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1、机电及自动化学院机械制造加工工艺课程设计设计题目：叉杆专业：07机械电子工程学 号：姓 名：指导老师：2010年7月5日至7月15日序言机械制造工艺学课程设计是我们完成了大学的大部分基础课、一级专业课之后进行的。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十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次的课程设计，了解并认识一般机 器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学的专业基础课和专业课的知 识。理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练， 从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个
2、良 好的基础，并且为后续课程的学习打下基础。因为这是首次接触工艺设计，对知识掌握和熟悉程度还有所欠缺， 因此在设计中难免会有考虑不周全的地方， 也有出现错误的地方，还 请老师多指正和帮助。目录一、零件的分析1、零件的作用 12、零件的工艺分析1二、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式 32、基准的选择 43、制定工艺路线 44、机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 65、确定切削用量和基本工时 9166、小结一、零件的分析1、零件的作用题目所给的零件是车床的拔叉。它位于车床的变速机构中，主要 起换挡，使主轴回转运动按照操作者的要求工作， 获得所需的速度和 扭矩的作用。其中，尺寸为20。0.04
3、3的孔操纵机构相连接，尺寸为R23,25 的孔则是用于和所控制齿轮的轴接触。用AutoCAD画出零件图为：2、零件的工艺分析零件的材料为QT450-10,为球墨铸铁，根据工程材料知识可以知道：该类型的球墨铸铁最低抗拉强度为450kgf/mm2,具有良好的力 学性能，应用范围仅次于灰铸铁。抗拉强度可以和刚媲美，塑性和韧性也有了很大的提高。球墨铸铁的焊接性能和热处理性能都优于灰铸铁，但消震能力比灰铸铁低。可以制成承受很大冲击的零件。根据球 墨铸铁的性能，可以初步确定叉杆需要加工的表面以及加工表面之间 的位置关系。1）以2 0 0 0.043为中心的加工表面这一组加工表面包括：2OoO.O43的孔、
4、其上下端面、下端面与孔有垂直度的关系、孔壁上有一个较难加工的用于钻绞的孔1OoO.O33以及一个M8的螺纹孔，其中孔1OOO.O33与2OOO.O43的孔有位置度的要求。2）以R23oO.25为半径的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：以R23oO.25为半径的孔、上下两个端面，其中上下端面与 2OoO.O43的孔有位置度的要求。由上面的分析可知：加工时应该先加工一组表面，然后以已加工表面为基准，再加工另外一组表面。二、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式已知此叉杆类零件的生产类型为大批量生产，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。零件
5、的材料为QT45O-1O,根据该种零件所生产的批量，该 种零件的结构形式比较简单，零件在机床运动时所受的冲击和震动大 小，可以选择铸件毛坯，选择金属型铸造。2、基准面的选择基准面的选择包括精基准的选择和粗基准的选择， 是零件工 艺规程设计中重要的环节之一。 基准面的选择如果正确合理，可以使 零件的加工质量得到保证，生产效率得到很大的提高。如果不合理， 加工工艺过程中就会出现这样那样的问题， 甚至还会造成零件的大批 报废，使生产无法正常进行1) 粗基准的选择根据所学知识可知：对于一个零件而言，尽可能选择不加 工表面为粗基准。而对于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
6、不加工表面为粗基准。根据这个基准选择原则，现选择 2 0 0 0.043孔的不 加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承36的外轮廓表面，可以限制5个自由度，再以一个销钉 限制最后一个自由度，达到完全定位后，即可进行铳削。2) 精基准的选择考虑到要保证零件的加工精度和装夹的准确方便，应依据 “基准重合”原则和“基准统一”原则3、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，以及加工方法所能达到的经 济精度，在生产纲领已经确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配合专用夹具，并尽量时工序集中来提高生产效率。除此以外，应当考虑生产所达
7、到的经济效果，以便是生产成本尽量下降。查阅机械制造工艺学和机械制造工艺手册，可以得到各加工面的加工方法，如表 1表1加，面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案20oO.O43下端面36无Ra12.5粗铳200O.O43上端面36无Ra12.5粗铳CC 0.043 20o 内圆面CC 0.0432008级无钻-扩-较R2300.25上端面R35无Ra6.3粗铳-半精铳R2300.25下端面R35无Ra6.3粗铳-半精铳R2300.25内圆面c 0.25R23012级Ra12.5链1 000.033上端面20无Ra12.5粗铳100。.033下端面20无Ra12.5粗铳4C 0.033 ,一，100内圆孔
8、/C 0.0331008级Ra3.2钻-扩-较M8螺纹孔无无无钻-攻丝工序安排如表2工序号工序内容定位基准I粗铳2000.043孔上下端面以36外圆表囹为粗基准n钻-扩-钱2 0 00.043内圆孔，使孔的精度达到8级，保证其垂直度误差以2 0 0 0.043孔下端面为精基准m粗铳以R2300.25为半径的孔的上下端面以200.043内圆孔为精基准IV半精铳以R2300.25为半径的孔的上下端面，保证其垂直度误差tw 2 0.043以200内圆孔为精基准V键以R2 300.25为半径的孔以200.043内圆孔为精基准VI切断VD，、八一 一 0 033钻-扩-较100内圆孔，使孔的精度达到8级
9、，并保证其垂直度误差以2 0 0 0.043内圆孔为精基准叩工、/ c 0.033扩100 孔的上下端面CC 0.043以200内圆孔为精基准IX钻一个M6的孔，攻 M8x1.25内螺纹以200.043内圆孔为精基准X I车各倒角和圆角X去毛刺x n清洗及终检4、机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定零件材料QT450-10,为球墨铸铁，硬度为160-210HB,毛坯重量为1Kg,生产类型为大批量，铸造毛坯。根据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：考虑到零件外圆表面并非加工表面， 所以外圆表面为铸造毛坯，没 有粗造度要求，因此直接铸造而成。2 ）外
10、圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差（20。0.043、R23oO.25孔的上下端面）查机械制造工艺设计简明手册表 2.2.2、表2.2.4、表2.2.5 , 取2OoO.O43mnfL的上下端面长度余量均为2.5mm （均为双边加工），铳 削加工余量为：粗铳2.5mmR23oo.25孔的上下端面长度余量均为2.5mm,铳削加工余量为：粗铳2mm 半精铳0.5mm3） 内孔（R23oO.25孔已经铸造成的孔）查机械制造工艺设计简明手册表 2.2.2、表2.2.4、表2.2.5 , 得：2OoO.O43圆孔已铸成孔的加工余量为3mm即铸造成的孔半径为,工序尺寸加工余量：钻孔至 mm扩孔1.8mm
11、粗较孔O.2mm取46孔已铸成孔的加工余量为3mm即铸造成的孔直径为，钻孔至 ，扩孔1.9mm 较孔O.1mmiOoO.O33孔加工前没有铸成孔，是实心封闭的，钻孔至 8mm扩孔1.8mm 较孔 O.2mm4） 内孔1OoO.O33内圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差（1OoO.O33孔的上下端面）查机械制造工艺设计简明手册表 2.2.2、表2.2.4、表2.2.5 , 扩孔至深度为1mm由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工，因此在计算最大、最小加工余量时应按照调整法加工方式予以确认。通过查阅机械加工手册得到相关数据可计算得到工序尺寸如表3加，向最终尺寸公差/粗糙度单边余量工序
12、尺寸毛坯尺寸2000.043孔上下端面无，Ra12.52.540粗铳45450.220较 19.80.043200 孔无，Ra6.31.8 19.8扩1814418钻140 25R23。孔上下端无，Ra6.30.512半精铳1317面213粗铳17R2300.25 孔0.250，Ra12.5346锋40400.210较9.8/ c 0.033 )100孔0.033 0,Ra3.21.89.8扩8088钻0八 0.033) r F100孔上下无，Ra12.510, 7 120物1010端面M8x1.25 （螺纹）无，无26M8攻66钻00最终得到的毛坯尺寸为1.115、确定切削用量和基本工时由机
13、械制造工艺手册中可查得: 根据工件尺寸和切屑深度选择（加工条件）工件材料：QT450-10,b=450Mpa HB=160-21Q 铸造。加工要求：粗铳2 0 00.043孔的上端面。工序I以36外圆为粗基准，粗铳2 0 00.043孔的上下端面。机床：X53立式铳床。刀具：W18Cr4砸质合金钢端铳刀，牌号切屑深度为ap=2.5mm每齿进给量为af=0.1mm/z,采用高速钢镶齿套式面铳刀，齿数为 Z=10,则进给量 f=af Z=1mm/r;直径 D=100mm切屑速度取v=0.35m/s转速 ns= 1000V 60 r/min , D1000 0.35 = r/min=66.84r/min 取 ns=70 r/min铳削基本时间：Tj= i 2fnTj= -36- 60 2=64.6s 1 70工序n 以2 0 00.043孔下端面为精基准，钻-扩-较2 0 0 0.043内圆孔，使孔的精度达到8级，保证其垂直度误差(1)选择钻床及钻头选才1Z5125A立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时，d = 18mm占头采用双头刃磨法；车床主轴转速为 n=50-2000r/min ,取 n=1000 r/min 。(2)选择切削用量a、 决定进给量由d=18mm查表并计算得：按钻头性能可查出进给量f=0.47-0.57mm/r，按机床强度查得进给量 f=0.056-1
