CA6140型卧式车床拨叉831008加工工艺论文

毕业（设计）论文系（部）系（部） 机电工程系机电工程系 专专 业业 机械制造与自动化机械制造与自动化 班班 级级 09 机械一班机械一班 指导教师指导教师 张萍萍张萍萍 姓姓 名名 王圣王圣 学号学号 200914081020016 烟台汽车工程职业学院烟台汽车工程职业学院二零一二年五月二零一二年五月CA6140CA6140 型卧式车床拨叉（型卧式车床拨叉（831008831008）加工工艺）加工工艺摘摘 要要拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。本次设计旨在提高 CA6140 车床拨叉的加工效率，由此我们首先对拨叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。在制定加工工艺规程的顺序共采用四大步骤进行加工，分别是（1）CAXA 实体设计；（2）零件的分析；（3）工艺规程的设计：包括制定工艺路线，选择基准面,包括选择机床，确定切削用量及计算基本工时等；（4）编制工艺文件。零件的机械加工工艺过程是比较复杂的，往往是根据零件的不同结构，不同材料，不同的技术要求，采用不同的加工方法，加工设备，加工刀具等，通过一系列的加工步骤，能将毛坯变成成品。因此本次设计采用了一套完善的加工顺序，合理的加工方案，通过对机械加工工艺卡片和机械加工工序卡片的设计完成了本次设计。关键词：拨叉，关键词：拨叉， 工艺规程，工艺规程，CAXACAXA 实体设计实体设计目目 录录引言引言.11.CAXA 实体设计实体设计 .21.1 CAXA实体设计概 述.21.2 CAXA 实体设计的应用与发展.21.3 831008 拨叉实体设计图.22.零件分析零件分析.42.1 绘制零件图.42.2 零件的作用.42.3 零件的工艺分析.53.工艺规程设计工艺规程设计.63.1 毛坯的制造形式.63.2 基准面的选择.63.3 制定工艺路线.73.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.93.5 确定切削用量及基本工时.94.编制加工工艺规程编制加工工艺规程.314.1 基本概念.314.2 编制工艺文件.325.结结 论论.34参考文献参考文献.35致致 谢谢.36附表一附表一 零件图零件图.37附表二附表二 毛坯图毛坯图.38附表三附表三 机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片.39附表四附表四 机械加工工序卡片机械加工工序卡片.39引言引言CA6140 型卧式车床拨叉（831002）加工工艺是我们融会贯通三年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。CAXA 实体设计在设计方法上更加贴近设计人员的设计思路，它可以将设计人员的模糊或不成熟的想法在三维环境下直接、快速的表达出来，然后再按自己的思路做动态修改（通过智能图素的添加、拖放来实现） ，最终形成产品。这应该是它与其它一些三维设计软件（如 SolidWorks）最大的区别，也应该是较之其它软件最大的优势。 本次设计是提高 CA6140 车床上拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线。这次设计涉及到机床，机械加工工艺等机制专业的几乎所有的专业基础知识。是一次全面地，系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况，在整个设计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。 主要设计内容：（1）拨叉的 CAXA 实体造型，绘制拨叉零件图；（2）制定机械加工工艺规程，包括选择机床，确定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工时等；（3）编制机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。1.CAXA1.CAXA 实体设计实体设计1.11.1 CAXACAXA实体设计概实体设计概述述CAXA 作为我国自主知识产权软件的优秀代表知名品牌，十多年来从“制造工程师”起步，以“电子图版”驰名，先后推出“实体设计”、“三维图版”、“网络 DNC”、“协同管理”等近 20 个系列软件产品，覆盖了制造业信息化设计、工艺、制造和管理四大领域，形成“易学、实用”的鲜明国产软件特色，赢得了广大工程技术人员的信任和好评。CAXA 实体社你具有领先的图素功能，独特的“拖放”与“三维球”技术，专业的渲染与动画制作，强大的“双内核”结构以及可视化与精确化的设计方法，具有操作简单直观、修改灵活快捷、结果表现丰富、协同共享性好等特征。1.21.2 CAXACAXA 实体设计的应用与发展实体设计的应用与发展 随着计算机技术的发展和工程技术应用的提高，CAXA 实体设计的应用越来越广泛，已成功销售正版软件产品 100 000 套，正在航空、航天、核工业、船舶、石油、化工、汽车、铁路、电力、家电、电信等众多制造业行业被广泛应用，在国内 CAD/CAX 市场占有率稳居第一；荣获国家“八五”“九五”多项科技攻关项目和奖项，并成功于2001 年和 2002 年两度牵头组织国内有实力的 CAD/CAX 研究机构和软件厂商，负责承担“十五”国家制造也信息化工程重中之重的“制造过程管理系统”和“三维 CAD 系统”重大课题，是我国 CAD/CAX 技术与市场的领导者和先锋军。1.31.3 831008831008 拨叉实体设计图拨叉实体设计图 图 1-1 831008 拨叉实体图以上为 831008 的不同角度的实体图供参考，下面将对该零件的工艺分析，制造过程及相关计算做详细阐述。2.2.零件分析零件分析 2.12.1 绘制零件图绘制零件图 图 2-1 拨叉零件图2.22.2 零件的作用零件的作用题所给的是 CA6140 车床上的拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。零件上方的 20mm 的孔与操作机构相连，下方的 50mm 的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，通过上方的力拨动下方的齿轮变速，两零件铸造为一体，加工时分开。2.32.3 零件的工艺分析零件的工艺分析CA6140 车床上的拨叉共有两处加工表面。其间有一定的位置要求，分述如下：2.3.12.3.1 以以 20mm20mm 为中心的加工表面为中心的加工表面这一组加工表面包括：20mm 的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的 8mm 的锥孔，一个 M6 的螺纹孔，和一个缺口。2.3.22.3.2 以以 50mm50mm 为中心的加工表面为中心的加工表面这一组加工表面包括：50mm 的孔，以及其上、下端面；这两组表面有一定的位置要求；（1） 50mm 的孔的上、下表面与 20 的孔的垂直度误差为 0.07mm。（2） 20mm 的孔的上、下表面与 20 的孔的垂直度误差为 0.05mm。（3） 50mm、20mm 的孔的上、下表面以及 50mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 3.2um。（4） 20mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 1.6um，精度为 IT7。3.3.工艺规程设计工艺规程设计3.13.1 毛坯的制造形式毛坯的制造形式1 毛坯的选择原则 毛坯的选择既影响毛坯制造工艺也影响机械加工工艺。究竟应选择何种毛坯？首先，要根据零件材料的工艺特性及零件对材料性能的要求而定。材料的工艺特性首先是指该材料的可铸性、可塑性及可焊性。其次，毛坯的选择还应根据零件的结构、形状与外形尺寸大小来确定。最后，毛坯的选择还应根据零件的生产纲领大小而定，当零件的产量较大时应选择精度较高、生产率较高的毛坯制造方法。2 根据以上原则，该零件材料为 HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。3 毛坯图如下： 图 3-1 拨叉毛坯图3.23.2 基准面的选择基准面的选择 3.2.13.2.1 粗基准的选择粗基准的选择 对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准，其选择原则是：(1)当有不加工表面时，应选择不加工表面作为粗基准 这样容易保证加工面与不加工面间的位置关系。（2）具有较多的加工表面时，应从以下几点着重考虑合理分配各加工表面的余量 1）应选择零件上加工余量最小的面为粗基面。2）对一些重要表面要求切除余量少而均匀时，就应选择该表面作为粗基准，以满足其工艺要求。3）粗基准的选择应使各加工面切除的总的材料量为最小。这样有利于减少劳动量，提高生产率。4）粗基面应当平整，无浇冒口、飞边等缺陷，使工件可靠稳定 对粗基面选择的这些原则，在实际应用中出现相互矛盾时，应全面考虑，灵活应用。根据这个基准原则，现取 20mm 的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短 V 形块支承两个 20mm 孔的外轮廓作主要定位面，以消除 3 个自由度，再用一个支承板支撑在 72mm 的上表面，以消除 3 个自由度。3.2.23.2.2 精基准的选择精基准的选择 主要应考虑基准重合问题。当设计基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。一般可按下列原则来选取：（1）尽可能把设计基准作为定位基准基准重合原则（2）尽可能选用统一的定位基准加工各个表面基准统一原则（3）以加工表面本身作为定位基准自为基准的原则（4）加工表面与定位基面反复轮换使用互为基准的原则（5）精基面的选择应便于安装、加工，使夹具结构简单、稳定、可靠 工件安装稳定可靠，才能使加工精度稳定可靠。3.33.3 制定工艺路线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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，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。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1 1、 工艺路线方案一：工艺路线方案一：工序一：退火工序二：粗、精铣 20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um工序三：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣 20 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为 3.2 um,其上、下表面尺寸为 30mm，工序四：以 20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰 20 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 um，垂直度误差不超过 0.05mm工序五；以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣 50 mm 的上表面，保证其与孔的垂直度误差不超过 0.07mm，其上、下表面尺寸为 12mm工序六：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗 50 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 3.2 um工序七：铣断工序八：以 20 mm 的孔为精基准，钻 8 mm 的锥孔的一半 4 mm，装配时钻铰 工序九：以 20mm 的孔为精基准，钻 5mm 的孔，攻 M6 的螺纹 工序十：以 20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5um 工序十一：检查 上面的工序可以是中批生产，但是其效率不高，并且工序四中的钻孔方法在钻孔时可能会偏离中心。经综合考虑，采用下面的方案二。2 2、工艺路线方案二工艺路线方案二：工序一；退火工序二：粗、精铣 20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um工序三：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣 20 mm、50 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为 3.2 um，20 mm 的上、下表面尺寸为30mm，50 mm 的上、下表面尺寸为 12mm工序四：以 20 mm 的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰 2 0 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 um，垂直度误差不超过 0.05 mm 工序五：以 20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗 50 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 3.2 um工序六：铣断工序七：以 20 mm 的孔为精基准，钻 8 mm 的锥孔的一半 4 mm，装配时钻铰 工序八：以 20 mm 的孔为精基准，钻 5 mm 的孔，攻 M6 的螺纹 工序九：以 20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5 um工序十：检查较第一种方案而言，方案二避免了钻孔时出现的偏离中心的问题，同时提高了生产效率，是一种合理的方案。3.43.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140 车床拨叉”零件的材料为 HT200 硬度为 190210HB，毛坯重量为 2.2Kg,生产类型为中批量，铸件毛坯。又由（以下称工艺手册 表 1.3-1 查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，表 2.2-4 查得加工余量等级为 G 级，选取尺寸公差等级为 CT10。根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差（20mm、50mm 端面） 查工艺手册表 2.24 取 20mm、50mm 端面长度余量为 2.5mm(均为双边加工)。铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b)精铣：1mm毛坯尺寸及公差为：（35 土 0.3）mm （ 17 土 0.25）mm2、内孔（50mm 已铸成孔）查工艺手册表 2.22.5，取 50mm 已铸成长度余量为 3mm，即已铸成孔 44mm。镗削加工余量为：a)粗镗：2mm b)半精镗：1mm毛坯尺寸及公差为：（48 土 0.3）mm （）mm0.500.25503、其他尺寸直接铸造得到。 3.53.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序二：粗、精铣孔 20mm、50mm 的下表面（1） 加工条件工件材料：HT200。b=0.16GPa HBS=190210，铸件机床：XA5032 立式铣床刀具；W18Cr4V 硬质合金端铣刀 W18Cr4V 硬质合金端铣刀，牌号为 YG6，由机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册 后称实用手册表 3.1 查得铣削宽度 ae=60mm,深度 ap Pcc,故校验合格。最终确定 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/zf)计算基本工时 mfLtV公式中： L=l+y+；根据实用手册表 3.26，可得 l+=12mm,所以L=l+y+=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min。mt2)粗铣 50mm 的下表面 a)铣削 50mm 的下表面与铣削 20mm 的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/zb)计算基本工时 mfLtV公式中： L=l+y+；根据实用手册表 3.26，可得 l+=0 所以 L=l+y+=72mm 故 =72/600=0.12min。mt3)精铣孔 20mm 的下表面 a) 切削深度 因切削用量较小，故可以选择 ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齿进给量：由实用手册表 3.30 可知机床的功为 7.5KW，查实用手册表 3.5 可得 f=0.50.7mm/r，由于是对称铣，选较小量 f=0.7mm/r。 c)查后刀面最大磨损及寿命 查实用手册表 3.7，后刀面最大磨损为（1.01.5）mm， 查实用手册表 3.8, 寿命 T=180min。d)计算切削速度 按实用手册表 3.27 中的公式： vovcvmprpvzvvec d qvkT a x f y u a z也可以由表 3.16 查得=124mm/s cvvf =395mm/min n=494r/min根据 XA5032 铣床参数，选 n=475r/min vf =375mm/min , 则实际的切削速度为 1000occd nv所以=119.3m/min,实际进给量cv3.14 80 4751000 f czvcvfn z所以=0.08mm/z。zvf375475 10e)校验机床功率 查实用手册表 3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率 Pcm为 1.7KW，所以 Pcm Pcc,故校验合格。最终确定 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)计算基本工时 mfLtV公式中： L=l+y+；根据实用手册表 3.26，可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm， 故 =112/375=0.3min。mt 4)精铣 50mm 的下表面 a)铣削 50mm 的下表面与铣削 20mm 的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/mb)计算基本工时 mfLtV公式中： L=l+y+；根据实用手册 表 3.26，可得 l+=80mm 所以L=l+y+=72+80=152mm，故 =152/375=0.405min。mfLtV工序三：粗、精铣孔 20mm、50mm 的上表面 本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔 20mm、50mm 的下表面相同。工序四：钻、扩、铰、精铰 20mm 的孔（一） 钻 18mm 的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径 d=18mm, 孔深 l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却 机床 ：Z535 型立式钻床 刀具 ：高速钢麻花钻头 选择高速钢麻花钻头，其直径 do=18mm,钻头几何形状为：由实用手册表 2.1 及表 2.2 选修磨横刃，=28o o=10o 2=118o 21=70o b=3.5mm b=2mm l=4mm（2） 切削用量 1） 决定进给量 fa) 按加工要求决定进给量 根据实用手册表 2.7，当铸铁的强度 b200HBS do=18mm 时，=f=0.700.86mm/r， 由于 L/d=30/18=1.673,故取修正系数 K=1，所以 f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/r。b) 按钻头强度决定进给量 根据表 2.8，当 b=190MPa,do=18mm,钻头强度允许的进给量 f=1.6mm/rc)按机床进给机构强度决定进给量 根据表 2.9，当 b210MPa,do20.5mm,机床进给机构允许的轴向力为11760N（Z535 钻床允许的轴向力为 15696N（见工艺设计手册表 4.2-14）时，进给量为 1.5mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.700.86mm/r，根据 Z535 钻床说明书，选 f=0.80mm/r（见工艺设计手册表4.2-16） ，又由实用手册表 2.19 可以查出钻孔时的轴向力，当 f=0.80mm/r do=21mm 时，轴向力 Ff=7260N 。轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=7260N。 根据 Z535 钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为 Fmax=15696N，由于 FfFmax,故 f=0.80mm/r 可以用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由实用手册表 2.12，当 do=18 mm 时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿命 T=60min 3)决定切削速度 由实用手册表 2.15 可知 f=0.80mm/r 时，双修磨横刃的钻头，do=18 mm 时，Vt=17m/min切削速度的修正系数由实用手册表 2.31 可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=17x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=14.4m/min 1000oVnd所以=255r/minn1000 14.43.14 18根据 Z535 钻床说明书,可考虑选择 nc=275r/min(见工艺设计手册表 4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据实用手册表 2.21，当 f=0.8mm/r，do Mc 。 又根据实用手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do=20mm f=0.9mm/r vc=17.4m/min 时 Pc=1.7KW。根据 Z535 钻床说明书, PcPE所以有 Mc Mm PcPE 故选择的切削用量可用即 f=0.80mm/r n=nc=275r/min vc=14.4m/min。(3)计算基本工时 mLtnf L=l+y+ 由实用手册表 2.29 查得 y+=9mm故 =0.18min309275 0.8mt（二） 扩 19.8mm 的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径 d=19.8mm, 孔深 l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却 机床 ：Z535 型立式钻床 刀具 ：高速钢扩孔钻头 选择高速钢扩孔钻头，其直径 do=19.8mm,钻头几何形状为：由实用手册表 2.5 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 决定进给量 fa)按加工要求决定进给量 根据实用手册表 2.10，当铸铁的强度 b200HBS do=19.8mm 时，f=(0.91.1)mm/r， 由于 L/d=30/19.8=1.52 因扩孔之后还须铰孔 ，故取修正系数K=0.7，所以 f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/r。b) 按钻头强度决定进给量 根据表 2.8，当 b=190MPa,do=19.8mm,钻头强度允许的进给量 f=1.75mm/r。c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表 2.9，当 b210MPa,do20.5mm,机床进给机构允许的轴向力为11760N（Z535 钻床允许的轴向力为 15696N（见工艺设计手册表 4.2-14）时，进给量为 1.5mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=（0.630.77）mm/r，根据 Z535 钻床说明书，选 f=0.64mm/r（见工艺设计手册表 4.2-16） ，又由实用手册表 2.19 可以查出钻孔时的轴向力，当 f=0.64mm/r do=21mm 时，轴向力 Ff=6080N ，轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=6080N ，根据 Z535钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为 Fmax=15696N，由于 FfFmax,故f=0.64mm/r 可以用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由实用手册表 2.12，当 do=19.8 mm 时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.60.9）mm,寿命 T=30min 3)决定切削速度 由实用手册表 2.30 中的公式： vvvzvocvxympc dvkT af可知 f=0.64mm/r 时， do=19.8 mm 时，Vt=27m/min。切削速度的修正系数由实用手册表 2.31 可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=27x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=23m/min 1000oVnd=370r/min。n1000 233.14 19.8根据 Z535 钻床说明书,可考虑选择 nc=375r/min(见工艺设计手册表 4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据实用手册表 2.21，当 f=0.8mm/r，do Mc 。 又根据实用手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do=20mm f=0.75mm/r vc=20m/min 时 Pc=1.7KW。根据 Z535 钻床说明书, PcPE，所以有 Mc Mm PcPE 故选择的切削用量可用。即 f=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min。5)计算基本工时 mLtnf L=l+y+ 由实用手册表 2.29 查得 y+=10mm，故 =0.13min。30 10375 0.8mt(三) 粗铰 19.94mm 的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径 d=19.94mm, 孔深 l=30mm,通孔 机床 ：Z535 型立式钻床 刀具 ：高速钢铰刀 选择高速钢铰刀，其直径 do=19.94mm,钻头几何形状为：由实用手册表 2.6 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 决定进给量 f 根据实用手册表 2.11，当铸铁的强度 b170HBS do=19.94mm 时，f=(1.02.0)mm/r，又由于粗铰之后还要精铰，所以应该选最大的进给量 即 f=2.0mm/r2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由实用手册表 2.12，当 do=20 mm 时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.40.6）mm,寿命 T=60min 3)决定切削速度 由实用手册表 2.30 中的公式 vvvzvocvxympc dvkT af可知，vc=7.7m/min切削速度的修正系数由实用手册表 2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=7.7x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=6.55mm/min 1000oVnd所以=105r/min。n1000 6.553.14 19.94根据 Z535 钻床说明书,可考虑选择 nc=140r/min(见工艺设计手册表 4.2-15)。4）检验机床扭转及功率 根据实用手册表 2.21，当 f=2.0mm/r，do Mc 。 又根据实用手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do=20mm f=2.0mm/r vc=10m/min 时 Pc=1.7KW，根据 Z535 钻床说明书, PcPE，所以有 Mc Mm PcPE 故选择的切削用量可用。即 f=2.0mm/r n=nc=140r/min vc=6.55m/min(3)计算基本工时 nfLtm L=l+y+ 由实用手册表 2.29 查得 y+=10mm，故 =0.14min。30 10140 2.0mt(四) 精铰 20mm 的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径 d=19.94mm, 孔深 l=30mm,通孔，精度等级为 IT7 机床 ：Z535 型立式钻床 刀具 ：高速钢铰刀 选择高速钢铰刀，其直径 do=20mm：钻头几何形状为：由实用手册表 2.6 ro=0 ao=7o a1=18o。（2）切削用量1) 决定进给量 f 根据实用手册表 2.11，当铸铁的强度 b170HBS do=20mm,加工精度要求为H7 精度时，f=(1.02.0)mm/r，由于这是粗铰之后的精铰，所以应该选中等的进给量 即 f=1.5mm/r2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由实用手册表 2.12，当 do=20 mm 时，铰刀后刀面最大磨钝量取为（0.40.6）mm,寿命 T=60min 3)决定切削速度 由实用手册表 2.30 中的公式 vvvzvocvxympc dvkT af可知，vc=9.64m/min切削速度的修正系数由实用手册表 2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85。所以 V=VtxKv=9.64x1.0 x1.0 x0.85 x1.0=8.2m/min 1000oVnd所以=131r/min。n1000 8.23.14 20根据 Z535 钻床说明书,可考虑选择 nc=140r/min(见工艺设计手册表 4.2-15)。4）检验机床扭转及功率 根据实用手册表 2.21，当 f=1.6m do=21 mm 时 Mt=125.6Nm，扭矩的修正系数均为 1.0，故 Mc=125.6 Nm。 又根据实用手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do=20mm f=1.5mm/r vc=10m/min 时 Pc=1.5KW根据 Z535 钻床说明书, PcPE，所以有 Mc Mm PcPE 故选择的切削用量可用。即 f=1.5mm/r n=nc=140r/min vc=8.2m/min(3)计算基本工时 nfLtm L=l+y+ 由实用手册表 2.29 查得 y+=10mm，故 =0.19min。30 10140 1.5mt 工序五：粗、精镗 50 mm 的孔（一）粗镗 48mm 孔 （1）加工条件 工艺要求：孔径 d=44mm 的孔加工成 d=48mm,通孔 机床 ：T616 镗床 刀具：YG6 的硬质合金刀，刀具为 YG6 的硬质合金刀，且直径为 20mm 的圆形镗刀。（2）切削用量1）确定切削深度 ap ap=2mm484422）确定进给量 f根据实用手册表 1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为 20mm, ap=2mm, 孔径d=50mm,镗刀伸长长度 l=100mm 时，f=0.400.60mm/r， 按 T616 机床进给量（工艺设计手册表 4.2-21）选 f=0.58mm/r。3）确定切削速度 v按 实用手册表 1.27 和表 1.28 vvmxvyvpcvkT af其中：cv=158 ， xv=0.15 ，yv=0.40 ， m=0.20 ， T=60min，KTv=1.0 Kmv=1.0 ， Ksv=0.8 ， Ktv=1.0，K= KTvx Kmvx Ksvx Ktv=1.0 x1.0 x0.8x1.0=0.8所以 =62.4m/min0.20.150.401580.86020.58v =414r/min1000 62.43.14 48n又按 T616 机床上的转速 选 n=370r/min。4）确定粗镗 48mm 孔的基本时间选镗刀的主偏角 xr=45o 则 l1=3.5mm l2=4mm l=12mm l3=0 又 f=0.58mm/r ， n=370r/min ， i=1 123mlllltinf所以=0.09min。3.5 12410.58 370mt（二）半精镗 50mm 的孔（1）加工条件 工艺要求：孔径 d=48mm 的孔加工成 d=50mm,通孔 机床 ：T616 镗床 刀具：YG6 的硬质合金刀，刀具为 YG6 的硬质合金刀，且直径为 20mm 的圆形镗刀（2）切削用量1）确定切削深度 ap ap=1mm504822）确定进给量 f根据实用手册表 1.5 当粗镗铸铁，镗刀直径为 20mm, ap=2mm, 孔径d=50mm,镗刀伸长长度 l3,故取修正系数K=0.8所以 f=(0.180.22)x0.8=(0.1440.176) mm/r 。 b) 按钻头强度决定进给量 根据表 2.8，当 b=190MPa,do=4.3mm,钻头强度允许的进给量 f=0.5mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表 2.9，当 b210MPa,do10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N（Z525 钻床允许的轴向力为 8830N（见工艺设计手册表 4.2-14）时，进给量为 1.63mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=(0.1440.176) mm/r，根据 Z525 钻床说明书，选 f=0.17mm/r（见工艺设计手册表 4.2-16） ，又由实用手册表 2.19 可以查出钻孔时的轴向力，当 f=0.17mm/r do=12mm 时，轴向力 Ff=1230N ，轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=1230N 。 根据 Z525 钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为 Fmax=8330N，由于 FfFmax,故 f=0.17mm/r 可以用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由实用手册表 2.12，当 do= 6 mm 时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿命 T=20min 3)决定切削速度 由实用手册表 2.15 可知 f=0.20mm/r 时，标准钻头，do=4 mm 时，Vt=20m/min 切削速度的修正系数由实用手册表 2.31 可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=20 x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=17m/min 1000oVnd所以=1354r/min。n1000 173.14 4根据 Z525 钻床说明书,可考虑选择 nc=1360r/min(见工艺设计手册表 4.2-15)。4）检验机床扭转及功率 根据实用手册表 2.21，当 f=0.17mm/r，do Mc。 又根据实用手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=17.4m/min 时 Pc=0.8KW，根据 Z525 钻床说明书, PcPE，所以有 Mc Mm PcPE 故选择的切削用量可用。即 f=0.17mm/r ， n=nc=1360r/min ，vc=17m/min。5)计算基本工时 nfLtm L=l+y+ 由实用手册表 2.29 查得 y+=2.5mm，故 =0.15min。322.51360 0.17mt工序八：钻 5mm 的孔，攻螺纹 M6 （1）加工条件 工艺要求；孔径 do=5mm ,孔深 l=6mm, 通孔 机床；Z525 立式钻床刀具： 高速钢麻花钻，选择的高速钢麻花钻的直径为 do=5mm，钻头的几何形状为（由实用手册表 2.7 可知铸铁的强度头几何形状为：由实用手册表 2.1 及表 2.2 选 =30o o=16o 2=118o 21=70o 。（2）切削用量1) 决定进给量 fa)按加工要求决定进给量 根据实用手册表 2.7，当铸铁的强度 b200HBS do=5mm 时，f=0.270.33mm/r，由于 L/d=6/5=1.23,故取修正系数 K=1，所以 f=(0.270.33)x1=(0.270.33) mm/r 。b) 按钻头强度决定进给量 根据表 2.8，当 b=190MPa,do=5.4mm,钻头强度允许的进给量 f=0.6mm/r c)按机床进给机构强度决定进给量 根据表 2.9，当 b210MPa,do10.2mm,机床进给机构允许的轴向力为 8330N（Z525 钻床允许的轴向力为 8830N（见工艺设计手册表 4.2-14）时，进给量为 1.63mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=(0.270.33) mm/r，根据 Z525 钻床说明书，选 f=0.28mm/r（见工艺设计手册表 4.2-16） ，又由实用手册表 2.19 可以查出钻孔时的轴向力，当 f=0.33mm/r do=12mm 时，轴向力 Ff=2110N ，轴向力的修正系数为 1.0，故 Ff=2110N 。 根据 Z525 钻床说明书，机床进给机构强度允许的最大轴向力为 Fmax=8330N，由于FfFmax,故 f=0.28mm/r 可以用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命 由实用手册表 2.12，当 do= 6 mm 时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.50.8）mm,寿命 T=20min 。3)决定切削速度 由实用手册表 2.15 可知 f=0.30mm/r 时，标准钻头，do=5 mm 时，Vt=16m/min 切削速度的修正系数由实用手册表 2.31 可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=16x1.0 x1.0 x1.0 x0.85=13.6m/min 1000oVnd所以=866r/min。n1000 13.63.14 5根据 Z525 钻床说明书,可考虑选择 nc=960r/min(见工艺设计手册表 4.2-15)4）检验机床扭转及功率 根据实用手册表 2.21，当 f=0.33mm/r，do Mc。 又根据实用手册表 2.23，当 b=(170213)MPa do=10mm f=0.53mm/r vc=15.1m/min 时 Pc=1.0KW。根据 Z525 钻床说明书, PcPE，所以有 Mc Mm PcPE 故选择的切削用量可用。即 f=0.28mm/r n=nc=960r/min vc=13.6m/min5)计算基本工时 nfLtm L=l+y+ 由实用手册表 2.29 查得 y+=2.5mm，故 =0.03min。62.5960 0.28mt（3）攻 M6 的螺纹 由工艺设计手册 表 6.2-14 可知 1212moLllLlltifnfn 其中：l1=(13)p l2=(23)p。公式中的 no为丝锥或工件回程的每分钟转数（r/min）; i 为使用丝锥的数量；n 为丝锥或工件每分钟转数（r/min） ；d 为螺纹大径；f 为工件每转进给量 等于工件螺纹的螺距 p， 由上述条件及相关资料有： f=p=1mm/r d=6mm n=680r/minno=680r/min i=1 所以切削速度 ；所以 =10.7m/min。1000od nvv3.14 6 6801000 1)基本工时=0.03min2622.5622.51680 1680 1mt工序九：铣缺口（1）加工条件工件尺寸：长为 25mm, 宽为 10mm机床：XA5032 立式铣床刀具；W18Cr4V 硬质合金端铣刀 W18Cr4V 硬质合金端铣刀，牌号为 YG6，由机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册后称实用手册表 3.1 查得铣削宽度 ae=90mm,深度 ap=6mm,齿数 Z=10时，取刀具直径 do=100mm。又由实用手册表 3.2 选择刀具前角 ro=+5o后角 ao=8o副后角 ao=8o刀齿斜角 s=-10o主刃 Kr=60o过渡刃 Kr=30o副刃 Kr=5o过渡刃宽 b=1mm(2)切削用量 a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择 ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齿进给量：由实用手册表 3.30 可知机床的功为 7.5KW，查实用手册表 3.5 可得f=0.140.24mm/z,由于是对称铣，选较小量 f=0.14mm/zc)查后刀面最大磨损及寿命 查实用手册表 3.7，后刀面最大磨损为（1.01.5）mm 查实用手册表 3.8, 寿命 T=180mind)计算切削速度 按实用手册表 3.27 中的公式 vovcvmprpvzvvec d qvkT a x f y u a z也可以由表 3.16 查得=77m/min cv nt=245r/min vft =385m/min 各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmvf=1.0 Ksv=Ksn=Ksvf=0.8 故 Vc=VtKv=77x1.0 x0.8=61.6m/min n= ntkn=245x1.0 x0.8=196r/min vf=vftkvt=385x1.0 x0.8=308mm/min又根据 XA5032 铣床参数，选 n=235r/min vf =375mm/s，则实际的切削速度为： 1000occd nv所以=73.8m/min,实际进给量为： 。cv3.14 100 2351000f czvcvfn z所以=0.16mm/z。zvf375235 10e)校验机床功率 查实用手册表 3.24， 当 b=(174207)MPa ae=70mm ap=6mm do=100mm Z=10 vfc=385mm/min 近似为 Pcc=4.6KW,根据 XA5032 型立铣说明书（实用手册表 3.30） ，机床主轴允许的功率为 Pcm=7.5x0.75=5.63KW,故 PccPcm 因此选择的切削用量可以采用 即； ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=73.8m/min fz=0.14mm/zf)计算基本工时 mfLtV公式中： L=l+y+；根据实用手册表 3.26，可得 l+=0mm, 所以L=l+y+=25mm 故 =25/375=0.07min。mfLtV4.4.编制加工工艺编制加工工艺规程规程机械加工工艺规程是机械加工中不得随意更改而必须严格执行的重要的技术文件。在生产中只有严格执行既定的工艺规程，才能稳定生产，才能保证产品质量、生产率与较低的成本。因此，在工艺规程制定之前，必须先熟悉一些有关的基本概念。4.14.1 基本概念基本概念1 生产过程和工艺过程生产过程是指将原材料转变为成品的各有关的劳动过程的总和。它包括工艺过程和辅助过程。工艺过程是指那些与原材料变成成品直接有关的过程，而采用机械加工的方法，直接改变毛坯尺寸、形状、位置、表面质量或材质使之变成成品的过程成为机械加工工艺过程。如毛坯制造、机械加工、热处理和装配等过程都属于工艺过程。2 工艺过程的组成零件的机械加工工艺过程是比较复杂的，往往是根据零件的不同结构、不同材料、不同的技术要求，采用不同的加工方法、加工设备、加工刀具等，由许多工序组合而成,每个工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。（1）工序 一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。（2）工步 工步是工序中的一个部分，它是指加工表面、切削工具和切削用量中的转速与进给量均保持不变时所完成的那一部分工序。（3）走刀 工步不变时，每切除一层材料称一次走刀。（4）安装 安装是工序中的一个部分，把工件在夹具中定位与夹紧的过程称为安装。（5）工位 工位是安装中的一个部分。在一次安装中，工件在夹具或机床中所占据的每一个确定的位置称工位。2 工序的合理组合确定加工方法以后,就要按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数.确定工序数有两种基本原则可供选择.（1）工序分散原则 工序多,工艺过程长,每个工序所包含的加工内容很少,极端情况下每个工序只有一个工步,所使用的工艺设备与装备比较简单,易于调整和掌握,有利于选用合理的切削用量,减少基本时间,设备数量多,生产面积大.（2）工序集中原则 零件的各个表面的加工集中在少数几个工序内完成,每个工序的内容和工步都较多,有利于采用高效的机床,生产计划和生产组织工作得到简化,生产面积和操作工人数量减少,工件装夹次数减少,辅助时间缩短,加工表面间的位置精度易于保证,设备、工装投资大,调整、维护复杂,生产准备工作量大.批量小时往往采用在通用机床上工序集中的原则,批量大时即可按工序分散原则组织流水线生产,也可利用高生产率的通用设备按工序集中原则组织生产.4.24.2 编制工艺文件编制工艺文件 1 工艺规程的作用及工艺文件（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件 记载了零件加工的工艺路线及个工序、工步的具体内容，记载了切削用量的数值，选用的工艺装备和工时定额等等。（2）工艺规程是组织生产与计划管理的重要资料 在产品的生产中，生产的安排、调度、人员配备、原材料、半成品、或外购件的供应等生产准备工作、技术准备工作及成本的核算等，都是以工艺规程中的具体内容来进行安排的。（3）工艺规程是新建和扩建工厂车间的基本依据 新建或扩建车间的面积大小，要取决于产品的生产纲领及该产品的工艺规程。（4）方便交流与推广先进经验 工艺规程详细记载了加工的全过程及使用的设备、工装及切削用量。工艺规程能直接指导生产，稳定生产，起到便于推广交流先进经验的作用。常见的有以下几种卡片：1）机械加工工艺过程卡片（机械加工工艺过程综合卡片） 主要列出零件加工所经过的整个工艺路线，其中粗略介绍了各工序的加工内容、加工车间、采用设备及工装。2）机械加工工艺卡片 反映各道工序的具体内容与加工要求、工步的内容及安装次数、切削用量、采用的设备及工装，是指导工人生产及掌握整个零件加工过程的一种主要技术文件。3）机械加工工序卡片 工序卡片是以工艺卡片中的每道工序而制定的。该卡片中详细记载了该工序中的工步加工的具体内容与要求几所需的工艺资料。2制定工艺规程的步骤 1）零件分析及工艺审查。2）确定毛坯。3）选择定位基准，拟订工艺路线。4）确定各工序尺寸及公差。5）确定各工序所采用的设备与工装。6）确定各工序间的技术要求及检验方法。7）确定各工序的切削用量及工时定额。8）工艺过程的技术经济分析。9）填写工艺文件。将工艺规程的内容，填入具有规定的格式的卡片中，使之成为生产准备和施工依据的工艺规程文件。“机械加工工艺过程卡”和“机械加工工序卡”附后所示5.5.结结 论论毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个重要的教学环节，其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决专业一般工程技术问题的能力。树立正确的设计思想和工作作风。经过这次的毕业设计，获得如下心得：1.运用机械制造工艺及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识。独立地分析和解决工艺问题。初步具有设计一些中等复杂零件的能力。2.能根据被加工零件的技术要求，运用 CAXA 实体设计软件绘制零件实体图样，掌握软件的使用。3.熟悉并运用有关手册，能快速查表得到所需的数据。4.有一定的识图读图制图能力。 通过设计，培养了我综合运用理论知识和专业知识的技能。熟悉一般机械零件的加工工艺过程，及快速查阅相关手册的能力。 中国加入 WTO 以后，大量的机械产品技术进入我国市场。中国企业能够与国外产品竞争，拥有自己的国内外市场就必须产品的质量好，技术含量高，价格低廉，这就要求我们扎实学习先进的技术，认真研究。参考文献参考文献1.曾志新，吕明主编.机械制造技术基础.武汉：武汉理工大学出版社，20012.王贵成主编.机械制造学.北京：机械工业出版社，20013.盛晓敏，邓朝晖主编.先进制造技术. 北京：机械工业出版社，20004.赵志修主编.机械制造工艺学. 北京：机械工业出版社，19855.顾崇衔主编. 机械制造工艺学. 西安：陕西科学技术出版社，19816.王茂元主编. 机械制造技术.北京：机械工业出版社，20017.张根保，王时龙，徐宗俊编著.先进制造技术.重庆：重庆大学出版社，19968.王德泉主编.砂轮特性与磨削加工.北京：中国标准出版社，20019.周泽华主编.金属切削原理.第二版.上海：上海科学技术出版社，199310.袁绩乾，李文贵主编.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，200111.陈禹六编著. 先进制造业运行模式. 北京：清华大学出版社， 199812.熊光楞等编著. 并行工程的理论与实践. 北京：清华大学出版社， 200113.周玉清，刘伯莹等编著. ERP原理与应用. 北京：机械工业出版社，200214.曾芬芳，景旭文等编著. 智能制造概论. 北京：清华大学出版社， 199815.王贵成，张银喜编. 精密与特种加工. .武汉：武汉理工大学出版社， 200116.王隆太等编. 现代制造技术. 北京：机械工业出版社，200117.周冀平，林岗等编. 机械制造自动化技术. 北京：机械工业出版社，200118.苑伟政，马炳和编著.微机械与微细加工技术. 西安：西北工业大学出版社，200019.袁绩乾，李文贵主编.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，200120.冯之敬主编.机械制造工程原理.北京：清华大学出版社，199921.黄鹤汀主编.机械制造装备. 北京：机械工业出版社，200122.陆剑中，孙家宁编. 金属切削原理与刀具. 北京：机械工业出版社，199823.袁国定，朱洪海主编. 机械制造技术基础. 南京：东南大学出版社，200024.袁绩乾，李文贵主编.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，200125.吉卫喜主编. 机械制造技术. 北京：机械工业出版社，200126.朱晓春主编. 数控技术. 北京：机械工业出版社，2002致致 谢谢本学期是我在学校求学的最后一个学期，也是完成我的毕业设计的时间表，在这最后一个学期里面，我学到了很多知识，其中有很多是很有实用价值的，这对我以后的工作有很大帮助，在此我对我的指导老师张静老师的辛勤教诲表示衷心的感谢，感谢她对我们设计的关心和帮助。本次毕业设计是我们大学两年所学知识做的一次总测验，是锻炼也是检验自己两年来所学知识和掌握、运用知识的能力，是我们高等院校学生的最后的学习环节，也是学到最多实际知识的时候。通过这次设计，我学到了许多原来未能学