機械製造撥叉課程設計

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目錄

序言
一． 零件的分析 …………………………4
二． 工藝規程的設計………………………4
（一） 確定毛坯的製造形式………………4
（二） 基面的選擇…………………………5
（三） 制定工藝路線………………………5
（四） 機械加工餘量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定…6
（五） 確立切削用量及基本工時……………7
三． 結論…………………………………………11

序言

機械製造技術基礎課程設計是我們完成了基礎課程和部分技術基礎課程之後進行的。它一方面要求我們通過設計能夠獲得綜合運用過去學過的全部課程進行工藝及結構設計的基本能力；也是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，同時也是我們一次理論聯系實際的實際訓練。因此，他在我們的大學生活中占據在相當重要的地位。
通過設計，我們學會了熟悉運用機械製造工藝學課程中的基本理論實際知識，解決了一個零件在加工中的定位、夾緊、以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題保證加工質量。
由於能力有限，設計尚有很多不足之處，懇請老師能給予批評和指正。
一、零件的分析
零件的作用：該撥叉用在CA6140的主軸上，和其他零件配合，在改變轉速的時候承受輕微的載荷，所以應該保證本零件的重要工作表面符合技術要求。
二、工藝規程的設計
（一）確定毛坯的製造形式
零件的材料是HT200，工作環境良好，不會承受較大的沖擊載荷，由於年生產量為2000件，已經達到了中批量生產，並且材料可鑄。因此從提高生產率，保證經濟性的角度講，應該採用鑄造成型中的「金屬模機械砂型」鑄造的方法製造毛坯。
（二）基面的選擇
基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會出現很多問題，使生產無法正常進行。
（1） 粗基準的選擇
對於零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應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。所以選擇右端R20的端面，上頂端40×80的面和右側75×80的面為粗基準。
（2） 精基準的選擇
精基準的選擇有利於保證加工精度，並使工件裝夾方便。在選擇時，主要應該考慮基準重合、基準統一等問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。精基準選擇為花鍵孔和72×40的端面，在加工中採用專用夾具夾持。
（三）制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為中批量生產的條件下，可以考慮採用萬能性機床配以專用夾具，並盡量是工序集中來提高生產效率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以使生產成本盡量下降。
1． 工藝路線方案
工序1 粗銑80×40的左端面,精銑75×40的左端面直至符合表面粗糙度要求。
工序2 鑽φ22的花鍵孔。
工序3 倒2×45°的倒角。
工序4 拉花鍵，保證精度要求。
工序5 粗銑溝槽, 粗銑上表面的平面。
工序6 精銑溝槽, 精銑上平面至符合表面粗糙度要求。
工序7 鑽螺紋孔。
工序8 攻螺紋至M8。
工序9 終檢。
（四）機械加工餘量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
「撥叉」零件的材料為HT200，凈重量為0.84千克，生產類型為中批量生產，可以採用「金屬模機械砂型」鑄造的方法進行毛坯的製造。
根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工餘量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
考慮到零件的很多表面沒有粗糙度要求，不需要加工。從鑄造出來即可符合使用要求，因此，只採取75×40的表面留有2.5×75×40的加工餘量。毛坯的尺寸公差為CT8,可以從《機械製造設計工藝簡明手冊》得到CT8=1.6mm。相應計算如下：
最大極限尺寸=80+2.5+CT8/2=83.3mm
最小極限尺寸=80+2.5-CT8/2=81.7mm
75×40的端面的精加工餘量為1mm，粗加工餘量2.5-1=1.5mm。
（五）確定切削用量及基本工時
工序1：銑75×40的端面至符合要求。
工步1：粗銑
背吃刀量為 =2.5-1.0=1.5mm。
進給量的確定：機床的功率5~10Kw,工件夾具系統的剛度為中等條件，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進給量為 =0.2mm/z。
銑削速度：參考《機械製造技術基礎課程設計指導教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到:n=1000×40/π×80=159.15r/min
由於手冊中的X51型立式銑床的主軸轉速為n=160r/min,所以，實際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本時間t: 根據面銑刀平面（對稱銑削、主偏角 =90°）的基本時間計算公式:t=( )/ 。其中， =75mm， =1~3mm，取 =2mm， =40mm。則有：
=0.5（d- ）+(1~ 3)=0.5(80- )+2=7.36mm。
= ×n= ×z×n=0.2×10×160=320mm/min
t=( )/ =(75+7.36+2)/320=0.264min≈15.82s
工步2：精銑
背吃刀量的確定： =1mm .
進給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表3.3，按表面粗糙度為 =3.2μm的條件選取，該工序的每轉進給量f=0.8mm/r。
銑削速度的計算：根據其他有關資料確定，按鑲齒銑刀，d/z=80/10， =0.08mm/z 的條件選取，銑削速度v為： v=57.6mm/min。由公式：n=1000r/πd可以求得銑刀轉速n=229.3r/min 。參照《機械製造技術基礎課程設計指導教程》中4-15的X51型立式銑床的主軸轉速，選取轉速為n=210r/min。再將此轉速代入上面公式，可以求得：
v= nπd/1000=52.78mm/min。
基本時間的確定：根據《機械製造技術基礎課程設計指導教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對稱銑削、主偏角 =90°）的基本時間公式t=( )/ ，可以求得該工序的基本時間，其中 =75mm， =1~3mm，取 =2mm， =40mm， =7.36mm，得
= ×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/min
t=( )/ =(75+2+7.36)/168=0.502min≈30.13s
工序2：鑽φ20mm的孔，擴孔至φ22mm。
工步1：鑽φ20mm的孔。
背吃刀量 =20mm
進給量的確定：選取該工步的每齒進給量f=0.3mm/r。
切削用量的計算：因為該工件的材料為HT200，所以選取切削速度v=22m/min。由式n=1000v/πd可以求得：
n=1000×22/(π×20)=350.32r/min
參照《機械製造技術基礎課程設計指導教程》中表4-9所列的Z525 型立式鑽床的主軸轉速，選取n=392r/min，再將n代入n=1000v/πd中，得到：v=392×π×20/1000=24.6m/min
基本時間t:
其中 =80mm， = =10×1.66+1=12.66mm， =1~4mm,取 =2mm。所以基本時間t為：

工步2：擴φ20mm的孔至φ22mm。
背吃刀量的確定：取 =1mm。
進給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表2.10的資料，選取該工件的每轉的進給量f=1.1 mm/r 。
切削速度的確定：根據相關資料，確定: v=0.4 =0.1×22=8.8m/min
由公式n=1000v/πd。可以得到：n=1000×8.8/22π=127.4r/min
按機床選取n=140r/min，得切削速度v=
基本時間t:
其中 =80mm, = =1×1.66+1=3.66mm/min, =1~4mm, 取 =2mm。所以基本時間t為：

工序3：粗銑溝槽，上平面
工步1：粗銑溝槽。
背吃刀量的確定：雙邊背吃刀量為 =16mm。
進給量的確定：按《切削用量簡明手冊》中表3.14中資料選擇刀具為「直柄立銑刀」，d/z=16/3;銑刀每齒進給量為 =0.04mm/z。
銑削速度 =18mm/min。主軸轉速為n=358r/min。
基本時間t: 按《機械製造技術基礎課程設計指導教程》中表5-43得： ， 式中 =0.5d+(1~2)， =1~3mm， ，
其中h為溝槽深度， 為銑削輪廓的實際長度， 為溝槽深度的背吃刀量。 ，取 =2mm,i=34/17=2,

工步2: 銑上平面
由工序1可知，精加工餘量為1mm,背吃刀量為3-1=2
進給量的確定：機床的功率按5~10Kw，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進給量為 =0.2mm/z。
銑削速度：參考《機械製造技術基礎課程設計指導教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在d/z=80/10的條件下選取。銑削速度為v=40m/min。有公式n=1000r/πd可以得到: n=1000×40/π×80=159.15r/min
由於手冊中的X51型立式銑床的主軸轉速為n=160r/min,所以，實際的銑削速度為：V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本時間t據面銑刀銑平面不對稱銑削的計算時間計算公式：

按《機械製造技術基礎課程設計指導教程》表5-45切入和切出行程速度,
= ×n= ×z×n=0.2×10×160=320mm/min
t=(80+29)/320=0.34min 20.7s。
三、結論
在經過一周的設計之後，使我們了解到了有關機械製造技術基礎的一些知識，切身地體會到了從毛坯到成品的一個工藝設計過程，從而對於本課程有一個較為清晰的輪廓印象。由於我們在這次的課程設計過程中所學有限，對這門課程只是有了一個初步的認識，所以請老師多多指正與批評。如果要想更好地掌握好這門技術，還需要我們進一步的學習與實踐，在實際工作中不斷地積累經驗，這樣我們才能更好的學好這門技術，更好地了解機械製造基礎工業，從而為以後的工作打下堅實的基礎。

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