机械制造课程设计

机械制造技术基础课程设计说明书设计题目设计“CA6140车床拨叉831003加工工艺设计”开始日期:2010.11.9完成日期:2011.4.27学生姓名:l段超班级学号:08机电2班2008302004指导教师:郝勇学校名称:江西制造职业技术学院1.零件图1张2夹具零件图1张3.毛坯图1张4.机械加工工艺过程综合卡片1张5.机械加工工序卡片5张6.课程设计说明书1份序言机械制造技术基础课程设计是我们完成了基础课程和部分技术基础课程之后进行的。它一方面要求我们通过设计能够获得综合运用过去学过的全部课程进行工艺及结构设计的基本能力；也是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，同时也是我们一次理论联系实际的实际训练。因此，他在我们的大学生活中占据在相当重要的地位。通过设计，我们学会了熟悉运用机械制造工艺学课程中的基本理论实际知识，解决了一个零件在加工中的定位、夹紧、以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题保证加工质量。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，恳请老师能给予批评和指正。一、零件的分析零件的作用：该拨叉用在CA6140的主轴上，和其他零件配合，在改变转速的时候承受轻微的载荷，所以应该保证本零件的重要工作表面符合技术要求。二、工艺规程的设计（一）确定毛坯的制造形式零件的材料是HT200，工作环境良好，不会承受较大的冲击载荷，由于年生产量为2000件，已经达到了中批量生产，并且材料可铸。因此从提高生产率，保证经济性的角度讲，应该采用铸造成型中的“金属模机械砂型”铸造的方法制造毛坯。（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会出现很多问题，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。所以选择右端R20的端面，上顶端40×80的面和右侧75×80的面为粗基准。（2）精基准的选择精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。精基准选择为花键孔和72×40的端面，在加工中采用专用夹具夹持。（三）制订工艺路线制订工艺路线的出发点，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。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量是工序集中来提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以使生产成本尽量下降。1．工艺路线方案工序1粗铣80×40的左端面,精铣75×40的左端面直至符合表面粗糙度要求。工序2钻φ22的花键孔。工序3倒2×45°的倒角。工序4拉花键，保证精度要求。工序5粗铣沟槽,粗铣上表面的平面。工序6精铣沟槽,精铣上平面至符合表面粗糙度要求。工序7钻螺纹孔。工序8攻螺纹至M8。工序9终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拨叉”零件的材料为HT200，净重量为0.84千克，生产类型为中批量生产，可以采用“金属模机械砂型”铸造的方法进行毛坯的制造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：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的表面留有2.5×75×40的加工余量。毛坯的尺寸公差为CT8,可以从《机械制造设计工艺简明手册》得到CT8=1.6mm。相应计算如下：最大极限尺寸=80+2.5+CT8/2=83.3mm最小极限尺寸=80+2.5-CT8/2=81.7mm75×40的端面的精加工余量为1mm，粗加工余量2.5-1=1.5mm。（五）确定切削用量及基本工时工序1：铣75×40的端面至符合要求。工步1：粗铣背吃刀量为1pa=2.5-1.0=1.5mm。进给量的确定：机床的功率5~10Kw,工件夹具系统的刚度为中等条件，按《切削用量简明手册》中表3.3选取该工序的每齿进给量为zf=0.2mm/z。铣削速度：参考《机械制造技术基础课程设计指导教程》得，选用镶齿铣刀，其中在d/z=80/10的条件下选取。铣削速度为v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=159.15r/min由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铣削速度为：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min基本时间t:根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角rk=90°）的基本时间计算公式:t=(21lll)/mzf。其中，l=75mm，2l=1~3mm，取2l=2mm，ea=40mm。则有：1l=0.5（d-22ead）+(1~3)=0.5(80-224080)+2=7.36mm。mzf=f×n=zf×z×n=0.2×10×160=320mm/mint=(21lll)/mzf=(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s工步2：精铣背吃刀量的确定：1pa=1mm.进给量的确定：由《切削用量简明手册》中表3.3，按表面粗糙度为aR=3.2μm的条件选取，该工序的每转进给量f=0.8mm/r。铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，d/z=80/10，zf=0.08mm/z的条件选取，铣削速度v为：v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/πd可以求得铣刀转速n=229.3r/min。参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中4-15的X51型立式铣床的主轴转速，选取转速为n=210r/min。再将此转速代入上面公式，可以求得：v=nπd/1000=52.78mm/min。基本时间的确定：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-43中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角rk=90°）的基本时间公式t=(21lll)/mzf，可以求得该工序的基本时间，其中l=75mm，2l=1~3mm，取2l=2mm，ea=40mm，1l=7.36mm，得mzf=f×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/mint=(21lll)/mzf=(75+2+7.36)/168=0.502min≈30.13s工序2：钻φ20mm的孔，扩孔至φ22mm。工步1：钻φ20mm的孔。背吃刀量pa=20mm进给量的确定：选取该工步的每齿进给量f=0.3mm/r。切削用量的计算：因为该工件的材料为HT200，所以选取切削速度v=22m/min。由式n=1000v/πd可以求得：n=1000×22/(π×20)=350.32r/min参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-9所列的Z525型立式钻床的主轴转速，选取n=392r/min，再将n代入n=1000v/πd中，得到：v=392×π×20/1000=24.6m/min基本时间t:其中l=80mm，1l=)2~1(cot2rkD=10×1.66+1=12.66mm，2l=1~4mm,取2l=2mm。所以基本时间t为：snflllt48.14min24.03923.0266.128021工步2：扩φ20mm的孔至φ22mm。背吃刀量的确定：取pa=1mm。进给量的确定：由《切削用量简明手册》中表2.10的资料，选取该工件的每转的进给量f=1.1mm/r。切削速度的确定：根据相关资料，确定:v=0.4钻v=0.1×22=8.8m/min由公式n=1000v/πd。可以得到：n=1000×8.8/22π=127.4r/min按机床选取n=140r/min，得切削速度v=min/67.91000mdn基本时间t:其中l=80mm,1l=)2~1(cot2rkD=1×1.66+1=3.66mm/min,2l=1~4mm,取2l=2mm。所以基本时间t为：snflllt4.33min56.01401.1266.38021工序3：粗铣沟槽，上平面工步1：粗铣沟槽。背吃刀量的确定：双边背吃刀量为pa=16mm。进给量的确定：按《切削用量简明手册》中表3.14中资料选择刀具为“直柄立铣刀”，d/z=16/3;铣刀每齿进给量为zf=0.04mm/z。铣削速度cv=18mm/min。主轴转速为n=358r/min。基本时间t:按《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-43得：mzflllt21，式中1l=0.5d+(1~2)，2l=1~3mm，1pahi，mml40min/96.42358304.0mmnzffzmz其中h为沟槽深度，l为铣削轮廓的实际长度，1pa为沟槽深度的背吃刀量。mml102165.01，取2l=2mm,i=34/17=2,st25.145min42.2296.4221040工步2:铣上平面由工序1可知，精加工余量为1mm,背吃刀量为3-1=2进给量的确定：机床的功率按5~10Kw，按《切削用量简明手册》中表3.3选取该工序的每齿进给量为zf=0.2mm/z。铣削速度：参考《机械制造技术基础课程设计指导教程》得，选用镶齿铣刀，其中在d/z=80/10的条件下选取。铣削速度为v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=159.15r/min由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铣削速度为：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min基本时间t据面铣刀铣平面不对称铣削的计算时间计算公式：mzflllt21按《机械制造技术基础课程设计指导教程》表5-45切入和切出行程速度,=f×n=zf×z×n=0.2×10×160=320mm/mint=(80+29)/320=0.34min20.7s。个人小结经过这次课程设计，对以前学习过的课程有了一定的复习，并在课程设计中发现了自己的不足之处，在以后的学习过程中可以加以弥补。这次课程设计对我来说最大的作用是，为紧接下来的毕业设计打了一个基础，有了一次独立作业的机会，可以少犯一些错误，少走一些弯路。在这次课程设计中，有以下体会；一是不能拖，要尽快做，按着进度一步一步做下去；二是对自己要严要求，不能随便搞一下。三是要学会查资料，利用各种工具书，特别是手册。四是整个设计过程应该是先紧后松，而不是倒过来。五是要善于发现问题，与指导老师交流。