前橫架加工工藝規(guī)程課程設(shè)計.doc

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1、中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 目錄 引言...........................................................................2 前橫架加工工藝.................................................................2 1、零件的分析.................................

2、..............................2 2、毛坯的確定 ..............................................................2 3、選擇加工方法，制定加工路線...............................................4 4、工序夾具使用說明.........................................................16 總結(jié)........................................................

3、...................17 參考文獻(xiàn).......................................................................18 20 引言 機(jī)械制造工程原理課程設(shè)計實在學(xué)完了機(jī)械制造工程原理和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機(jī)械制造工程原理中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 前橫架加工工藝 1、零件的分析 1.1、產(chǎn)品圖紙分析 通過對該零

4、件零件圖的觀察分析可知該零件屬于箱體臺階類零件。圖紙上主要要求上表面不允許有凸塊等缺陷、下表面要求粗糙度為Ra=25，四個螺紋孔相對于下表面具有φ0.5的位置度，未注倒角R3~5，未注孔口倒角145。主要工作部分為前橫架上表面、五個螺紋孔、φ25锪平面，在設(shè)計時應(yīng)重點予以保證。 1.2、前橫架的工藝分析 零件材料為灰鑄鐵HT200。該材料強度不高，但其耐磨性、耐熱性及減震性很好，適用于承受較小應(yīng)力，要求耐磨、減震的零件。該零件下表面需要進(jìn)行銑削加工，表面粗糙度Ra=25。由于要保證M12螺紋孔與上表面的尺寸以及該孔的位置度誤差，所以上表面不易加工，故不進(jìn)行加工。其余4個M12的螺紋

5、孔加工也很容易。所以該零件的工藝性較好。 2、毛坯的確定 2.1、零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 N=Qn(1+a+b) 其中，產(chǎn)品的年產(chǎn)量Q=600臺/年，每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量n=1件/臺，每天單班生產(chǎn)。a為備品率5%，b為廢品率1%。所以生產(chǎn)綱領(lǐng)為636。 查參考文獻(xiàn)[1]附表2可知生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)。 2.2、前橫架的毛坯及制造形式 由零件圖知該零件材料為HT200，查閱網(wǎng)上軟件測算質(zhì)量約為1.5kg。考慮到該材料的力學(xué)性能，在工作中所受沖擊不大、輪廓尺寸不大、零件結(jié)構(gòu)比較簡單、選用中批生產(chǎn)，故選用木模手工砂型鑄件毛坯。 2.

6、2.1、公差等級 參見參考文獻(xiàn)[1]附表3。查此表可得鑄件尺寸公差等級為CT-11~13，取CT-12。 2.2.2確定機(jī)械加工余量 查閱參考文獻(xiàn)[1]附表3可知，該鑄件加工余量等級G。 再查閱參考文獻(xiàn)[1]附表4可知，鑄件機(jī)械加工余量為4mm。查參考文獻(xiàn)[1]附表6可知，銑削底面加工余量為1.0mm。 2.2.3、確定毛坯尺寸 分析本零件，結(jié)合上面得到的加工余量可知，毛坯在加工方向的尺寸為22+1=23mm。其余表面不用加工，所以不留余量。 2.2.4、設(shè)計毛坯圖 由零件圖可知，圖中除了標(biāo)注的圓角R10之外，所有未注的圓角均為R3，所以毛坯圖如下。

7、 圖1 3、選擇加工方法，制定工藝路線 3.1、定位基準(zhǔn)的的選擇 精基準(zhǔn)：本零件需加工下表面，保證厚度尺寸22mm，上表面是設(shè)計基準(zhǔn)。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，應(yīng)選擇上表面為定位基準(zhǔn)，即遵守“基準(zhǔn)重合”的原則。同時M12的四個螺紋孔也在上表面上，可以保證位置度。 粗基準(zhǔn)：根據(jù)前橫架的技術(shù)要求和裝配要求，粗基準(zhǔn)面為毛坯的未加工表面。鑄件表面不允許有凸起，為保證后續(xù)加工。 3.2、零件表面加工方法的選擇 本零件需加工下表面，锪平面，鉆孔，攻螺紋。 平面加工時考慮到平面加工的經(jīng)濟(jì)精度，查參考文獻(xiàn)[1]附表7可知粗銑精度等級為IT-11~14，半精銑精度等級為I

8、T-11~13，精銑精度等級為IT10。由上可知銑削加工經(jīng)濟(jì)精度能達(dá)到要求。 （1） 下表面，由于本零件的形狀不適合進(jìn)行車削加工，所以加工下表面時選擇銑削加工 （2） φ10.8的孔，選用搖臂鉆床進(jìn)行加工，并用φ12mm的絲錐攻螺紋。 3.3、制訂工藝路線 方案一、根據(jù)先面后孔的原則，本零件先進(jìn)行先表面的銑削，接著加工凸耳，最后進(jìn)行鉆孔和攻螺紋。 表一 工序號 工 種 工作內(nèi)容 說 明 10 鑄造 手工木模砂型鑄造 鑄件毛坯尺寸： 長：247mm 寬：54mm 高：67mm 20 清砂 除去澆冒口，鋒邊及型砂 30 熱處理 退

9、火 石墨化退火，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工 40 檢驗 檢驗毛坯 50 銑 粗銑、精銑底平面 工件用專用夾具裝夾；立式銑床 60 锪平面 锪Ф25所在平面 鉆 凸耳上：將螺紋孔M12鉆到Ф10.8mm，孔口倒角為145 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 攻絲 凸耳面上： 選用M12機(jī)用絲錐 攻螺紋M12 70 鉆 平面上：將螺紋孔4XM12鉆到Ф10.8mm，孔口倒角為145 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 攻絲 四個鉆孔 選用M12機(jī)用絲錐 攻螺紋M12 80 鉗 倒角

10、去毛刺 90 檢驗 100 入庫 清洗，涂防銹油 方案二先主要后次要，再加以先面后孔原則進(jìn)行設(shè)計，先銑削下表面，在保證位置度時進(jìn)行鉆孔、攻絲。再加工凸耳部分。 表二 工序號 工 種 工作內(nèi)容 說 明 010 鑄造 手工木模砂型鑄造 鑄件毛坯尺寸： 長： 寬： 高： 020 清砂 除去澆冒口，鋒邊及型砂 030 熱處理 退火 石墨化退火，來消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工 040 檢驗 檢驗毛坯 050 銑 粗銑、精銑底平面 工件用專用夾具裝

11、夾；立式銑床 060 鉆 平面上：將螺紋孔4XM12鉆到Ф10.8mm，孔口倒角為145 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 攻絲 四個鉆孔 攻螺紋M12 選用M12機(jī)用絲錐 070 锪孔鉆 锪--Ф25平面 鉆 凸耳上：將螺紋孔M12鉆到Ф10.8mm，孔口倒角為145 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 攻絲 凸耳面上： 攻螺紋M12 選用M12機(jī)用絲錐 080 鉗 倒角去毛刺 090 檢驗 100 入庫 清洗，涂防銹油 綜合上述兩種方案第二種方案更加符合加工實際要求，加工方便，加工精度以及孔位置度更易保證。 下為主

12、要工序內(nèi)容： 工序I：以上表面為定位基準(zhǔn)，銑削下表面，保證22mm的尺寸。 工序II：以側(cè)面定位。鉆φ10.84的孔。 再用φ12mm的絲錐攻螺紋。 工序Ⅲ：以上表面定位，鉆φ10.8的孔，孔心距離上表面27mm。并保證位置度誤差φ0.1mm。 锪φ25的孔，再用φ12mm的絲錐攻螺紋。 工序Ⅳ：倒角去毛刺，檢查工件 3.4、工序設(shè)計 3.4.1、選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備 （1）選擇機(jī)床 查參考文獻(xiàn)[2]表3.1可知 工序I選用立式銑床。型號為X51 工序II ,III選用搖臂鉆床，型號Z3025 （2）選擇夾具 工序I選用通用

13、夾具即可 工序II，III選用專用夾具。 （3） 選擇刀具 銑刀按參考文獻(xiàn)[2]表4.4可知選擇莫氏錐柄立銑刀，莫氏錐柄號為2，直徑d=18mm，l=32mm,L=117mm,齒數(shù)z=6粗銑留余量1.5mm。 查參考文獻(xiàn)[2]表4.3，鉆φ10.8mm孔，選用莫氏φ10.8麻花鉆. 查參考文獻(xiàn)[2]表4.6，攻M12螺紋，選用機(jī)用絲錐φ12mm，選用絲錐夾頭。 （4） 選用量具 銑下表面選用分度值0.05mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量。 由于孔加工選用的是標(biāo)準(zhǔn)的麻花鉆與絲錐，故不需用量具進(jìn)行測量。 3.4.2、確定工序尺寸 （1） 確定下表面的工序尺寸 工序尺寸與加工余量有關(guān)，應(yīng)

14、將毛坯余量分為各個工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸，中間工序尺寸按加工方法的經(jīng)濟(jì)精度確定。 本零件下表面的加工余量工序尺及表面粗糙度見下表。 表三 加工表面 加工余量 工序尺寸 表面粗糙度 下表面 1 55 —— 下表面 —— 54 Ra25 （2） 鉆孔工序尺寸 先鉆孔，后攻螺紋，采用標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆與標(biāo)準(zhǔn)絲錐。 各工序尺寸見下表。 表四 工序Ⅱ 加工余量 工序尺寸 鉆φ10.8*4孔 —— φ10.8 攻M12*4螺紋 —— M12 工序Ⅲ 加工余量 工序尺寸 鉆φ10.8孔 —— φ10.8 锪φ25的

15、孔 —— φ25 攻M12螺紋 —— M12 3.5、確定切削用量及基本時間 切削用量包括背吃刀量ap，進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序是先確定ap，f，再確定v。 3.5.1、工序I切削用量及基本時間的確定 （1） 切削用量 本道工序為粗銑下表面。已知加工材料為HT200.機(jī)床為X51銑床。工件安裝采用通用夾具。 圖2 1） 確定粗銑下表面，留余量0.5mm的切削用量。 所選刀具為莫氏錐柄立銑刀，莫氏錐柄號為3，直徑d=28mm，l=45mm,L=147mm,（細(xì)）齒數(shù)z=6 ，粗銑留余量1.5mm。 前角為

16、10，后角為7，刀齒斜角=-10， 主刃=50，過渡刃=30，過渡刃寬度=1.5mm。 i確定背吃刀量 粗銑單邊余量為0.5mm，顯然=0.5mm ii 確定進(jìn)給量f 根據(jù)表：銑床的功率為4.5kW 細(xì)齒銑刀， 確定f=0.12mm/Z 所以f=0.72mm/r。粗銑走刀一次。 iii 確定切削速度v和工作臺每分鐘進(jìn)給量 根據(jù)表中公式計算 式中，，，，，，，m=0.25,,,,z=6,, T=90min（表5-149）,d=28mm 根據(jù)X51型銑床主軸轉(zhuǎn)速表附表9，選擇n=125r/min=2.08r/s 則實際切削速度v=0

17、.18m/s,工作臺每分鐘進(jìn)給量為 根據(jù)X51型銑床工作臺進(jìn)給量表，選擇則實際的每齒進(jìn)給量 校驗機(jī)床功率。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]附表8的計算公式銑削時的功率為 ，, ,, X51型銑床的功率為4.5KW,故所選切削用量可以采用，確定切削用量為 ，，n=210r/min=2.08r/s，v=0.18m/s （2） 基本時間：根據(jù)附表， 式中,, 需要兩次走刀Tj1=7.28min 本工序時間為T=7.28 min 3.5.2、工序II切削用量及基本時間的確定 （1） 切削用量 1)鉆孔切削用量 本工序為鉆孔，倒角，再攻螺紋，鉆孔在搖臂鉆床上進(jìn)行加工，刀

18、具選用直柄短麻花鉆φ10.8用機(jī)用絲錐φ12。 圖3 鉆φ10.8孔選用直柄短麻花鉆，材料為高速鋼，根據(jù)文獻(xiàn)[2]4.3， 查得：φ10.8柄麻花鉆總長l=95mm，溝漕L1=47mm。 根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表11，鉆孔進(jìn)給量f=0.52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。 為避免損壞鉆頭，當(dāng)剛要鉆穿時應(yīng)該停止自動走刀，改用手動走刀。 根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表12，硬質(zhì)合金鉆頭鉆削不同材料的切削用量可知，硬質(zhì)合金鉆頭鉆削灰鑄鐵是的切削速度Vc為50~70mm/min，取Vc=60mm/min，用乳化液做冷卻液。 轉(zhuǎn)速： 根據(jù)表5-

19、62搖臂鉆床Z3025選轉(zhuǎn)速1600r/min 則實際切削速度V=54.29mm/min 根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊（第三版）》表9-5查得鉆床功率2.2kw. 所以最終確定該工序的切削用量為： f=0.6mm/r Vc=54.29m/min N=1600r/min Pc=2.2kw （2）基本時間的確定 1）鉆孔基本時間 根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表22計算得 s =2.125s4=8.5s 本工序時間： Tj=Tj1=8.5s 2） 鉆床裝卸時間 查文獻(xiàn)[1]附表24可知在工作臺上用手操作用時為一分鐘。 工序Ⅱ攻螺紋的切削用量及基本時間

20、的確定 圖4 攻螺紋切削用量 攻螺紋選用M12機(jī)用絲錐。根據(jù)文獻(xiàn)[2]4.6查得： 絲錐公稱直徑d=12.0mm 螺距p=1.75mm 錐柄直徑d1=9.00mm 螺紋部分長度l=29.0mm 總長L=89mm 方頭a=7.10mm L2=10mm 根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表30查得： d=12 p=1.75 材料為灰鑄鐵攻螺紋時切削速度 V=9.6m/min=160mm/s 根據(jù)文獻(xiàn)[3]5-20 搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速選n=250r/min 所以V=9.42m/min 攻螺紋的切削用量為f=1.75mm,n=250r/min,d=12,Pc=2.2kw

21、 攻螺紋基本時間 由文獻(xiàn)[1]附表22計算得： Tj===0.09min=5.54S Tj2=5.54*4=22.16S 本工序時間：Tj=Tj2=22.16s 3.5.3、工序Ⅲ的切削用量及基本時間的確定 （1）切削用量 1）锪平φ25孔。 圖5 根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊（第三版）》查得改工序選用高速鋼莫氏短錐柄平底锪鉆。 P613表20-34基本參數(shù)如下： 锪鉆代號d*d1=25*8 L=76 c=1.2 H=5 莫氏錐柄號為2 材料為高速鋼 由《金屬機(jī)械加工工藝人員（第三版）》p926表28-10可知： 進(jìn)給量f=0.

22、78~0.96m/r取f=0.8mm/r 由切削速度公式 根據(jù)表5-62搖臂鉆床的轉(zhuǎn)速選擇n=125r/min 實際轉(zhuǎn)速為v=9.82m/min 2)鉆孔切削用量 本工序為鉆孔，倒角，再攻螺紋，鉆孔在搖臂鉆床上進(jìn)行加工，刀具選用直柄短麻花鉆φ10.8，材料為高速鋼。攻螺紋時選用機(jī)用絲錐φ12。 鉆φ10.8孔選用直柄短麻花鉆，材料為高速鋼，根據(jù)文獻(xiàn)[2]4.3 查得：φ10.8直柄短麻花鉆總長l=95mm，溝漕L1=47mm。 根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表11。鉆孔進(jìn)給量f=0.52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。 為避免損壞鉆頭，當(dāng)剛要

23、鉆穿時應(yīng)該停止自動走刀，改用手動走刀。 根據(jù)文獻(xiàn)[1]附表12，硬質(zhì)合金鉆頭鉆削不同材料的切削用量可知，硬質(zhì)合金鉆頭鉆削灰鑄鐵是的切削速度Vc為50~70mm/min，取Vc=60mm/min，用乳化液做冷卻液。 轉(zhuǎn)速： 根據(jù)搖臂鉆床Z3025選轉(zhuǎn)速1600r/min 則實際切削速度V=54.29mm/min 根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊（第三版）》查得鉆床功率2.2kw. 所以最終確定該工序的切削用量為： f=0.6mm/r Vc=54.29m/min N=1600r/min Pc=2.2kw 3）攻螺紋切削用量 攻螺紋選用M12機(jī)用絲錐。根

24、據(jù)表文獻(xiàn)[2]4.3查得： 絲錐公稱直徑d=12.0mm 螺距p=1.75mm 錐柄直徑d1=9.00mm 螺紋部分長度l=29.0mm 總長L=89mm 方頭a=7.10mm L2=10mm 根據(jù)文獻(xiàn)[2]4.8查得： d=12 p=1.75 材料為灰鑄鐵攻螺紋時切削速度 V=9.6m/min=160mm/s 根據(jù)表5-62搖臂鉆床主軸轉(zhuǎn)速選n=250r/min 所以V=9.42m/min 攻螺紋的切削用量為: f=1.75mm, n=250r/min, d=12, Pc=2.2kw (2)基本時間的確定 1）锪孔基本時間 由文獻(xiàn)[1

25、]附表22，求得： =3.6S 2）鉆孔基本時間 由文獻(xiàn)[1]附表22計算得 S 3）、攻螺紋基本時間 由文獻(xiàn)[1]附表22計算得： Tj2===0.09min=5.54S 本工序時間為 Tj=Tj1+Tj2=3.6+2.125+5.54=11.265s 4、工序夾具使用說明 1、 確定夾具的的結(jié)構(gòu)方案，繪制裝配草圖： （1） 布置圖面 圖6 （2） 確定定位方案，選擇定位元件。 本工序要求保證四個孔的位置度以及尺寸要求，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，兩尺寸方向分別選擇側(cè)邊為定位基準(zhǔn)。 定位元件選擇支承釘，底面三個，左側(cè)面一個，里面兩個，實現(xiàn)完全定位。 （3） 定位誤差

26、的分析和計算： 基準(zhǔn)不重合誤差，工序基準(zhǔn)的位移誤差，兩者之和為定位誤差 即： =+ 鉸鏈連接處鉸鏈軸和鉸鏈支座之間的配合尺寸為（即鉸鏈支座孔：鉸鏈軸：）鉆模板與鉸鏈軸的配合尺寸為即孔軸，鉆模板與支座之間的配合尺寸為即支座：鉆模板，=0所以=0.025+0.016+0.025+0.016=0.042mm，在寬度方向上定位誤差為：0.042mm在長度方向上的定位誤差為：0.050mm,滿足孔的位置度的要求。故該方案可行。 總結(jié) 通過這段時間的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識；通過設(shè)計實踐，樹立了正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)

27、新意思和競爭意識，熟悉掌握了機(jī)械設(shè)計的一般規(guī)律，也培養(yǎng)了分析和解決問題的能力；通過設(shè)計計算、繪圖以及對運用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等相關(guān)設(shè)計資料的查閱，對自己進(jìn)行了一個全面的機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。 在具體做的過程中，從設(shè)計到計算，從分析到繪圖，讓我更進(jìn)一步的明白了作為一個設(shè)計人員要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和不厭其煩的細(xì)心，要有精益求精、追求完美的一種精神。從開始的傳動方案的擬定的總體設(shè)計中，讓我清楚的了解了自己接下來要完成的任務(wù)，也很好的鍛煉了自己自主學(xué)習(xí)的能力；在傳動件，軸、軸承、聯(lián)軸器大量的計算和最終的選擇過程中，不但考驗了自己計算過程中的細(xì)心程度還提高了自己快速

28、資料的一種能力；在最后的繪圖過程中，再次鍛煉并提高了自己手工繪圖的能力。在這個過程中也遇到了些許的問題，在面對這些問題的時候自己曾焦慮，但是最后還是解決了。才發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們面對很多問題的時候所采取的具體行動也是不同的,這當(dāng)然也會影響我們的結(jié)果.很多時候問題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問題的心態(tài),而不是看我們過去的能力到底有多強,那是一種態(tài)度的端正和目的的明確,只有這樣把自己身置于具體的問題之中,我們才能更好的解決問題.。 現(xiàn)在把這個課程做完了才發(fā)現(xiàn)自己對以前學(xué)的知識點有了更好的理解，知識只有放在實踐運用上才能體現(xiàn)他的價值才能更好地被大家接受，所以這門實踐課是很有必要開設(shè)的，也是大家很有必要去認(rèn)真做的。 在這個過程中，要謝謝老師對我的教導(dǎo)，在老師的講解下讓我對整個設(shè)計過程以及繪圖過程有了很好的了解，對我后面的整體的設(shè)計和繪圖的進(jìn)行有了很大的幫助 參考文獻(xiàn) [1]機(jī)械制造工藝課程設(shè)計指導(dǎo)書，侯德政，2010. [2]機(jī)械加工工藝手冊，李洪，1990. [3]金屬機(jī)械加工工藝人員手冊.趙如福，2006. [4]機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊，李益民，2008.