X62W机床拨叉变速操纵机械加工工艺规程设计说明书.doc

毕业设计说明书专业：机械制造与自动化 班级：机制3074姓名：李 凯学号：11307438指导老师：侯佰康陕西国防工业职业技术学院目录序 言 3 第一部分工艺设计说明书20第二部分第10号工序夹具设计说明书21第三部分第25号工序刀具设计说明书23第四部分第40号工序量具设计说明书24第五部分毕业设计体会25第六部分 参考资料25序 言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼：1能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。3 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。就我个人而言，我希望通过本次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，对我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！由于能力所限，设计尚存在许多不足之处，恳请各位老师予以指教。编者2010.04.22二OO七 届毕业设计（论文）任务书专业：机械制造与自动化 班级：机制3074 姓名：李凯 学号：11307438一、设计题目(附图)： 拨叉 零件机械加工工艺规程制订及工序工艺装备设计。二、设计条件： l、零件图； 2、生产批量：中批量生产。三、设计内容： 1、零件图分析：l）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）；2）、绘制零件图； 2、毛坯选择： 1）、毛坯类型； 2）、余量确定； 3）、毛坯图。 3、机械加工工艺路线确定： 1）、加工方案分析及确定； 2）、基准的选择；3）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。 4、工艺尺寸及其公差确定： 1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）； 2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸； 3）、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 5、设备及其工艺装备确定：6、切削用量及工时定额确定： 确定每道工序切削用量及工时定额。7、工艺文件制订： 1）、编写工艺设计说明书； 2）、填写工艺规程；（工艺过程卡片和工序卡片）8、指定工序机床夹具设计： 1）、工序图分析； 2）、定位方案确定； 3）、定位误差计算； 4）、夹具总装图绘制。 9、指定工序刀具、量具没计。（绘制刀具量具工作图）四、上交资料（全部为电子文稿）：1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写）2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图）； 3、机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写） 4、夹具总装图一张（A4图纸）；零件图两张（A4图纸）； 5、刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具工作图一张（A4图纸）。五、起止日期：2 009 年 11 月 一2 010 年 4 月 六、指导教师：侯佰康七、审核批准： 教研室主任：黄雨田 系主任：张鑫年 月 日八、设计评语：九、设计成绩：年 月 日第一部分工艺设计说明书一、 零件的分析1. 零件图经过分析，此图正确，完整，合理。2. 零件的作用 题目所给的零件是X62W铣床的拨叉。它位于铣床变速操纵机构中。它是一种辅助零件。3. 技术要求 尺寸精度，此零件图中的尺寸精度要求较高的有20N7（），6的孔， , 表面粗糙度R29.5圆弧的表面粗糙度为12.5 6的锥孔表面粗糙度为1.6 16的两侧面表面粗糙度为1.627的右侧面表面粗糙度为6.3，左侧面表面粗糙度为12.5 20内孔的表面粗糙度为1.6 行为精度叉头侧面对孔20N7（）的中心轴线的圆跳动允许误差为0.15二零件的工艺分析零件的材料为QT45-5，球墨铸铁生产简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、小头孔20以及与此孔相通的6的锥孔、M10螺纹孔。2、大头半圆孔R29.5。3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与叉头侧面对孔20N7（）的中心轴线的圆跳动允许误差为0.15由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。三、确定生产类型 已知此拨叉零件的生产可确定生产类型为中批生产，所以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。四、确定毛坯1、确定毛坯种类：经过分析此零件如果单个加工部好，浪费成本，在铸造时一次加工三个。最后切断。零件材料为QT45-5。考虑零件在机床运行过程中所受中等强度，较高的耐磨性和良好的减震性。从生产率考虑。选择“金属模机械砂型铸造”制造的毛坯可以满足不加工表面的粗糙度要求。2毛坯余量确定毛坯余量的确定方法有查表法，经验估计法与分析计算法。其中经验估计法为防止因余量不足产生废品在估计时往往将其余量估的比较大，这样便造成浪费，只适合小批量生产。分析法是根据加工余量的公式和一定的经验资料，对影响加工余量的各项因素进行分析，并计算确定加工余量。这种方法比较合理，但必须有较全面和可靠的试验资料，因此只在十分贵重的以及军工生产中应用。根据工件加工中所给表格中所给的相关资料查的16半精加工余量为227半精加工余量为259半精加工余量为5平面第一次粗加工的余量为1.52.5。3毛坯零件合图草图五、工艺规程设计1.选择定位基准：1 粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，大头孔外圆表面为辅助粗基准。2 精基准的选择：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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个外圆柱表面为辅助的定位精基准。2.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:加工表面工序（或工步）名称工序（或工步）余量工序（或工步）基本尺寸工序（或工步）经济精度工序（或工步）尺寸及其偏差表面粗糙度（um）公差等级公差值16的两侧面精铣Z=1mm16IT110.1Ra1.6粗铣Z=218IT110.18Ra3.2毛坯Z=320IT130.27-Ra12.527的两侧面精铣C1Z=127IT110.13Ra6.3D1粗铣C1Z=229IT120.21-RaD1毛坯Z=331IT130.33Ra12.559孔粗镗2Z=1049IT120.5Ra12.5毛坯圆环5920的孔精铰2Z=0.0620IT70.02420Ra0.8粗铰2Z=0.1419.94IT80.033 Ra1.6钻2Z=19.819.8IT120.21Ra3.2毛坯实心6的孔铰2Z=0.26IT70.012Ra0.8钻2Z=5.85.8IT100.048Ra1.6毛坯实心M10的螺纹孔钻2Z=8.58.5IT100.048Ra1.6毛坯实心3.加工阶段的划分说明加工阶段划分为四个阶段 粗加工阶段 切除毛坯上大部分多余的金属，主要目标是提高生产率。 半精加工阶段 使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量并可以完成一些次要表面加工，如扩孔等。 精加工阶段 保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。 光整加工阶段 对工件上精度和表面粗糙度要求很高的表面。需进行光整加工，主要目标是提高尺寸精度减小表面粗糙度，此阶段一般不能用来提高位置精度。4.制定工艺路线以及主要的机加工工序简图:根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性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，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序01 铸造工序05 热处理时效工序10 粗铣D1面，并保证 工序15 粗铣，精铣C1面，并保证工序20 粗车，精车B1面，并保证。以及粗镗59的孔工序25粗铣，精铣A1面，并保证的 尺寸工序30 分别钻，扩，铰20的孔，并保证加工到20工序35检验,校正工序40 铣断工序45 铣尺寸15工序50 钻M10底孔，攻螺纹，工序55 钻6的锥孔工序60 倒角，去毛刺；工序65 终检。5、确定切削用量及时间定额：工序10 铣D1面，并保证。铣加工1. 工件材料：QT45-5 b =450MPa，铸造;工件尺寸：31，l=90mm;加工要求：粗铣D面，加工余量2mm;机床：X51立式铣床；刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角：s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=2mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，X51立式铣床）时： fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=700r/min,vfc=750mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=275m/minf zc=v fc/ncz=750/70012 mm/z=0.09mm/z5)校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定:ap=1.5mm，nc=700r/min，vf=750mm/s，vc=275m/min，fz=0.09mm/z。6）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=90mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=100mm，则：tmL/ Vf=(90+100)/750=0.25min。工序15 粗铣，精铣C1面，并保证粗铣加工的切削用量和时间定额及其计算过程同工序10。精铣加工刀具：YG6硬质合金端铣刀；机床：X51立式铣床；查切削手册表3.5，进给量为：，取为0.5mm/r参考有关手册，确定，采用YG6硬质合金端铣刀，则：现采用X51立式铣床，根据简明手册表4.2-36，取，故实际切削速度： 当时，工作台每分钟进给量：，取为980mm/min本工序切削时间为：min工序20 粗车，精车B1面，并保证。以及粗镗59的孔加工B1面刀具：90度车刀， 机床：CA6140立式铣床根据切削手册查得，。根据简明手册表4.2-36查得，取：，故实际切削速度： 当时，工作台每分钟进给量应为：查说明书，取计算切削基本工时：因此，镗孔加工机床：CA6140车床单边余量 两次切除，则 。根据简明手册4.2-20查得，取 。根据简明手册4.2-21查得，取：。计算切削基本工时：工序25粗铣，精铣A1面，并保证的 尺寸粗铣加工刀具：YG6硬质合金端铣刀，机床：X51立式铣床根据切削手册查得，。根据简明手册表4.2-36查得，取：，故实际切削速度： 当时，工作台每分钟进给量应为：查说明书，取计算切削基本工时：因此，精铣加工刀具：YG6硬质合金端铣刀；机床：X51立式铣床；查切削手册表3.5，进给量为：，取为0.5mm/r参考有关手册，确定，采用YG6硬质合金端铣刀，则：现采用X51立式铣床，根据简明手册表4.2-36，取，故实际切削速度： 当时，工作台每分钟进给量：，取为980mm/min本工序切削时间为：min工序30 分别钻，扩，铰20的孔，并保证加工到20，1. 选择钻头 根据切削手册表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角o12，二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度， 2.选择切削用量 （1）确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册，由切削手册表2.7,系数为0.5,则： 按钻头强度选择:查切削手册表2.8,钻头允许进给量为：；按机床进给机构强度选择：查切削手册表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r。根据简明手册表4.2-16,最终选择进给量。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据切削手册表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf，故所选进给量可用。（2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.6mm，寿命（3）切削速度查切削手册表2.30，切削速度计算公式为： （m/min）其中，查得修正系数：，故实际的切削速度： （4）检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20，当f0.26, do19mm时，Mt=31.78Nm，修正系数均为1.0，故MC=31.78 Nm。查机床使用说明书：Mm =144.2 Nm。查切削手册表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kw。查机床使用说明书，。由于，故切削用量可用，即：，3、计算工时4、扩孔至19.8查切削手册表2.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：。根据资料，切削速度 ，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故：，根据机床使用说明书选取： 。基本工时： （1）粗铰至刀具：专用铰刀机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为0.81.2mm/z,进给量取0.81mm/r，机床主轴转速取为=140r/min，则其切削速度为：。机动时切削工时，=38mm，(2) 精铰至刀具：机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48mm/r，机床主轴转速取为：=140r/min，则其切削速度为：机动时切削工时，=38mm工序40， 铣断选择锯片铣刀，d=160mm，l=6mm，中齿，Z=40采用X61卧式铣床查切削手册，选择进给量为：,切削速度为：，则：根据简明手册表4.2-39，取，故实际切削速度为：此时工作台每分钟进给量应为：查切削手册表4.2-40，刚好有。计算切削基本工时：工序50 钻M10底孔，攻螺纹（1）钻螺纹底孔mm机床：Z525立式钻床刀具：高速钢麻花钻根据切削手册查得，进给量为0.180.22mm/z,现取f=0.22mm/z，v=17m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：（2）攻螺纹M10机床：Z525立式钻床刀具：丝锥M10，P=1.5mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：，则 ；机动时，计算切削基本工时： 工序55 钻、铰6锥孔， 刀具：专用刀具机床：Z525立式钻床确定进给量：根据切削手册表2.7查得，查Z525机床使用说明书，现取。查切削手册表2.15，计算机床主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度为：600计算切削基本工时：第二部分第30工序夹具设计说明书1.工序尺寸精度分析由图中可以看出该夹具中的定位面是以工件的C面和59的孔，夹具体以锻件为主，各定位件均为标准件. 2.定位方案确定经分析B1平面底面限制Z移动 y转动 X转动59的内孔限制X转动 y移动挡销限制z转动综合结果实际限制X移动 X转动 z移动 Y移动 Y转动 3.定位元件确定由图知需限制X移动 、X转动 、Y移动 、Y转动、 Z移动 z转动 选用定位销 ，大平面定位 挡销 螺栓 移动弯压板 垫圈 螺母加紧定位4.定位误差分析计算此道工序只保证D1 面的表面粗糙度要求，不需定位误差分析。5.夹紧方案及元件确定参考夹具设计资料，采用螺旋夹紧机构夹紧工件，夹紧元件选螺栓，螺母 垫圈，移动弯压板6.夹具总装图第三部分：第20工序刀具的设计镗刀设计说明书1收集已知条件：工件材料：QT45-5加工工序：粗镗59的内孔；使用机床：T7162设计计算步骤序号项目数据来源或公式计算采用值1镗刀类型根据刀具的作用和类型选取焊接式闭孔镗刀2刀片材料硬质合金YG8刀杆材料刀杆材料453刀具几何角度车刀几何角度选择参考值，粗车：=1015， =46， =7590，=46，=010，=12。=10，=6，=90，=20， =5；4刀片型号查（基本型硬质合金焊接刀片）表，GB524585型式，A212Z型号：=12，t=10，s=4.5，R=10，=1，e=0.85镗刀外形结构尺寸由CA6140中心高205查（不同机床中心高允许的刀杆截面）表刀杆截面取方形，尺寸为20mm，总长为150mm，见CAD图3镗刀CAD图第四部分第30工序量具设计1.确定被测孔的极限偏差 20孔的上下偏差为：ES=-0.006mm, EI=-0.030mm2.量具类型确定测孔所用工作量规为塞规。3.极限量具尺寸公差确定查公差与技术测量课本表6-1得IT7=0.021 尺寸为的20量规公差为T=0.0024mm 位置要素Z=0.0034mm 形状位置公差=T/2