叉桿零件設(shè)計(jì)說明書.

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1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：叉桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 者： 指導(dǎo)教師： 2011年06月20日梧州學(xué)院電子信息工程系機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：叉桿零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機(jī)械加工工藝過程工藝卡 1張 4、機(jī)械加工工序卡 1張 5、機(jī)床夾具總裝圖 1張 5、機(jī)床夾具零件圖 1張 6、課程設(shè)計(jì)說明書 1份班 級(jí)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 2011年06月20日序言大三下學(xué)期我們進(jìn)行了機(jī)械制造基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，并進(jìn)行了金工實(shí)習(xí)，為了鞏固所學(xué)習(xí)知識(shí)，并且在我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前所對所學(xué)各課程進(jìn)行一次深入的綜合

2、性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，我們進(jìn)行了本次課程設(shè)計(jì)。 通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)過程中，我們認(rèn)真查閱資料，切實(shí)地鍛煉了我們自我學(xué)習(xí)的能力。另外，在設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)過老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的熱心幫助，我順利完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請各老師給予批評指正。目錄一、零件的分析 1.1、零件的作用51.2、零件的工藝分析5二 確定毛坯2.1確定毛坯制造形式62.2確定鑄件加工余量及形狀62.3繪制鑄件毛坯圖7三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1基準(zhǔn)面的選擇73.2 擬訂工藝路線73.

3、3機(jī)械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定93.4確定切削用量和基本工時(shí)11四 專用夾具設(shè)計(jì)4.1、工序尺寸和技術(shù)要求164.2、生產(chǎn)類型164.3、夾具類型的選擇164.4、定位裝置的設(shè)計(jì)164.5、夾緊裝置的設(shè)計(jì)174.6、鉆床夾具的零件圖和裝配圖17一 零件分析1.1零件的作用題目所給的零件是車床的叉桿。它位于車床的變速機(jī)構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。其中，尺寸為的孔操縱機(jī)構(gòu)相連接，尺寸為的孔則是用于和所控制齒輪的軸接觸。兩零件鑄為一體，加工時(shí)分開。用AutoCAD畫出零件圖為：1.2零件的工藝分析零件的材料為QT45-5，為球墨鑄鐵，從

4、工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)與機(jī)械零件手冊可查得：該類型的球墨鑄鐵最低抗拉強(qiáng)度為450，最低屈服強(qiáng)度為310，伸長率為5%，布氏硬度160210HBS。球墨鑄鐵在鑄鐵中力學(xué)性能最好，兼有灰鑄鐵的工業(yè)優(yōu)點(diǎn)，抗拉強(qiáng)度可以和剛相當(dāng)，塑性和韌性也有了很大的提高。球墨鑄鐵的焊接性能和熱處理性能都優(yōu)于灰鑄鐵，但消震能力比灰鑄鐵低。可以制成承受很大沖擊的零件。為此以下是叉桿需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求。1、小頭孔以及與此孔相通的一個(gè)較難加工的（用于鉆絞）孔和一個(gè)M8的螺紋孔。（其中孔與的孔有位置度的要求。） 2、大頭半圓孔3、孔的上下端面； 為半徑的孔的上下兩個(gè)端面，其上下端面兩端面與孔的表面有0.1

5、5mm的垂直度的誤差要求。由上面的分析可知：加工時(shí)應(yīng)該先加工一組表面，然后以已加工表面為基準(zhǔn)，再加工另外一組表面。二 確定毛坯2.1確定毛坯制造形式已知此叉桿類零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段，工序適當(dāng)集中加工設(shè)備以通用設(shè)備為主大量采用專用工裝。零件的材料為QT450-5，根據(jù)該種零件所生產(chǎn)的批量，該種零件的結(jié)構(gòu)形式比較簡單，零件在機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的沖擊和震動(dòng)大小，可以選擇鑄件毛坯，選擇金屬型鑄造。2.2確定鑄件加工余量及形狀查閱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，可以得到各加工面的鑄件余量。加工代號(hào)基本尺寸加工余量等級(jí)加工余量說明D1H6孔降一級(jí)雙側(cè)加工D2H6孔降一

6、級(jí)雙側(cè)加工T140H2.5單側(cè)加工T240H2.5單側(cè)加工T312H2.5單側(cè)加工T412H2.5單側(cè)加工2.3繪制鑄件毛坯圖三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1基準(zhǔn)面的選擇 基準(zhǔn)面的選擇包括精基準(zhǔn)的選擇和粗基準(zhǔn)的選擇，是零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一?；鶞?zhǔn)面的選擇如果正確合理，可以使零件的加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得到很大的提高。如果不合理，加工工藝過程中就會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，甚至還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行1、粗基準(zhǔn)的選擇根據(jù)所學(xué)知識(shí)可知：對于一個(gè)零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對于有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面為粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基

7、準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選擇孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承的外輪廓表面，可以限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后一個(gè)自由度，達(dá)到完全定位后，即可進(jìn)行銑削。2、精基準(zhǔn)的選擇考慮到要保證零件的加工精度和裝夾的準(zhǔn)確方便，應(yīng)依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則3.2 擬訂工藝路線 工藝路線的擬訂是制訂工藝規(guī)程的總體布局，加工方法、花粉加工階段、決定工序的集中與分散、加工順序的安排以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其他鋪助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。1、表面加工方法的確定查閱機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，表2.24、2.2

8、5可以得到各加工面的加工方法。加工表面尺寸及偏差/mm 尺寸精度等級(jí)粗糙度/m加工方案上端面36無Ra12.5粗銑下端面36無Ra12.5粗銑內(nèi)圓面IT8無鉆-擴(kuò)-鉸上端面R35無Ra6.3粗銑-半精銑下端面R35無Ra6.3粗銑-半精銑內(nèi)圓面IT12Ra12.5鏜上端面無Ra12.5粗銑下端面無Ra12.5粗銑內(nèi)圓孔IT8Ra3.2鉆-擴(kuò)-鉸M8螺紋孔無無無鉆-攻絲2、該叉桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工。在粗加工階段，先把精基準(zhǔn)（的下端面和其內(nèi)表面）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序可用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面精度要求。3、工序的集中與分散選用工序集中原則安排叉桿的加工工序。

9、該叉桿的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用夾具，以提高效率；而運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，但不可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面的相對位置精度。4、工藝路線方案工序1粗銑上下端面，以36外圓表面為粗基準(zhǔn)，采用X53立式銑床；工序2鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，保證其垂直度誤差，以孔下端面為精基準(zhǔn)，采用Z5125A立式鉆床；工序3 粗銑-半精銑以為半徑的孔的上下端面，保證其垂直度誤差，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用X53立式銑床；工序4 鏜以為半徑的孔，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用Z5125A立式鏜床；工序5 鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到

10、8級(jí)，并保證其垂直度誤差，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用Z5125A立式鉆床；工序6 擴(kuò)孔的上下端面，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用Z5125A立式鉆床；工序7 鉆一個(gè)M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用Z5125A立式鉆床；工序8 車各倒角和圓角；工序9 銑斷，以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，采用X53立式銑床；加專用夾具；工序10去毛刺；工序11清洗及終檢。3.3機(jī)械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定工序1粗銑上下端面，查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.63得：每邊留下2.5mm的余量。工序22鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.54得:先在鑄好的孔1218，1819.8，1

11、9.820工序3粗銑-半精銑以為半徑的孔的上下端面，查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.64得：粗銑余量為2mm，精銑余量為0.5mm。工序4 鏜以為半徑的孔，查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.55得：由鑄好的R20的孔鏜至R23。工序5 鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.53得：08，89.8，9.810。工序6 擴(kuò)孔的上下端面，查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)得：1020深度為2mm。工序7 鉆一個(gè)M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋，查機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.66得： 06。工序8 車各倒角和圓角；工序9 銑斷。工序10去毛刺；工序11清洗及終檢最終計(jì)算得到工序尺寸：加工面最終尺寸公差/粗糙度單邊余量

12、工序尺寸毛坯尺寸孔上下端面無，Ra12.52.5404545孔無，Ra6.30.21.862019.819.818181212孔上下端面無，Ra6.30.521213131717孔，Ra12.53464040孔，Ra3.20.21.88109.89.88800孔上下端面無，Ra12.510，深2201010M8x1.25（螺紋）無，無26M866003.4確定切削用量和基本工時(shí)由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)和機(jī)械零件手冊中可查得：工件材料：QT450-5，=450Mpa，HB=160-210HBS，鑄造。加工要求：粗銑孔的上端面。 工序1 以外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑孔的上下端面。機(jī)床：X53立式銑床。刀

13、具：W18Cr4v硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號(hào)切屑深度為ap=2.5mm每齒進(jìn)給量為af=0.1mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為Z=10，則進(jìn)給量f=afZ=1mm/r，直徑D=100mm切屑速度取 v=0.35m/s轉(zhuǎn)速 ns=r/min， = r/min =66.84r/min 取ns=70 r/min銑削基本時(shí)間：Tj= Tj=64.6s工序2 以孔下端面為精基準(zhǔn)，鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，保證其垂直度誤差（1） 選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)，=18mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，取n=100

14、0 r/min。（2） 選擇切削用量a、 決定進(jìn)給量 由=18mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=0.47-0.57mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.45mm/r。 b、 切削速度n=1000r/minc、 計(jì)算工時(shí) 擴(kuò)、鉸和精鉸的切削用量如下 擴(kuò)鉆：選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆 n=1000r/min f=0.7-0.8mm/r 鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1000r/min f=1.3-2.6 mm/r 工序3 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，粗銑-半精銑以為半徑的孔的上下端面粗銑：切屑深度為ap=2mm每齒進(jìn)給量為=0.1mm/z，采用高速鋼鑲齒套式

15、面銑刀，齒數(shù)為Z=10，則進(jìn)給量=afZ=1mm/r，直徑D=100mm切屑速度取 v=0.35m/s轉(zhuǎn)速 =r/min， = r/min =66.84r/min 取ns1=704r/min銑削基本時(shí)間： = =s=131.1s半精銑：切屑深度為ap=0.5mm每齒進(jìn)給量為=0.07mm/z，采用高速鋼鑲齒套式面銑刀，齒數(shù)為Z=10，則進(jìn)給量=afZ=0.7mm/r，直徑D=100mm切屑速度取 v=0.35m/s轉(zhuǎn)速 =r/min， = r/min =66.84r/min 取ns2=70 r/min銑削基本時(shí)間：= =187.2s總時(shí)間=318.3s工序4 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鏜以為半徑的孔。

16、 （1）選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A立式鏜床，選擇高速鋼鏜刀，鏜孔時(shí)，=46mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，取n=500 r/min。（2）選擇切削用量a、決定進(jìn)給量 由=46mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=1.2-1.4mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=1.2mm/r。 b、 切削速度n=500r/minc、 計(jì)算工時(shí) 工序5 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，并保證其垂直度誤差。（1） 選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A立式鉆床，選擇硬質(zhì)合金YG8鉆頭，粗鉆時(shí)，=

17、8mm,鉆頭采用雙頭刃磨法；車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，取n=1000 r/min。（2） 選擇切削用量a、 決定進(jìn)給量 由=8mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=0.18-0.22mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.20mm/r。 b、 切削速度n=1000r/minc、 計(jì)算工時(shí) 擴(kuò)、鉸和精鉸的切削用量如下 擴(kuò)鉆：選擇高速鋼擴(kuò)孔鉆 n=1000r/min f=0.5-0.6mm/r 鉸孔：選擇高速鋼絞刀 n=1000r/min f=0.65-1.3 mm/r ，取f=1mm/r 工序6 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，锪孔的

18、上下端面。（1）選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A立式鉆床，選擇高速鋼锪鉆，锪孔鉆時(shí)，=20mm,車床主軸轉(zhuǎn)速為n=50-2000r/min，取n=500 r/min。（2）選擇切削用量a、決定進(jìn)給量 由=20mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=0.6-0.7mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.6mm/r。 d、 切削速度n=500r/mine、 計(jì)算工時(shí) 工序7 以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)M6的孔，攻M8x1.25內(nèi)螺紋。鉆孔：（1） 選擇鉆床及鉆頭 選擇Z5125A立式鉆床，選擇硬質(zhì)合金YG8鉆頭，粗鉆時(shí)，=6mm,車床主軸轉(zhuǎn)速為

19、n=50-2000r/min，取n=1000 r/min。（2） 選擇切削用量a、 決定進(jìn)給量 由=6mm，查表并計(jì)算得：按鉆頭性能可查出進(jìn)給量f=0.18-0.22mm/r，按機(jī)床強(qiáng)度查得進(jìn)給量f=0.056-1.8mm/r。最終選擇機(jī)床進(jìn)給量為f=0.20mm/r。 b、 切削速度n=1000r/minc、 計(jì)算工時(shí) 車螺紋:采用高速鋼刀具W18Cr4V采用精加工模式，加工行程i=3，進(jìn)給量fz=0.8mm切屑速度 v=0.85m/s轉(zhuǎn)速 ns=r/min ns=274.8r/min車削基本時(shí)間：Tj=Tj=8.19s工序8 車倒角及圓角進(jìn)給量為 f=0.25mm/r采用高轉(zhuǎn)速ns=106

20、1r/min車削基本時(shí)間：Tj=Tj+=0.1s工序9 銑斷。四 專用夾具設(shè)計(jì)為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由此決定設(shè)計(jì)工序5 鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，所采用機(jī)床為Z5125A立式鉆床。4.1、工序尺寸和技術(shù)要求以內(nèi)圓孔為精基準(zhǔn)，鉆-擴(kuò)-鉸內(nèi)圓孔，使孔的精度達(dá)到8級(jí)，并保證其垂直度誤差。4.2、生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。4.3、夾具類型的選擇選用簡單V型塊定位螺旋壓板加緊機(jī)構(gòu)。4.4、定位裝置的設(shè)計(jì)（1）定位方案的確定用一M20的螺栓套在的孔和M20一削邊銷套在另一個(gè)的孔作為定位。（2）定位誤差分析4.5、夾緊裝置的設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)采用M20的螺栓作為夾緊螺栓。夾緊力的計(jì)算刀具：選擇硬質(zhì)合金YG8鉆頭，=8mm。由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知，鉆削時(shí)的主要切削力為鉆頭的切削方向，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)其中：=660，=8mm，,f=0.20mm/r。N4.6、鉆床夾具的零件圖和裝配圖。參考文獻(xiàn)1.尹成湖、李保章主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，高等教育出版社2.周開勤編，機(jī)械零件手冊高等教育出版社，第五版3. 濮良貴、紀(jì)名剛主編，機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社，第八章4.李育錫主編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，高等教育出版社5. 鄒慧君、張春林、李杞儀主編機(jī)械原理，高等教育出版社，第二版