完整版机械制造工艺学毕业课程设计实例.docx
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完整版机械制造工艺学毕业课程设计实例
机械制造工艺学课程设计任务书
设计题目:
拨叉
(二)(CA6140)
机械加工工艺规程编制及工装设计(年产量:
4,000件)
设计内容:
1.编制机械加工工艺规程,填写工艺文献1套,绘
制零件毛坯图1张
2.设计夹具1套,绘制夹具装配图和主要结构零件
图各1张
3.撰写课程设计说明书1份
设计时间:
前言
机械制造工艺学课程设计是在我们完成了大学的全部基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
通过机床加工工艺及夹具设计,汇总所学专业知识如一体(如《机械零件设计》、《金属切削机熟悉与理解,并为以后的实际工作奠定坚实的基础!
床》、《机械制造工艺》等)。
让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
设计目的:
机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程,经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节;在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程基本训练。
同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。
通过课程设计达到以下目的:
1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。
通过学生亲手设计夹具的训练,提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。
一.零件的分析
(一)、零件的作用:
题目给定的拨叉(CA6140)位于车床变速机构中,主要起换挡使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。
工作过程:
拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮,以实现系统调速。
转向。
其花键孔Ø25与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动。
零件的2个交叉头补位与滑移齿轮相配合。
(二)、零件的工艺分析
CA6140车床拨叉
(二)共有两个加工表面,它们之间有一定的位置要求。
1、一花键孔的中心线为基准的加工面
这一组面包括Ø25H7的六齿方花键孔、Ø22H2的花键低空及两端的2×15°的倒角、距花键孔中心线上方22mm的平面以及距中心线下方15mm的平面。
2、以工件左端为基准的宽度为18H11的槽
18H11的槽的2个内表面与花键槽的中心线有垂直度公差0.08
二、工艺规程设计
(一)、确定毛坯的制造形式
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,故选择铸件毛坯。
加上工件的年产量为4000件,属于大批量生产,采用金属膜铸造成型。
根据《机械加工工艺手册》选择铸件的加工余量等级为7级,底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为4mm。
(二)、基准的选择
1.粗基准的选择:
因为要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以Φ40的外圆表面作为粗基准。
同时也以工件的右端面作为粗基准。
2.精度基准的选择:
为保证定位基准和工序基准重合,以零件的左面C面为精基准。
(三)、制定工艺路线
制定工艺路线得出发点,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,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。
1.工艺路线方案一
工序1粗、精铣工件的左端面(C面)
工序2扩花键孔孔到Ø22
工序3锪倒角花键孔2×15°
工序4粗、精铣台阶面B面
工序5钻孔2×M8,攻螺纹,钻Ø5锥孔
工序6粗、精铣宽度为18的槽和槽的上表面的平面
工序7拉花键
工序8去毛刺
工序9终检
2.工艺路线方案二
工序1粗、精铣工件的左端面(C面)
工序2扩花键孔到Ø22
工序3锪倒角花键孔2×15°
工序4拉花键
工序5粗、精铣台阶面B面
工序6粗、精铣宽度为18的槽和槽的上表面的平面
工序7钻孔2×M8,攻螺纹,钻Ø5锥孔
工序8去毛刺
工序9终检
3.工艺路线方案三
工序1粗、精铣工件的左端面(C面)
工序2扩花键孔到Ø22
工序3锪倒角花键孔2×15°
工序4粗、精铣台阶面B面
工序5粗、精铣宽度为18的槽和槽的上表面的平面
工序6钻孔2×M8,攻螺纹,钻Ø5锥孔
工序7拉花键
工序8去毛刺
工序9终检
工艺方案的比较和选择:
方案二把拉花键放接在扩孔和倒角之后,因为花键孔的精度要求比较高,后面接下来的加工还要用花键孔来作为定位,易破坏拉花键的精度。
所以应把拉花键放在最后一道工序,因为它的加工的精度要求比较高,加工是一次完成,不会破坏加工的精度要求。
再看方案一和方案三,方案一把钻孔安排在加工好台阶面之后接着进行,之后又还要进行铣槽的工序,为了方面加工和合理安排加工顺序,所以还是把铣的部分安排在一起,方便加工。
综上考虑,最终选择工艺路线方案三为最终方案。
(四)、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA6140车床拨叉:
零件材料为HT200,硬度190~210HB,毛坯重量0.8kg,生产类型大批量,铸造毛坯。
1.端面(C面)的加工余量
查《简明机械加工工艺手册》(以下简称“简明手册”)表10-6取铣削的加工余量:
粗铣3mm
精铣1mm
2.花键底孔的加工余量
内孔Ø20先铸出,所以取钻孔的双边加工余量为2mm,单边为1mm
3.B面(台阶面)的加工余量
查《简明手册》表1-22取铣削的加工余量:
粗铣2mm
精铣1mm
4.宽度为18的槽
查《机械加工工艺手册》表3.2-29取铣削的加工余量:
粗铣3mm(双边余量)
精铣1mm(双边)
5.拉花键孔
花键孔按外径定位
查《机械加工工艺手册》表3.2-19取加工余量为2Z=1mm。
6.其他尺寸直接铸造得到
7.毛坯尺寸
考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求,不需要加工。
从铸造出来即可符合使用要求,因此,只采取75×40的表面加工余量。
查《机械加工工艺手册》表3.1-24,确定毛坯的尺寸公差为CT7,表3.1-21查得CT7=1.1mm。
相应计算如下:
名义尺寸:
80+4=84mm
最大极限尺寸=80+4+CT7=85.1mm
最小极限尺寸=80+4-CT7=82.9mm
具体毛坯尺寸见后附的毛坯图
(五)、确立切削用量及基本工时
确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ:
铣削端面。
本工序采用计算法确定切削用量。
1.加工条件
工件材料:
HT200,查《简明手册》表10-3,取σb=195Nmm2=0.195GPa=195MPa。
选取用金属型铸造。
加工要求:
粗铣右端面,然后精铣此端面。
铣床:
查《机械加工工艺手册》表9.1-2,选用X6132A卧式铣床。
主轴转速30~1500rmin,机床功率9.06kw。
最高表面粗糙度可达1.6。
刀具:
查《简明手册》表12-21,取刀具材料YG6。
查《机械加工工D=80mm,齿数z=10。
Κr=。
2.计算切削用量
⑴粗铣右端面
进给量选择:
根据《机械加工工艺手册》表9.4-1,工件夹具系统刚度为中等条件,取每齿进给量=0.2mmz。
背吃刀量=3mm。
铣削速度:
参考《简明手册》表11-28,选取铣削速度为60mmin。
按《机械加工工艺手册》表9.2-11选取dz=8010,即铣刀直径80mm,铣刀齿数为10。
由公式
。
铣床为8级级数,按机床手册及计算,有n=240rmin这一转速,与理论转速相近,即可选此转速。
实际铣削速度
。
查《机械加工工艺手册》表9.4-31,可知铣削基本时间,其中为工作台每分钟进给量,
=480mmmin。
为工件铣削部分长度,75mm;
为切入行程长度,有公式
=7.36mm。
为切出行程长度,82mm。
所以粗铣时基本时间为=(75+7.36+82)480=0.342min=21s。
⑵精铣右端面
铣床,刀具的选取同粗铣一致。
背吃刀量=1mm,
铣削速度:
要求表面粗糙度为=3.2,查《机械加工工艺手册》表9.4-3,每转进给量取=0.8mmr。
根据《简明手册》表11-28,可取铣削速度v=80mmin。
。
查机床手册及计算,取铣床转速为n=320rmin。
实际铣削速度
。
基本时间计算如粗铣
,与粗铣加工相同。
。
工序2扩孔
选用摇臂钻床z3063,查《简明手册》表14-12,钻速范围20~1600rmin。
钻头材料:
高速钢
由《简明手册》表11-10查得每转进给量=0.8mmr,
查表11-12,钻削速度取=0.35ms=21mmin
扩钻孔时的切削速度
由公式
按机床选取n=140rmin。
得实际钻削速度
基本时间t
由《金属切削手册》表7-7有:
其中mms
L为钻削长度,为钻削直径。
工序三锪倒角
由于此道工序用时较短,一次就可以完成,按经验选取时间为3s.
工序四粗、精铣上端台阶面
工步1粗铣
刀具选择:
YG6的镶齿端面铣刀
机床:
查《机械加工工艺手册》选取
立式铣床X5020A功率为:
3.79Kw
表9.2-11选取:
dz=8010
背吃刀量:
2mm
查《简明手册》表1-22选取
进给量取=0.25mmr
铣削速度根据《简明手册》表11-28选:
V=60mmin
由公式=(100060)(3.1460)=238rmin
按机床选取转速为n=240rmin
所以,实际铣削速度V=nπd1000=60.29rmin
基本时间:
由《机械加工工艺手册》表9.4-31主偏角Kr=90°
=nz=600mmmin
+(1~3)=
mm
t==(80+4.92+82)600=0.28min=17s
工步2精铣
背吃刀量:
1mm
查《机械加工工艺手册》表9.4-3选每齿进给量:
查《简明手册》表11-28选铣削速度V=75mmin
=(1000×75)(3.14×80)=298rmin
按机床选取转速n=300rmin
则实际额铣削速度为V=V=nπd1000=75.36mmin
基本时间:
=nz=0.15×300×10=450mmmin
t==(80+4.92+82)450=23s
工序五铣槽
工步1粗铣
机床还是选用上面所用型号的铣床
查《机械加工工艺手册》表3.2-29
粗铣的背吃刀量(单边)
按《机械加工工艺手册》表9.2-2选取直柄立铣刀dz=163
铣刀每齿进给量=0.16mmz
刀具材料选用:
高速钢
按《简明手册》选取铣削速度V=18mmin
=(1000×18)(3.14×16)=358rmin
按机床选取转速为:
n=390rmin
基本时间t:
t=
根据《机械加工工艺手册》表9.4-31,式子中的
i=l=40mm
=nz=0.16×3×390=187.2mmmin
=0.5×16+2=10mm取,i=2
所以,t=
工步2:
精铣
被吃刀量ap2=1mm,双边
选取dz=183,按《机械加工工艺手册》表9.4-3选取fz=0.12mmz
按《简明手册》表11-28取Vc=25mmin,
所以n=1000vd=1000x25x18=442.32rmin
选取450rmin
基本时间tt=(l+l1+l2)fmz
fmz=fzxZxn=0.12x3x450=162mmmin
所以t=52x2162=0.64min=39s
工
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