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中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
目 錄
1零件的工藝分析………………………………………………………………… 2
1.1零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)…………………………………………………… 2
1.2主要加工表面及要求………………………………………………………… 2
2毛坯的選擇……………………………………………………………………… 3
2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差……………………………… 3
2.2確定毛坯的技術(shù)要求………………………………………………………… 4
2.3繪制毛坯圖…………………………………………………………………… 4
3基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………………… 4
4擬訂機(jī)械加工工藝路線………………………………………………………… 5
4.1確定各表面的加工方法……………………………………………………… 5
4.2擬定加工工藝路線…………………………………………………………… 6
4.3工藝路線方案的分析與比較………………………………………………… 6
5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差………………………………………… 7
6選擇機(jī)床設(shè)備及工藝裝備……………………………………………………… 7
7確定切削用量及基本工序……………………………………………………… 8
7.1工序10………………………………………………………………………… 8
7.2工序60………………………………………………………………………… 11
8填寫工藝文件…………………………………………………………………… 11
課程設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………………………… 15
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 16 1零件的工藝分析
1.1零件的功用、結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
該零件是以Φ15.8F8 孔套在軸上，并用銷釘經(jīng)Φ5H12 孔與軸定位，撥叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的槽中，變速操縱機(jī)構(gòu)通過(guò)撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與軸一起在變速箱中滑動(dòng)，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑移，從而實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的變速。
撥叉的主要工作表面為操縱槽及撥叉腳兩端面。主要配合面為Φ15H8孔、Φ5H12 孔和撥叉腳內(nèi)側(cè)面 50H12 。該零件屬特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于撥叉在工作時(shí)承受一定的力，因此要求有一定的強(qiáng)度、剛度和韌性。
1.2主要加工表面及要求
撥叉安裝孔：孔徑Φ15H8㎜，其形狀公差遵守包容要求，表面粗糙度Ra3.2μm；孔端面位置尺寸30㎜，表面粗糙度Ra2 . 5μm。
撥叉腳端面：厚度為7㎜，兩端面對(duì)孔Φ15H8軸線的垂直度公差為0.1㎜，外端面與操縱槽對(duì)稱面的距離為 31㎜，表面粗糙度 Ra 6.3μm。
撥叉腳內(nèi)側(cè)面：寬度尺寸為 50H12㎜，其對(duì)稱面與撥叉頭對(duì)稱面間的夾角為20011' ，表面粗糙度 Ra l2.5μm。
圖一
操縱槽：寬度為 13，深度為12㎜，對(duì)稱面與撥叉安裝孔端面的距離為12㎜，表面粗糙度Ral2.5μm。
撥叉緊定孔：孔徑Φ5H12㎜，孔深為23㎜，其形狀公差遵守包容要求．孔軸線對(duì)孔Φ15H8軸線的位置度公差為Φ0．2㎜，并遵守最大實(shí)體要求。
2毛坯的選擇
2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及其公差
因零件材料為鑄鋼件，要求的年產(chǎn)量為 5000 件，屬大批生產(chǎn)，撥叉的輪廓尺寸不大，且有較多不需要切削加工的表面．所以毛坯制造選用金屬模砂型機(jī)器造型鑄造成形。
選擇以通過(guò)零件最高線且平行于撥叉腳對(duì)稱面的平面（撥叉腳對(duì)稱面偏右17㎜）作為分型面，采用帶型芯的分模造型，可多件同時(shí)澆注，鋼液由兩撥叉腳經(jīng)橫澆道流入。
撥叉屬特形零件，且加工過(guò)程中利用不加工表面進(jìn)行定位的工序較多，故零件毛坯選為精鑄件。鑄件尺寸公差等級(jí)為 CT9（見(jiàn)表5－6），加工余量等級(jí)按 CT9－MA - H / G 級(jí)（表 5－5）。
2.2確定毛坯的技術(shù)要求
1）鑄件不應(yīng)有裂紋，砂眼和局部縮松、氣孔及夾渣等缺陷。鑄件表面應(yīng)清除毛刺、結(jié)瘤和粘砂等。
2）正火處理硬度174～207HBS，以消除內(nèi)應(yīng)力，改善切削加工性能。
3）未注圓角為R3～R5㎜。
4）起模斜度為30’。
2.3繪制毛坯圖
根據(jù)撥叉零件圖，在各加工表面上加上機(jī)械加工余量，繪制毛坯圖，并標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求，如圖二所示。
3基準(zhǔn)的選擇
該撥叉零件圖中較多尺寸及形位公差是以Φ15H8孔及其端面為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此，必須首先加工出Φ15H8孔及其端面，為后續(xù)工序作為基準(zhǔn)。根據(jù)粗、精基準(zhǔn)選擇原則，確定各加工表面的基準(zhǔn)如表一所示。
（圖二）
表一
序號(hào) 加 工 部 位 基 準(zhǔn) 選 擇
1 φ15H8孔及其端面 撥叉頭的外形輪廓及端面（粗基準(zhǔn)）
2 撥叉腳兩端面（粗加工） φ15H8孔及其端面
3 撥叉腳兩端面（精加工） φ15H8孔及撥叉腳端面
4 撥叉腳內(nèi)側(cè)面50H12 φ15H8孔、撥叉腳端面及撥叉腳外側(cè)面
5 操縱槽13 φ15H8孔及其端面、撥叉腳內(nèi)側(cè)面
6 φ5H12孔 φ15H8孔 、操縱槽、撥叉腳內(nèi)側(cè)面
4擬訂機(jī)械加工工藝路線
4.1確定各表面的加工方法
根據(jù)各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，選定如下加工方法：
Φ15H8孔的端面加工方法為車削；Φ15H8孔的加工方法為鉆、擴(kuò)、鉸和孔口倒角；撥叉腳兩端面的加工方法為銑削－磨削；其內(nèi)側(cè)兩端面的加工方法為銑削；操縱槽的加工方法為銑削；此Φ5H12孔的加工方法為鉆削。
4.2擬定加工工藝路線
加工方案有以下兩種，如表二和表三所示。
表二
工序號(hào) 內(nèi)容 設(shè)備
10 車撥叉頭端面、鉆、擴(kuò)、餃φ15H8孔，孔口倒角 回輪式轉(zhuǎn)塔車床
20 孔口倒角、校正撥叉腳 鉆床、校正工具
30 粗銑撥叉腳兩端面 銑床
40 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 銑床
50 銑操縱槽 銑床
60 鉆φ5H12孔 鉆床
70 去毛刺
80 撥叉腳局部淬火
90 校正撥叉腳 校正工具
100 磨撥叉腳兩端面 磨床
110 清洗
120 檢驗(yàn)
表三
工序號(hào) 內(nèi)容 設(shè)備
10 車撥叉頭端面 臥式車床
20 鉆、擴(kuò)、餃φ15H8孔 鉆床
30 孔口倒角 車床
40 校正撥叉腳 校正工具
50 粗銑撥叉腳兩端面 銑床
60 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 銑床
70 銑操縱槽 銑床
80 鉆φ5H12孔 鉆床
90 去毛刺
100 撥叉腳局部淬火
110 校正撥叉腳 校正工具
120 磨撥叉腳兩端面 磨床
130 清洗
140 檢驗(yàn)
4.3工藝路線方案的分析與比較
方案一：按工序集中原則組織工序，Φ15H8孔及端面采用回輪式轉(zhuǎn)塔車床和專用夾具加工，在一臺(tái)機(jī)床上完成。其優(yōu)點(diǎn)是：工藝路線短，減少了工件裝夾次數(shù)，易于保證加工面的相互位置精度，需要的機(jī)床數(shù)量少，減少工件在工序間的運(yùn)輸，減少輔助時(shí)間和準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。
方案二：按工序分散原則組織工序，先在臥式車床上用三爪自定心卡盤裝夾，加工撥叉頭端面，然后在鉆床上用鉆模加工Φ15H8孔〖鉆一擴(kuò)一鉸〗，孔口倒角則在另一臺(tái)車床上加工。其優(yōu)點(diǎn)是可以采用通用夾具，缺點(diǎn)是工藝路線長(zhǎng)，增加了工件的裝夾次數(shù)，而且工序10和工序20重復(fù)使用粗基準(zhǔn)定位。
由于該撥叉零件形狀不規(guī)則，加工面分散，要適應(yīng)大批生產(chǎn)，可以采用自動(dòng)機(jī)床或?qū)Ｓ脵C(jī)床配以專用夾具，盡量使工序集中以滿足生產(chǎn)率和保證質(zhì)量的要求，綜合比較，考慮選擇方案一更為合理。
5確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差
根據(jù)上述原始資料和加工工藝，查表5－5 ，表5－44和表5－49，分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如表四所示。
6選擇機(jī)床設(shè)備及工藝裝備
根據(jù)生產(chǎn)類型和滿足被加工零件的技術(shù)要求，且結(jié)合工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，各工序所選用的機(jī)床設(shè)備和工藝裝備如表五所示
機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選擇
表四
工序號(hào) 工序內(nèi)容 單邊余量/mm 工序尺寸/mm 表面粗糙度/um
車撥叉頭端面 2.5 30 12.5
鉆φ15H8孔 7 φ14 12.5
10 擴(kuò)φ15H8孔 0.4 φ14.8 6.3
餃φ15H8孔 0.2 φ15H8 3.2
孔口倒角 1 C1 12.5
30 粗銑撥叉腳兩端面 3.2 7.6 12.5
40 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面 3.5 50H12 12.5
50 銑操縱槽 6.5 13 12.5
60 鉆φ5H12孔 2.5 φ5H12 12.5
100 磨撥叉腳兩端面 0.3 7 6.3
7確定切削用量及基本工序
7.1工序10
車撥叉頭端面，鉆、擴(kuò)、餃φ15H8孔，孔口倒角。
（1）車撥叉頭端面 步驟如下：
1）確定被吃刀量。端面總加工余量為2.5mm，一次走刀加工，=2.5mm。
2）確定進(jìn)給量f。根據(jù)表5-51，f=0.3～0.4mm/r；查表5-26，根據(jù)機(jī)床的橫向進(jìn)給量，取f=0.39mm/r。
3）確定切削速度。根據(jù)表5-57和表5-58查得=242，m=0.2,=0.15,=0.35，修正系數(shù)=1，=1.24，刀具壽命選T=60min,
故=m/min=103.9m/min
4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n n=1000vc/3.14dw=1000×103.9÷3.14÷50=661r/min
根據(jù)表5-26，與661r/min相近較小的機(jī)床轉(zhuǎn)速為n=400r/min,所以實(shí)際的切削速度為62.8m/min。
5） 計(jì)算基本時(shí)間Tb。
切削加工長(zhǎng)度l=24mm,端面車刀選用主偏角為90度，被吃刀量為2.5，查表5-55，得切入量及切出量為2mm。
==17min
6) 輔助時(shí)間Ta
按表5-70查得裝夾工件為0.8min，起動(dòng)機(jī)床為0.02min,起動(dòng)調(diào)節(jié)切削液為0.05min,取量具并測(cè)量尺寸為0.5min，共計(jì)Ta=1.37min。
（2）鉆φ15H8孔至φ14mm 步驟如下：
1）確定進(jìn)給量f。根據(jù)表5-61，取 f=0.02d=0.02×14=0.28mm/r, 根據(jù)C336-1回輪式轉(zhuǎn)塔車床實(shí)際縱向進(jìn)給量取f=0.23mm/r。
2） 確定切削速度v。按表5-61，取v=20m/min。
3） 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n
n==r/min=455r/min
根據(jù)表5-26，按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取n=400r/min,實(shí)際切削速度v=17.6m/min。
4） 計(jì)算基本時(shí)間Tb。被加工孔長(zhǎng)度l=30mm，切入量
y===5.2～6.2mm
式中d為鉆頭直徑，單位為mm；φ為鉆頭半頂角，常為60度，取y=6mm,切出量為4mm。
==0.44min
5） 確定輔助時(shí)間。
查表5-70得：變換刀架0.05min，變速或變換進(jìn)給量0.02min,起動(dòng)調(diào)節(jié)切削液0.05min，共計(jì)0.12min。
（3）擴(kuò)φ15H8孔至φ14.8mm
方法同上， 查表5-62，被吃刀量0.4mm，進(jìn)給量f=0.56mm/r,機(jī)床轉(zhuǎn)速n=1000r/min，切削速度v=46.5m/min，基本時(shí)間為0.07min，輔助時(shí)間為0.1min。
（4）鉸φ15H8孔
查表5-56，吃刀量為0.1mm，選進(jìn)給量f=0.23mm/r，主軸轉(zhuǎn)速n=198r/min，切削速度為9.33m/min，基本時(shí)間為0.88min，輔助時(shí)間為0.22min。
（5）孔口倒角C1
取n=760r/min，基本時(shí)間為0.003min，輔助時(shí)間為0.08min。
7.2工序60鉆φ5H12孔
（1）確定進(jìn)給量f
按表5-61，f=(0.01-0.02)d，考慮鉆頭直徑小，剛性差，進(jìn)給量宜選小值，取f為0.05mm/r。臺(tái)式鉆床沒(méi)有自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)，均采用手動(dòng)進(jìn)給。
（2）確定切削速度
由表5-61，加工材料為鑄鋼，考慮到孔徑小，鉆削速度可選高些，故取為25m/min。
（3）確定臺(tái)鉆主軸轉(zhuǎn)速n
n==1592r/min
按表5-24中Z515臺(tái)式鉆床主軸轉(zhuǎn)速，取n=1540r/min，實(shí)際鉆削速度為24.19m/min。
（4）計(jì)算基本時(shí)間Tb
φ5H12孔深度為l=23mm，切入量y= =2.5-3.5mm，取y=4mm，切出量為4mm。 =0.4min
（5）確定輔助時(shí)間
查表5-70，取工件裝夾時(shí)間為0.5min，起動(dòng)機(jī)床0.02min，取下工件0.2min，共計(jì)0.72min。
8填寫工藝文件
按上述所確定的工藝過(guò)程和工藝參數(shù)，填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡，如表5－6所示；填寫第 10 道和第 60 道機(jī)械加工工序卡片，如表5－7和5－8所示。其余工序從略。
課程設(shè)計(jì)總結(jié)
經(jīng)過(guò)兩周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。
在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。
我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。
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