1機械制造工藝課程設計任務書題 目：十字頭滑套機械加工工藝規程及工藝裝配設計內容：1、產品零件圖 1 張2、產品毛坯圖 1 張 3、機械加工工藝工程卡片 1 份4、機械加工工序卡片 1 套 5、課程設計說明書 1 份 6、夾具設計裝配圖 1 張 7、夾具設計零件圖 12 張序 言機械制造工藝學課程設計是在我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課2以及大部分專業科之后進行的。這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程設計的一次深入的綜合性的連接，也是一次理論聯系實際的訓練。因此，它在我 們的大學學習生活中占有十分重要的低位。就我個人而言，希望通過這次課程設計對自己的未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決 問題的能力，為今后參加祖國的現代化建設打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處， 懇請各位老師給予指教。一零件的工藝分析 零件的作用題目所給定的零件是十字頭滑套，十字頭滑套位于軸的端部，連接軸與下一級的傳動部件，起到傳遞扭矩與動力的作用。3十字頭滑套共有兩個加工表面，現分述如下：1、190mm 內止口為中心的加工表面。這一組加工表面包括：190 mm 定位內止口、 190 mm 定位凸臺，10.2 01.180 mm 內孔，335mm 、320mm 的外圓表面，左右兩端各 14 個 22mm 的15.06孔。2、M6 為中心的加工表面。這一組加工表面包括：8 個 M6 的螺孔。加工表面的位置要求：1）190 mm 定位凸臺與 180 mm 滑道孔同 軸度公差為 0.05mm。01. 15.0642）190 mm 定位內止口與 180 mm 滑道孔同 軸度公差為 0.05mm。10.2 15.06由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并且保證它們之間的位置精度要求。1）劃線工序 (序 6)主要是 為了照顧鑄件的壁厚均勻，兼顧各部分的加工量，減少鑄件的廢品率。2）180 mm 內孔，中間部分，由兩段 圓弧組成，而內孔表面粗糙度要求15.06又較高(Ra1.6m)，在加工中會出 現很長一段斷續切削，所以在加工時，應注意切削用量的選擇及合理的選用刀具的幾何角度。二、確定毛坯1.確定毛坯種類考慮到該零件在車床中的受力并保證零件的工作可靠性，并且零件的尺寸不大，但是零件形狀較為復雜，可以考 慮鑄造或者鍛造，由于是大批量生 產，所以毛坯選擇金屬模砂型鑄造，材料為 HT200。2.確定加工余量、毛坯尺寸及公差“十字頭滑套 ”零件材料為 HT200，生 產類型為大批生產，可采用砂型鑄造形成毛坯。1.根據技術要求及為簡化毛坯的外形，兩端外圓的直徑余量取 2Z=3mm，即直接取兩端外圓表面直徑為 338mm、323mm。2.軸向尺寸需要粗車與精車要留有足夠的加工余量，兩端各留 5mm。3.內孔 180 mm 有公差要求，需分兩次加工，根據內孔的精度要求，參照15.06工藝手冊余量為 2Z=5mm；4.內止口（190 mm5mm 內止口）、凸臺（190 mm5mm）根據精度要10.2 01.求，參照工藝手冊余量為 2Z=5mm；5所以確定鑄造毛坯尺寸如毛坯圖所示。毛坯留有足夠的余量，因此毛坯不需要公差。三、工藝規程設計1.定位基準的選擇基面的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確、合理，可以保證加工質量，提高生產 效率。否 則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的話還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。（1）.粗基準的選擇對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對本零件來說，應以兩端的外圓表面作 為基準， 現定以 335mm 外表面為粗基準，利用止口盤定位，螺栓壓板夾緊，達到定位要求。（2）.精基準的選擇精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。 2.制訂工藝路線2.1 表面加工方法的選擇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得到合理的保證。在生產綱領為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具來提高生產效率。除此以外，還應 當考慮經濟效率，以便使生產成本盡量下降；十字滑套外形尺寸較小，且需要加工面接近軸類，并且有平面與孔，所以表面加工方法為：車、 銑、鉆。2.2 工藝路線方案工序 1 鑄造。6工序 2 時效處理。工序 3 粗車 工序 4 精車 工序 5 銑工序 6 鉆工序 7 檢驗工序 8 入庫3.機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定加工表面的機械加工余量、工序尺寸及公差如下:1、外圓表面（335mm 及 320mm）外圓表面無公差要求可直接車加工至所需尺寸2、外圓表面沿軸線長度方向的加工余量（350mm）考慮加工工藝的需要，切削兩端面時各留 5mm。3內孔（180 mm）15.06根據內孔的精度要求，參照工藝手冊確定工序尺寸及余量為：粗車孔：175mm精車孔：180 mm 2Z=5mm4、內止口（190 mm5mm 內止口）、凸臺（190 mm5mm）10.2 01.加工內止口和凸臺時，各留加工余量 5mm。由于毛坯尺寸及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所規定的加工余量其實只是名義上的加工余量。實際上，加工余量有最大及最小之分。由于本設計規定的零件為大批生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、7最小加工余量時，應按調整法加工方式予以規定。4.加工設備與及工藝設備的選擇4.1 機床的選擇加工十字滑套主要涉及的加工方法有鑄造、熱處理、車、銑、鉆等。根據零件的外形尺寸與各種機床能夠加工的范圍，可以采取一下選擇：鑄造采用金屬砂型模；熱處理用熱處理爐；車加工利用 CA6140 臥式車床；銑加工可選用X63 臥式銑床；鉆加工可選用深孔鉆床。4.2 夾具的選擇車加工夾具主要是 CA6140 專用夾具（三抓卡盤，頂針等） ；銑加工夾具為X64w 專用工裝和組合夾具；鉆夾具主要為 ZAx3050 專用工裝。4.3 刀具的選擇零件毛坯材料為 HT200，熱處理后材料有了一定硬度，所以車床刀具選用硬質合金刀，刀桿尺寸為 16x25mm,Kr=450,rs=00,rE =2mm；銑床刀具選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀；鉆床刀具選用深孔鉆，锪鉆，均為硬質合金料。4.4 量具的選擇需要用的量具的地方主要有：測材料硬度，零件外形尺寸等；需要用到的量具有，硬度測量儀，游標卡尺，千分尺等。5.切削用量及時間定額的確定工序 1：鑄造毛坯；工序 2：時效處理；工序 3：車削外圓、端面、凸臺及內孔。本工序采用計算法確定切削用量。1、加工條件工件材料：HT200加工要求：車右端 320mm 外圓，粗 車端面及 190 mm 凸臺，粗車內孔01.180 mm。15.06機床：CA6140 臥式機床。刀具：刀片材料為硬質合金，刀桿尺寸為 16x25mm,Kr=450,rs=00,8rE =2mm。2、計算切削用量（1）粗車右端面1）確定端面加工余量：考慮凸臺的影響，取毛坯長度的加工余量為：Zmax=5mm,分兩次加工，a p=2.5mm，按 ap=3mm 計。2）確定進給量 f：經查表切削手冊（表 2.23）可知，當刀桿尺寸為16x25mm，ap3mm 以及工件直徑 為 323mm 時，f=0.81.2mm/r按 CA6140 車床說明書取 f=0.81mm/r（表 3.9）。3）計算切削速度：硬質合金車刀切削灰鑄鐵的平均切削速度為 1.17m/s，即uc=70.2m/min。4）確定機床主軸轉速:ns =1000uc/dw=(1000x70.2)/ x32369r/min按機床說明書，與 69 r/min 相近的機床轉速為 63 r/min、80 r/min。現選取 80 r/min。所以實際 切削速度 為 99.39m/min。5)計算切削工時：l=(323-40)/2=141.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0tm=i(l+ l1+ l2+ l3)/ nwf=2x(141.5+2)/(100x0.8)=3.5875min(2)粗車 320mm 外圓，同時應校驗機床功率及進給機構強度。1）背吃刀量：單邊余量 Z=1.5mm,可一次切除。2）進給量：根據切削手冊選用 f=0.8mm/r。3）計算切削速度：見切削手冊Vc= =242/(600.2X1.50.15X0.80.35)X1.44X0.8X0.81X0.97=98m/minxyvfTCmk4)確定主 軸轉速：9ns =1000uc/dw=（1000x98）/(x323)=97r/min按機床選取 n=100r/min。所以實際切削速度為u=dn/1000=x323x98/1000=99.39m/min5）校驗機床功率：主切削力按切削手冊中公式計算FC= kvfcfnyxfcffcpc式中， =900， =1.0， =0.75， =0fcfcfcfc= （ ）nF=( )0.75=0.94, =0.89kmp650b kr所以，F C=900x1.5x0.80.7599.3900.940.89N=955.4N切削時消耗功率為:Pc (955.4x99.39)/(6x10 4)kw1.58KW164vfc由 CA6140 機床說明書可知， CA6140 主電動機功率 為 7.8 KW,當主軸轉速為 100r/min 時，主軸傳遞 的最大功率為 5.5KW，所以機床功率足夠，可以正常加工。6）校驗機床進給系統強度：已知主切削力 FC=955.4N，徑向切削力 FP 按切削手冊中公式計算FP kvfcfnyxf pcfcfp式中， =530， =0.9， =0.75， =0fpfpfpfp= （ ）nF=( )1.35=0.897, =0.5kmp650b k所以 FP5301.5 0.90.50.699.3900.8970.5N225.9N而軸向切削力 Ff vfcfnyxffcfp10式中 ， 450， 1.0， 0.4， 0cfxfyfnfKM=（ ）Nf=( )0.10.923，K K=1.17650b于是軸向切削力為FF=4501.50.50.599.3900.9231.17N=515.4N取機床導軌與機床之間的摩擦系數 =0.1，則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為：FF F+ (FC+FP)=515.4+0.1（955.4+225.9）=633.53N而機床縱向進給機構可承受的最大縱向力為 3530N（見切削手冊表1.30），故機床進給系統可正常工作。7)切削工 時：t=(l+l1+l2）/nf式中，l=15, l 1=4, l2=0所以，t=(l+l 1+l2）/nf=（15+4）/(100x0.8)=0.238min(3)粗車凸臺取 ap=2.5mm，f=0.81mm/r，切削速度：硬質合金車刀切削灰鑄鐵的平均切削速度為 1.17m/s，即uc=70.2