目录一、设计任务书 (1)二、零件分析1、零件的作用 (2)2、零件的工艺分析 (2)三、工艺规程的设计1、确定毛坯的设计制造 (3)2、基准的选择 (3)3、制定工艺路线 (4)4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6)5、确定切削用量及基本工时 (7)四、心得体会 (10)参考文献 (11)二、零件分析1、零件的作用:该零件是变速器换挡叉,如零件图所示。
它位于传动轴的端部,主要作用是换档。
使变速器获得换挡的动力。
2、零件的工艺分析:由零件图可知,其材料为35钢,锻造成型,由零件的尺寸公差选择模锻加工成型,保证不加工表面达到要求的尺寸公差。
现分述如下:(1)Φ15.81的孔。
(2)以Φ15.81孔为基准的16×56两侧面和叉口的前后两侧面。
(3)以Φ15.81孔为基准的其它几个平面及槽。
(4)M10×1-7H的螺纹孔。
这几组加工面之间有着一定的位置要求,主要是Φ15.81mm孔的中心线与叉口的前后两侧面的垂直度公差为0.15mm。
三、工艺规程的设计1、确定毛坯的设计制造:零件的材料为35钢,常用的毛坯有铸件、锻件、型材、冲压件和焊接件等。
考虑到零件在工作时要求较高的强度和抗扭性,非加工面的尺寸精度要求较高,以及批量为大批量生产,所以采用锻件,模锻毛坯成型。
2、基准的选择:基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。
否则,加工工艺过程中回问题百出,更有甚者,还会造成零件的大批报废,使生产无法正常进行。
(1)粗基准的选择:选择定位粗基准是要能加工出精基准,同时要明确哪一方面的要求是主要的。
粗基准的选择应以下面的几点为原则:a.当必须保证加工表面与非加工表面的位置和尺寸时,应选非加工的表面作为基准。
b.应选能加工出精基准的毛坯表面作为粗基准。
c.要保证工件上某重要表面的余量均匀时,应选该表面为定位基准。
d.当全部表面都需要加工时,应选余量最小的表面作为基准,以保证该表面有足够的加工余量。
在铣床上加工变速器换挡叉时,以Φ15.81内孔作为粗基准。
满足粗基准的选择原则。
(2)精基准的选择:精基准的选择应从如何减少工件的定位误差,保证零件加工精度出发,同时考虑装夹方便,夹具结构简单。
选择时应遵循以下原则:a.基准重合原则。
b.基准统一原则。
c.自为基准原则。
d.互为基准原则。
该零件加工时,以Φ15.81内孔作为精基准来加工换挡叉叉口前后两侧面。
3、制定工艺路线:制定工艺路线的出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
(1)工艺路线方案一:1.粗铣叉口19×5.9两内侧面2.钻并扩铰Φ15.81mm孔3.粗铣16×56两侧面4.粗铣叉口前后两侧面5.粗铣14.2槽6.粗铣16.5×43面7.粗铣16.5×14.5面8.粗铣11×9.65面9.精铣14.2槽10.精铣16.5×43面11.精铣16.5×14.5面12.精铣11×9.65面13.精铣叉口两内侧面14.精铣16×56两侧面15.精铣叉口前后两侧面16.攻M10×1-7H螺纹孔17.去毛刺18.检验(2)工艺路线方案二:1.粗铣Φ15mm上下端面2.钻并扩铰Φ15.81mm孔3.粗铣16×56两侧面4.粗铣14.2槽5.粗铣16.5×43面6.粗铣11×9.65面7.粗铣叉口19×5.9两内侧面8.粗铣叉口前后两侧面9.精铣16×56两侧面10.精铣叉口19×5.9两内侧面11.精铣叉口前后两侧面12.攻M10×1-7H螺纹孔13.去毛刺14.检验(3)工艺方案的比较与分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案一早先加工叉口的内侧面,然后加工其它平面,而且为了节省装卸时间将一些粗精加工放到了一个工序中。
方案二是先将定位孔加工出来以便于其他面的加工,因与底面的垂直度要求也较高,并且是很多尺寸的设计基准,为遵循基准统一的原则,同时也更能保证叉口上下两平面与孔的垂直度要求。
经比较可见,方案二要优于方案一,故选择工艺路线方案二为最终的工艺路线。
4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定该零件材料为35钢,硬度为180HBS —201HBS ,生产类型为大批量,模锻毛坯。
据以上原始资料及加工工艺路线,分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:1.Φ15.81内孔毛坯为实心,不冲出孔。
内孔精度要求IT8,参照《机械制造工艺设计简明手册》(以下简称《工艺手册》)确定孔的加工余量分配:钻孔:Φ15mm扩钻:Φ15.5mm 2Z=0.5mm粗铰:Φ15.7mm 2Z=0.2mm精铰:Φ15.81016.0043.0++ 2Z=0.11mm 2.叉口两侧面由于两内侧面对于R28.5中心线有平行度等位置要求,所以可以将其看作内孔来加工余量,即Φ5101.0+的孔。
毛坯为实心,已经有孔,精度要求为IT10,参照《工艺手册》确定加工余量的分配:为简化模锻毛坯的外形,先直接取叉口尺寸为46.5mm。
表面粗糙度要求为6.3,需要精铣,此时粗铣单边余量z=2.0mm,精铣是单边余量z=0.25mm。
3.16×56两侧面由于是在卧式铣床上两把刀同时铣,所以可以把两侧面的余量用双边余量来计算。
先毛坯长度方向直接取11mm。
表面粗糙度为6.3,需要精铣,此时粗铣单边余量为z=2.0-0.2=1.8mm,精铣时单边余量为z=0.2mm。
4.叉口前后两侧面该端面的表面粗糙度为6.3,所以要先粗铣再精铣。
查《机械加工余量手册》(以下简称《余量手册》)中的表4-2查得锻件尺寸公差等级CT分为7-9级,选用8级。
此时粗铣单边余量为z=2.0mm,精铣时单边余量z=0.2mm。
5.14.2槽及16.5×43面及11×9.65面因为它们的粗糙度要求为12.5,所以只需要进行粗铣。
Z=2mm。
5、确定切削用量及基本工时:(1)钻Φ15mm孔:进给量f:根据《切削用量手册》(以下简称《切削手册》)知当钢的 b=540MPa,d0=Φ15mm时,f=0.31~0.37mm/r,由于本零件在加工Φ15.81mm孔时,属于低刚度零件,故进给量应乘以系数0.5,则f=(0.31~0.37)×0.5=0.155~0.185mm/r,选f=0.18mm/r切削速度:根据《切削手册》得切削速度v=18m/min。
主轴转速:n=1000v/πd =1000×18/π×15=382r/min选机床主轴转速为300r/min故实际切削速度为:v=πdn/1000=14.13m/min切削工时tm=f n lw =0.79min(2)扩Φ15.5mm 孔:进给量f :根据《切削手册》知当钢的 b =540MPa,d 0=Φ15.5mm时, f=0.6~0.7mm/r,由于本零件在加工Φ15.81mm 孔时,属于低 刚度零件,故进给量应乘以系数0.7,则f=(0.6~0.9)×0.7=0.42~0.49mm/r ,选f=0.45mm/r切削速度:根据《工艺手册》得切削速度v=0.4v 钻故实际切削速度为:v=14.13×0.4=5.652m/min主轴转速:n=1000v/πd =1000×5.652/π×15.5=115.6r/min 选机床主轴转速为195r/min切削工时tm=f n lw =0.48min(3)粗铰Φ15.7mm 孔:进给量f :根据《工艺手册》知铰孔时的进给量和切削速度为钻孔时的1/2~1/3,所以f=1/2f 钻=0.09mm/rv=1/3v 钻=4.71m/minn=1000v/πd =1000×4.71/π×15.7=95.5r/min选机床主轴转速为195r/min切削速度:v=πdn/1000=9.61m/min切削工时tm=f n lw =2.42min(4)精铰Φ15.81mm 孔:因为与粗铰时共用一把刀,利用其机床对工件作粗、精铰孔,所以切削用量及工时均与粗铰相同。
f=1/2f 钻=0.09mm/rv=πdn/1000=3.14×15.81×195/1000=9.68m/minn=195r/min切削工时:T=2.42min四、心得体会经过两周的机械制造技术基础课程设计,从工艺路线设计中我了解了我所设计的机械加工工艺流程,学习和了解了机械加工的基本过程。
这次的课程设计的目的在于通过实习使学生获得基本生产的感性知识,理论联系实际,扩大知识面;同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道,也是学生接触社会、了解产业状况、了解国情的一个重要途径,逐步实现由学生到社会的转变,培养我们初步担任技术工作的能力;体验企业工作的内容和方法。
这些实际知识,对我们学习乃至以后的工作,都是十分必要的基础。
机械制造技术基础是我们在大三结束了课程后进行的课程设计。
这是我们在进行课程设计时对所学的各科课程一次深入的综合性的复习,也是一次理论联系实际的训练。
因此,这次的课程设计很重要。
就我个人而言,这次课程设计我学习各种的基本工艺知识,初步分析解决简单工艺问题的能力。
我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练,希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力,为以后的工作打下良好的基础。
参考文献1、倪小丹、杨继荣、熊运昌主编《机械制造技术基础》北京,清华大学出版社,20072、李益民主编《机械制造工艺设计简明手册》北京,机械工业出版社,19943、孙本绪、熊万武主编《机械加工余量手册》北京,国防工业出版社,19994、胡凤兰主编《互换性与技术测量基础》北京,高等教育出版社,20105、艾兴、肖诗纲主编《切削用量手册》北京,机械工业出版社,19936、杨叔子主编《机械加工工艺师手册》北京,机械工业出版社,200111。