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机械制造技术基础”课程大作业作业题目学生姓名评阅教师作业成绩2013年春季学期目录TOC\o1-3\h\z\u
1.零件的分析
11.1零件的作用
11.2零件的工艺分析
12.工艺规程设计
12.1确定生产类型
12.2确定毛坯的制造形式
12.3基面的选择
22.
3.1粗基准的选择
22.
3.2精基准的选择
23.制定工艺路线
23.1工艺路线方案一
23.2工艺路线方案二
33.3工艺路线方案三
33.4工艺方案比较分析
43.5工艺路线方案的完善
44.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
94.1工件
104.2铸件的圆角半径
104.3铣Ф40上端面加工余量及公差
104.4加工Ф22孔
104.5铣Ф55上端面
104.6铣φ55下端面
114.7加工Ф55孔
114.8其他11参考文献
121.零件的分析
1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉它位于车床变速机构中,主要起换档,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的作用零件上方的Ф22孔与操纵机构相连,二下方的Ф55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件零件铸为一体,加工时分开
1.2零件的工艺分析 由零件图可知,该零件的材料为HT200,灰铸铁铸造性能优良,铸件产生缺陷的倾向性小,生产工艺简单,减振能力强,,但塑性较差、脆性高,切削加工时呈崩碎切屑,不适合磨削由所给零件图纸可知拨叉831007需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求如下
1.小头孔Ф22以及与此孔相通的锥孔、螺纹孔
2.大头半圆孔Ф55
3.小头孔上端面、大头半圆孔上下Ф73端面,大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为
0.07mm,小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为
0.05mm
2.工艺规程设计
2.1确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产,查阅参考文献
[1]第9页表
2.3各种生产类型的特点和要求,初步确定工艺安排为加工过程划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装
2.2确定毛坯的制造形式确定毛坯种类根据零件图可知该零件材料为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,生产类型为大批生产,故选择铸件毛坯查阅参考文献
[4]54页表2-9大批量生产铸件的尺寸公差等级,选用铸件尺寸公差等级CT9级
2.3基面的选择
2.
3.1粗基准的选择查阅参考文献
[1]255页
7.
3.1定位基准的选择可知,在选择粗基准时应遵守“相互位置要求”原则,即如果必须首先保证工件上加工表面与未加工表面之间的位置要求,则应以不加工表面为粗基准;如果在工件上有很多不加工表面,则应以其中与加工表面位置精度要求较高的表面作粗基准根据“相互位置要求”原则,现选取Ф40的外表面和底面为粗基准加工Ф22孔的上表面
2.
3.2精基准的选择查阅参考文献
[1]256页2精基准的选择可知,在选择精基准时,应注重遵循“基准重合”原则,即尽量选用设计基准作为精基准,以便消除基准不重合误差根据这一原则选择精加工过的Ф22孔为精基准考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的上表面和加工过的孔为主要的定位精基准
3.制定工艺路线
3.1工艺路线方案一工序010粗铣Ф40上端面工序020扩、半精铰、精铰Ф22孔工序030粗铣Ф55上端面周径至Ф71mm工序040粗铣Ф55下端面周径至Ф71mm工序050粗镗Ф55孔工序060钻、扩、半精铰、精铰Ф8锥孔及钻M6底孔,攻M8螺纹工序070铣断工序080半精铣Ф40上端面工序090半精铣Ф55上端面,周径至Ф73mm工序100半精铣Ф55下端面,周径至Ф73mm工序110半精镗Ф55孔工序120去毛刺、检查
3.2工艺路线方案二工序010粗铣Ф40上端面工序020粗铣Ф55上端面周径至Ф71mm工序030粗铣Ф55下端面周径至Ф71mm工序040粗镗Ф55孔工序050扩、半精铰、精铰Ф22孔工序060钻、扩、半精铰、精铰Ф8锥孔及钻M6底孔,攻M8螺纹工序070铣断工序080半精铣Ф40上端面工序090半精铣Ф55上端面周径至Ф73mm工序100半精铣Ф55下端面周径至Ф73mm工序110半精镗Ф55孔工序120去毛刺、检查
3.3工艺路线方案三工序010粗铣Ф40上端面工序020半精铣Ф40上端面工序030粗铰、精铰Ф22孔工序040粗铣Ф55上端面工序050半精铣Ф55上端面工序060粗铣Ф55下端面工序070半精铣Ф55下端面工序080粗镗Ф55孔工序090半精镗Ф55孔工序100钻M6底孔,攻M8螺纹,钻孔(装配时钻铰)工序110铣断工序120去毛刺、检查
3.4工艺方案比较分析上述方案一和二的加工工序差别在于:方案一中先加工孔Ф22再以Ф40上端面及Ф22内孔为基准加工Ф55孔;而在方案二中先镗孔Ф55,再以Ф55内孔及上端面加工Ф22孔由所给零件图可知Ф55孔的设计基为准Ф22孔的中心线,由基准重合原则可知,应用设计基准作为精基准,已消除基准不重合误差,故加工Ф55孔时定位基准应为Ф22孔的中心线,以保证其加工精度,符合大批生产要求方案三违背了“先粗后精,粗精分开”的原则,总体上讲,先安排粗加工工序,后安排精加工工序综合以上分析可知方案一较为合理,故选择加工工序为方案一
3.5工艺路线方案的完善工序010粗铣Ф40上端面以Ф22孔外表面及底面为基准,分别限制
2、3个自由度采用立式铣床加工工序020扩、半精铰、精铰Ф22孔Ф40上端面已经过粗加工,选择Ф40上端面及Ф22孔外表面为基准采用组合机床加工工序030粗铣Ф55上端面周径至Ф71mmФ55上端面与Ф22孔位置精度要求较高,且Ф22孔已经过精加工,选择以Ф22内孔及底面为基准采用立式铣床加工工序040粗铣Ф55下端面周径至Ф71mmФ55下端面与Ф22孔位置精度要求较高,且Ф22孔已经过精加工,选择以Ф22内孔及Ф40上端面为基准采用立式铣床加工工序050粗镗Ф55孔由于Ф55孔与Ф22孔位置精度要求较高,且Ф40上端面已经过加工,选择Ф40上端面及Ф22内孔为基准采用镗床加工工序060钻、扩、半精铰、精铰Ф8锥孔及钻M6底孔,攻M8螺纹以Ф40上端面及Ф55内孔为基准,采用组合机床加工工序070铣断采用立式铣床加工,基准如图工序080半精铣Ф40上端面以Ф22孔外表面及底面为基准,分别限制
2、3个自由度采用立式铣床加工工序090半精铣Ф55上端面,周径至Ф73mm以Ф22内孔及底面为基准,分别限制
2、3个自由度采用立式铣床加工工序100半精铣Ф55下端面,周径至Ф73mm以Ф22内孔及Ф40上端面为基准,分别限制
2、3个自由度采用立式铣床加工工序110半精镗Ф55孔以Ф22内孔及Ф40上端面为基准,分别限制
2、3个自由度采用镗床加工工序120去毛刺、检查
4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由所给零件设计图可知拨叉零件材料为HT200,硬度HBS170—240,毛坯重量约
1.0Kg,生产大批采用金属型铸造毛坯依据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工面的机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下
4.1工件由于工件较小,为方便加工节省材料将两件铸在一起,同时加工
4.2铸件的圆角半径铸件的圆角半径,查阅参考文献
[3]第一章金属液态成型,浇铸方式选用金属型铸造;查阅参考文献
[2]105页表
9.24铸造外圆角(JB/ZQ4256-1986)表
9.25铸造内圆角(JB/ZQ4255-1986)R=3-5mm,拔模斜度外表面0-15°,自然失效处理以消除铸造应力
4.3铣Ф40上端面加工余量及公差圆柱Ф40上端面为自由尺寸公差表面粗糙度值要求为Ra
3.2查阅参考文献
[4]166页表4-8平面加工方案,确定其加工方案为粗铣—半精铣查表2-1各种毛坯的表面层厚度,可知灰铸铁铸件的表面层厚度为查表2-11铸件机械加工余量等级的选择(GB/T6414-1999)可知灰铸铁采用金属型铸造时要求的机械加工余量为查表2-12要求的铸件机械加工余量(GB/T6414-1999)确定加工余量为半精铣的加工余量单边Z=
0.8mm粗铣加工余量单边Z=
1.2mm
4.4加工Ф22孔Ф22孔的尺寸公差为T=0,021查阅参考文献
[6]可知内孔精度要求为IT7内孔表面粗糙度要求为,属精加工查阅参考文献
[4]165页表4-7孔加工方案得Ф22孔的加工方案为铸造出Ф20孔—扩孔—粗铰—精铰最终达到要求的尺寸精度和表面粗糙度查阅参考文献
[4]65页表2-27按照基孔制7级公差(H7)加工孔,得到各加工余量为扩孔Ф
21.82Z=
1.8mm粗铰:Ф
21.942Z=
0.14mm精铰:Ф22+
0.0210mm
4.5铣Ф55上端面查阅参考文献
[6]可知圆柱φ55两端面精度要求IT11表面粗糙度值要求为Ra
3.2查阅参考文献
[4]166页表4-8平面加工方案,确定其加工方案为粗铣—半精铣查阅参考文献
[4]表2-11铸件机械加工余量等级的选择(GB/T6414-1999)可知灰铸铁采用金属型铸造时要求的机械加工余量为查表2-12要求的铸件机械加工余量(GB/T6414-1999)确定加工余量为半精铣的加工余量单边Z=
0.8mm粗铣加工余量单边Z=
4.2mm
4.6铣φ55下端面查阅参考文献
[6]可知圆柱φ55两端面精度要求IT11表面粗糙度值要求为Ra
3.2查阅参考文献
[4]166页表4-8平面加工方案,确定其加工方案为粗铣—半精铣查阅参考文献
[4]表2-11铸件机械加工余量等级的选择(GB/T6414-1999)可知灰铸铁采用金属型铸造时要求的机械加工余量为查表2-12要求的铸件机械加工余量(GB/T6414-1999)确定加工余量为半精铣的加工余量单边Z=
0.8mm粗铣加工余量单边Z=
4.2mm
4.7加工Ф55孔毛坯为铸孔查阅参考文献
[6]可知内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra
3.2查阅参考文献
[4]165页表4-7孔加工方案得Ф55孔的加工方案为粗镗—半精镗,查阅参考文献
[4]65页表2-27,得到各加工余量为粗镗Ф
53.5,2Z=
3.5mm半精镗Ф55+
0.4,2Z=
1.5mm
4.8其他钻锥孔Ф
7.8及M6底孔;半精铰、精铰φ8锥孔,保证R
1.6的表面粗糙度;攻M8螺纹半精铰加工余量2Z=
0.14mm精铰加工余量2Z=
0.06mm参考文献
[1]机械制造技术基础,李旦,韩荣第.—2版.哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,
2011.1
[2]机械设计课程设计,王连明,宋宝玉.—4版.哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,
2010.1
[3]材料成型工艺,杜丽娟.哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,
2009.2
[4]简明金属机械加工工艺手册,彭林中,张宏主编,北京化学工业出版社,
2011.8
[5]切削用量简明手册,艾兴,肖诗纲编.—3版,北京机械工业出版社,
2002.6
[6]机械精度设计基础(第三版)孟兆新,马惠萍—3版,北京科学出版社,2012班号1008104姓名姚文超。