机械制造实用工艺学课程设计实例

1、文档机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：拨叉（二）（CA6140CA6140）机械加工工艺规程编制及工装设计（年产虽：4,0004,000 件）设计内容：1.1.编制机械加工工艺规程，填写工艺文献1 1 套，绘制零件毛坯图 1 1 张2.2.设计夹具 1 1 套，绘制夹具装配图和主要结构零住图各 1 1 张3.3.撰写课程设计说明书 1 1 份_设计时间：_文档机械制造工艺学课程设计是在我们完成了大学的全部基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。通过机床加工工艺及夹具 设计，汇总所学专业知识如一体（如机械零件设计、金属切削机 熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！床、机械制造

2、 工艺等） 。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论 与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的设计目的：机械制造工艺学课程设计，是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课 程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设 计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的 知识，正确地解决一个零件在加工中的定位， 夹紧以及合理制订工艺 规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。2、通过对零件某道工序的

3、夹具设计，学会工艺装备设计的一般 方法。通过学生亲手设计夹具的训练，提高结构设计的能力。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、 查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。零件的分析文档技术嗔求L未注峭帏造用的R3-R5a2.幡蒸后No3一 材料2G45.（一）、零件的作用：题目给定的拨叉（CA6140位于车床变速机构中，主要起换挡使 主轴回转运动按照 工作者的要求进行工作。工作过程：拨叉零件是 在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速。转向。其花键孔？ 25与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动。零件的2个交叉头补位与 滑移齿轮相配合。（二八零件的工艺分析CA61

4、40车床拨叉（二）共有两个加工表面，它们之间有一定的位置要求。1、一花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括？ 25H7的六齿方花键孔、？ 22H2的花键低空及两其余“文档端的2X 15的倒角、距花键孔中心线上方22mml勺平面以及距中心线下方15mm勺平面。18H11的槽的2个内表面与花键槽的中心线有垂直度公差0.08工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形式零件材料为HT20Q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，故选择铸件毛坯。加上工件的年产量为4000件，属于大批量生产，采用金属膜铸造成型。根据机械加工工艺手 册选择铸件的加工余量等级为7级，底面及侧面浇注确定待加工表

5、面的加工余量为4mm（二）、基准的选择2、以工件左端为基准的宽度为18H11的槽C文档1.粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面， 所以以中文档40的外圆表面作为粗基准。同时也以工件的右端面作为粗基准。2.精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的左 面C面为精基准。（三八制定工艺路线制定工艺路线得出发点，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，在生产纲领已确定的情况下 可以考虑采用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，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序1粗、精铳工件的左端面（C

6、面）工序2扩花键孔孔到？ 22工序3锻倒角花键孔2X 15工序4粗、精铳台阶面B面工序5钻孔2X M&攻螺纹，钻？ 5锥孔工序6粗、精铳宽度为18的槽和槽的上表面的平面工序7拉花键工序8去毛刺工序9终检2.工艺路线方案二工序1粗、精铳工件的左端面（C面）工序2扩花键孔到？ 22文档工序3锻倒角花键孔2X 15工序4拉花键工序5粗、精铳台阶面B面工序6粗、精铳宽度为18的槽和槽的上表面的平面工序7钻孔2X M8攻螺纹，钻？ 5锥孔工序8去毛刺工序9终检3.工艺路线方案三工序1粗、精铳工件的左端面（C面）工序2扩花键孔到？ 22工序3锻倒角花键孔2X 15工序4粗、精铳台阶面B面工序5粗、

7、精铳宽度为18的槽和槽的上表面的平面工序6钻孔2X M8攻螺纹，钻？ 5锥孔工序7拉花键工序8去毛刺工序9终检工艺方案的比较和选择：方案二把拉花键放接在扩孔和倒角之后， 因 为花键孔的精度要求比较高，后面接下来的加工还要用花键孔来作为 定位，易破坏拉花键的精度。所以应把拉花键放在最后一道工序，因 为它的加工的精度要求比较高，加工是一次完成，不会破坏加工的精 度要求。再看方案一和方案三，方案一把钻孔安排在加工好台阶面之 后接着进行，之后又还要进行铳槽文档的工序，为了方面加工和合理安排 加工顺序，所以还是把铳的部分安排在一起，方便加工。综上考虑, 最终选择工艺路线方案三为最终方案。（四）、机械加工

8、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硬度190210HB毛坯重量0.8kg ,生产类型大批量，铸造毛坯。1.端面（C面）的加工余量查简明机械加工工艺手册（以下简称“简明手册”）表10-6取铳削的加工余量：粗铳3mm精铳1mm2.花键底孔的加工余量内孔？ 20先铸出，所以取钻孔的双边加工余量为2mm单边为1mm3. B面（台阶面）的加工余量查简明手册表1-22取铳削的加工余量：粗铳2mm精铳1mm4.宽度为18的槽查机械加工工艺手册表3.2-29取铳削的加工余量：粗铳3mm（双边余量）精铳1mm（双边）5.拉花键孔文档花键孔按外径定位查机械加工工艺手册表3.2

9、-19取加工余量为2Z=1mm6.其他尺寸直接铸造得到7.毛坯尺寸考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求， 不需要加工。从铸造出 来即可符合使用要求，因此，只采取75X 40的表面加工余量。查机 械加工工艺手册 表3.1-24， 确定毛坯的尺寸公差为CT7,表3.1-21查得CT7=1.1mm相应计算如下：名义尺寸：80+4=84mm最大极限尺寸=80+4+CT7=85.1mm最小极限尺寸=80+4-CT7=82.9mm具体毛坯尺寸见后附的毛坯图（五）、确立切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时工序I :铳削端面。本工序采用计算法确定切削用量。1.加工条件工件材料：HT200,查简明手册表10-

10、3 ,取。b=195N/mk0.195GPa=195MRa选取用金属型铸造。加工要求：粗铳75 30mm右端面，然后精铳此端面。文档铳床：查机械加工工艺手册表9.1-2，选用X6132A卧式铳床。 主轴转速301500r/min，机床功率9.06kw。最高表面粗糙度可达1.6。刀具：查简明手册表12-21，取刀具材料YG6查机械加工工 艺手册表9.2-11选取镶齿套式面铳刀(GB1129-8身，刀具直径D=80mm齿数z=10。K r=90。2.计算切削用量粗铳7530mm右端面进给量选择：根据机械加工工艺手册表9.4-1 ,工件夹具系统刚 度为中等条件，取每齿进给量fz=0.2mm/z。背吃

11、刀量ap=3mm铳削速度： 参考 简明手册 表11-28， 选取铳削速度为60m/min。按 机械加工工艺手册表9.2-11选取d/z=80/10，即铳刀直径80mm铳刀齿数为10。1000v 1000 60由公式n238r/min。二d 3.14 80铳床为8级级数，按机床手册及计算，有n=240r/min这一转速，与 理论转速相近，即可选此转速。n ：d 240 3.14 80头际珑削速度v=-=-= 60.28m/min。10001000查机械加工工艺手册表9.4-31，可知铳削基本时间tm =lw+2,Vf其中Vf为工作台每分钟进给量，Vf=fzz n=0.210 240=480mm/

12、minlw为工件铳削部分长度，75mm1I为切入行程长度，有公式l1=0.5(d-Jd2-a。2)+(13)= 0.5 80- 802-4022=7.36mm文档12为切出行程长度，82mm文档所以粗铳时基本时间为tm= (75+7.36+82) /480=0.342min=21s精铳7 40mm右端面铳床，刀具的选取同粗铳一致。背吃刀量ap=1mm铳削速度：要求表面粗糙度为Ra=3.2Pm,查机械加工工艺手册表9.4-3，每转进给量取f=0.8mm/r。根据简明手册表11-28,可取铳削速度v=80m/min。n=冬二O0=318.47r/min。d 3.14 80查机床手册及计算，取铳床转

13、速为n=320r/min。nd 320 3.14 80头际铳削速度v =- =-1000基本时间计算如粗铳vf= f n =0.8 320 = 256mm/minlw,1I,l2与粗铳加工相同。工序2扩孔选用摇臂钻床z3063 ,查简明手册表14-12 ,钻速范围201600r/min。钻头材料：高速钢1000tm75 7.36 82256= 0.64min =39s。文档由简明手册表11-10查得每转进给量f=0.8mm/r,查表11-12，钻削速度取v钻=0.35m/s=21m/min扩钻孔时的切削速度v=0.4v钻=0.4 21=8.4m/min1000v 1000 8.4由公式n121

14、.60r/min二d3.14 22按机床选取n=140r/min得实际钻削速度v =n：d140 3.14 22 -=9.7m/min10001000基本时间t由金属切削手册表7-7有：T=(L+0.3d0)/s分其中 =f ,n =0.8 140 =112mm/sL为钻削长度，d。为钻削直径。T=：80 0.3 22 /112 =0.7min =47s工序三 锻倒角由于此道工序用时较短，一次就可以完成，按经验选取时间为3s.工序四 粗、精铳上端台阶面工步1粗铳刀具选择:YG 6的 镶齿端面铳刀机床：查机械加工工艺手册选取立式铳床X5020A功率为：3.79Kw主轴转速范围为：40-1800

15、r/min表9.2-11选取：d/z=80/10背吃刀量：2mm文档查简明手册表1-22选取进给量取fz=0.25mm/r铳削速度根据简明手册表11-28选：V=60m/min由公式l000v= (1000 x60) / (3.14 x60) =238 r/mind按机床选取转速为n=240r/min所以，实际铳削速度V=n兀d/1000=60.29 r/min基本时间：由机械加工工艺手册表9.4-31主偏角Kr=90fmz=f三*n .z=600mm/minl0.dVd2ae2+(13)=0.580-寸802-302)+ 2 = 4.92mmt=(l l2l3)/fmz=(80+4.92+8

16、2)/600=0.28min=17s工步2精铳背吃刀量：1mm查机械加工工艺手册表9.4-3选每齿进给量：fz= 0.15mm/z查简明手册表11-28选铳削速度V=75m/min1000v=(1000X 75) /(3.14 x 80)=298r/mind按机床选取转速n=300r/min则实际额铳削速度为V= V=n兀d/1000=75.36 m/min基本时间：fmz=fz*z=0.15 x 300 x 10=450 mm/min t=(l1 J2j3)/fmz=(80+4.92+82)/450=23s工序五铳槽工步1粗铳机床还是选用上面所用型号的铳床查机械加工工艺手册表3.2-29粗铳

17、的背吃刀量与=1.5mm(单边)ap按机械加工工艺手册表9.2-2选取直柄立铳刀d/z=16/3文档选取d/z=18/3，按机械加工工艺手册表9.4-3选取fz=0.12mm/z铳刀每齿进给量fz=0.16mm/z刀具材料选用：高速钢按简明手册选取铳削速度V=18m/minn = 000=(1000 x 18)/(3.14 X 16)=358 r/mind按机床选取转速为：n=390r/min基本时间 t:t:t=(l l1l2)/fmz根据机械加工工艺手册表9.4-31，式子中的l1=0.5d十(12)l2=2mmi= l=40mm3p1fmz=fz52=0.16 x 3X 390=187.

18、2mm/minl1=0.5 X 16+2=10 mm取2= 2mm,i=240 10 2 ,所以，t= -2 =0.56min = 34s187.2工步2:精铳被吃刀量 apap2=1mm双边文档按简明手册表11-28取Vc=25m/min,所以n=1000V/二d=1000 x25/x18=442.32r/min选取450r/min基本时间t t= (l+l1+l2)/fmzfmz=fz x Z x n=0.12x3x450=162mm/min所以t=52x2/162=0.64min=39s工序六 钻孔2-M8,攻螺纹，钻锥孔 安装1工步1:钻孔2-6.7mm确定进给量f:根据机械加工工艺手

19、册表10 4-1.当HT200的bb200MPa加工此直径孔的f=0.360.44mm/r,由于零件在加 工孔后要螺纹，故进给量应乘以0.5，则f= (0.360.44 )x0.5=0.18 0.22mm/r。查简明手册表2-35 ,选用Z525立式钻床，根据机床 选用f=0.22mm/r切削速度，根据简明手册表2-15，得V=19m/min,所以Ns=1000v/dw=1000 x19/x6.7=903r/min根据Z525机床，选用Nw=960r/min ,故实际切削速度为V=x6.7x960/1000=20.2m/min切削加工时，l=11mm查机械加工工艺手册10 4-43有，l1=3

20、mm lf=(dwxcotkr/2 ) +3=6.35mm(取kr=45 )则tm1= (l+l1+lf) /Nwf= (11+3+6.35) /960 x0.22=0.0964min以上为一个孔的机动时间，故本工步的机动时间为文档tm=2xtmi=0.193min工步2:钻孔中4mm确定进给量f:根据机械加工工艺手册表10 4-1.当HT200的(T b200MPa加工此直径孔的f=0.180.22mm/r,查简明手册表2-35,选用Z525立式钻床，根据机床选用f=0.22mm/r切削速度，根据简明手册表2-15，得V=19m/min,所以Ns=1000V/二dw=1000 x19/二x4

21、=1512r/min根据Z525立式钻床，选用Nw=960r/min,故实际切削速度为V= x4x960/1000=12.1m/min切削加工时，l=11mm查机械加工工艺手册10 4-43有，l1=3mmlf= (dwxcotkr/2 ) +3=5mm(取kr=45 )所以tm2= (l+l1+lf)/Nwf= (11+3+5 /960 x0.22=0.0900min安装2工步1: M8丝锥攻螺纹2-M8查机械加工工艺手册表16 2-15.得切削速度V=0.1m/s=6m/min,Ns=238r/min按机床选取Nw=195r/min,则V=x8x195/1000=4.9m/min机动加工时

22、，l=11mm 11=3mm l2=3mm攻M8孔tm1= (l+l1+l2)x2/Nwfx2=0.349min工步2:较小5mm隹孔查表机械加工工艺手册16 - 4-40得f=0.08mm/r安Z525立式 钻床选取f=0.1mm/r文档查表机械加工工艺手册16 4-41得V=6m/min,则实际速度V= x5x195/1000=3.06m/min机动加工时lw=11mm,lf=3mm查机械加工工艺手册表16 - 4-43可得。所以tm= (lw+lf)/Nwf= (3+11) /195x0.1=0.718min工序七 拉花键刀具：短形花键拉刀，表8-2金属切削手册据表8-6选取拉刀齿开量S

23、齿=0.08mm根据金属切削手册拉削速度一般在1-8m/min内。HB=195.6,取V=3m/min即V=0.05m/s拉削工时t=Zb l门-k/1000VfzZZb单面余量(25-22) /2=1.5mmL拉削表面长度80mmH校准部分长度系数，取1.2K机床返回行程系数，取1.4Z拉刀同时工作齿数，取Z=7表8-7P拉刀齿距，取P=13表8-7t= (1.5x80 x1.4x1.2 ) / (1000 x3x0.08x7) =0.12min=8s最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工 数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片(后附)。文档二、夹具设计（一）、问题的提

24、出本夹具主要是用来粗、精铳工件的台阶面，这个端面对花键孔的 中心线有一定的技术要求。要求对中心线的平行度公差为0.02。端面的粗糙度也有要求，要求为Ra3.2,所以采取一次粗加工再加一次 精加工即可得到要求的精度。在本道工序加工时，我们应首先考虑保 证台阶面的加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。为此，设 计专用夹具。（二）、夹具设计1.定位基准的选择首先考虑台阶面的设计基准为花键孔中心线。 而台阶面对花键孔 的中心线有平行度要求，所以选择用花键孔中心线定位，再综合考虑， 选择工件的左端面也作为定位基准。2.切削力的计算及夹紧力的计算刀具：YG 6镶齿端面铳刀？ 80 z=10查机械加工工

25、艺手册得切削力的计算公式：Xf Yf UfF=Cf4 :a，：aw zdn查表9.4-10得：Cf=7750,Xf=1.0,Yf=0.75,Uf=1.1,Wf=0.2,Qf=1.3af=0.25mm,aw=30mmap=2mm.带入数据计算0.751.1田775。原迫.25浚妇。=2591.56 (N)80.240.因为铳削力是水平的，所以 实际的切削力F=2591.56N文档但是在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数K=K1 K2 K3 K4其中选取：K1为基本安全系数1.5K2为加工安全系数1.1K3为刀具钝化系数1.1K4为断续切削系数1.1所以F修正=K,F所以F修正=1.5 E.1 E.1 E.1 Q591.56=5174.05(N)本夹具采用的是斜楔机构夹紧，选楔角=15查机床夹具设计手册表1-2