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制造工藝學(xué)課程設(shè)計
機(jī)械制造工藝學(xué)
課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目 制定831005撥叉的加工工藝，設(shè)計鉆φ22花鍵底孔的鉆床夾具
設(shè)計者 李林
指導(dǎo)教師 敖曉春
哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)
2010.9.23
目 錄
一、機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計任務(wù)書………2
二、序 言……………………………………………3
三、零 件 的 分 析………………………………….3
（一）零件的作用……………………………………3
（二）零件的工藝分析………………………………3
四、工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計……………………………..4
（一）確定毛坯的制造形式…………………………4
（二）基面的選擇…………………………………….4
（三）制定工藝路線…………………………………4
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定.5
（五）確定切削用量及基本工時…………………….5
五、夾 具 設(shè) 計………………………………………8
（一） 問題的提出…………………………………8
（二） 夾具設(shè)計……………………………………8
六、總 結(jié)…………………………………………..9
七、參 考 文 獻(xiàn)…………………………………….10
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書
題目: 制定831005撥叉的加工工藝，設(shè)計鉆φ22花鍵底孔的鉆床夾具
內(nèi)容： 1. 填寫設(shè)計任務(wù)書；
2. 制定一個中等零件的加工工藝過程，填寫工藝過程卡和工序卡各一張；
3. 設(shè)計指導(dǎo)老師指定的工序夾具，繪制全套夾具圖紙，要求計算機(jī)繪圖；
4. 編寫設(shè)計說明書一份，按照畢業(yè)論文的格式寫，要求打印文稿。
班級 機(jī)械07-5
學(xué)生 李林
指導(dǎo)教師 敖曉春
教研室主任
2010年9月
序言
機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計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，為今后參加祖國的“四化”建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。
由于能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導(dǎo)。
一、零件的分析
（一） 零件的作用
題目所給的零件是831005的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而下方的寬18的槽則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。零件鑄為一體，加工時分開。
（二） 零件的工藝分析
831005車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1. 以φ22為中心的加工表面
這一組加工表面包括：φ22的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔內(nèi)壁有3個導(dǎo)向槽，有位置要求和精度要求，與φ22孔面有垂直度要求。
2. 以φ22面為基準(zhǔn)的加工表面
這一組加工表面包括：寬18的槽的兩邊壁面，均與φ22孔有垂直度要求；上方的寬8的槽壁面，也與φ22孔有垂直度要求。
這些表面有一定的位置度要求，都與孔有垂直度要求。
由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。
二、 工藝規(guī)程設(shè)計
(一)確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。
（二）基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個不加工表面的工件，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作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取φ22孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一個帶端面的長軸大平面定位銷作主要定位面，限制5個自由度，再以一組固定擋板限制最后1個自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。
（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復(fù)。
（三）制定工藝路線
制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.工藝路線方案
工序一 以φ40外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ22孔下端面。
工序二 精銑φ22孔上下端面。
工序三 以φ22孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ22孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。
工序四 以φ22孔為精基準(zhǔn)，粗.半精.精銑寬18和寬8的槽，保證面的精度達(dá)到IT7。
工序五 以φ22孔為精基準(zhǔn)，粗. 精鏜孔內(nèi)槽，保證精度達(dá)到IT3。
工序六 以φ22孔為精基準(zhǔn)，用惚鉆給φ22孔打倒角，保證精度要求IT7。
工序七 對撥叉進(jìn)行淬火處理，達(dá)到硬度要求。
工序八 檢查。
工序是八步，效率很高，以上工藝過程詳見圖3。
（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定
”831005車床撥叉”；零件材料為HT200，硬度190～210HB，生產(chǎn)類型中批量，鑄造毛坯。
據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ22端面）。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（以下稱《工藝手冊》）表2.2～2.5，取φ22端面長度余量均為2.5（均為雙邊加工）
銑削加工余量為：
粗銑 1mm
精銑 0mm
2. 其他尺寸直接鑄造得到
由于本設(shè)計規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計算最大、最小加工余量時應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。
（五）確立切削用量及基本工時
工序一 以φ40外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑φ22孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：粗銑φ22孔上下端面。
機(jī)床：X6140臥式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
工序二 精銑φ22孔上下端面。
1. 加工條件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
加工要求：精銑φ22上下端面。
機(jī)床：X6140臥式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。銑削寬度ae<=60,深度ap<=4,齒數(shù)z=10,故據(jù)《切削用量簡明手冊》（后簡稱《切削手冊》）取刀具直徑do=80mm。選擇刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齒斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°過渡刃寬bε=1mm。
。
工序三 以φ22孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸φ22孔，保證垂直度誤差不超過0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
1. 選擇鉆頭
選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角αo＝12°，二重刃長度bε=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長度 ° ° °
2.選擇切削用量
（1）決定進(jìn)給量
查《切》
所以，
按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇
最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn) 校驗(yàn)成功。
（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《切》）為0.5～０.８mm，壽命．
（3）切削速度
查《切》 修正系數(shù)
故。
查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為
故實(shí)際的切削速度
（4）校驗(yàn)扭矩功率
所以
故滿足條件，校驗(yàn)成立。
３.計算工時
由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。
擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：
擴(kuò)鉆：
鉸孔：
精鉸：
工序四 以φ22孔為精基準(zhǔn)，粗.半精.精銑寬18和寬8的槽，保證面的精度達(dá)到IT7
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
機(jī)床：XA5032臥式銑床。
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號YG6。
工序五 以φ22孔為精基準(zhǔn)，粗. 精鏜孔內(nèi)槽，保證精度達(dá)到IT3。
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
機(jī)床：
刀具：
工序六 以φ22孔為精基準(zhǔn)，用惚鉆給φ22孔打倒角，保證精度要求IT7。
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,鑄造。
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金惚鉆
工序七 對撥叉進(jìn)行淬火處理，達(dá)到硬度要求。
工序八 檢查。
其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。
三、 卡具設(shè)計
經(jīng)過與老師協(xié)商，決定設(shè)計第六道工序——用惚鉆給φ22孔打倒角。本卡具將用于Z525立式鉆床。
（一） 問題的提出
在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。
（二） 卡具設(shè)計
1． 定位基準(zhǔn)的選擇
出于定位簡單和快速的考慮，選擇φ22孔為基準(zhǔn)，即以一面上一長銷（自由度限制數(shù)：5）配合以固定擋板（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。
2． 切削力計算
本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。
軸向力
扭矩
由于扭矩很小，計算時可忽略。
3. 定位誤差分析
本工序采用一定位銷，兩定位擋板，工件始終靠近定位板的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。
4. 卡具設(shè)計及操作的簡要說明
卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。
六、總 結(jié)
為期三周的機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計即將結(jié)束了，三周是時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這三周的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們的畢業(yè)設(shè)計打下了好的基礎(chǔ)。
課程設(shè)計使我們認(rèn)識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計的機(jī)會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。
在長春實(shí)習(xí)時，我們曾經(jīng)參觀過各個工種的加工過程，但由于當(dāng)時的走馬觀花，在設(shè)計的時候，很多重要信息都已經(jīng)回憶不起來。這是給我自己的一個教訓(xùn)：大學(xué)的學(xué)習(xí)都有一個鋪墊過程，任何一個環(huán)節(jié)都可能在以后得到應(yīng)用?？上?，教訓(xùn)來得太遲了。我希望通過最后這個內(nèi)容告誡我以后的學(xué)弟學(xué)妹們，不要忽視學(xué)校安排的任何學(xué)習(xí)內(nèi)容，不僅要踏踏實(shí)實(shí)學(xué)好課堂知識，對于實(shí)習(xí)也要提高重視，不要以為時實(shí)習(xí)是課外內(nèi)容，它是對課堂所學(xué)的一個補(bǔ)充。
最后，衷心的感謝熬曉春老師的精心指導(dǎo)和悉心幫助，使我順利的完成此次設(shè)計。謝謝?。。?！
七、參 考 文 獻(xiàn)
【1】趙家齊主編．機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書．機(jī)械工業(yè)出版社，1997
【2】王紹俊主編．機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊．機(jī)械工業(yè)出版社，1985
【3】《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》修訂組編．金屬機(jī)械加工工藝人員手冊．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983
【4】上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編．金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊．機(jī)械工業(yè)出版社．1984
【5】南京市機(jī)械研究所主．金屬切削機(jī)床夾具圖冊．機(jī)械工業(yè)出版社
【6】呂周堂、陳曉光主編．互換性與技術(shù)基礎(chǔ)．中國科學(xué)技術(shù)出版社