哈工大机械制造基础大作业二讲解学习
哈工大机械设计大作业二
哈工大机械设计大作业二————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：大作业计算说明书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计学院:英才学院班号:班学号:6１2１820510姓名:林海奇日期：2014年9月27日哈尔滨工业大学大作业任务书题目:盘形凸轮轮廓的图解法设计设计原始数据：用图解法设计偏置滚子直动从动盘形凸轮轮廓。
原始数据如表格1(推杆的偏置方向及推杆推程和回程运动规律代号见表下方的注）。
表格错误!不能识别的开关参数。
设计原始数据凸轮角速度ω方向基圆半径r（ｍm)偏距e(mm)滚子半径rr(mｍ)推杆运动规律推程回程升程h（ｍm)推程角φ远休止角sφ回程角'φ近休止角'sφ逆时针50 12 １2错误!错误!4５1３°50°130°50°注：（１)推杆的偏置方向应使机构推程压力角较小。
(2）推杆的运动规律(推程、回程)①——等速运动规律;②——等加速度等减速运动规律；③——余弦加速度运动规律；——正弦加速度运动规律。
设计要求:1. 用A3图纸,按１:1比例绘图。
2. 凸轮理论轮廓线用点划线，实际轮廓线用粗实线。
3. 用虚线画出机架和从动件。
4. 作图过程中用到的线用细实线画。
5. 不校验压力角。
目录1. 设计过程…………………………………………………………………………………1 （1)取比例尺并作基圆(2)作反转运动，量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、(３)计算推杆的预期位移 （4）确定理论轮廓线上的点 （5)绘制理论轮廓线 (６）绘制实际轮廓线2. 参考文献 (2)1.设计过程(1）取比例尺并作基圆,比例尺选为１:1，实际基圆半径为基圆半径0r 与滚子半径r r 之和，即６2ｍm 如图1所示。
(2)作反转运动，量取''00s s φφφφ、、、 ,并等分'00φφ、。
(机械制造行业)哈工大机械设计大作业——螺旋起重器
（机械制造行业）哈工大机械设计大作业——螺旋起重器哈工大机械设计大作业——螺旋起重器一、概述本次大作业的主题是设计一款螺旋起重器，旨在为机械制造行业提供一种高效、稳定、实用的起重设备。
螺旋起重器是一种通过旋转螺旋轴来提升或降低重物的机械设备，具有结构简单、操作方便、承载能力强等优点。
二、设计要求1.提升能力：最大提升重量为2吨，且在提升过程中不得出现明显的晃动或倾斜现象。
2.旋转速度：旋转速度应可调节，以便根据实际需要调整提升速度。
3.稳定性：设备应具备较高的稳定性，以保证在提升重物时不会发生明显的晃动或倾斜。
4.结构紧凑：设备结构应尽量紧凑，以减少占地面积和重量。
5.操作简便：设备应易于操作，控制精度高，以便实现高效准确的提升。
三、设计方案1.总体结构：螺旋起重器主要由旋转轴、螺旋杆、支撑架、电机和控制系统组成。
旋转轴通过轴承与支撑架连接，支撑架起到稳定和支撑整个设备的作用。
螺旋杆与旋转轴连接，通过旋转轴的旋转实现重物的升降。
电机和控制系统负责驱动旋转轴和调节旋转速度。
2.旋转轴设计：旋转轴是螺旋起重器的核心部件，它需要承受重物的重量和旋转时的扭矩。
因此，我们选择高强度钢材作为旋转轴的材料，并对其进行优化设计以提高其强度和刚度。
此外，我们在旋转轴上设置了一些加强肋和凸起，以提高其抗扭强度。
3.螺旋杆设计：螺旋杆是直接与重物接触的部件，其设计对设备的稳定性和提升能力有重要影响。
我们选择优质钢材作为螺旋杆的材料，并对其进行抛光和强化处理以提高其耐磨性和抗拉强度。
螺旋杆的长度和直径根据实际需要进行了优化设计，使其既能保证设备的稳定性，又能满足最大提升重量的要求。
4.支撑架设计：支撑架是整个设备的支撑结构，其稳定性直接关系到设备的性能。
我们采用高强度钢材制作支撑架，并对其进行优化设计以提高其抗弯强度和抗扭强度。
此外，我们还设置了多个支撑腿以增加设备的稳定性。
5.电机和控制系统设计：电机和控制系统是整个设备的驱动和控制中心。
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计
哈工大机械原理大作业-凸轮机构设计(第3题)(共15页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-机械原理大作业二课程名称：机械原理设计题目：凸轮设计院系：机电学院班级： 1208103完成者： xxxxxxx学号： xx指导教师：林琳设计时间：工业大学凸轮设计一、设计题目如图所示直动从动件盘形凸轮，其原始参数见表，据此设计该凸轮。
二、凸轮推杆升程、回程运动方程及其线图1 、凸轮推杆升程运动方程(650πϕ≤≤) 升程采用正弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，650π=Φ带入正弦加速度运动规律的升程段方程式中得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512sin 215650ϕππϕS ；⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=512cos 1601ππωv ； ⎪⎭⎫ ⎝⎛=512sin 14421ϕπωa ； 2、凸轮推杆推程远休止角运动方程（πϕπ≤≤65） mm h s 50==； 0==a v ；3、凸轮推杆回程运动方程（914πϕπ≤≤）回程采用余弦加速度运动规律，故将已知条件mm h 50=，95'0π=Φ，6s π=Φ带入余弦加速度运动规律的回程段方程式中得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+=)(59cos 125πϕs ；()πϕω--=59sin451v ； ()πϕω-=59cos 81-a 21；4、凸轮推杆回程近休止角运动方程（πϕπ2914≤≤） 0===a v s ；5、凸轮推杆位移、速度、加速度线图根据以上所列的运动方程，利用matlab 绘制出位移、速度、加速度线图。
①位移线图 编程如下： %用t 代替转角 t=0::5*pi/6;s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(t,s); t=5*pi/6::pi; s=50; hold on plot(t,s); t=pi::14*pi/9;s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5));hold onplot(t,s);t=14*pi/9::2*pi;s=0;hold onplot(t,s),xlabel('φ/rad'),ylabel('s/mm'); grid onhold off所得图像为：②速度线图编程如下：%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1t=0::5*pi/6;v=60/pi*(1-cos((12*t)/5));hold onplot(t,v);t=5*pi/6::pi;v=0;hold onplot(t,v);t=pi::14*pi/9;v=-45*sin(9*(t-pi)/5);hold onplot(t,v);t=14*pi/9::2*pi;v=0;hold onplot(t,v),xlabel('φ(rad)'),ylabel('v(mm/s)'); grid onhold off所得图像为：③加速度线图利用matlab编程如下：%用t代替转角,设凸轮转动角速度为1t=0::5*pi/6;a=144/pi*sin(12*t/5);hold onplot(t,a);t=5*pi/6::pi;a=0;hold onplot(t,a);t=pi::14*pi/9;a=-81*cos(9*(t-pi)/5);hold onplot(t,a);t=14*pi/9::2*pi; a=0; hold onplot(t,a),xlabel('φ(rad)'),ylabel('a(mm/s^2)'); grid on hold off所得图形：三、绘制s d ds -ϕ线图根据运动方程求得：()⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≤≤≤≤-≤≤≤≤--=πϕππϕππϕπϕππϕπππϕ2914.0914,59sin 4565,0650),512cos 6060(d ds 利用matlab 编程：%用t 代替φ,a 代替ds/d φ, t=0::5*pi/6;a=-(60/pi-60/pi*cos(12*t/5));s=50*((6*t)/(5*pi)-1/(2*pi)*sin(12*t/5)); hold on plot(a,s); t=5*pi/6::pi; a=0; s=50; hold on plot(a,s); t=pi::14*pi/9;a=45*sin(9*(t-pi)/5); s=25*(1+cos(9*(t-pi)/5)); hold on plot(a,s);t=14*pi/9::2*pi; a=0; s=0; hold onplot(a,s),title('ds/d φ-s'),xlabel('ds/d φ(mm/rad)'),ylabel('s(mm)'); grid on hold off 得s d ds-ϕ图：凸轮压力角的正切值s s e d ds +-=0/tan ϕα，左侧为升程，作与s 轴夹6π角等于升程许用压力角的切界线t t d D ，则在直线上或其左下方取凸轮轴心时，可使[]αα≤，同理右侧回程，作与s 轴夹角等于回程许用压力角3π的切界线''t t d D ，则在直线上或其右下方取凸轮轴心时，可使[]αα≤。
哈工大-机械制造技术基础-大作业-CA6140车床拨叉设计-(完美版-得分4.5)
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y机械制造技术基础大作业题目：院系：机械制造及其自动化班级：0808103姓名：XXX学号：********XX©哈尔滨工业大学一、零件的分析（一）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。
（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2.大头半圆孔Ф553.小头孔端面、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。
二、工艺规程设计（一）确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以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。
（二）确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
查《机械制造工艺及设备设计指导手册》（后称《指导手册》）选用铸件尺寸公差等级CT9级。
（三）基面的选择（1）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有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。
根据这个基准选择原则，现选取Ф40的外表面和底面为粗基准加工Ф22孔的上表面。
（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。
“机械制造技术基础”课程大作业1
“机械制造技术基础”课程大作业
本课程安排大作业的目的在于，训练学生根据多样性的题目自主收集查询相关资料、综合运用各方面知识、系统解决较为复杂工程问题的能力，以深化对课程内容的理解和掌握。
题目一：工件的装夹方案设计
设计要求：
从教师所提供的各类工件及其加工要求中自选某个工件的加工，运用夹具设计和有关机构设计原理，查阅相关设计手册，综合分析、计算并设计符合该工序要求的装夹方案。
工作要求：
1、定位方案设计，主要包括定位原理分析、定位元件选择和定位误差计算。
2、夹紧方案选择，主要定性分析适合本序加工的工件夹紧方式，并选择夹紧机构。
3、完成设计说明书一份，装夹方案草图一张。
题目（自选其一）：
题1：图示为中批量加工的某盘状零件的各部尺寸和技术要求，若该零件的
孔，试为该工序设计装夹方案。
最后加工工序为钻削8
题2：某零件主要加工要求如图，其加工的铣槽工序为最后工序，试为之设计装夹方案。
参考资料：
[1] 李旦．机械加工工艺手册：第1卷，工艺基础卷 ．2版．北京：机械工业出
版社，2007．
[2] 徐鸿本．机床夹具设计手册．沈阳：辽宁科学技术出版社，2004．
[3] 王光斗，等．机床夹具设计手册．上海：上海科学技术出版社，2000．
[4] 赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书．2版．北京：机械工业出版社，
2002．
[5] 李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京：机械工业出版社，1994．
[6] 李旦，等．机械制造工业学课程设计机床专用夹具图册．2版．哈尔滨：哈
尔滨工业大学出版社，2005．
50。
哈工大机械原理大作业二凸轮机构设计7
Harbin Institute of Technology机械原理大作业(二)课程名称：机械原理设计题目：凸轮机构设计7院系：班级：设计者：学号：指导教师：丁刚陈明设计时间：2014年6月哈尔滨工业大学能源科学与工程学院大作业2 凸轮机构设计一.设计题目如图2-1所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表2-1。
从表2-1中选择一组凸轮机构的原始参数，据此设计该凸轮机构。
图2-1表2-1 凸轮机构原始参数二.凸轮机构的设计要求1.确定凸轮推杆升程、回程运动方程，并绘制推杆位移、速度、加速度线图；（1）.确定推杆的升程回程运动方程对于不同运动规律的凸轮结构，其上升与下降的方式不一，但遵循同样的运动顺序：上升、远休止点恒定、下降、近休止点恒定。
因此设计它仅需确定这四个阶段的角度与位置即可。
(2).绘制推杆位移、速度、加速度线图 推杆运动方程：推程运动方程2/4/,1120)(2/4/),2(1120)(2/4/),2(56070)(21122πφπωφπφπφπωφπφπφππφ<<-=<<-=<<--=a v s回程运动方程913,49cos 162835)(913,49sin 4315)(913),49cos1(35)(211πφπφωφπφπφωφπφπφφ<<=<<=<<-=a v s ① 位移图像程序：fai01=pi/2; fai02=pi/2; fais1=4*pi/9; fais2=5*pi/9; h=70;%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4; fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2; fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18; fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9; fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi; %位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2; s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1)))); s5=0+0.*fai5;plot(fai1,s1,fai2,s2,fai3,s3,fai4,s4,fai5,s5); xlabel('角度'); ylabel('位移'); axis([0,7,-5,75]);4/0/1120)(4/0,/1120)(4/0,/560)(2212122πφπωφπφπφωφπφπφφ<<=<<=<<=，a v stitle('位移—角度曲线')② 速度图像程序令11=ω则可以得到速度图像的程序%速度方程v1=4*h/(fai01)^2.*fai1;v2=4*h/(fai01)^2.*(fai01-fai2); v3=0.*fai3;v4=-pi*h/(2*fai02)*sin(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1))); v5=0.*fai5;plot(fai1,v1,fai2,v2,fai3,v3,fai4,v4,fai5,v5); xlabel('角度'); ylabel('速度');title('速度-角度曲线');③加速度程序及其图像%加速度方程a1=4*h/(fai01)^2;a2=-4*h/(fai01)^2;a3=0.*fais1;a4=-(pi)^2*h/(2*(fai02)^2)*cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1))); a5=0.*fai5;plot(fai1,a1,fai2,a2,fai3,a3,fai4,a4,fai5,a5);xlabel('角度');ylabel('加速度');title('加速度-角度曲线');(3). 绘制凸轮机构的s s-ϕd d 线图 %分别对s1、s2、s3、s4、s5求导 fai01=pi/2; fai02=pi/2; fais1=4*pi/9; fais2=5*pi/9; h=70;%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4; fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2; fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18; fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9; fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi; ds1=4*h.*fai1/(fai01)^2;ds2=4*h.*(fai01-fai2)/(fai01)^2; ds3=0.*fai3;ds4=-h/2.*sin((fai4-(fai01+fais1))*pi/fai02)*pi/fai02; ds5=0.*fai5; %位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2; s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1)))); s5=0+0.*fai5;plot(ds1,s1,ds2,s2,ds3,s3,ds4,s4,ds5,s5); xlabel('类速度'); ylabel('位移');title('位移-类速度曲线');(4).确定凸轮基圆半径和偏距由图像可知道凸轮的轴心应该在公共区以下 凸轮偏心距取20e mm =，mm s 2000=(5).凸轮的理论轮廓%推程角、回程角fai1=0:0.001*pi:pi/4; fai2=pi/4:0.001*pi:pi/2; fai3=pi/2:0.001*pi:17*pi/18; fai4=17*pi/18:0.001*pi:13*pi/9; fai5=13*pi/9:0.001*pi:2*pi; fai01=pi/2; fai02=pi/2; fais1=4*pi/9; fais2=5*pi/9; h=70; se=200; e=20;%偏距rr=15;%滚子半径 %位移方程s1=2*h*(fai1/fai01).^2;s2=h-2*h/(fai01)^2*(fai01-fai2).^2; s3=h+0.*fai3;s4=h/2*(1+cos(pi/fai02.*(fai4-(fai01+fais1)))); s5=0+0.*fai5;ds1=4*h.*fai1/(fai01)^2;ds2=4*h.*(fai01-fai2)/(fai01)^2; ds3=0.*fai3;ds4=-h/2.*sin((fai4-(fai01+fais1))*pi/fai02)*pi/fai02;ds5=0.*fai5;%凸轮的理论轮廓x1=(se+s1).*sin(fai1)+e.*cos(fai1);y1=(se+s1).*cos(fai1)-e.*sin(fai1);x2=(se+s2).*sin(fai2)+e.*cos(fai2);y2=(se+s2).*cos(fai2)-e.*sin(fai2);x3=(se+s3).*sin(fai3)+e.*cos(fai3);y3=(se+s3).*cos(fai3)-e.*sin(fai3);x4=(se+s4).*sin(fai4)+e.*cos(fai4);y4=(se+s4).*cos(fai4)-e.*sin(fai4);x5=(se+s5).*sin(fai5)+e.*cos(fai5);y5=(se+s5).*cos(fai5)-e.*sin(fai5);plot(x1,y1,'b',x2,y2,'b',x3,y3,'b',x4,y4,'b',x5,y5,'b');hold on;dx1=(ds1-e).*sin(fai1)+(se+s1).*cos(fai1);dy1=(ds1-e).*cos(fai1)-(se+s1).*sin(fai1);dx2=(ds2-e).*sin(fai2)+(se+s2).*cos(fai2);dy2=(ds2-e).*cos(fai2)-(se+s2).*sin(fai2);dx3=(ds3-e).*sin(fai3)+(se+s3).*cos(fai3);dy3=(ds3-e).*cos(fai3)-(se+s3).*sin(fai3);dx4=(ds4-e).*sin(fai4)+(se+s4).*cos(fai4);dy4=(ds4-e).*cos(fai4)-(se+s4).*sin(fai4);dx5=(ds5-e).*sin(fai5)+(se+s5).*cos(fai5);dy5=(ds5-e).*cos(fai5)-(se+s5).*sin(fai5);%计算实际轮廓曲线xp1=x1+rr.*dy1/sqrt(dx1.^2+dy1.^2);yp1=y1-rr.*dx1/sqrt(dx1.^2+dy1.^2);xp2=x2+rr.*dy2/sqrt(dx2.^2+dy2.^2);yp2=y2-rr.*dx2/sqrt(dx2.^2+dy2.^2);xp3=x3+rr.*dy3/sqrt(dx3.^2+dy3.^2);yp3=y3-rr.*dx3/sqrt(dx3.^2+dy3.^2);xp4=x4+rr.*dy4/sqrt(dx4.^2+dy4.^2);yp4=y4-rr.*dx4/sqrt(dx4.^2+dy4.^2);xp5=x5+rr.*dy5/sqrt(dx5.^2+dy5.^2);yp5=y5-rr.*dx5/sqrt(dx5.^2+dy5.^2);plot(xp1,yp1,'r',xp2,yp2,'r',xp3,yp3,'r',xp4,yp4,'r',xp5,yp5,'r'); hold on;。
哈工大机械制造基础大作业二
题目及要求(1) 机械加工工艺路线（工序安排）① 工艺方案分析 加工重点、难点② 工序编排 加工顺序、内容③ 加工设备和工艺装备(2) 关键问题分析① 加工工艺问题② 装夹问题③ 生产率问题④ 新技术(3) 解决关键问题的工艺措施（参阅资料)一、零 件 的 分 析零件的工艺分析:零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良,但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求需要加工的表面:1。
小孔的上端面、大孔的上下端面；2。
小头孔0.021022+-Φmm 以及与此孔相通的8Φmm 的锥孔、8M 螺纹孔;mm；3。
大头半圆孔55位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0。
07mm.由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证.二、零件加工工艺设计（一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200.考虑到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。
选用铸件尺寸公差等级CT9级，该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为:工序适当分散；广泛采用专用设备，大量采用专用工装。
（二)基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。
（1) 粗基准的选择:以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。
（2）精基准的选择：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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。
哈工大机械原理大作业2号连杆
连杆分析说明书一、题目分析干草压缩机，当杆件1以w=5π/3(n=50r/min)转动时，带动RRR杆组中2和3杆件的摆动。
通过Ｅ点的连接使杆件4带动杆件5沿着导路水平运动。
二、杆组划分该装置由一个一级杆组RR、两个二级杆组(RRR和RRP)以及机架组成。
一级杆组：二级杆组包括一个RRR杆组以及一个RRP杆组。
RRR 杆组：RRP 杆组：三、各基本杆组的运动分析数学模型建立如图所示的坐标系。
一级杆组：B点的位置w1=5*3.14159/3;a1=0;xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;lAB=150;xB=xA+cos(f1)*lAB;yB=yA+sin(f1)*lAB; xyvxB=vxA-w1*lAB*sin(f1);vyB=vyA+w1*lAB*cos(f1);axB=0-w1^2*lAB*cos(f1)-0*lAB*sin(f1);ayB=ayA-w1^2*lAB*sin(f1);RRR杆组：xD=400;yD=500;vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0;lBC=600lCD=500;lBE=480A0=2*lBC*(xD-xB)B0=2*lBC*(yD-yB)E=(xD-xB);F=(yD-yB);C0fang=E.^2.-F.^2;C0=C0fang.^(1/2);f2=2*atan((B0+(A0.^2+B0.^2-C0.^2).^(1/2))./(A0+C0)) xC=xB+lBC*cos(f2);yC=yB+lBC*sin(f2);f3=atan((yC-yD)./(xC-xD))+pi;C2=lBC*cos(f2);S2=lBC*sin(f2);C3=lCD*cos(f3);S3=lCD*sin(f3);G1=C2.*S3-C3.*S2;w2=(C3.*(vxD-vxB)+S3.*(vyD-vyB))./G1;w3=(C2.*(vxD-vxB)+S2.*(vyD-vyB))./G1;vxC=vxB-lBC*w2.*sin(f2);vyC=vyB+lBC*w2.*cos(f2);G2=axD-axB+w2.^2.*C2-w3.^2.*C3;G3=ayD-ayB+w2.^2.*S2-w3.^2.*S3;e2=(G2.*C3+G3.*S3)./G1;e3=(G2.*C2+G3.*S2)./G1;axC=axB-lBC*e2.*sin(f2)-lBC*w2.^2.*cos(f2);ayC=ayB+lBC*e2.*cos(f2)-lBC*w2.^2.*sin(f2);xE=xB+lBE*cos(f2);yE=yB+lBE*sin(f2);vxE=vxB-lBE*w2.*sin(f2);vyE=vyB+lBE*w2.*cos(f2);axE=axB-lBE*w2.^2.*cos(f2)-lBE*e2.*sin(f2);ayE=ayB-lBE*w2.^2.*sin(f2)+lBE*e2.*cos(f2);RRP杆组：lEF=600;yF=600;A02=600-yE;f4=asin(A02/lEF);Q2=-vyE;Q3=-lEF*cos(f4);w4=Q2/Q3;Q4=ayD-ayE+lEF*w4.^2.*sin(f4);xF=xE+lEF*cos(f4);e4=Q4/Q3;vFx=vxE-lEF*w4.*sin(f4);aFx=axE-lEF*w4.^2.*cos(f4)-lEF*e4.*sin(f4);s=xF-xA;四、计算编程f1=[0:pi/180:2*pi];w1=5*3.14159/3;a1=0;xA=0;yA=0;vxA=0;vyA=0;axA=0;ayA=0;lAB=150;xB=xA+cos(f1)*lAB;yB=yA+sin(f1)*lAB;vxB=vxA-w1*lAB*sin(f1);vyB=vyA+w1*lAB*cos(f1);axB=0-w1^2*lAB*cos(f1)-0*lAB*sin(f1);ayB=ayA-w1^2*lAB*sin(f1);xD=400;yD=500;vxD=0;vyD=0;axD=0;ayD=0;lBC=600lCD=500;lBE=480A0=2*lBC*(xD-xB)B0=2*lBC*(yD-yB)E=(xD-xB);F=(yD-yB);C0fang=E.^2.-F.^2;C0=C0fang.^(1/2);f2=2*atan((B0+(A0.^2+B0.^2-C0.^2).^(1/2))./(A0+C0)) xC=xB+lBC*cos(f2);yC=yB+lBC*sin(f2);f3=atan((yC-yD)./(xC-xD))+pi;C2=lBC*cos(f2);S2=lBC*sin(f2);C3=lCD*cos(f3);S3=lCD*sin(f3);G1=C2.*S3-C3.*S2;w2=(C3.*(vxD-vxB)+S3.*(vyD-vyB))./G1;w3=(C2.*(vxD-vxB)+S2.*(vyD-vyB))./G1; vxC=vxB-lBC*w2.*sin(f2);vyC=vyB+lBC*w2.*cos(f2);G2=axD-axB+w2.^2.*C2-w3.^2.*C3;G3=ayD-ayB+w2.^2.*S2-w3.^2.*S3;e2=(G2.*C3+G3.*S3)./G1;e3=(G2.*C2+G3.*S2)./G1;axC=axB-lBC*e2.*sin(f2)-lBC*w2.^2.*cos(f2); ayC=ayB+lBC*e2.*cos(f2)-lBC*w2.^2.*sin(f2); xE=xB+lBE*cos(f2);yE=yB+lBE*sin(f2);vxE=vxB-lBE*w2.*sin(f2);vyE=vyB+lBE*w2.*cos(f2);axE=axB-lBE*w2.^2.*cos(f2)-lBE*e2.*sin(f2); ayE=ayB-lBE*w2.^2.*sin(f2)+lBE*e2.*cos(f2); lEF=600;yF=600;A02=600-yE;f4=asin(A02/lEF);Q2=-vyE;Q3=-lEF*cos(f4);w4=Q2/Q3;Q4=ayD-ayE+lEF*w4.^2.*sin(f4);xF=xE+lEF*cos(f4);e4=Q4/Q3;vFx=vxE-lEF*w4.*sin(f4);aFx=axE-lEF*w4.^2.*cos(f4)-lEF*e4.*sin(f4); s=xF-xA;f=f1./pi*180;plot(f,s);plot(f,vFx);plot(f,aFx);五、计算结果分析0123456758060062064066068070001234567-400-300-200-100100200300400速度变化曲线01234567-1000-500500100015002000250030003500。
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题目及要求(1) 机械加工工艺路线（工序安排）① 工艺方案分析 加工重点、难点② 工序编排 加工顺序、内容③ 加工设备和工艺装备(2) 关键问题分析① 加工工艺问题② 装夹问题③ 生产率问题④ 新技术(3) 解决关键问题的工艺措施（参阅资料）一、零 件 的 分 析零件的工艺分析：零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小头孔0.021022+-Φmm 以及与此孔相通的8Φmm 的锥孔、8M 螺纹孔；mm；3.大头半圆孔55位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
二、零件加工工艺设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。
考虑到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。
选用铸件尺寸公差等级CT9级，该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：工序适当分散；广泛采用专用设备，大量采用专用工装。
（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
（1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。
（2）精基准的选择：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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。
（三）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。
再生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
1. 工艺方案分析此零件加工工艺大致可分为两个：方案一是先加工完与Ф22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。
而方案二悄悄相反，先是加工完Ф22mm的孔，再以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。
方案一的装夹次数少，但在加工Ф22mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。
其他两个面很难保证。
因此，此方案有很大的弊端。
方案二在加工三个面时都是用Ф22mm 孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求。
2.制定工艺路线工序1 粗铣Ф40mm孔的两头的端面，Ф73mm孔的上下端面。
工序2 精铣Ф40mm孔的两头的端面，Ф73mm孔的上下端面。
工序3 粗镗、半精镗、精镗Ф55mm孔至图样尺寸。
工序4 钻、扩、铰两端Ф22mm孔至图样尺寸。
工序5 钻M8的螺纹孔，钻Ф8的锥销孔钻到一半，攻M8的螺纹。
工序6 铣断保证图样尺寸。
工序7 去毛刺，检查。
（四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.6㎏,生产类型为大批生产，采用铸造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（Ф40mm 及Ф73mm 外表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT9即可。
又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对Ф40mm 的中心轴线的尺寸偏差为120±1.25的范围内。
2. 两小孔0.21022+Φ毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7~IT8之间，参照由参考文献[1]表8-21确定工序尺寸及余量：钻孔：Ф21.8mm 2Z=21.8mm铰孔：0.21022+Φmm 2Z=0.2mm3.中间孔（Ф55mm 及Ф73mm ）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据参考文献[2]表1-13得：孔的铸造毛坯为Ф49. Ф73的孔是在Ф55孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm ，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。
参照参考文献[1]表8-95确定Ф73mm 工序尺寸及余量：粗铣：Ф71mm Z=4mm 精铣：Ф73mm Z=1mm 参照参考文献[1]表8-95确定Ф55mm 工序尺寸及余量：粗 镗：Ф53mm 2Z=4mm 半精镗：Ф54mm精 镗：Ф55mm4.螺纹孔及销孔由参考文献[1]表8-70确定钻Ф8螺纹孔和Ф8圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。
（五）确定切削用量及基本工时工序1 粗铣Ф40mm 孔的两头的端面。
1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS ，σb =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：粗铣两头端面至51mm 、粗铣大孔端面至30mm 。
机床：X52K 立式铣床参数。
刀具：涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm ，选择刀具前角γo ＝＋5°后角αo ＝8°，副后角αo ’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr ε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽b ε=1mm 。
2.计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =2mm ，一次走刀即可完成所需长度。
2）计算切削速度 按《简明手册》V c =v pv v e v z v p m v o v K Zu a y f X a T q d C 算得 V c ＝98mm/s ，n=439r/min,V f =490mm/s据X52K 立式铣床参数，选择n c =475r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度 V c =3.14×80×475/1000=1.06m/s,实际进给量为f zc =V fc /n c z=475/(300×10)=0.16mm/z 。
3)校验机床功率 查《简明手册》Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc 。
故校验合格。
最终确定 a p =2mm ，n c =475r/min,V fc =475mm/s ，V c =1.06m/s ，f z =0.15mm/z 。
4）计算基本工时t m ＝L/ V f =9.4s 。
工序2 钻、铰两端Ф22mm 孔之图样尺寸。
1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS ，σb =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：钻孔至Ф21.8mm ，精铰至Ф22mm ，保证孔壁粗糙度Ra=1.6μm 。
机床：Z512台式钻床。
刀具：YG8硬质合金麻花钻Ф21.8mm ，钻头采用双头刃磨法，后角αo＝12°、二重刃长度b ε=2.5mm 、横刀长b=1.5mm 、宽l=3mm 、棱带长度mm l 5.11= 、1202=ϕ° 100=α°、30=β°。
YG8硬质合金铰刀Ф22mm 。
2.计算切削用量1）查《切削用量简明手册》 r mm f /1.1=。
按钻头强度选择r mm f /75.1= 按机床强度选择r mm f /53.0=，最终决定选择机床已有的进给量r mm f /1.1= 。
2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.5～０.８mm ，寿命min 60=T ．3）切削速度查《切削用量简明手册》 r mm v c /12= 修正系数 0.1=TV K 0.1=MV K 0.1=tv K 0.1=Kxv 0.11=v K 10=apv K 故r mm v c /12=。
min /46510000r d v n s ==π 查《简明手册》机床实际转速为min /460r n c =。
故实际的切削速度s m n d v sc /52.010000==π3. 计算基本工时s nf L t m 745.12721030=⨯+== 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。
钻和精铰的切削用量如下：钻孔： min /460r n = r mm f /1.1= s m v c /52.0= mm d 8.210=。
精铰：min /850r n = r mm f /1= s m v c /98.0= mm d 220= 。
工序3 粗铣中间孔上端面至Ф25mm ，周径至Ф71mm ；粗铣中间孔下端面至22mm ，周径至Ф71mm ；精铣两头孔的端面至50mm ；精铣中间孔上端面至25mm ，周径至Ф73mm ；精铣中间孔下端面至周径至Ф73mm 。
1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS ，σb =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：粗铣中间孔上端面至Ф25mm ，周径至Ф71mm ；粗铣中间孔下端面至22mm ，周径至Ф71mm ；精铣两头孔的端面至50mm ；保证粗糙度Ra=3.2μm ；精铣中间孔上端面至25mm ，周径至Ф73mm ；精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至Ф73mm ，保证端面粗糙度Ra=3.2μm ，保证孔壁粗糙度Ra=6.3μm 。
机床：X63卧式铣床。
刀具：涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm ，选择刀具前角γo ＝＋5°后角αo ＝8°，副后角αo ’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr ε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽b ε=1mm 。
2.计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =4mm ，一次走刀即可完成所需长度。
2）计算切削速度 按《简明手册》V c =v pvv e v z v p m v o v K Z u a y f X a T q d C 算得 V c ＝98mm/s ，n=780r/min,V f =490mm/s据X52K 立式铣床参数，选择n c =750r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度 V c =3.14×80×750/1000=1.78m/s,实际进给量为f zc =V fc /n c z=750/(300×10)=0.25mm/z 。
3)校验机床功率 查《简明手册》Pcc=2kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc 。
故校验合格。
最终确定 a p =1mm ，n c =750r/min,V fc =475mm/s ，V c =1.78m/s ， f z =0.15mm/z 。