前横架加工工艺规程课程设计.doc

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引言、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、２
前横架加工工艺、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、２
1、零件得分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2
2、毛坯得确定 、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2
3、选择加工方法，制定加工路线、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4
4、工序夹具使用说明、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1６
总结、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、17
参考文献、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、18
引言
机械制造工程原理课程设计实在学完了机械制造工程原理与大部分专业课，并进行了生产实习得基础上进行得又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造工程原理中得基本理论，并结合生产实习中学到得实践知识，独立地分析与解决了零件机械制造工艺及未来从事得工作打下了良好得基础。
前横架加工工艺
1、零件得分析
１、1、产品图纸分析
　 通过对该零件零件图得观察分析可知该零件属于箱体台阶类零件。图纸上主要要求上表面不允许有凸块等缺陷、下表面要求粗糙度为Rａ＝25,四个螺纹孔相对于下表面具有φ0、5得位置度,未注倒角R3~5,未注孔口倒角１×45°。主要工作部分为前横架上表面、五个螺纹孔、φ2５锪平面，在设计时应重点予以保证。
1、2、前横架得工艺分析
零件材料为灰铸铁HT２00.该材料强度不高,但其耐磨性、耐热性及减震性很好，适用于承受较小应力,要求耐磨、减震得零件。该零件下表面需要进行铣削加工，表面粗糙度Ra=25。由于要保证Ｍ１2螺纹孔与上表面得尺寸以及该孔得位置度误差，所以上表面不易加工，故不进行加工。其余4个M１2得螺纹孔加工也很容易。所以该零件得工艺性较好。
２、毛坯得确定
2、１、零件得生产类型
　 零件得生产纲领为 N=Ｑn（1+ａ+b）
　 其中,产品得年产量Q=6００台/年,每台产品中该零件得数量n=1件/台，每天单班生产。a为备品率５%，b为废品率１％。所以生产纲领为６36。
　　 查参考文献［１］附表2可知生产纲领为中批生产。
2、2、前横架得毛坯及制造形式
由零件图知该零件材料为HＴ200,查阅网上软件测算质量约为1、5kg。考虑到该材料得力学性能，在工作中所受冲击不大、轮廓尺寸不大、零件结构比较简单、选用中批生产，故选用木模手工砂型铸件毛坯。
2、２、1、公差等级
参见参考文献[1]附表3.查此表可得铸件尺寸公差等级为CT—11~1３,取CＴ-12。
２、2、2确定机械加工余量
查阅参考文献［1］附表3可知,该铸件加工余量等级G。
再查阅参考文献[1］附表4可知,铸件机械加工余量为4mｍ。查参考文献［１]附表6可知，铣削底面加工余量为1、0mｍ。
2、２、3、确定毛坯尺寸
分析本零件，结合上面得到得加工余量可知，毛坯在加工方向得尺寸为２2+1=2３mｍ。其余表面不用加工，所以不留余量.
２、2、4、设计毛坯图
由零件图可知,图中除了标注得圆角R1０之外,所有未注得圆角均为Ｒ3，所以毛坯图如下。
图1

3、选择加工方法，制定工艺路线
3、1、定位基准得得选择
精基准：本零件需加工下表面，保证厚度尺寸２2ｍm,上表面就是设计基准.为了避免基准不重合误差，应选择上表面为定位基准,即遵守“基准重合”得原则。同时M12得四个螺纹孔也在上表面上，可以保证位置度。
粗基准:根据前横架得技术要求与装配要求,粗基准面为毛坯得未加工表面。铸件表面不允许有凸起,为保证后续加工。
3、２、零件表面加工方法得选择
本零件需加工下表面,锪平面，钻孔，攻螺纹.
平面加工时考虑到平面加工得经济精度，查参考文献[1］附表7可知粗铣精度等级为IT—11~14,半精铣精度等级为ＩT—11～13,精铣精度等级为IT10.由上可知铣削加工经济精度能达到要求。
（1） 下表面，由于本零件得形状不适合进行车削加工,所以加工下表面时选择铣削加工
（2） φ10、８得孔,选用摇臂钻床进行加工,并用φ12mｍ得丝锥攻螺纹。
３、3、制订工艺路线
方案一、根据先面后孔得原则，本零件先进行先表面得铣削,接着加工凸耳,最后进行钻孔与攻螺纹。
表一
工序号
工 种
工作内容
说 明
１0
铸造
手工木模砂型铸造
铸件毛坯尺寸：
长：２47mｍ
　宽：54mｍ
高：67mm

２0
清砂
除去浇冒口，锋边及型砂

30
热处理
退火
石墨化退火，来消除铸铁表层与壁厚较薄得部位可能出现得白口组织(有大量得渗碳体出现），以便于切削加工
40
检验
检验毛坯

５０
铣
粗铣、精铣底平面
工件用专用夹具装夹;立式铣床
６0
锪平面
锪Ф2５所在平面

钻
凸耳上:将螺纹孔M12钻到Ф10、8mm,孔口倒角为１×45°
工件用专用夹具装夹;摇臂钻床
攻丝
凸耳面上：
选用M１2机用丝锥
攻螺纹Ｍ１２
70
钻
平面上：将螺纹孔4XＭ１2钻到Ф10、8mm,孔口倒角为1×45°
工件用专用夹具装夹；摇臂钻床
攻丝
四个钻孔
选用M１２机用丝锥
攻螺纹M12
8０
钳
倒角去毛刺

９0
检验

100
入库
清洗,涂防锈油

方案二先主要后次要,再加以先面后孔原则进行设计，先铣削下表面，在保证位置度时进行钻孔、攻丝。再加工凸耳部分。
表二
工序号
工 种
工作内容
说 　 明
0１0
铸造
手工木模砂型铸造
铸件毛坯尺寸:
长: 宽： 高：

020
清砂
除去浇冒口，锋边及型砂

０30
热处理
退火
石墨化退火,来消除铸铁表层与壁厚较薄得部位可能出现得白口组织（有大量得渗碳体出现）,以便于切削加工
０４０
检验
检验毛坯

０50
铣
粗铣、精铣底平面
工件用专用夹具装夹;立式铣床
０60
钻
平面上：将螺纹孔４ＸM12钻到Ф1０、８mm,孔口倒角为1×４5°
工件用专用夹具装夹；摇臂钻床
攻丝
四个钻孔
攻螺纹M12
选用M12机用丝锥
070

锪孔钻
锪－－Ф25平面

钻
凸耳上：将螺纹孔M1２钻到Ф10、8mｍ，孔口倒角为1×45°
工件用专用夹具装夹；摇臂钻床
攻丝
凸耳面上：
攻螺纹Ｍ12
选用M12机用丝锥
08０
钳
倒角去毛刺

090
检验

１0０
入库
清洗，涂防锈油

综合上述两种方案第二种方案更加符合加工实际要求，加工方便,加工精度以及孔位置度更易保证。
下为主要工序内容：
工序I：以上表面为定位基准,铣削下表面，保证22mm得尺寸。
工序II:以侧面定位。钻φ10、8×4得孔。
　 　 　再用φ12mm得丝锥攻螺纹。
工序Ⅲ:以上表面定位，钻φ10、8得孔，孔心距离上表面27mｍ。并保证位置度误差φ０、1ｍm。
锪φ25得孔，再用φ１2ｍｍ得丝锥攻螺纹。
工序Ⅳ：倒角去毛刺,检查工件
３、4、工序设计
3、４、1、选择加工设备与工艺设备
(１)选择机床　 查参考文献［2]表3、1可知
工序I选用立式铣床。型号为X5１
工序ＩＩ ，III选用摇臂钻床，型号Ｚ3０２５
（2)选择夹具
工序I选用通用夹具即可
工序II,IIＩ选用专用夹具.
（3） 选择刀具
铣刀按参考文献[２]表4、4可知选择莫氏锥柄立铣刀,莫氏锥柄号为2，直径d＝１8mm，l=32mm,L＝1１７mm,齿数z=6粗铣留余量1、5mm.
查参考文献［2］表4、3,钻φ1０、8mｍ孔，选用莫氏φ1０、8麻花钻、
查参考文献[2]表4、6，攻M12螺纹，选用机用丝锥φ１2mm，选用丝锥夹头.
（4） 选用量具
铣下表面选用分度值0、0５mm得游标卡尺进行测量。
由于孔加工选用得就是标准得麻花钻与丝锥,故不需用量具进行测量。
3、４、2、确定工序尺寸
（1） 确定下表面得工序尺寸
工序尺寸与加工余量有关，应将毛坯余量分为各个工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸，中间工序尺寸按加工方法得经济精度确定。
本零件下表面得加工余量工序尺及表面粗糙度见下表.
表三
加工表面
加工余量
工序尺寸
表面粗糙度
下表面
1
55
-—
下表面
-—
54
Ra25
（2） 钻孔工序尺寸
先钻孔，后攻螺纹,采用标准麻花钻与标准丝锥。
各工序尺寸见下表。
表四
工序Ⅱ
加工余量
工序尺寸
钻φ1０、8*4孔
-—
φ1０、8
攻M12＊4螺纹
——
M１2
工序Ⅲ
加工余量
工序尺寸
钻φ10、8孔
——
φ10、8

锪φ25得孔
——
φ25
攻Ｍ１2螺纹
-—
M1２
３、5、确定切削用量及基本时间
切削用量包括背吃刀量ap,进给量f与切削速度v。确定顺序就是先确定ap,f，再确定v。
3、５、1、工序I切削用量及基本时间得确定
（1） 切削用量 本道工序为粗铣下表面。已知加工材料为HT200、机床为Ｘ5１铣床。工件安装采用通用夹具.
　 　 　 　 图2

1） 确定粗铣下表面，留余量0、5mｍ得切削用量。
所选刀具为莫氏锥柄立铣刀，莫氏锥柄号为3,直径d＝2８ｍm，l=45ｍm,L＝14７ｍｍ，（细)齿数z＝6　，粗铣留余量1、5ｍｍ。
前角为10°,后角为7°,刀齿斜角=—10，
主刃＝５0，过渡刃=３0,过渡刃宽度=１、5mm。
i确定背吃刀量　粗铣单边余量为0、5ｍｍ，显然＝0、5mm
ｉi　确定进给量f 根据表：铣床得功率为4、5kW　细齿铣刀，
　　确定f＝0、12ｍm／Z 所以f=0、72mm／r。粗铣走刀一次。
iii　确定切削速度v与工作台每分钟进给量 根据表中公式计算
　 式中,，，，，，，m=0、２5,,，,z=６，，
　T=９0min（表５－149），ｄ=２8ｍm

根据Ｘ５1型铣床主轴转速表附表9,选择n=125r／miｎ=2、0８ｒ/ｓ
则实际切削速度ｖ＝0、1８ｍ/s，工作台每分钟进给量为

根据X51型铣床工作台进给量表，选择则实际得每齿进给量
校验机床功率。根据参考文献［1]附表8得计算公式铣削时得功率为
，,
，，
X5１型铣床得功率为4、5KW,故所选切削用量可以采用,确定切削用量为
,,n=２１0ｒ/ｍiｎ=2、08r/s,v=0、18m／ｓ
（2） 基本时间:根据附表，
式中,,

需要两次走刀Ｔj１=7、28min
本工序时间为T=7、２８ min
3、５、2、工序II切削用量及基本时间得确定
（1） 切削用量
1)钻孔切削用量
本工序为钻孔，倒角，再攻螺纹,钻孔在摇臂钻床上进行加工,刀具选用直柄短麻花钻φ１０、８用机用丝锥φ12.
　　　　　 　 图３

钻φ10、8孔选用直柄短麻花钻，材料为高速钢，根据文献[２］4、３,
查得：φ1０、8柄麻花钻总长l=95mm，沟漕L１＝47ｍm。
根据文献［1］附表11,钻孔进给量f=0、5２~0、64mm/r,取f=0、６mm/r。
为避免损坏钻头，当刚要钻穿时应该停止自动走刀，改用手动走刀.
根据文献［１]附表12，硬质合金钻头钻削不同材料得切削用量可知,硬质合金钻头钻削灰铸铁就是得切削速度Ｖc为50～70mm/min,取Vc=6０mm/min，用乳化液做冷却液.
转速：

根据表5-62摇臂钻床Z3025选转速1600ｒ/ｍin
则实际切削速度V=５4、２9ｍｍ/min
根据《金属机械加工工艺人员手册（第三版）》表9—５查得钻床功率2、２kw、
所以最终确定该工序得切削用量为：
ｆ＝0、6mm/r Vｃ=54、29m／miｎ N＝1600ｒ/ｍin Pc＝２、２kw
（2）基本时间得确定
１）钻孔基本时间
根据文献［1］附表22计算得
s
=2、１2５s×4＝8、5s
本工序时间：
Ｔj=Ｔj１=8、5ｓ
2） 钻床装卸时间
查文献［1］附表24可知在工作台上用手操作用时为一分钟.
工序Ⅱ攻螺纹得切削用量及基本时间得确定
图４

攻螺纹切削用量
攻螺纹选用M１２机用丝锥。根据文献[２］4、6查得：
丝锥公称直径d＝12、0mｍ
螺距p=1、75ｍm
锥柄直径d１=9、０0mm
螺纹部分长度l=29、0ｍm
总长L=8９mm
方头ａ=7、10mm
L2＝１0mm
根据文献[1］附表３0查得：
d＝12 ｐ＝1、７5　 材料为灰铸铁攻螺纹时切削速度
Ｖ＝9、６m/mｉn=160mm/ｓ　
根据文献[3]５－20　摇臂钻床主轴转速选n＝２50r／min
所以V=９、42m/mｉｎ
攻螺纹得切削用量为ｆ＝1、75mm,n=2５0ｒ/mｉｎ,d=１2，Pc=2、２kw
攻螺纹基本时间
由文献［1]附表22计算得：
Tj==＝0、09min=5、５4Ｓ
Tｊ2=５、5４＊4=22、16S
本工序时间:Tj=Tj２=２2、1６ｓ
3、５、3、工序Ⅲ得切削用量及基本时间得确定
(1）切削用量
1)锪平φ25孔.
图5

根据《金属机械加工工艺人员手册(第三版）》查得改工序选用高速钢莫氏短锥柄平底锪钻。
P6１3表2０-34基本参数如下：
锪钻代号d*ｄ1＝25＊8 L=７６　 c=１、２ 　Ｈ=5
莫氏锥柄号为２
材料为高速钢
由《金属机械加工工艺人员(第三版）》ｐ9２6表28-１0可知：
进给量f=0、７８~０、９6ｍ/ｒ取ｆ=0、8mm/r
由切削速度公式

根据表5-6２摇臂钻床得转速选择n=１２５r／min
实际转速为ｖ=9、82m／min
2）钻孔切削用量
　 本工序为钻孔，倒角，再攻螺纹，钻孔在摇臂钻床上进行加工，刀具选用直柄短麻花钻φ10、８，材料为高速钢。攻螺纹时选用机用丝锥φ１２。
钻φ１0、８孔选用直柄短麻花钻，材料为高速钢,根据文献［2］4、3
　 查得:φ１0、8直柄短麻花钻总长ｌ＝95mm，沟漕L1=４7mm.
　 根据文献［1]附表11。钻孔进给量f=0、52~０、64mm／r，取ｆ=0、6mｍ/r.
　 为避免损坏钻头，当刚要钻穿时应该停止自动走刀，改用手动走刀.
　根据文献［1]附表12，硬质合金钻头钻削不同材料得切削用量可知，硬质合金钻头钻削灰铸铁就是得切削速度Vc为5０～70ｍm/mｉn，取Ｖｃ=60mm/mｉｎ，用乳化液做冷却液。
转速：

根据摇臂钻床Z３０25选转速1６０0r/min
则实际切削速度V=54、29mm/ｍin
根据《金属机械加工工艺人员手册(第三版）》查得钻床功率2、2kw、
所以最终确定该工序得切削用量为：
f=0、6ｍm/r　　 Vｃ＝54、29m／ｍin　N=160０r/ｍin Pc=２、2kw
3）攻螺纹切削用量
攻螺纹选用M1２机用丝锥。根据表文献[2］4、3查得：
丝锥公称直径d＝12、０ｍm
螺距p＝1、７5mｍ
锥柄直径d1=9、00mm
螺纹部分长度l=29、0mm
总长L=８9mm
方头ａ=7、１0mm
L2=10mm
根据文献[2］4、8查得：
d=12 ｐ=1、７5
材料为灰铸铁攻螺纹时切削速度
Ｖ=9、６m/miｎ=１60mm／s　
根据表5-62摇臂钻床主轴转速选n=250r／ｍin
所以V=9、42m/min
攻螺纹得切削用量为：
f=1、75mm， n=２50r／min，　 d=12，　 Pc=2、2ｋw
（2)基本时间得确定
1）锪孔基本时间
由文献[1］附表22，求得：
＝3、6S
2）钻孔基本时间
由文献［１］附表２２计算得
S
3）、攻螺纹基本时间
由文献[１］附表22计算得:
Tｊ2===０、09mｉn=5、54S
本工序时间为 Tj=Tj1+Tj2=3、6+2、1２5＋5、5４=11、265s
4、工序夹具使用说明
1、 确定夹具得得结构方案,绘制装配草图:
（1） 布置图面
图6

（2） 确定定位方案,选择定位元件。
本工序要求保证四个孔得位置度以及尺寸要求,根据基准重合原则,两尺寸方向分别选择侧边为定位基准.
定位元件选择支承钉,底面三个，左侧面一个,里面两个,实现完全定位.
（3） 定位误差得分析与计算：
基准不重合误差,工序基准得位移误差，两者之与为定位误差
即： 　　 =+
铰链连接处铰链轴与铰链支座之间得配合尺寸为（即铰链支座孔:铰链轴：）钻模板与铰链轴得配合尺寸为即孔轴,钻模板与支座之间得配合尺寸为即支座:钻模板，=0所以=0、０２５+0、0１6＋0、0２5+0、01６=0、04２mm，在宽度方向上定位误差为:0、042ｍm在长度方向上得定位误差为：０、050mm,满足孔得位置度得要求。故该方案可行。
总结
　 　 通过这段时间得机械设计课程设计进一步巩固、加深与拓宽所学得知识；通过设计实践，树立了正确得设计思想，增强创新意思与竞争意识，熟悉掌握了机械设计得一般规律,也培养了分析与解决问题得能力;通过设计计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关设计资料得查阅，对自己进行了一个全面得机械设计基本技能得训练。
在具体做得过程中，从设计到计算,从分析到绘图，让我更进一步得明白了作为一个设计人员要有清晰得头脑与整体得布局，要有严谨得态度与不厌其烦得细心，要有精益求精、追求完美得一种精神。从开始得传动方案得拟定得总体设计中,让我清楚得了解了自己接下来要完成得任务，也很好得锻炼了自己自主学习得能力；在传动件,轴、轴承、联轴器大量得计算与最终得选择过程中，不但考验了自己计算过程中得细心程度还提高了自己快速资料得一种能力；在最后得绘图过程中,再次锻炼并提高了自己手工绘图得能力。在这个过程中也遇到了些许得问题,在面对这些问题得时候自己曾焦虑，但就是最后还就是解决了。才发现当我们面对很多问题得时候所采取得具体行动也就是不同得，这当然也会影响我们得结果、很多时候问题得出现所期待我们得就是一种解决问题得心态,而不就是瞧我们过去得能力到底有多强，那就是一种态度得端正与目得得明确,只有这样把自己身置于具体得问题之中,我们才能更好得解决问题、.ﻫ 　 现在把这个课程做完了才发现自己对以前学得知识点有了更好得理解,知识只有放在实践运用上才能体现她得价值才能更好地被大家接受，所以这门实践课就是很有必要开设得,也就是大家很有必要去认真做得。ﻫ 在这个过程中,要谢谢老师对我得教导，在老师得讲解下让我对整个设计过程以及绘图过程有了很好得了解，对我后面得整体得设计与绘图得进行有了很大得帮助
参考文献
[1］机械制造工艺课程设计指导书,侯德政,201０、
[２]机械加工工艺手册，李洪,１990、
［３］金属机械加工工艺人员手册、赵如福，20０６、
[4］机械制造工艺设计简明手册，李益民，２008、