TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一節序言 2第二節零件分析 21零件的功用分析 2\o"CurrentDocument"2零件的工藝分析 2第三節機械加工工藝規程制定 31確定生產類型 3\o"CurrentDocument"2確定毛坯制造形式 3\o"CurrentDocument"3. 3選擇定位基準 3\o"CurrentDocument"3. 4選擇加工方法 3\o"CurrentDocument"3. 5制定工藝路線 43. 6確定加工余量及毛坯尺寸 53. 7工序設計 63. 8確定切削用量和基本時間 7\o"CurrentDocument"結論 16\o"CurrentDocument"參考文獻 17附圖 18

第一節序言機械制造工藝學課程設計是我們融會大學所學的《機械制造技術基礎》、《互換性與技術測量基礎》等知識后，將理論與實踐相結合對專業知識的綜合運用訓練，并且為我們以后做好畢業設計進行一次綜合訓練和準備。通過機械制造工藝學課程設計，我們應該得到下述各方面鍛煉：1、 能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規程等問題的方法，培養分析問題和解決問題的能力。2、 課程設計過程也是理論聯系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強我們解決工程實際問題的獨立工作能力。第二節零件分析2.1零件的功用分析本次課程設計的零件是汽車換擋部分的操縱桿支架，它的主要作用是固定操縱桿，使其在行駛過程中牢固可靠。零件上的3-011孔用螺栓固定在底座上，操縱桿用020的定位銷固定在支架上，并且在換擋時依靠利用36槽軌跡不會引起偏差。2.2零件的工藝分析020孔支架底面36槽020孔支架底面36槽011孔(1)(2)(3)(4)此零件外形較小，圖中除2-020孔，表面粗超度為Ra3.2um要求較嚴格外，其它加工面公差要求較低，并且無位置度要求，但是為了滿足裝配性能，根據現場實際，在加工過程中要制定工藝基準，并制定出工藝公差，利用工藝基準來加工后續工序。第三節機械加工工藝規程制定3.1確定生產類型操縱桿支架材料為灰鑄鐵，牌號HT200，零件年產量也已達大批生產的水平。3.2確定毛坯制造形式毛坯選擇的正確與否，不僅影響產品質量，而且對制造成本也有很大的影響，因此加工零件之前應首先選用正確合適的毛坯。由于灰鑄鐵不能選用鍛造的方式得到，根據操縱桿支架的形狀復雜，故毛坯類型應選用鑄造方式得到。而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用精鑄件，這從提高生產率、保證加工精度上考慮也是應該的。3.3選擇定位基準定位基準的選擇是工藝規程制訂中的重要工作，它是工藝路線是否正確合理的前提。正確與合理的選擇定位基準，可以確保加工質量，縮短工藝過程，簡化工藝裝備結構與種類、提高生產率。（1） 粗基準的選擇：對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對于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做粗基準。因為銑底面時要保證54±0.5,所以以2-R20外圓表面為粗基準。（2） 精基準的選擇：精基準的選擇有利于保證加工精度，并使工件裝夾方便。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。精基準選擇為底面及3-011孔。3.4選擇加工方法（1）平面的加工平面的加工方法很多，有車、刨、銑、磨、拉等。對于本支架,底端面的粗糙度要求Ra25um，精度要求較低，故選擇端銑加工方式。孔的加工孔的加工方式有鉆、擴、鏜、拉、磨等。對于本支架，3-011的孔為工藝孔，所以選用鉆床加工的方式。2-011的孔，由于精度要求較為嚴格，因此選用立式銑床鉆銑加工。槽的加工槽的加工方式有銑、磨、電火花等。對于本支架，考慮到經濟性的要求，選用銑床加工。36槽的表面粗糙度要求Ra12.5um，公差等級為12級，精度要求較低，故選擇粗銑加工方式即可。3.5制定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。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工藝路線方案一工序1 鉆銑2-020孔。工序11 粗精銑底面A。工序111鉆底面3-011孔。工序^ 銑36槽。工序V檢查工藝路線方案二工序1 粗精銑底面A。工序11鉆底面3-011孔。工序111 鉆銑2-020孔。工序^ 銑36槽。工序V檢查工藝路線方案三工序1 粗精銑底面A。工序11 銑36槽。工序111 鉆銑2-020孔。工序^鉆底面3-011孔。工序V檢查上述三個工藝方案的特點在于：方案一是先加工出2-020孔，再以其為基準，加工出底面，而后以底面為基準，加工底面3-011孔及36槽。方案二是先加工出底面，再以底面為基準，加工出底面3-011孔，2-020孔及36槽，這種方案基準統一。方案三是先加工出底面，再以底面為基準，加工出36槽及2-020孔，最后以36槽與020做定位基準加工3-011孔。三種方案相比較，可以看出，方案一中，先以毛坯底面為粗基準，加工出2-020孔，再以2-020孔為基準加工底面，而后又以底面為基準，加工另外兩組尺寸，由于中間變換了定位基準，不利于基準統一原則。方案二，先加工出底面，后續加工都已底面定位，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。而方案三也存在與方案一同樣的弊端。因此，我們選用方案二做為操縱桿支架的加工路線：工序1 以兩個R20外毛坯面做為粗基準，粗精銑底面A。工序11 以底面為基準，側邊采用輔助支撐，加工底面上3-011孔，其中2個孔做為后續工藝定位孔，按工藝尺寸加工。工序111 以一面兩銷定位，鉆銑2-020孔。工序^ 以底面及2-011孔，一面兩銷定位，加工36槽。工序V終檢。3.6確定加工余量及毛坯尺寸（一）確定加工余量“操縱桿支架”零件材料為灰鑄鐵，硬度HB163-229HBW，生產類型為成批生產，采用精鑄件毛坯。根據查表知，灰鑄鐵采用砂型鑄造機器造型時，灰鑄鐵尺寸公差為CT8—CT12級，此處選為CT9級。又根據查表選擇加工余量為G級，根據機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸查表知各加工表面加工余量如下表所示:加工表面加工余量/mm備注底面2.2粗銑次兀成36的槽2.2粗銑次兀成3-011無鉆、鉸完成2-020孔無鉆、擴、鉸、精鉸完成（二）確定毛坯基本尺寸加工表面的毛坯尺寸只需將零件尺寸加上查取的相應加工余量即可，所得毛坯尺寸如下表所示：零件尺寸/mm單邊加工余量/mm毛坯尺寸/mm122.214.2362.231.6①1100①2000（三）確定毛坯尺寸公差各鑄件加工尺寸公差如下表所示:毛坯尺寸/mm公差/mm按“對稱”標注結果/mm14.21.6±0.814.2±0.831.61.8±0.931.6±0.9（四）繪制毛坯簡圖根據以上內容及砂型鑄造的有關標準與規定，繪制毛坯簡圖，如附圖所示。3.7工序設計（一） 選擇加工設備：選擇加工設備即選擇機床類型。由于已經根據零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之確定。至于機床的型號，主要取決于現場的設備情況。若零件加工余量較大，加工材料又較硬，有必要校驗機床功率。初步選擇各工序機床如下：工序I銑底面：數控銑床工序II加工底面3一①11工藝孔：鉆床工序III加工2-①20孔：搖臂鉆床工序IV加工36槽：臥式銑床（二） 選擇夾具：對于成批生產的零件，大多采用專用機床夾具。在保證加工質量、操作方便、滿足高效的前提下，也可部分采用通用夾具。本機械加工工藝規程中所有工序均采用了專用機床家具，需專門設計、制造。（三） 選擇刀具：在操縱桿的加工中，采用了銑、鉆、擴、鉸、等多種加工方式，與之相對應，初選刀具的情況如下：工序I 銑底面：采用面銑刀來進行加工，銑削深度為

ap=2.2mm，通過查表得：面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑＜p160。工序11 加工底面3一①11工藝孔：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑①10.5,鉸刀選取高速鋼機用鉸刀①11H9工序111加工2-020孔：先采用直柄麻花鉆完成加工工序，用d=19的高速鋼直柄麻花鉆鉆孔，然后用d=19.5的錐柄擴孔鉆，用d=19.75的鉸刀鉸孔，最后采用d=20的鉸刀精鉸孔。工序^ 加工36槽：選用可調式三面刃銑刀，直徑①120,刀片767,加工鑄鐵件。選擇量具：選擇量具的原則是根據被測量對象的要求，在滿足測量精度的前提下，盡量選用操作方便、測量效率高的量具。本零件屬于成批生產，一般均采用通用量具，可以用游標卡尺。同時在條件允許的情況下，也可以設計專用量規，以量規的通端和止端測量零件加工的極限偏差，這可以顯著的提高測量效率。3.8確定切削用量和基本時間工序I銑底面A加工條件工件材料：HT200,鑄件加工要求：粗精銑底面A。機床：數控銑床。刀具：采用面銑刀刀柄及立裝式立銑刀，刀具直徑0160。刀片材料P/K,型號LZ1282，適用加工材料為鑄鐵等。計算切削用量毛坯加工余量為2.2mm左右，根據《組合機床切削用量計算》表9[11],Vc選60m/min,f0.袖/r。確定機床主軸轉速VX1000nVX1000nnXDc6010003.14160119r/min按機床說明書，與119r/min相近的機床轉速為95r/min所以實際切削速度v47.728r/min計算切削工時t4.2min工序口 以底面為基準，側邊采用輔助支撐，加工底面上3-①11工藝孔。加工條件工件材料：HT200,鑄件。加工要求：鉆鉸3-①11孔。機床：Z3040鉆床。刀具：鉆頭選取高速鋼鉆頭，直徑①10.5,鉸刀選取高速鋼機用鉸刀①11H9計算切削用量①先用①10.5鉆頭鉆底孔。根據《組合機床切削用量計算》表1[11]選取f0.20mm/r,20m/min所以n1000VnD所以n1000VnD按機床選取n1000203.1410.5606r/min630r/min實際切削速度v20.77m/min②用①11H9鉸刀進行鉸孔根據《組合機床切削用量計算》表6,選取f0.5mm/r,v6m/min所以v6m/min所以n些nD按機床選取n10006 173.7r/min3.1411200r/min實際切削速度v6.9m/min計算切削工時鉆削一孔：t0.72min鉸削一孔：t18min總切削時間：0.72x31.8x37.5min工序III(一)先用①19鉆頭鉆底孔

根據《組合機床切削用量計算》表9[11],選取f0.2mm/r,按機床選取n600r/minv40m/min所以nv40m/min所以n峪100040670r/minnD3.1419實際切削速度v35.796m/min計算切削工時加工兩個孔所需要的時間為：t=2.9min擴2—①20皿的通孔切削用量及基本時間的確定本工序是擴2—①20mm孔，已知工件材料:HT200,硬度200MPa,鑄件。所用機床為Z3025搖臂鉆床。根據表5-19知選取d=19.5mm,L=238高速鋼錐柄麻花鉆作為刀具。根據表5-48選擇的麻花鉆參數30，2 118， 50,f12。由表5-49知，當d。20mm時，選擇鉆頭后刀面磨損極限值為0.8mm,耐用度丁45min01.切削用量aP19.519 aP19.519 0.25nm2 ，故可取ap=0.25mm。ddp2確定進給量f按照加工要求決定進給量。鉆頭直徑do=19.5mm，工件材料為鑄鋼且b200MP外時，根據表5-50，進給量f取值范圍為0.70~0.86mm/r。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數來修正。根據Z3025機床標準進給量，查表5-51，選取f0.8mm.匕確定切削速度v根據表5-52的計算公式確定切削速度v—Cv、—k(m/min)TmaXvfyvvtv式中，Cv12，9,ZvO.*0.叫0.釧0.125。因本例的加工條件與該公式應用條件不完全相同，故需對切削速度進行修正，由表5-53得：根據刀具耐用度丁45min，得修正系數、麟；工件材料b200MPa，得修正系數為kMvL°；刀具材料為高速鋼，得修正系數ktvL0；鉆頭為標準刃磨形狀，得修正系數、0.87。所以tvkkkkk1.01.01.00.870.87vTvMvtvxv12.919.50.25 ...v450.1250.250.10.80.25mm沖n=14.22mm/min

100014.22n19.5rmin=232.24rmin根據Z3025機床標準主軸轉速，由表5-54選取n250rmin,實際切削速度速為、， 19.52501000 m《'min=15.3m,，'min(4)校驗機床功率公式如下：由表(4)校驗機床功率公式如下：由表5-55查得轉矩T和切削功率七計算fyTk(Nm)Tv(kW)30d00.206,z2.0,y與加工材料有關的修正系數kMTv(kW)30d00.206,z2.0,y與加工材料有關的修正系數kMTkxT數為式中，Ct0.8，1.0L°；與刀具磨鈍有關的修正系數kT kMTkxTkVBT，由表5-56得:；與刃磨形狀有關的修正系數y0.87因此，總的修正系%1.01.00.870.87所以鉆孔時的轉矩為%1.01.00.870.87所以鉆孔時的轉矩為c_d%fyTKT=0.20619.52.00.&.80.87N.m=57N.m切削功率為Tv30d0Z30255715,31.49KW)3019.5Tv30d0Z30255715,31.49KW)3019.5由表5-14知，功率PE 2.2kW。由于所確定的切削用量為

9.5mm.

,

0.8mm/r.

,15.2m/min(n250rmin).基本時間￡TT,P196.2Nm，主電機做選擇的切削用量可用。最后機床主軸最大轉矩TmPE，2.由表5-57得鉆孔的基本時間為tLi!mfn

式中，'——工件切削部分長度，單位為mm;dc式中，'——工件切削部分長度，單位為mm;dc9—mCOS2.l(2~4)mm；已知！66mmlf 切入量，單位為mm，lfl1 超出量，單位為mml炎cot"8 3mm9mm，f 2 2l3mm,f0.8mm/r,n250rjmin。所以，加工2個孔所用的基本時間為tm2tm2舞250=0.78min茨2一①20的孔切削用量及基本時間的確定本工序是茨孔，已知工件材料：HT200，硬度163—229HBW，鑄件。機床為搖臂鉆床，所選用d=19.75、L=238的錐柄高速鋼茨刀,查表得其幾何參數為k5。1.切削用量 r確定背吃刀量a：Pa 19.75190.125mm確定進給量f:按照加工要求決定進給量。茨刀直徑d。19.75mm,工件材料為HT200時，根據表知：茨刀進給選取f0.20mm/r。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數來修正。計算和選擇切削速度v:C計算公式為：V Cvdozvk式中v-切削適度/(m/min)Tmaxfyvv查表得： c15.6z0.2,x0.1y0.5m0.3ax0.125nmv v v v p根據刀具耐磨度T=45min,得修正系數、0.87；工件材料b=200MPa,得修正系數為、1.0；刀具材料為高速鋼，得修正系數、1.0；與

鉸孔切削深度有關的系數kapv1.0；鉆孔深度M3d。，得與鉆孔深度有關的系數k1.0；鋼件狀態為熱軋的，得鉆孔時鋼料狀態有關的系lv數k1.0；則有：kkkkkkkvTvmvsvtvapvlv所以：v CvkkkkkkkvTvmvsvtvapvlv所以：v Cvd0ZvTmaxvf即：ny100021?7rmin345.7rmind0 20 ' ■根據Z3025機床標準主軸轉速，由查表選取n=400r/min,204002512 ?4 25.12m/min1000 'yv15,6200-2 1,Cm/min=21.7m..'min450.30.12叔.10.2.5 ,實際切削速度為：v戚75n1000校驗機床功率：查表得轉矩T查表得轉矩T和切削功率?滿足要求，故切削用量可以用。2.基本時間t由表得鉆孔的基本時間為t』f1

mfn式中，七一工件切削部分長度，單位為mm;f—切入量，單位mm,ifdmCOS3；?—超入量，單位mm,1(2~4)mm:已矢□1=66mm,1Lcos 3二旦cos*3=9mmf2r2 2取13mm1所以，加工2個孔所用基本時間為t=2t2』f1=26693min3.9minm fn0.1400精鉸2—①20的孔切削用量及基本時間的確定本工序是茨孔，已知工件材料：HT200，硬度163—229HBW，鑄件。機床為搖臂鉆床，所選用d=20、L=238的錐柄高速鋼茨刀，查表得其幾何參數為k5。1.切削用量 r(1)確定背吃刀量a:pa土工2019.750.125mmp2確定進給量f:按照加工要求決定進給量。茨刀直徑d20mm,工件材料為HT200時，0根據表知：茨刀進給選取f0.10mm/r。因為孔的深度與孔的直徑相差不多，故無需修正系數來修正。計算和選擇切削速度v:c計算公式為：V Cvdozvk式中v-切削適度/(m/min)Tmaxfyvv查表得： c15.6z0.2,x0.1y0.5m0.3a 0.125nm根據刀具耐磨度T=45min,得修正系數、1.0；工件材料b=200MPa,得修正系數為、1.0；刀具材料為高速鋼，得修正系數ktv1.0；與茨孔切削深度有關的系數\v1.0；鉆孔深度M3d。，得與鉆孔深度有關的系數k1.0；鋼件狀態為熱軋的，得鉆孔時鋼料狀態有關的系1v數k1.0；則有：kkkkkkk1.01.01.01.01.01.01.0vTvmvsvtvapvIv

所以：v cvd0v 一15?619?752—1,Qn/min=24.89m/minTOC\o"1-5"\h\zTmaxvfyv450.30.125.10.20.5 ''即：「些100024-89rmin401.35rmind0 19.75根據Z3025機床標準主軸轉速，由查表選取n=400r/min，實際切削速度為：v 19.75n19.75n24.8m.-min1000 1000 ；校驗機床功率：查表得轉矩T和切削功率Pm滿足要求，故切削用量可以用。2.基本時間t由表得鉆孔的基本時間為t1f】mfn式中，七一工件切削部分長度，單位為mm；l—切入量，單位mm，l d尹cos 3；?—超入量，單位mm,1(2~4)mm:已矢□l=66mm,lLcos 3二旦cos空3=7,56mmf2r2 2取l3mm1所以，加工2個孔所用基本時間為t=2t=2t2lwlfl=2m fn2667.563.