣断采用立式铣床加工，基准如图。工序080 半精铣40上端面以22孔外表面及底面为基准，分别限制2、3个自由度。采用立式铣床加工。工序090 半精铣55上端面，周径至73mm以22内孔及底面为基准，分别限制2、3个自由度。采用立式铣床加工。工序100 半精铣55下端面，周径至73mm以22内孔及40上端面为基准，分别限制2、3个自由度。采用立式铣床加工。工序110 半精镗55孔以22内孔及40上端面为基准，分别限制2、3个自由度。采用镗床加工。工序120 去毛刺、检查4. 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由所给零件设计图可知拨叉零件材料为HT200，硬度HBS170240，毛坯重量约1.0Kg，生产大批采用金属型铸造毛坯。依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：4.1工件由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。4.2铸件的圆角半径铸件的圆角半径，查阅参考文献3第一章金属液态成型，浇铸方式选用金属型铸造；查阅参考文献2105页表9.24铸造外圆角（JB/ZQ 4256-1986）表9.25铸造内圆角（JB/ZQ 4255-1986） R=3-5mm ，拔模斜度外表面0-15，自然失效处理以消除铸造应力。4.3铣40上端面加工余量及公差圆柱40上端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,查阅参考文献4166页表4-8平面加工方案 ，确定其加工方案为粗铣半精铣。查表2-1各种毛坯的表面层厚度，可知灰铸铁铸件的表面层厚度为。查表2-11铸件机械加工余量等级的选择（GB/T6414-1999）可知灰铸铁采用金属型铸造时要求的机械加工余量为,查表2-12要求的铸件机械加工余量（GB/T6414-1999）确定加工余量为：半精铣的加工余量(单边)Z=0.8mm。粗铣加工余量(单边)Z=1.2mm。4.4加工22孔22孔的尺寸公差为T=0，021,查阅参考文献6可知内孔精度要求为IT7。内孔表面粗糙度要求为，属精加工。查阅参考文献4165页表4-7孔加工方案得22孔的加工方案为：铸造出20孔扩孔粗铰精铰最终达到要求的尺寸精度和表面粗糙度。查阅参考文献465页表2-27按照基孔制7级公差（H7）加工孔，得到各加工余量为：扩孔 ： 21.8 2Z=1.8mm。粗铰: 21.94 2Z=0.14mm。精铰: 22+0.0210mm。4.5铣55上端面查阅参考文献6可知圆柱55两端面精度要求IT11,表面粗糙度值要求为Ra3.2,查阅参考文献4166页表4-8平面加工方案 ，确定其加工方案为粗铣半精铣。查阅参考文献4表2-11铸件机械加工余量等级的选择（GB/T6414-1999）可知灰铸铁采用金属型铸造时要求的机械加工余量为,查表2-12要求的铸件机械加工余量（GB/T6414-1999）确定加工余量为：半精铣的加工余量(单边)Z=0.8mm。粗铣加工余量(单边)Z=4.2mm。4.6铣55下端面查阅参考文献6可知圆柱55两端面精度要求IT11,表面粗糙度值要求为Ra3.2,查阅参考文献4166页表4-8平面加工方案 ，确定其加工方案为粗铣半精铣。查阅参考文献4表2-11铸件机械加工余量等级的选择（GB/T6414-1999）可知灰铸铁采用金属型铸造时要求的机械加工余量为,查表2-12要求的铸件机械加工余量（GB/T6414-1999）确定加工余量为：半精铣的加工余量(单边)Z=0.8mm。粗铣加工余量(单边)Z=4.2mm。4.7加工55孔毛坯为铸孔,查阅参考文献6可知内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.2, 查阅参考文献4165页表4-7孔加工方案得55孔的加工方案为粗镗半精镗，查阅参考文献465页表2-27，得到各加工余量为：粗镗53.5，2Z=3.5mm。半精镗55+0.4，2Z=1.5mm。4.8其他钻锥孔7.8及M6底孔；半精铰、精铰8锥孔，保证R1.6的表面粗糙度；攻M8螺纹：半精铰加工余量2Z=0.14mm。精铰加工余量2Z=0.06mm。参考文献1机械制造技术基