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1、 序言 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)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(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行的 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(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)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(wèn)題 、 解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)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 床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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 20
2、孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的 50半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。 （二） 零件的工藝分析 床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以 20 為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 20 孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè) 螺紋孔。下端有一個(gè) 47 的斜凸臺(tái)。這三個(gè)都沒(méi)有高的位置度要求。 2. 以 50 為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 50 孔，以及其上下兩個(gè)端面。 這兩組表面有一定的位置度要求 ,即 50 的孔上下兩個(gè)端面與 的孔有垂直度要求。 由上面分析可知
3、，加工時(shí)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(jì) (一 )確定毛坯的制造形式 零件材料為 慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)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(jì)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(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)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(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 20
4、 的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊 V 形塊支承這兩個(gè) 32作主要定位面，限制 5 個(gè)自由度，再以一個(gè)銷(xiāo)釘限制最后 1 個(gè)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(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。 （三）制定工藝路線(xiàn) 制定工藝路線(xiàn)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(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工卡具 ,并盡量使工序集中來(lái)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。 工序一 粗 、
5、 精 銑 20 孔上端面。 工序二 鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 、 精鉸 20、 50 孔。 工序三 粗 、 精 銑 50 孔上端面 工序四 粗 、 精 銑 50、 20 孔下端面。 工序五 切斷。 工序六 鉆 4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序七 鉆一個(gè) 4 孔，攻 紋。 工序八 銑 47 凸臺(tái)。 工序九 檢查。 上面工序加工效率較高 ，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對(duì)設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。 工序一 粗 、 精 銑 20 孔上端面。 工序二 粗 、 精 銑 20 孔下端面。 工序三 鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 、 精鉸 20 孔。 工序四 鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 、 精鉸 50 孔。 工序五 粗 、 精 銑 50 孔
6、上端面 工序六 粗 、 精 銑 50 孔下端面。 工序七 切斷。 工序八 鉆 4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序九 鉆一個(gè) 4 孔，攻 紋。 工序十 銑 47 凸臺(tái)。 工序十一 檢查。 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但效率較低。 綜合考慮以上步驟，得到我的工藝路線(xiàn)。 工序一 以 32 外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑 20 孔 下 端面。 工序二 精 銑 20 孔上下端面。 工序三 以 20 孔上端面和 32 外圓為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 、 精鉸 20孔，保證垂直度誤差不超過(guò) 的精度達(dá)到 工序四 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 、 精鉸 50 孔，保證空的精度達(dá)到 工序五 切斷。 工序六 以 2
7、0 孔為精基準(zhǔn)，粗銑 50 孔上下端面。 工序七 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 精 銑 50 孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò) 工序八 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 工序九 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 4 孔，攻 紋。 工序十 以 20 孔為精基準(zhǔn)，銑 47 凸臺(tái)。 工序十一 去毛刺，檢查。 雖然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工藝路線(xiàn)方案二快了一倍（實(shí)際銑削只有兩次，而且刀具不用調(diào)整）。多次加工 50、 20 孔是精度要求所致。 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)圖 3。 （四）機(jī)械加工余量 、 工序尺寸及毛皮尺寸的確定 ”床撥叉 ”；零件材料為 度 190
8、 241皮重量 產(chǎn)類(lèi)型中批量，鑄造毛坯。 按以上原始資料及加工路線(xiàn)，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： 20， 50端面）。 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)（以下稱(chēng)工藝手冊(cè)）表 20， 50端面長(zhǎng)度余量均為 為雙邊加工） 銑削加工余量為： 粗銑 銑 50 已鑄成孔） 查工藝手冊(cè)表 50已鑄成孔長(zhǎng)度余量為 3鑄成孔 44 工序尺寸加工余量： 鉆孔 孔 得到 由于本設(shè)計(jì)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(jì)算最大 、 最小加工余量時(shí)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(shí) 工序一 以 32 外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑 20 孔 上下 端面。 工件材
9、料： b =B=190241,鑄造。 機(jī)床： 能銑床。 刀具： 質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號(hào) 削寬度 選用切屑用量可用。 最終確定 n=375r/f=375mm/s， V c=f z=z。 6）計(jì)算基本工時(shí) L/ 32+80)/375= 因銑上下端面，故該工序工時(shí)為 精 銑 20 孔上下端面。 1. 加工條件 工件材料： b =B=190241,鑄造。 加工要求： 精 銑 20 上下 端面。 機(jī)床： 能銑床。 刀具： 質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號(hào) 削寬度 已選切削用量可用。 最終確定 n=475r/f=375mm/V c=f z=z。 6）計(jì)算基本工時(shí) L/ 32+80)/375= 因精銑上下端面，故該工
10、序工時(shí) 以 20 孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 、 精鉸 20 孔，保證垂直度誤差不超過(guò) 的精度達(dá)到 一鉆頭 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) 8頭采用雙頭刃磨法，查切削表 角 o 12 ，二重刃長(zhǎng)度 刀長(zhǎng) b= l=3帶長(zhǎng)度 30 1202 50 2選擇機(jī)床， （ 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)m a 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 . 命 （ 3）切削速度 查切 18修正系數(shù) 10故 18 。 m 81 0 0 00rd vn s 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 72 故實(shí)際
11、的切削速度 0 00 （ 4）校驗(yàn)扭矩功率 c 60 m 所以 M 驗(yàn)成立。 m 2 1030 m 由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下： 擴(kuò)鉆： 72 鉸孔： 72 精鉸： 72 7200 工序四 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 、 擴(kuò) 、 鉸 、 精鉸 50 孔，保證空的精度達(dá)到 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) 8頭采用雙頭刃磨法，后角 o 11 ，二重刃長(zhǎng)度 11刀長(zhǎng) b=5面長(zhǎng) l=9帶長(zhǎng)度 1 1202 100 30 （ 1）決定進(jìn)給量 查切 按鉆頭強(qiáng)度選擇 2 按機(jī)床強(qiáng)度選擇 最終決定選擇 床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)m a
12、F f 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 命 擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查切）為 . 命 鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查切 ）為 . 命 （ 3）切削速度 查切 20修正系數(shù) 10故 c /20 。 m vn s 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 25 故實(shí)際的切削速度 0 00 （ 4）校驗(yàn)扭矩功率 c 362 m 所以 M c 故滿(mǎn)足條件，校驗(yàn)成立。 擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下： 擴(kuò) 鉆 ： 25 鉸 孔 ： 25 精 鉸 ： 25 7500 m 5 1817 m 所有工步工時(shí)相同。 工序五 切斷。 工序六 以 20 孔為精基準(zhǔn)，粗銑 50 孔上下端面。 1. 加工
13、條件 工件材料： b =B=190241,鑄造。 機(jī)床： 式銑床。 刀具： 質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號(hào) 削寬度 0,深度 校驗(yàn)合格。 6）計(jì)算基本工時(shí) L/ 72+9)/375=工序七 以 20 孔為精基準(zhǔn)， 精 銑 50 孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò) 1. 加工條件 工件材料： b =B=190241,鑄造。 機(jī) 床： 式銑床。 刀具： 質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號(hào) 削寬度 0,深度 校驗(yàn)合格。 6）計(jì)算基本工時(shí) L/ 72+9)/375=結(jié)果 f=mm/z, 35r/s. 工序八 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) 角
14、o 16 ，二重刃長(zhǎng)度 1202 450 30 （ 1）決定進(jìn)給量 查切 0 22 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 命 （ 3）切削速度 查切 18修正系數(shù) 10故 18 。 m 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 360 故實(shí)際的切削速度 （ 4）校驗(yàn)扭矩功率 M P 故滿(mǎn)足條件，校驗(yàn)成立。 m 6 0 24 m 工序九 以 20 孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè) 4 孔，攻 紋。 1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) 角 o 16 ，二重刃長(zhǎng)度 1202 450 3
15、0 （ 1）決定進(jìn)給量 查切 0 22 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 命 （ 3）切削速度 查切 18修正系數(shù) 10故 18 。 m 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 360 故實(shí)際的切削速度 （ 4）校驗(yàn)扭矩功率 M P 故滿(mǎn)足條件，校驗(yàn)成立。 m 6 0 24 m 螺紋鉆削由于沒(méi)有手冊(cè)可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見(jiàn)工藝卡片。 工序十 以 20 孔為精基準(zhǔn)，銑 47 凸臺(tái)。 工序十一 檢查。 其余幾步數(shù)據(jù)見(jiàn)工藝卡片。 三 、 卡具設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)
16、與老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 工序 鉆 的鉆床卡具。本卡具將用于 式鉆床。刀具為 錐，以及 4 的高速鋼麻花鉆。 （一） 問(wèn)題的提出 在給 定的零件中，對(duì)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(jì) 1 定位基準(zhǔn)的選擇 出于定位簡(jiǎn)單和快速的考慮，選擇 20 孔為基準(zhǔn)，即以一面 上 一長(zhǎng)銷(xiāo)（自由度限制數(shù)： 5）配合以一擋銷(xiāo)（自由度限制數(shù)： 1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。 2 切削力和卡緊力計(jì)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 0 扭矩 04 1 算時(shí)可忽略。 卡緊力為 f 取系數(shù) 2=4=實(shí)際卡緊力為 F=2*4*F=用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。 3. 定位誤差分析 本工序采用一定位銷(xiāo)，一擋銷(xiāo)定位，工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面，而擋銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)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(xiāo)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(mǎn)足定位要求。 4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 卡具的卡緊力不大，故使用手動(dòng)卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。 卡具上設(shè)置有鉆套，用于確定的鉆頭位置。
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