前橫架加工工藝規(guī)程課程設計.doc

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1、中北大學課程設計說明書 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.......................................................................18 20 引言 機械制造工程原理課程設計實在學完了機械制造工程原理和大部分專業(yè)課，并進行了生產(chǎn)實習的基礎(chǔ)上進行的又一個實踐性教學環(huán)節(jié)。這次設計使我們能綜合運用機械制造工程原理中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決了零件機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，在設計時應重點予以保證。 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，適用于承受較小應力，要求耐磨、減震的零件。該零件下表面需要進行銑削加工，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[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?？紤]到該材料的力學性能，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[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確定機械加工余量 查閱參考文獻[1]附表3可知，該鑄件加工余量等級G。 再查閱參考文獻[1]附表4可知，鑄件機械加工余量為4mm。查參考文獻[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、設計毛坯圖 由零件圖可知，圖中除了標注的圓角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、定位基準的的選擇 精基準：本零件需加工下表面，保證厚度尺寸22mm，上表面是設計基準。為了避免基準不重合誤差，應選擇上表面為定位基準，即遵守“基準重合”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：根據(jù)前橫架的技術(shù)要求和裝配要求，粗基準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)濟精度，查參考文獻[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)濟精度能達到要求。 （1） 下表面，由于本零件的形狀不適合進行車削加工，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，本零件先進行先表面的銑削，接著加工凸耳，最后進行鉆孔和攻螺紋。 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行設計，先銑削下表面，在保證位置度時進行鉆孔、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，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、工序設計 3.4.1、選擇加工設備與工藝設備 （1）選擇機床 查參考文獻[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[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[2]表4.3，鉆φ10.8mm孔，選用莫氏φ10.8麻花鉆. 查參考文獻[2]表4.6，攻M12螺紋，選用機用絲錐φ12mm，選用絲錐夾頭。 （4） 選用量具 銑下表面選用分度值0.05mm的游標卡尺進行測量。 由于孔加工選用的是標準的麻花鉆與絲錐，故不需用量具進行測量。 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

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，采用標準麻花鉆與標準絲錐。 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）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 確定進給量f 根據(jù)表：銑床的功率為4.5kW 細齒銑刀， 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,工作臺每分鐘進給量為 根據(jù)X51型銑床工作臺進給量表，選擇則實際的每齒進給量 校驗機床功率。根據(jù)參考文獻[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行加工，刀

18、具選用直柄短麻花鉆φ10.8用機用絲錐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[2]4.3， 查得：φ10.8柄麻花鉆總長l=95mm，溝漕L1=47mm。 根據(jù)文獻[1]附表11，鉆孔進給量f=0.52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。 為避免損壞鉆頭，當剛要鉆穿時應該停止自動走刀，改用手動走刀。 根據(jù)文獻[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[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[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機用絲錐。根據(jù)文獻[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[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[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[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《金屬機械加工工藝人員（第三版）》p926表28-10可知： 進給量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[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[1]附表11。鉆孔進給量f=0.52~0.64mm/r，取f=0.6mm/r。 為避免損壞鉆頭，當剛要

23、鉆穿時應該停止自動走刀，改用手動走刀。 根據(jù)文獻[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機用絲錐。根

24、據(jù)表文獻[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[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[1

25、]附表22，求得： =3.6S 2）鉆孔基本時間 由文獻[1]附表22計算得 S 3）、攻螺紋基本時間 由文獻[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)基準重合原則，兩尺寸方向分別選擇側(cè)邊為定位基準。 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： 基準不重合誤差，工序基準的位移誤差，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) 通過這段時間的機械設計課程設計進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識；通過設計實踐，樹立了正確的設計思想，增強創(chuàng)

27、新意思和競爭意識，熟悉掌握了機械設計的一般規(guī)律，也培養(yǎng)了分析和解決問題的能力；通過設計計算、繪圖以及對運用技術(shù)標準、規(guī)范、設計手冊等相關(guān)設計資料的查閱，對自己進行了一個全面的機械設計基本技能的訓練。 在具體做的過程中，從設計到計算，從分析到繪圖，讓我更進一步的明白了作為一個設計人員要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴謹?shù)膽B(tài)度和不厭其煩的細心，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計中，讓我清楚的了解了自己接下來要完成的任務，也很好的鍛煉了自己自主學習的能力；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的，也是大家很有必要去認真做的。 在這個過程中，要謝謝老師對我的教導，在老師的講解下讓我對整個設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計和繪圖的進行有了很大的幫助 參考文獻 [1]機械制造工藝課程設計指導書，侯德政，2010. [2]機械加工工藝手冊，李洪，1990. [3]金屬機械加工工藝人員手冊.趙如福，2006. [4]機械制造工藝設計簡明手冊，李益民，2008.