2022年例二CA车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计方案2.docx

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1、精品学习资源涡轮本体机械加工工艺规程及工艺装备设计:序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了高校的全部基础课、技术基础课以 及大部分专业课之后进行的 .这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深化的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 ,因此,它在我们四年的高校生活中占有重要的位置；就我个人而言，我期望能通过这次课程设计，明白并熟悉一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的学问，理论联系实际，对自己将来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锤炼自己分析问 题、解决问题的才能，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础；由于才能所限，设计尚有很多

2、不足之处，恳请各位老师赐予指导；一、零件的分析一零件的作用题目所给的零件是涡轮本体；涡轮主要用于增压，提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩；涡轮增压其实就是一个空气压缩机；为了提高发动机的输出功率，在不转变发动机气缸容量的前提条件下，只有用增加输入气缸的空气的压缩比来达到增加发动机输出功率的目的；其工作原理就是利用发动机尾气排放口排出的发动机废气为动力，来推动涡轮室里边的叶轮；同时叶轮又和增压室里边的增压轮直接相连；增压室一头连着气虑；另外一头把从气虑吸进来的空气压进发动机的汽缸以达到增加发动机里边空气的目的；二零件的工艺分析零件的材料为 45 钢，由于该工件比较简洁所以挑选锻件，以使

3、金属纤维尽量不被切断，保证零件工作牢靠；本零件时带孔的套筒零件，为此以下是涡轮 本体需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、75H6 内孔， 25 的内孔、 M6 螺纹孔；2、212 外圆面、 170 外圆面、 85 外圆面；3、端面本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙=3.2 m及度为=6.3 m两种要求；由上面分析可知，可以粗加工 170 外圆面，然后以此作为基准采纳专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求；再依据各加工方法的经济精度及机床欢迎下载精品学习资源所能达到的位置精度，并且此涡轮零件没有复杂的加工曲面，所以依据上述技术要求采纳常规的加工工艺均可保证；二、确定

4、生产类型已知此涡轮零件的生产纲领为 5000 件/年，零件的质量是 10Kg/ 个，查机械制造工艺设计简明手册第 2 页表 1.1-2，可确定该涡轮生产类型为大批生产， 所以初步确定工艺支配为：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，大量采纳专用工装；三、确定毛坯1、确定毛坯种类：零件材料为 HT200；考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简洁，生产类型为中批生产，故挑选木摸手工砂型铸件毛坯；查机械 制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为 CT-12；2、确定铸件加工余量及外形：查机械制造工艺设计简明手册第41 页表 2.2-5，

5、选用加工余量为 MA-加工图面代基本尺寸加工加工说简余量余量号等级明H 级，并查表 2.2-4 确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：D120H102孔降一级双侧加工D250H3.52孔降一级双侧加工T230H5单侧加工T312H5单侧加工T412H5单侧加工3、绘制铸件零件图四、工艺规程设计一挑选定位基准：欢迎下载精品学习资源1 粗基准的挑选：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为帮助粗基准；2 精基准的挑选：考虑要保证零件的加工精度和装夹精确便利，依据“基准重合”原就和 “基准统一 ”原就，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两

6、个小头孔外圆柱表面为帮助的定位精基准； 二制定工艺路线 :依据零件的几何外形、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所 能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情形下,可以考虑采纳万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率；除此之外，仍应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降；查机械制造工艺设计简明手册第20 页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，挑选零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序 01 粗铣 20、50 下端面，以 T2 为粗基准，采纳 X51 立式铣床加专用夹具；工序 02 粗铣 20 上端面，以 T1 为定位基准，采纳 X51 立式铣床加专用夹具；工序 03 粗

7、铣 50 上端面，以 T4 为定位基准，采纳 X51 立式铣床加专用夹具；工序 04 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 T2 为基准，采纳 Z525 立式钻床加专用夹具；工序 05 粗镗 50 孔，以 D1 为定位基准，采纳 T616 卧式镗床加专用夹具；工序 06 铣斜肩，以 D1 和 T2 为定位基准，采纳 X51 立式铣床加专用夹具；工序 07 精铣 20 下端面，以 T2 为基准，采纳 X51 立式铣床加专用夹具；工序 08 精铣 20 上端面，以 T1 为基准，采纳 X51 立式铣床加专用夹具；工序 09 粗铰、精铰 20 孔，以 T2 和 32 外圆为基准，采纳 Z525 立式钻

8、床加专用夹具；欢迎下载精品学习资源工序 10 精铣 50 端面，以 D1 为基准，采纳 X51 立式铣床加专用夹具； 工序 11 半精镗 50 孔，以 D1 做定位基准，采纳 T616 卧式镗床加专用夹具；工序 12 钻、铰 8 锥孔，以 T1 和零件中线为基准，采纳 Z525 立式钻床加专用夹具；工序 13 钻 M6 底孔，攻螺纹，以 T1 和零件中线为基准，采纳 Z525 立式钻床并采纳专用夹具；工序 14 铣断，以 D1 为基准，采纳 X60 卧式铣床加专用夹具； 工序 15 去毛刺；工序 16 终检；三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:1、圆柱表面工序尺寸：前面依据资料已初步确定工

9、件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：欢迎下载精品学习资源内容量等级尺寸糙度最小最大铸件7.0CT12粗镗4.0IT126.30.956.8半精镗3.0IT103.22.93.25钻18IT1117.8918扩1.8IT106.31.7161.910粗铰0.14IT83.20.1070.224精铰0.06IT71.60.0390.093加工加工表面加工余精度工序表面粗工序余量欢迎下载精品学习资源 50IT12D2 ） 20IT7D1 ）2、平面工序尺寸：工序工序加工基本经济工序尺寸工序余量号内容余量尺寸精度偏差最小最大铸件5.0CT1201粗铣 20孔4.036.01

10、21.57.75下端面02粗铣 20孔上端面4.032.0121.57.75欢迎下载精品学习资源03粗铣 50孔4.014.0121.86.38上端面07精铣 20孔1.031.080.751.283下端面08精铣 20孔上端面1.030.080.751.28310精铣 50孔端面1.0 212.080.9511.0163、确定切削用量准时间定额：工序 01 粗铣 20、50 下端面，以 T2 为粗基准；1. 加工条件工件材料： HT200,b =170240MPa，铸造；工件尺寸： aemax=72mm， l=176mm；加工要求：粗铣 20孔下端面，加工余量 4mm；机床： X51 立式铣

11、床；欢迎下载精品学习资源刀具： YG6 硬质合金端铣刀；铣削宽度 ae 90深,度 ap 6齿,数 z=12,故依据欢迎下载精品学习资源机械制造工艺设计简明手册 后简称简明手册）表 3.1，取刀具直径d0=125mm；依据切削用量手册 后简称切削手册）表 3.16，挑选刀具前角 0 0后角 08，副后角 0 =10，刃倾角：s=10,主偏角 Kr=60,过渡刃 Kr =30,副偏角 Kr =5；2. 切削用量1）确定切削深度 ap由于余量较小，故挑选 ap=4mm，一次走刀即可完成；2）确定每齿进给量 fz由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采纳不对称端铣，以提高进给量提高加

12、工效率；依据切削手册表3.5，使用 YG6 硬质合金端铣刀加工，机床功率为 4.5kw据简明手册表 4.2-35，X51 立式铣床）时：fz=0.090.18mm/z 故挑选： fz=0.18mm/z；3）确定刀具寿命及磨钝标准欢迎下载精品学习资源依据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于铣刀直径 d0=125mm，故刀具使用寿命 T=180min校验机床功率依据切削手册表 3.24，近似为 Pcc=3.3kw,依据机床使用说明书，主轴答应功率 Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc；故校验合格；最终确定 :ap=4.0mm， nc=300r/min，vf=

13、390mm/s，vc=118m/min， fz=0.1mm/z；6）运算基本工时tm L/ v f，L=l+ y+ ，l=176mm.查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为： y+=40mm，就： tmL/ V f=176+40/390=0.81min；欢迎下载精品学习资源工序 02 粗铣 20 上端面，以 T1 为定位基准；切削用量和时间定额及其运算过程同工序01；工序 03 粗铣 50 上端面，以 T4 为定位基准刀具： YG6 硬质合金端铣刀， 机床： X51 立式铣床依据切削手册查得，；依据简明手册表 4.2-36 查得，取：，故实际切削速度：当时，工作台每分钟进给量应为：查说明书

14、，取运算切削基本工时：因此，工序 04 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 T2 为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到 IT10 ；1. 挑选钻头依据切削手册表 2.1.2.2，挑选高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm， 钻头采纳双锥后磨横刀，后角 o12，二重刃长度 b=3.5mm,横刀长 b=2mm,宽 l=4mm,棱带长度，2. 挑选切削用量1）确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册，由切削手册表 2.7,系数为 0.5,就：欢迎下载精品学习资源按钻头强度挑选 :查切削手册表 2.8,钻头答应进给量为：； 按机床进给机构强度挑选：查切削手册表2.9，机床进给机构答

15、应轴向力为 8330N 时，进给量为；以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r；依据简明手册表4.2-16,最终挑选进给量；由于是通孔加工，为防止即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给；依据切削手册表 2.19 查出,钻孔时轴向力 Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故 Ff=2500N；依据 Z525 立式钻床使用说明书，机床进给机构答应的最大轴向力为 8830N Ff ，故所选进给量可用；2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度 查简明手册）为 0.6mm，寿命3）切削速度查切削手册表 2.30，切削速度运算公

16、式为：m/min）其中，查得修正系数：，故实际的切削速度：4）检验机床扭矩及功率查切削手册表 2.20，当 f 0.26,od 19mm时， Mt=31.78N.m，修正系数均为 1.0，故 MC=31.78 N.m；查机床使用说明书： M m =144.2 N.m；查切削手册表 2.23,钻头消耗功率： Pc=1.3kw；欢迎下载精品学习资源查机床使用说明书，；由于，故切削用量可用，即：，3、运算工时4、扩孔至 19.8查切削手册表 2.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：；依据资料，切削速度，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故：，依据机床使用说明书选取：；基

17、本工时：工序 05 粗镗 50 孔，以 D1 为定位基准；机床： T60 卧式镗床单边余量可一次切除，就；依据简明手册 4.2-20 查得，取；依据简明手册 4.2-21 查得，取：；运算切削基本工时：工序 06 铣斜肩，以 D1 和 T2 为定位基准；刀具：硬质合金三面刃铣刀机床： X51 立式铣床欢迎下载精品学习资源依据简明手册查得：；依据切削手册查得： 因此：现采纳 X51 立式铣床，取：，故实际切削速度为：当时，工作台每分钟进给量应为：依据切削手册表 4.2-37 查得,取：；运算切削基本工时：因此：工序 07 精铣 20 下端面，以 T2 为基准；刀具： YG6 硬质合金端铣刀；机床

18、： X51 立式铣床；查切削手册表 3.5，进给量为：，取为 0.5mm/r参考有关手册，确定，采纳 YG6 硬质合金端铣刀，就：现采纳 X51 立式铣床，依据简明手册表4.2-36，取，故实际切削速度：欢迎下载精品学习资源当时，工作台每分钟进给量：，取为 980mm/min本工序切削时间为：min工序 08 精铣 20 上端面，以 T1 为基准；切削用量同工序 07精铣时基本工时：工序 09 粗铰、精铰 20 孔，以 T2 和 32 外圆为基准； 精铰至刀具：机床： Z525 立式钻床依据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48mm/r，机床主轴转速取为：=140r/min，就其切削速度为：机

19、动时切削工时，=38mm欢迎下载精品学习资源工序 10 精铣 50 端面，以 D1 为基准；机床： X51 立式铣床刀具：硬质合金立铣刀 镶齿螺旋形刀片），由切削手册表3.6 查得：，,即 27m/min，因此，；现采纳 X51 立式铣床，取，工作台每分钟进给量应为：，查机床使用说明书，取；铣削基本工时：工序 11 半精镗 50 孔，以 D1 做定位基准；单边余量,可一次切除，就；由切削手册表 1.6 查得，进给量取为0.27mm/r；由切削手册表1.1 查得，就：查简明手册表 4.2-20，取为 630r/min；加工基本工时：工序 12 钻、铰 8 锥孔，以 T1 和零件中线为基准；刀具：

20、专用刀具机床： Z525 立式钻床欢迎下载精品学习资源确定进给量：依据切削手册表 2.7 查得，查Z525 机床使用说明书，现取；查切削手册表 2.15，运算机床主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度为：运算切削基本工时：工序 13 钻 M6 底孔，攻螺纹，以 T1 和零件中线为基准1）钻螺纹底孔 mm 机床： Z525 立式钻床刀具：高速钢麻花钻依据切削手册查得，进给量为0.18 0.22mm/z,现取 f=0.22mm/z， v=17m/min，就：查简明手册表 4.2-15，取；所以实际切削速度为：运算切削基本工时：问题的提出欢迎下载精品学习资源本夹具主要用来钻 M6 螺纹底孔，该孔为斜

21、孔，跟拨叉的中线有肯定的角度要求，在加工时应保证孔的角度要求；此外，在本工序加工时仍应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题；二夹具设计1、定位基准挑选由零件图可知， M6 螺纹孔为斜孔，相对于拨叉中线有的要求，为使定位误差为零，应当挑选拨叉中线为定位基准保证该角度；此外，仍应以20 孔端面为基准，从而保证螺纹孔在拨叉体上的位置；为了提高加工效率，现打算采纳手动夹紧工件快换装置，并采纳快换钻套以利于在钻底孔后攻螺纹；2、切削力及夹紧力运算刀具：硬质合金麻花钻，；由实际加工的体会可知 ,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册表 2.

22、3，切削力运算公式为：其中：，与加工材料有关 ,取 0.94；与刀具刃磨外形有关 ,取1.33；与刀具磨钝标准有关 ,取 1.0，就：在 20 孔两个端面只需要采纳开口垫圈和六角螺母适当夹紧后本夹具即可安全工作 .3、定位误差分析1）定位元件尺寸及公差的确定；夹具的主要定位元件为两个定位销，这两个定位销的尺寸与公差规定为与本零件在工作时与其相匹配轴的尺寸与公差 相同，即；此外，这两定位销共同保证加工孔偏斜的角度，其中心连线与工作台面成 10角；欢迎下载精品学习资源2）运算钻套中心线与工作台的垂直度误差；钻套外径与衬套孔的最大间隙为：衬套外径与钻模板孔的最大间隙为：就钻套中心与工作台平面的垂直度误差为：0.026-0.005=0.021；,机械工业出版社 ,2006 年.2、曾志新 ,吕明主编 ,机械制造技术基础 ,:武汉理工高校出版社 ,2001 年.3、李益明主编 ,机械制造工艺设计简明手册 ,机械工业出版社 ,1993 年.4、肖诗纲主编 ,切削用量手册 ,机械工业出版社 ,1993 年.5、金属切削机床夹具设计手册 .上海柴油机厂工艺设备讨论所编 ,机械工业出版社， 1987 年.CA6140 车床拨叉零件图 :欢迎下载精品学习资源欢迎下载