哈工大機械制造課程設計最新完美版

1、哈爾濱工業(yè)大學1. 零件的工藝性分析1.1撥叉的用途題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。寬度為30mm的面寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為30mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。1.2撥叉的技術要求加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等級表面粗糙度Ram形位公差mm撥叉左端面803.2撥叉上表面303.20.10A花鍵小徑22+00.021IT7花鍵大徑25+00.021IT71.6通槽上底面356.3通槽

2、內(nèi)側面18+00.113.20.08A通槽下底面352×M8通孔85錐孔配件51.3審查撥叉的工藝性分析零件圖可知，該撥叉形狀、結構比較簡單，通過鑄造毛坯可以得到基本形狀，減少了加工工序，又節(jié)約了材料。除了撥叉上表面外，其余表面加工精度較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床等車床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面-撥叉上表面雖然加工精度較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可以見，該零件的工藝性較好。2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1選擇毛坯零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，考慮到零件需加工表面少，精度要求不高，有強

3、肋，且工作條件不差，既無交變載荷，又屬于間歇工作，故選用金屬型鑄件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。零件形狀簡單，因此毛形狀需要與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)花鍵較小，因此不可直接鑄出。2.2確定毛坯尺寸公差和機械加工余量2.1.1 公差等級選取公差等級CT由機械制造工藝設計簡明手冊中表2.2-3可查得金屬型鑄造毛坯件的公差等級為79級，取為CT=9級。根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，由機械制造工藝設計簡明手冊中表2.2-1可查得尺寸公差為CT=2.2mm由機械制造工藝設計簡明手冊表2.2-5查得機械加工余量等級為F級。對所有的加工表面取同一數(shù)值，由機械制造工藝設計簡明手冊表2.

4、2-4查得最大輪廓尺寸為80mm、機械加工余量等級為F級，得RAM數(shù)值為2.0mm。2.2.2 鑄件重量已知機械加工后波插件的重量為0.84kg，由此可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量為1kg。2.2.3 零件表面粗糙度由零件圖可知，該撥叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m2.2.4 機械加工余量根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長40mm，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。求毛坯尺寸 2-M8通孔和5錐孔較小鑄成實心；C，D面單側加工，應由機械制造技術基礎課程設計指南式5-1求出，即：

5、R=F+RAM+CT/2=80+2+2.2/2=83.1mm為了簡化鑄件的形狀取R83mmD面為單側加工，毛坯尺寸由機械制造技術基礎課程設計指南式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+2+2.2/2=75.1mm為了簡化鑄件的形狀取R75mm 鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表：項目C面D面公差等級CT99加工面基本尺寸8072鑄件尺寸公差2.22.2機械加工余量等級FFRAM2.02.0毛坯基本尺寸83751、C面的單邊總加工余量為Z3mm。查機械制造技術基礎課程設計指南表5-49精加工余量Z=1mm，故粗加工余量為Z2mm。2、D面精加工余量。查機械制造技術基礎課程設計指南Z1m

6、m，故D面粗加工余量Z2mm。3、花鍵孔要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)空尺寸為。由機械制造技術基礎課程設計指南表5-42確定孔的加工余量分配：鉆孔：20mm擴孔：22mm拉花鍵孔(6-25H7*6H9)4、銑18H11槽由機械制造技術基礎課程設計指南表5-41查得粗銑后半精銑寬度余量Z3mm粗銑后公差為+0.18+0.27半精銑后公差為+0.11（IT11）2.3、繪制鑄件毛坯簡圖3擬定撥叉工藝路線3.1定位基準的選擇3.1.1 粗基準的選擇對于同時具有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工面與加工表面之間的位置要求，則應以不加工表面作為定位基準。若工件上有多個不加工表面，應選其中與

7、加工表面位置精度要求高的表面為粗基準。如果首先要求保證工件某重要表面加工余量均勻時，應選擇該表面的毛坯面作為粗基準。為保證工件某重要表面的余量均勻，應選重要表面為粗基準。應盡可能選擇光滑平整，無飛邊，澆口，冒口或其他缺陷的表面為粗基準，以便定位準確，夾緊可靠。粗基準一般只在頭道工序中使用一次，應該盡量避免重復使用。因此，選擇零件的右表面作為粗基準。3.1.2 精基準的選擇應滿足基準重合，基準統(tǒng)一，自為基準，互為基準等原則。所選的精基準應能保證定位準確，夾緊可靠，夾具簡單，操作方便等。該零件根據(jù)形位公差的要求，選擇花鍵中心線為精基準。3.2 表面加工方法的選擇本零件的毛坯為鑄件，待加工面有內(nèi)孔，

8、端面，及錐孔，內(nèi)倒角等。公差等級及粗糙度要求參考零件圖。其加工方法的選擇如下：（1）：花鍵 花鍵大徑表面粗糙度為Ra1.6m，毛坯孔未鑄出，需鉆，擴、鉸孔、然后直接用拉刀拉出即可。（2）：端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分無需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽內(nèi)側表面粗糙度為Ra3.2m及Ra6.3m，經(jīng)粗銑和半精銑即可。（4）：M8mm螺紋孔，由機械加工工藝手冊查知.配鉆方式加工。在加工的適當工藝過程中我們對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。（5）：內(nèi)倒角 加工角度為15度的內(nèi)倒角，采用銑床加工即可。3.3 工序集中與分散選用工序集中原則安排拔叉

9、的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對位置精度要求。3.4 工序順序的安排1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準撥叉左端面2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面拔叉頭左端面內(nèi)花鍵孔，后加工次要表面撥叉上端面和通槽底面及內(nèi)側面。4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉左端面，再加工內(nèi)花鍵孔；先撥叉上端面，再鉆M8孔。3.5 確定工藝路線工藝路線方案一：工序

10、一：粗銑面；工序二：鉆孔，擴孔；工序三：兩側倒角15°；工序四：拉花鍵孔(6-25H7*6H9)；工序五：粗銑槽18H11；工序六：粗銑面；工序七：精銑槽18H11；工序八：鉆底孔；攻螺紋；工序九：去毛刺，清洗；工序十：檢查，入庫。工藝路線方案二：工序一：粗銑面；工序二：鉆孔，擴孔；工序三：粗銑面；工序四：精銑槽18H11；工序五：粗銑槽18H11；工序六：兩側倒角15°；工序七：拉花鍵孔(6-25H7*6H9)；工序八：鉆底孔；攻螺紋；工序九：去毛刺，清洗；工序十：檢查，入庫。上述兩個工藝方案的特點在于：工藝路線二把拉花鍵孔(6-25H7*6H9)放在粗、精銑18H11底

11、槽前，這樣后面的工序三、四、五很難對工件進行定位和夾緊。而工藝路線一把花鍵底孔22H12鉆削出來并倒角后緊接著就拉花鍵孔(6-25H7*6H9)。這樣后面的工序就很容易對工件進行定位和夾緊，即以花鍵中心線進行定位、進行螺旋夾緊。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠。通過以上兩種工藝路線的優(yōu)缺點分析。最后確定工藝路線一為該零件的加工路線。4確定切削用量及基本工時工序一：粗銑左端面75×40面、保證尺寸1、背吃刀量的確定因為切削余量較小故一次切削就可切除所有余量故。2、進給量的確定。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選用硬質(zhì)合金端銑刀，刀具材料為YG6。1）根據(jù)表切削用量簡明手冊表3.1

12、，切削深度時，銑刀直徑，選擇。查切削用量簡明手冊表3.16齒數(shù)為Z=14。2）銑刀幾何形狀（表3.2）：由于故選擇，副偏角為前角為，端齒刃傾角3）決定每齒進給量。采用對稱端銑以提高進給量。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.5當使用YG6 （功率4.5KW, 型立銑機床）查得每齒進給量0.130.24mm/z取0.13mm/z3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.7，銑刀后刀面最大磨損量為2.0，由于=160mm，故刀具壽命T=180min（表3.8）4計算銑削速度5確定機床主軸轉(zhuǎn)速按機床說明書，與接近的機床轉(zhuǎn)速為235r/min,所以實際銑削速度每齒進給量為6、校檢機床功率 根據(jù)切

13、削用量簡明手冊表3.24知約為1.9KW，機床主軸允許的功率為4.5KW,因此所選用的切削用量可以采用，即7）計算基本工時由切削用量簡明手冊表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故工序二：以外圓為基準鉆擴20 決定進給量由切削用量簡明手冊表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do20mm。鑄鐵的硬度大于200HBS查得進給量f，由于Yd80/204查得修正系數(shù)Ktf0.95則f0.7mm/r。由切削用量簡明手冊表2.8可查得鉆頭強度允許的進給量為f1.75mm/r。由切削用量簡明手冊表2.9可知機床進給機構強度所允許的鉆削進給量。選用Z535鉆床由表2.35查得進給機構允許的最大抗力Fmax

14、8830N，do20.5，查f0.93mm/s，故取f0.7由切削用量簡明手冊表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F5510N小于Fmax，故可用。確定鉆頭的磨鈍標準及壽命。由切削用量簡明手冊表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。 3）確定切削速度 275r/min 由切削用量簡明手冊表2.35取n272r/min則實際切削速度Vc17.1 m/min。4）檢驗機床扭矩及功率 由切削用量簡明手冊表2.20可查得f0.5 mm/r時，Mc76.81Nm。當nc272r/min時由切削用量簡明手冊表2.35可查得Mm144.2Nm。 由切削用量簡明手冊表2.23查得

15、Pc1.1 kw。Pe2.6×0.817.76 kw。 因為McMm，PcPe，故所選切削用量可用。 f0.48mm/r ，nnc272r/min。Vc17m/min。計算基本工時： tm由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量與超切量分別為10mm和10mm。故： tm0.47 mim。以外圓為基準擴孔22H121、確定背吃刀量由切削用量簡明手冊查得背吃刀量為0.7mm。2、確定進給量由切削用量簡明手冊查的f0.60.7mm/r。根據(jù)機床說明書取f 0.62mm/r3、計算切削速度 5.78.5 m/min由此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為： n100r/min根據(jù)機床說明書取n140r/min

16、，則實際切削速度v0.115m/s 4、計算切削工時 由切削用量簡明手冊表2.5可查得Kv3060，取Kv45。 由機械加工工藝手冊表3.5.1查得tm，式中各參數(shù)：L=80mm，L11.7072.107，取L12mm，L2=2mm。故tm0.84min工序三立式鉆床Z535,量具為樣板，選擇锪刀，90度直柄錐面锪鉆。d=22mm（高速鋼），進給量f=0.10mm/s，切削速度v=20mm/min,不加切削液。主軸轉(zhuǎn)速392r/min，=3.4KW.由該鉆床說明書主電機功率P=11KW.可見功率比P小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求.工序四：拉花鍵25H7 由機械加工工藝手冊表4.1-

17、42拉刀的齒開量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開量為0.040.1mm，取齒開量為0.06mm。拉削速度由機械加工工藝手冊表4.165查得表面粗糙度要切Ra1.252.5，拉削速度為級的花鍵拉削速度為 Vc4.53.5 m/min 取Vc3 m/min拉削級別由機械加工工藝手冊表4.166查得。拉削加工工時 t式中Zb為單面余量Zb 1.5 mmL為拉削表明長度 L80 mm為拉削系數(shù)，取1.2K 考慮機床返回行程系數(shù)取 k1.4v為拉削速度fz為拉刀單面齒開量z為拉刀同時工作齒數(shù)zL/PP為拉刀齒距 P（1.251.5）1.35 12 mm所以拉刀同時工作齒數(shù)為 zL/P=80/127所

18、以 t 0.16 min工序五：以花鍵中心孔和左端面為基準粗銑底槽18H111、選擇臥式銑床X62，銑刀選用三面刃銑刀因為槽深為35 mm ，而粗銑槽的精度可以達到要求所規(guī)定的表面粗糙度，根據(jù)所選刀具尺寸與銑削方式，可知ap8 mm2、切削用量的確定由機械加工工藝手冊表2.1-96查得切削速度為 V15 m/min 每齒進給量為fz0.2 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為 n=29.8 r/min根據(jù)機床說明書可取n30 r/min。則實際轉(zhuǎn)速為 Vffznz0.2×30×24 144 mm/min 3、切削加工工時 由機械加工工藝手冊表2.1-99查得 0.85 min工序六：

19、以花鍵中心孔為基準粗銑上頂面1、背吃刀量的確定因為切削余量較小故一次切削就可切除所有余量故ap=z=1.3mm。2、進給量的確定選用硬質(zhì)合金端銑刀刀具材料為YG6銑刀直徑為200mm齒數(shù)為18，選用臥式銑床X62，功率為7.5KW。由實用機械加工工藝手冊表1192可查得每齒進給量fz0.140.24mm取fz0.2mm/z3、銑削速度的確定由實用機械加工工藝手冊表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D72.5r/min 。VffzZn261r/mm。取n70r/min ，Vf252mm/min。4、切削工時：由切削用量簡明手冊表3.26可查得入切量及超

20、切量Y+=60mm。故 t 0.56mim。工序七：以花鍵孔中心線和左端為基準精銑底槽18H111、由于粗銑已經(jīng)完成了對槽底面的加工，故選取雙面刃銑刀，臥式銑床X62，背吃刀量ap1 mm。 2、確定進給量由機械加工工藝手冊表2.1-72查得每齒進給量為fz0.050.08 mm/z取fz0.05 mm/z。由機械加工工藝手冊表2.1-75查得后刀面最大磨損限度為0.220.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T60 min 3、切削用量的確定由機械加工工藝手冊表2.1-92查得V24 m/min，則主軸轉(zhuǎn)速 n=47.7 r/min根據(jù)機床的說明書確定主軸轉(zhuǎn)速為n47.5 r/min。

21、則Vffznz57 mm/min工序八：1 鉆螺紋通孔2X8 2 攻螺紋（一） 鉆螺紋通孔2X8 1、選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為8，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由切削用量簡明手冊表2.7查得進給量f0.360.44mm/r，由切削用量簡明手冊表2.83和鉆頭允許的進給量確定進給量f0.86mm/r。由切削用量簡明手冊表2.9機床進給機構所允許的鉆削進給量查得f1.6mm/r。故由Z525型立式鉆創(chuàng)說明書取f0.36mm/r。2、確定鉆頭磨鈍標準及壽命由切削用量簡明手冊表2.12查得磨鈍標準為0.50.8壽命為T35min。3、確定切削速度由切削用量簡明手冊表2.15查得切削速度為V1

22、5m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n596.8 r/min。由Z525鉆床說明書由就近原則取n680 r/min。故實際切削速度為v14.9 m/min 4、校核機床扭矩及功率由切削用量簡明手冊表2.20查得 =420, =1 0.8，=0.206, =2.0, =0.8 420×72××1 2870.6 N Mc0.206×72××14.5 Nm Pc0.32 KW 根據(jù)Z525機床說明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機床的各個相應的參數(shù)，故機床符

23、合要求。5、計算鉆削加工工時由切削用量簡明手冊表2.29查得入切量和超切量y的值為6 mm。故 t 0.07 min因為表面存在倆加工孔故加工工時為T=2t0.14 min。（二）、攻M8螺紋由機械加工工藝手冊表7.2-4選用M8細柄機用絲錐，在普通鉆床上攻絲。由機械加工工藝手冊表7.2-13在普通鉆床上攻絲切削速度表查得Vc1112 m/min。故鉆床主軸的轉(zhuǎn)速為： n437.9 477.7 r/min由Z525的說明書的參數(shù)可取n392 r/min。故實際切削速度為 Vc0.163 mm/s攻螺紋機動實際的計算 我tm 其中：工件螺紋的長度10 mm。 ：絲錐切削長度22 mm。 ：攻螺紋

24、是的超切量（23）P取3。 ：攻螺紋是的轉(zhuǎn)速392 r/min。 ：絲錐退出時的轉(zhuǎn)速680 r/min。 P:螺距1.25mm。 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片中。5、 夾具設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設計的第一道工序-粗銑面的銑床夾具。本夾具將用于X51立式銑床。刀具為硬質(zhì)合金YG6面銑刀，一次對四個毛坯件同時加工。（1） 問題的提出本夾具主要用于粗銑面面，為第一道工序，為后面的工序做粗基準，在加工本道工序前，毛坯件沒有任何加工，因此，本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度不是主要問題。（2) 夾具設計1、定位基準的選擇由零件圖可知，本工序以毛坯件的三個側面為定