机械制造技术基础大作业-姚文超

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1、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2粗基准的选择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

2、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

3、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

4、，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。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

5、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

6、，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

7、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

8、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

9、，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

10、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

11、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/T6

12、414-1999）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

13、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

14、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机械制造技术基础，李旦，韩荣第.2版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2011.12机械设计课程设计，王连明，宋宝玉.4版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.13材料成型工艺，杜丽娟.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2009.24简明金属机械加工工艺手册，彭林中