机械电子工程专业课程设计说明书转向梯形拉杆左接头课程设计说明书.doc

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1、 机电及自动化学院 专业课程综合设计设计题目：转向梯形拉杆左接头设计专 业： 机械电子工程 届 别： 08 学 号： 0811111022姓 名： 指导老师 2011年7 月目录序言3一、零件的作用4二、工艺分析4三、工艺规程设计41、确定毛坯的制造形式42、基准选择43、制定工艺路线54、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定75、各种机床与刀具选择96、确定切屑用量及基本工时10 7、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介178、工艺方案的比较与技术经济分析18四、总结19五、参考文献 20六、附件20序言机械制造工艺学课程设计是综合了机械大部分学科知识，进行拓展运用的实践性环节，不仅是对我们

2、以前所学各门课程的综合总复习，同时也考察了我们对课外知识学习以及运用的能力，也是更重要的是对我们实际运用知识解决问题能力的考察。这也是我们在进行毕业设计前对所学各课程作一次综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，在我们的四年的学习生活中有着很重要的地位。对我来说，希望能通过这次课程设计，对自己的将来从事的工作，进行一次适应性训练，通过本次课程设计锻炼了自己分析问题、解决问题的能力，对今后工作能有更多帮助。由于实际实践经验不足、个人能力有限，设计中尚存在许多不足之处，请老师给予批评指正。设计书包括：1、零件图一张2、零件的毛坯图一张3、机械加工工艺过程卡两张4、机械加工工序卡七份 5、课程设计

3、说明书一份一、零件的作用 转向梯形拉杆左接头的作用是将转向摇臂的力和运动传递给梯形壁。实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，主要应用与汽车转向系统。它所受的力既有拉力也有压力因此都采用优质特种钢材制造，以保证工作可靠。二、零件的工艺分析1. 加工内容 该零件主要由平面，孔和外轮廓组成，毛坯为锻造铸造，外形尺寸为86mm42mm36mm，加工内容包括内轮廓32mm孔和34.5mm孔和30.163mm球孔，侧壁的槽以及右边和侧边的螺纹。2. 加工要求及方法 该零件为复杂形状零件，尺寸精度和形位要求不高，除了侧壁的槽粗糙度要求为6.3外，其余表面均为12.5，锻造即可达到。对于内

4、孔的加工可采用粗镗-半精镗-精镗来加工，而右边螺纹可采用滚丝机加工，侧壁的螺纹可先钻孔在进行攻螺纹。 三、转向梯形拉杆左接头工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式转向梯形拉杆左接头为钢制零件，考虑到汽车转向时受正反向冲击载荷，因此应该选用锻件，以便金属纤维尽量不被拉断，使工件工作可靠。又工件形状复杂，轮廓尺寸不大，可以采用模锻成型，从而提高生产率。2. 基准选择根据零件图的要求以及定位基准的选择原则，对零件而言，尽可能选择不加工面为粗基准。而对有若干不加工表面的工件，选用要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准；同时根据零件毛坯的形式，选择合适表面做粗基准。这里选择为零件上端面，即转向梯形拉杆左

5、接头的上半部作为粗基准，来加工内孔、槽以及内部球面。精基准的选择根据互为基准原则、基准重合原则和自为基准原则，选择加工后的内孔和下端面作为精基准加工外壁的槽。3、制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是零件的尺寸精度及位置精度等技术要求能够妥善的得到保证。在生产纲领已确定为（1） 工艺路线方案一：加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案内孔3011级Ra12.5粗镗内部环形槽34.511级Ra12.5粗镗倒角1*45和0.5*45无Ra12.5粗镗内部球面3010级Ra12.5粗镗底部槽6 无Ra12.5铣外壁环形槽34无Ra6.3粗镗侧壁螺纹M6*1无Ra12.5 钻-攻丝右端面65无Ra12.

6、5车倒角1*45无Ra12.5车右部伸出轴螺纹 M18X1.5-2无Ra12.5车（2） 工艺路线方案二：加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案右端面65无Ra12.5车倒角1*45无Ra12.5车右部伸出轴螺纹M18X1.5-2无Ra12.5车内孔3011级Ra12.5粗镗内部环形槽34.511级Ra12.5粗镗倒角1*45和0.5*45无Ra12.5粗镗内部球面3010级Ra12.5粗镗外壁环形槽34无Ra6.3粗镗底部槽6 无Ra12.5铣侧壁螺纹M6*1无Ra12.5 钻-攻丝上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工内孔，环形槽以及球形面，然后铣底部槽。在以加工好的内孔表面和底面做基准加

7、工外壁的环形槽，在加工侧壁的螺纹，最后加工右部伸出轴的端面，倒角以及螺纹。而方案二不同的是先加工右部伸出轴的端面，倒角以及螺纹，在来加工内孔。两相比较，可以看出，先加工内孔在加工伸出轴能较好保证螺纹不被破坏，同时以先加工好的内孔作为基准加工伸出轴能较好的保证其精度。由此可见方案一的加工顺序较优，但是方案一先加铣底部槽再工外壁环形槽，不如方案二中的后铣底部槽，因为这样可以减少转换加工设备的时间。综合考虑，具体加工工艺路线应为：加工面尺寸及偏差精度粗糙度加工方案内孔3011级Ra12.5粗镗内部环形槽34.511级Ra12.5粗镗倒角1*45和0.5*45无Ra12.5粗镗内部球面3010级Ra1

8、2.5粗镗外壁环形槽34无Ra6.3粗镗侧壁螺纹M6*1无Ra12.5 钻-攻丝底部槽6 无Ra12.5铣右端面65无Ra12.5车倒角1*45无Ra12.5车右部伸出轴螺纹 M18X1.5-2无Ra12.5车4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定结合转向梯形拉杆左接头尺寸及加工工艺，分别确定个加工表面的的机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如下：加工面最终尺寸公差/粗糙度单边余量工序尺寸毛坯尺寸32内孔0.17mm/Ra12.52.0粗镗32 2834.5内部环形槽0.17mm/ Ra12.51.0粗镗34.52830.163球面0.08mm/ Ra12.5无粗镗30.163034槽 无/ Ra

9、6.3无 粗镗16.406*1 底部槽无/ Ra12.5无 铣10M6*1螺纹无/Ra12.5无钻5.1攻螺纹065右端面 无/Ra12.51，0 车6566M18外圆无/Ra12.51.4车1819.4据此可得到毛坯尺寸，故可得毛坯图形如下：加工时需要保证留有加工余量,最终尺寸加上各道工序加工余量即得到工序尺寸。5、各种机床与刀具选择综合考虑所要加工零件的尺寸及要加工表面所要达到的粗糙度机床与刀具如下：卧式镗床T616硬质合金镗刀YT15、直柄圆柱球头立铣刀卧式万能铣床X61硬质合金切槽铣刀(盘铣刀)卧式车床CA6140硬质合金直头焊接式外圆车刀YT15、硬质合金螺纹车刀YT15钻床Z525

10、高速钢钻头、M6X1丝锥6、确定切屑用量及基本工时工序I：镗内部表面1.镗内孔32mm进给量 f=0.41mm/r 切屑速度 V=0.93m转速 r/min代入数据，得=555 r/min按机床选取=550 r/min切屑工时L=20mm, =2mm(90偏刀考虑顺利切入的增加量)=5.85s2：镗环形槽34.5mm进给量 f=0.41mm/r 切屑速度 V=0.93m转速 r/min代入数据，得=515 r/min按机床选取=550 r/min切屑工时L=2.5mm, =1，25mm=2.0s3、倒角： 采用高转速n=1360r/min 进给量f=0.2mm/min基本时间I L=1+0.5

11、(两处倒角的总和)代人相关数据得：tj=0.33工序II. 加工球面 用球头立铣刀进行加工 切削深度：2mm则每转进给量为:f=0.1mm/r切屑速度为:V=1.0m/s转速：nr/min代人相关数据可得:636.62r/min根据机床型号，选择转速 650r/min基本时间： 代人相关数据得：tj=29.08s倒角： 采用高转速n=1360r/min 进给量f=0.2mm/min基本时间I L=1+0.5(两处倒角的总和)代人相关数据得：tj=0.33工序III 镗侧壁环形槽34mm1.加工外槽 用硬质合金YT15进行切槽,切屑深度为: 3.26mm 进给量： f2=0.2mm/r 切削速度

12、： v=1m/s转速 ： r/min代入数据，得 =479.50 r/min按机床选取 =550 r/min切屑工时L=2, =2mm=+ 代人相关数据得：tj=3.77s2.倒圆角 用球头立铣刀进行倒圆角切屑深度为: 2mm 进给量： f2=0.2mm/r 切削速度： v=1m/s转速 ： r/min代入数据，得： =479.50 r/min按机床选取 ： =550 r/min基本时间 代人相关数据得：tj=9.82s工序IV 铣底部槽铣槽采用尖齿槽铣刀，直径D=63mm,齿数Z=16进给量为 f=0.2mm/r切削深度为 1.0mm切屑速度取 =0.50m/s转速： nr/min代人相关数

13、据可得：152r/min根据机床型号，选择转速 n=200 r/min基本时间tj= ()i代人相关数据得：tj=3.81s倒角进给量为 f=0.25mm/r采用高转速n=1250r/min基本时间i代人相关数据得：tj=0.292=0.58s工序V 加工侧壁螺纹1钻孔钻头直径为：D=5mm 钻5孔时：f=0.015mm/rV=28m/min=1782.5r/min按机床说明，取=1500r/min故实际切削速度：V=23.55m/min切削工时：t= =0.44min攻丝基本时间计算：丝锥规格：M6X1进给量:f=0.13mm切屑速度: =0.13m/s转速： nr/min代人相关数据可得：

14、 n =565.88r/min根据机床型号，选择转速:n =545r/min 基本时间: i代人相关数据得：tj=7.62s工序VI车削端面，外圆及螺纹车端面用硬质合金直头焊接式外圆车刀YT15 刀具平均寿命T=60min纵向进给量为： 1粗车M18螺纹端面1）长度加工公差按IT10级。2）进给量 f=0.51/r3）计算切削速度。 =(m/min) （2.1）其中=242，=0.15,=0.45,=0.85将上述数据带入公式中=0.85= 104.14m/min4)确定机床主轴转速= = 1814.19r/min按机床说明（见切削用量简明手册表1.13）与1814.19r/min相近的机床转

15、速为1120r/min以及1400r/min，现取1400r/min。若选1120r/min，则速度损失太大。所以，实际切削速度：V=79.17m/min5)切削工时，据机械加工工艺手册P694表2.5-3t= =1。51s2粗车M18外圆切削深度: 单边余量Z=0.75。进给量: 据切削用量简明手册表1.16，选用f=0.5/r计算切削速度：= （2.5）其中=38，=0，=0.8,=0.8,m=0.2=23.5m/min确定主轴转速：=383.60r/min按机床选取n=400r/min所以实际切削速度：V=245m/min切削工时： 按机械加工工艺手册P694表2.5-3t= =11.4

16、s倒角进给量为 f=0.35mm/r（其范围为0.3-0.5）采用高转速n=1200r/min基本时间i代人相关数据得：tj=0.142=0.28s（8）车螺纹刀具采用：硬质合金螺纹车刀YT15 型号 L=36mm（倒角部分不需要车螺纹，因此实际长度需要出去倒角部分）进给量分别为:横向 0.14mm/r切屑速度 V1=1.1 1m/s （此处未采用计算方式，而是采用查表切削用量手册法得到估计值，表中查得v=66.4m/min）转速：nr/min代人相关数据可得:1174.20r/min根据机床型号，选择转速 1120r/min基本时间i代人相关数据得：tj1=14.54s3.7、计算时间定额和

17、提高生产率的工艺途径简介单件时间的计算公式为：由于生产批量为中批量，所以时间定额为：本次设计没有具体计算辅助时间、布置工作地点时间和休息和生理需要时间，在中批量生产中，辅助时间可按基本时间的百分比进行估算，并在实际中修改，使之趋于合理，辅助时间大约为基本时间的20%左右，是个估算值。基本时间和辅助时间总和称为操作时间，布置工作地点时间一般按操作时间的2%7%来计算，休息和生理需要时间一般按操作时间的2%来计算。另外，由于生产批量为中批量，故忽略了准备与终结时间，不过应该按20%的基本时间来估算。为了提高生产率，必须尽量减少时间定额，由于此处加工工艺已确定，故不能再减少基本时间，应从以下三方面着

18、手来减少时间定额以提高生产效率：（1）减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠；（2）减少布置工作地点时间；（3）减少准备于终结时间。3.8、工艺方案的比较与技术经济分析在工艺规程设计最后一般还应该对所设计工艺方案进行比较与技术经济分析，主要评价指标为零件（或工序）的全年工艺成本和单个零件（或单个工序）的工艺成本，其计算公式分别如下： VNV式中V为每件零件的可变费用（元/件），N为零件的年生产纲领（件），为全年不变费用（元）。本文未就对所设计工艺方案进行工艺方案的比较与技术经济分析。四、小结 通过本次机械制造工艺学的课程设计，让我更进一步地理解了所学过的理论知识及具体运用。 对cad, 机械制造

19、工艺学 和 机械工程材料 以及互换性等学科进行回顾复习，同时锻炼自己运用课本知识综合解决实际问题的能力，另一方面也锻炼了我们的查阅资料和自学的能力。借本次设计，让我明白了一个工艺人员所应具备理论知识和实际实践经验是如何的深广。本次课程设计也让我学会了各种参考资料的收集和运用，学会了各种图表、手册等工具书的查阅。 五、参考文献1 王先逵.机械制造工艺学（第2版）.北京：机械工业出版社，2006.12 沈莲.机械工程材料（第2版）.北京：机械工业出版社，2007.8 3 季军.互换性与测量技术基础.武汉：华中科技大学出版社，2007.94 陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，1996.125 陈榕林 陆同理.机械制造常用资料及新旧标准对照手册.北京：中国劳动出版社，1994.5六、附件附件1：转向梯形拉杆左接头零件图附件2：转向梯形拉杆左接头毛坯图附件3：转向梯形拉杆左接头加工工艺卡附件4：转向梯形拉杆左接头机械加工工序卡