机械制造技术及装备课程设计说明书讲解

1、机械制造技术及装备课程设计说明书设计题目（CA6140车床副变速拨叉）机械加工工艺规程及工艺装备设计（大批）班级118103219设计者汪明指导教师梁发周南昌航空大学科技学院机械与材料学部目录1概述p32审查零件图的工艺性p33选择毛坯p44工艺规程设计p44.1 选择定位基准：p44.2 零件各部分加工方法的选择p44.3 制定工艺路线p55确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图p65.1 确定加工余量p65.2 确定毛坯尺寸p65.3 确定圆角半径p65.4 确定拔模角p65.5 确定分模位置p65.6 确定毛坯的热处理p66工序设计p76.1 选择加工设备与工艺装备p76.1.1 选择机

2、床p76.1.2 选择夹具p86.1.3 选择量具p86.2 确定工序尺寸p86.2.1 确定内孔的工序尺寸p86.2.2 确定轴向工序尺寸p97确定切削用量及时间定额p117.1 铳mm外圆柱两端面以及两叉头左右两侧p117.2 加工（j）14H9内孔p137.3 力口工小8.7mm孔p157.4 铳槽p158夹具设计小结p17概述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，经过生产实习所获得的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学过的全部课程，并且独立完成一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下了良好基础。通过课程设

3、计达到以下目的：(1)、能熟练地运用机械制造技术基础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，夹紧以及合理制定工艺规程等问题方法，培养自我学习能力和解决问题能力。(2)、通过对零件某道工序的夹具设计，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，提高结构能力设计。(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，增强解决实际工程问题的独立能力。2审查零件图的工艺性拨叉副变速拨叉图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件各表面的加工并不困难。只是小14H9的要求精度较高，且对应轴线的直线度要求也较高，需进行半精加工。槽14H1

4、3两壁关于孔(|)8.7轴线的对称度有要求，需在数控机床上完成加工。I UM司50.5±。,15图1副变速零件图3选择毛坯零件材料为KTH350-10，考虑到零件在加工过程中所受冲击力不大，并且为大批量生产，所以，选择金属模机械砂型铸造毛坯。查机械设计工艺制造设计简明手册表1.3-1。选用铸件尺寸公差等级为CT1Q保证的尺寸公差在1-3mm4工艺规程设计4.1 选择定位基准：1:粗基准选择：以铸件左边的端面为主要粗基准，以铸件的小24mm#圆为辅助粗基准。2:精基准选择：本零件是带孔的零件。其中414H9和右端面为设计基准，根据精基准的选择原则”基准重合原则”，以及考虑到工件的装夹与

5、加工方便。在孔小14H9未加工出来前可选用右端面为主要精基准，以铸件的小24mn#圆为辅助精基准。在孔小14H9mmh加工出来后，以小14H9mrmS内孔面为定位精基准，右端面为辅助精基准。4.2 零件各部分加工方法的选择本零件的加工面有：内孔、平面以及槽，其材料为KTH350-1Q参考机械制造工艺学其各部分加工方法如下:(1)424圆柱左/右端面：由于表面粗糙度Ra为25仙m,只需进行粗铳。(2)两叉头左/右侧面：由于表面粗糙度Ra为6.3pm,需进行粗铳、半精铳。(3)小14H9内孔：由于公差等级为9级，且表面粗糙度为Ra3.2pm,需进行钻、扩、较。(4)两叉头内侧：由于表面粗糙度Ra为

6、12.5叱m，只需进行粗铳。(5)槽14H13由于公差等级为13级，且表面粗糙度为Ra12.5pm,只需进行粗铳。(6)帕.7孔：由于表面粗糙度Ra为25pm,只需进行钻孔即可。4.3 制定工艺路线按照先粗后精的原则同时考虑到零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求，以及加工时的经济性，尽量使工序能够集中起来。选择零件的加工方法及工艺路线如下：工序1:以424mmz卜圆柱面及其左端面定位，粗铳424mm&端面。工序2:以124mn#圆柱面及其右端面定位，粗铳424mm端面。工序3:以424mm3柱右端面以及Mdmm卜圆柱面为定位，钻，扩，钱®14H9mm孔。工序4:以1

7、14H9mmi孔面及e24mmm7卜圆柱右端面定位，粗铳两叉头内侧。工序5:以414H9mmi孔面及424mmm7卜圆柱左端面定位，粗铳14H13mm!。工序6:以414H9mmi孔面及424mm卜圆柱右端面定位，钻小8.7mm的孔。工序7:以®14H9mrmJ孔面及424mmz卜圆柱右端面定位，粗铳两叉头至8mm工序8:以54H9mrmJ孔面及424mmz卜圆柱右端面定位，半精铳两叉头至01264).24mm工序9:钳工去毛刺，并到0.5X45°角。工序10:终检5确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图5.1 确定加工余量由于该拨叉才有啥新机器造型，材料为可锻铸铁，且为大

8、批量生产，查机械制造工艺设计简明手册可选铸件的尺寸公差等级为10级，又铸件基本尺寸在63-100范围内，故取铸件尺寸公差数值为3.2，铸件机械加工余量单侧为4mm,双侧为3mm5.2 确定毛坯尺寸本零件的外表面均属于双侧切削，主要以粗加工为主，故取粗加工余量为3mm但拨叉两侧面需进行半精加工，取半精加工余量为1mm可得毛坯尺寸表如下。其余尺寸可以直接铸造出来。其毛坯图如下。表1副变速拨叉毛坯尺寸零件尺寸双侧余量机加工余量铸件尺寸703076公-0.126_0.24311440*4303414产3085.3 确定圆角半径11由于米用砂型铸造，所以圆角计算公式R=1-，(A+A)mm2,取5101

9、1一(A+B)=一父(25+24)定5mm,所以本铸件内外圆角取R=5mm对于特殊包置1010小24mmiI柱与拨叉连接处的圆角要求为R=2mm故可直接取其为2mm5.4 确定拔模角根据机械制造工艺设计简明手册可查得，砂型铸造外表面拔模斜度为0°30',内表面拔模斜度为1°。5.5 确定分模位置本零件较复杂，分型面为不同平面组合而成5.6 确定毛坯的热处理铸造完毛坯后应安排正火处理，以消除残留的铸造应力，以减少加工中的变形，同时改善加工性。副变速拨叉毛坯图6工序设计6.1 选择加工设备与工艺装备6.1.1 选择机床(1) 工序1、2是粗铳。各工序的步数不多，成批生产

10、不要求很高的生产率，故选择立式铳床就能满足要求，本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的X51。(2) 工序3为孔加工，且一次定位需完成三个工步，可选用Z525的四联钻床，并采用随行夹具。(3) 工序4为粗铳，且工步数较少，精度要求不高，选用最常用的X51。(4) 工序5、6为半精铳，工步数较少，精度要求不高，选用最常用的X51。(5) 工序7粗铳，精度要求不高，选用最常用的X51。(6) 工序8为钻孔，精度要求不高，选用最常用的Z525。6.1.2 选择夹具在各工序中由于是大批量生产，所以都采用专用夹具。6.1.3 选择量具本零件属于大批生产，一般采用通用量具，对于精度要求高，不易测

11、量的可采用专用夹具。6.1.3.1 选择各轴向测量量具工序2中要保证小24圆柱两端面的距离为70mm且未标注公差，取IT14级，T=0.74mm按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用的量具，由于它所对应的不确定允许值为0.054mm所以可选分度值为0.05mm的游标卡尺。即取测量范围为0-150mm分度值为0.05mm的游标卡尺。在此工序中，还要保证拨叉两叉头的厚度为8mm未标注公差，取IT14级，T=0.36mm不确定允许值为0.029mm所用的量具为分度值为0.02mm的游标卡尺。即取测量范围为0-150mm分度值为0.02mm的游标卡尺。两个外部轴向测量在同一工序中，故可采用其中一个精

12、度较高的游标卡尺即可，故选用范围为0-150mm分度值为0.02mm的游标卡尺。工序6中，加工拨叉的右侧，且保证与小24mnH柱右端面的距离为5mm由于未标注公差，取IT14级，T=0.30mm其不确定允许值为0.016mm,故选用的量具为分度值为0.01mm的游标卡尺，测量范围为0-100mm工序7中加工拨叉的左侧，且保证拨叉厚度为6；.24mm此时可采用专用量具，通规、止数如下：6.1.3.2 选择加工孔用量具工序3中加4H9经过钻、扩、较三次孔加工，钻孔至12mm扩孔至13.8209mm钱孔至1400043mm(1) 钻孔时采用标准钻头，且其精度要求低，可不需要量具；(2) 扩孔时，按计

13、量器具的测量方法极限误差选择量具，由于公差等级为IT9,则K=20%Am=KT=0.2M0.09=0.018mm3可选择测量范围为50-100mmffi游标卡尺，分度值为0.01mm(3) 较孔时，由于精度要求较高，加工每个工件都要进行测量，故宜选择极限量规，其具体尺寸如下：通规、止规工序8中，钻48.7mm的内孔时由于采用标准钻头，且其精度要求低，可不6.1.3.3 选择加工所用的量具铳槽时，由于采用了标准刀具，平时无需测量，但刀具磨损到一定时候时，应进行测量以便及时更换刀具，此时可以选择通用量具。槽的精度为13级，T=0.27mm,其不确定允许值为0.016mm故选用的量具为分度值为0.0

14、1mmW游标卡尺，测量范围为0-100mm6.2 确定工序尺寸确定工序尺寸的一般方法，由表面加工的最后工序往前推，最后工序的工序尺寸按零件图的要求标准。当无基准转换时，统一表面多车加工的工序尺寸（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用尺寸链计算。6.2.1 确定内孔的工序尺寸内孔表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定零件各工序的加工余量，现由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各内孔的各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如下表所示。表2内孔的各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度工表面加工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度钻

15、扩钱钻扩钱44扩钱14H960.90.1小12M3.8109*1400.°43Ra25amRa6.3amRa3.2m8.74.35小8.7Ra25am一一6.2.2确定轴向工序尺寸图3工序轴向尺寸6.2.2.1 确定各加工面的工序尺寸表3各加工面的工序尺寸工序加工表面总加工余量工序加工余量11、3023123304316510651076106.2.2.2 确定工序尺寸L26、L12、L35该尺寸在工序6和工序2中应达到零件的图样要求，则，L26=64：24mmL12=70mmL35=5mm6.2.2.3 确定工序尺寸L25、L22、LL31该尺寸只与加工余量有关，所以L25=L26

16、+1=7mmL22=L25+1=8mmL11=L12+3=73mmL31=L35-1=4mm1.1 .2.4确定工序尺寸L4尺寸L4徐阶工艺尺寸链来确定。工艺尺寸链如图4所示。图4含尺寸L4的工艺尺寸链尺寸L4的基本尺寸：L4(基)=70-5-3-50.5mm=11.5mm尺寸L4的上偏差：EI(L4)=-(-0.12)-(-0.15)=0.27mm尺寸L4的下偏差：ES(L4)=-0.06-0.15=-0.21mm所以L4的尺寸为：L4=11.5127mrm此尺寸为槽14H13mm勺中心线距外圆柱左端面的距离。7确定切削用量及时间定额1.2 铳*24mn#圆柱两端面以及两叉头左右两侧加工条件

17、：被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁。零件大小为x=70mmy=85mm加工要求：粗铳巾24右端面，加工余量为3mm1、刀具选择：选择硬质合金端铳刀YG8铳刀直径80mm背吃刀量ap<4,pae<60,齿数12。2、切屑深度：因为加工余量较小，一次走刀即可完成。即aD=3mm。p3、选用铳床：查机械制造技术基础课程设计指南，选用X51立式铳床，同时查得主轴转速：100r.min/电动机功率：4.5kw。4、确定切削速度和工作台每分钟进给量fMzo查机械制造技术基础课程设计指南表2-17中公式计算Vc二由?-0口：pkv查表mxvy

18、zUvPvapfzaezCv=548,kv=1,T=120min,m=0.33,ap=3,Xv=0.17yv=0.1具=2,川=0.22Vc=74.8m/min5、工时定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td=Tj+Tf+又+Tx+Tz/N其中Td-单件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；TX-休息及生理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量。基本时间：Tj+l1+l2il=0.5(d7d2-a2)+2/2=3计算可得fMzTj=0.4min.辅助时间：Tf=0.2Tj=0.08min.布置工作时间：Tb=0.05*0.48=0.024min.

19、休息及生理需要时间Tz=0.03*0.480.02min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视工时定额T=0.53min1.3 力口工M4H9内孑L加工条件：被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁，孔直径为14mm钻孔至12mm扩孔至13.8mm较至14mm1,选择刀具：钻孔时，高速钢，钻头直径12mm扩孔时，高速钢，扩孔刀直径13.8mm较孔时，YG8较刀直径为14mm进名&量f<0.3mm/r,切削速度VcGdozvTmapxfyv查机械制造技术基础课程设计指导表，算得 vc = 12.1m/min扩孔时，硬质合金，扩孔刀直径13

20、.8mm2,选用钻床：查机械制造技术基础课程设计指导表，选用立式钻床Z525。主轴最大行程175mm主轴转速97r/min,主轴最大转矩245.25N,功率2.8kw。3,时间定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td=Tj+Tf+七十Tx+Tz/N其中Td-单件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量钻孔的基本时间：Tj=tj;l1=Dcotkr+2山=3；计算可得:jfnfn2Tj=3.8min辅助时间：Tf=0.2Tj=0.76min.布置工作时间：Tb=0.05*3.8=0.19min.休

21、息及生理需要时间Tz=0.03*3.80.11min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额Td=TjTf几TxTz/N=4.86minLlLLD-d.一扩孔的基本时间：Tj='=ll1l2;l1=D9cotkr+2;l2=3;计算可得:fnfn2Tj=5.1min辅助时间：Tf=0.2Tj=1.02min.布置工作时间：Tb=0.05*5.1=0.26min.休息及生理需要时间Tz=0.03*5.10.15min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额Td=TTf又TxTz/N=6.53min较孔的基本时间：Tj=上="j；li=2cotkr+2;l2=3;计算

22、可得:fnfn2Tj=4.9min辅助时间：Tf=0.2Tj=0.98min.布置工作时间：Tb=0.05*4.9=0.25min.休息及生理需要时间Tz=0.03*4.90.15min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额Td=TjTfTbTxTz/N=6.28min加工44H9mmi所用的额定工时为：T=17.6min1.4 加工帕.7mml加工条件：被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁，孔直径为8.7mm直接钻孔至8.7mm1,选择刀具：钻孔时，高速钢，钻头直径8.7mm进名&量f<0.3mm/r,切削速度 Vc =

23、cvdfy kvTmap f v查机械制造技术基础课程设计指导表2-13算得V=12.1m/min。c2,选用钻床：查机械制造技术基础课程设计指导表5-64,选用立式钻床Z525。主轴最大行程175mm主轴转速97r/min,主轴最大转矩245.25N,功率2.8kw03,时间定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td=Tj+Tf+又+Tx+Tz/N其中单件时间定额；Tj-基本时间；T辅助时间；工-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间Td;Tz-准备与终结时间；N-一批零件的数量。钻孔的基本时间：Tj“"Dcotkr+2/2=3;计算可得：jfnfn2Tj=2.3min辅

24、助时间：Tf=0.2Tj=0.46min.布置工作时间：Tb=0.05*2.3=0.12min.休息及生理需要时间Tz=0.03*2.3=0.07min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。工时定额Td=TjTfTbTxTz/N=2.95min加工87H13mml所用的额定工时为:2.95min1.5 铳槽1、加工情况：铳槽宽：14mm槽长度：19mm槽7泵度16mm被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为350MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁。2、选用刀具：YG8®质合金盘铳刀。铳刀直径为80mm宽度14mm齿数20。3、选机床：查机械制造技术基础课程设计指南表5-74,选

25、用X62型卧式铳床。机床功率为7.5kw。每齿进给量为0.06-0.1mm/z。取f=0.08mm/z。确定切屑速度和工作台每分钟进给量fMz。查机械制造技术基础课程设计指南表2-17中公式计算Vc =Cvd。_ mxvyz uv PvT apfz ae zkv式中,-18 -Cv=48.qv=0.25,xv=0.1,yv=0.2,uv=0.3pv=0.1,m=0.2,T=120min,ap=16mm,fz=0.8mm/z,ae=14mm,z=20,d=125mm,kv=1.0计算得v=25.4m/minn=54=64.68r/min二 125根据X62型卧式铳床工作台进给表，选择n=60r/min=1r/s,则实际的切削速度v=0.36m/s,工作台每分钟进给量为：fMz=0.08*20*60=96mm/min根据X62型卧式铳床工作台进给表，选择fMz=75mm/min。则实际的每齿75进给重为fz=0.063mm/z20*605,工时定额的确定完成零件加工的一个工序的时间定额公式：Td=Tj+Tf+又+Tx+Tz/N其中Td-单件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；又-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；