制造技术基础课程设计

1、.制造技术基础制造技术基础 课程设计课程设计2012年年1月月. 主要内容主要内容课程设计的目的课程设计的目的内容和步骤内容和步骤时间进度时间进度案例分析案例分析提交的资料提交的资料. 课程设计的目的课程设计的目的1 1、通过课程设计，加深学生对机械制造技术基础课程的理、通过课程设计，加深学生对机械制造技术基础课程的理解，培养学习全面综合地应用所学知识去分析和解决机械解，培养学习全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。制造中的问题的能力。2 2、通过设计提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中、通过设计提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是

2、熟悉机械加工工艺的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正规程设计和夹具设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。确使用这些资料。3 3、通过设计使学生树立正确的设计理念，懂得合理的设计、通过设计使学生树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进，经济上合理，并且在生产实践中是可应该是技术上先进，经济上合理，并且在生产实践中是可行的。行的。4 4、通过编写设计说明书，提高学生的技术文件整理、写作、通过编写设计说明书，提高学生的技术文件整理、写作及组织编排能力，为学生将来撰写专业技术及科研论文打及组织编排能力，为学生将来撰

3、写专业技术及科研论文打下基础。下基础。. 内容和步骤内容和步骤 明确零件的作用明确零件的作用 分析零件的工艺性，即掌握零件的结构形状、材料等情况，形成总体分析零件的工艺性，即掌握零件的结构形状、材料等情况，形成总体构思；分析零件上哪些表面需要加工，明确各主要加工表面构思；分析零件上哪些表面需要加工，明确各主要加工表面 确定零件的生产类型确定零件的生产类型 选择和确定毛坯的种类和制造方法选择和确定毛坯的种类和制造方法 确定毛坯的尺寸公差、加工余量确定毛坯的尺寸公差、加工余量 绘制毛坯简图绘制毛坯简图 拟订工艺路线，选择各加工面的加工方法和加工方案拟订工艺路线，选择各加工面的加工方法和加工方案 选

4、择机床及工艺装备（夹具、刀具、量具）选择机床及工艺装备（夹具、刀具、量具） 确定各工序间的加工余量、工序尺寸和公差确定各工序间的加工余量、工序尺寸和公差 计算切削用量计算切削用量 计算时间定额计算时间定额 填写工艺过程卡片和工序卡片填写工艺过程卡片和工序卡片. 内容和步骤内容和步骤 明确夹具设计的任务明确夹具设计的任务 拟订夹具结构方案，确定定位、夹紧、对刀、导向等装置，并绘制夹拟订夹具结构方案，确定定位、夹紧、对刀、导向等装置，并绘制夹具草图具草图 绘制夹具装配总图，并标注尺寸、配合及技术要求绘制夹具装配总图，并标注尺寸、配合及技术要求 绘制夹具专用零件图绘制夹具专用零件图. 时间进度时间进

5、度序号序号设计内容设计内容参考进度参考进度1 1 熟悉题目、准备各种资料、分析零件图、确定生产类熟悉题目、准备各种资料、分析零件图、确定生产类型和毛坯、绘制毛坯图型和毛坯、绘制毛坯图1 1天天2 2 工艺过程设计，包括拟订机械技工工艺路线、选择机工艺过程设计，包括拟订机械技工工艺路线、选择机床和工装、填写机械加工工艺过程卡等工作床和工装、填写机械加工工艺过程卡等工作1 1天天3 3 工序设计，包括确定加工余量、工序尺寸及公差、切工序设计，包括确定加工余量、工序尺寸及公差、切削用量、时间定额，填写工序卡片削用量、时间定额，填写工序卡片2 2天天4 4 机床夹具设计，包括定位方案、夹紧方案、定位元

6、件机床夹具设计，包括定位方案、夹紧方案、定位元件选择、定位误差计算、方案对比选择、定位误差计算、方案对比1 1天天5 5 夹具装配图草图绘制，包括草图绘制、夹紧力计算、夹具装配图草图绘制，包括草图绘制、夹紧力计算、其他零件设计校核等工作其他零件设计校核等工作2 2天天6 6 夹具装配图加深、尺寸标注、技术要求制定、标题栏、夹具装配图加深、尺寸标注、技术要求制定、标题栏、明细栏的填写等工作、夹具主要零件图设计明细栏的填写等工作、夹具主要零件图设计1.51.5天天7 7整理课程设计说明书整理课程设计说明书1 1天天8 8答辩答辩0.50.5天天. 提交的资料提交的资料1、课程设计说明书、课程设计说

7、明书 内容包括四大部分：零件图分析；确定毛坯；工艺规程设计；内容包括四大部分：零件图分析；确定毛坯；工艺规程设计；专用夹具设计。要求字数不少于专用夹具设计。要求字数不少于80008000字，需手写。字，需手写。2、机械加工工艺规程卡片、机械加工工艺规程卡片（1 1）该零件的机械加工工艺过程卡片）该零件的机械加工工艺过程卡片（2 2）该零件机械加工工艺过程指定工序的工序卡（）该零件机械加工工艺过程指定工序的工序卡（1 1道工序）道工序）3、图纸、图纸（1 1）绘制该零件毛坯图）绘制该零件毛坯图1 1张（张（A4A4）（2 2）指定工序的专用夹具装配图）指定工序的专用夹具装配图1 1张（张（A1A

8、1）（3 3）专用夹具的主要零件图）专用夹具的主要零件图2 2张（张（A3A3，指导教师指定），指导教师指定）. 案例分析案例分析目目 录录1 零件分析零件分析 1.1 零件的作用 1.2 零件的工艺分析 1.3 确定零件的生产类型2 确定毛坯类型绘制毛坯简图确定毛坯类型绘制毛坯简图 2.1 选择毛坯 2.2 确定毛坯的尺寸公差和加工余量 2.3 绘制拨叉锻造毛坯简图3 工艺规程设计工艺规程设计 3.1 定位基准的选择 3.2 拟订工艺路线 3.3 加工设备及工艺装备的选用 3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定 3.5 切削用量的计算 3.6 时间定额的计算4 专用钻床夹具设计专用钻床夹具设

9、计 4.1 夹具设计任务 4.2 拟订钻床夹具结构方案与绘制夹具草图 4.3 绘制夹具装配总图 4.4 夹具装配图上标注尺寸、配合和技术要求 4.5 夹具专用零件图设计绘制. 案例分析案例分析零零 件件 图图. 拨叉是拖拉机变速箱变换机构中的一个主要零件。拨叉头以拨叉是拖拉机变速箱变换机构中的一个主要零件。拨叉头以 孔套孔套在变速叉轴上，并用销钉经在变速叉轴上，并用销钉经 孔与变速叉轴连接，拨叉脚则夹在双联变孔与变速叉轴连接，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部在操纵槽带动拨叉与变

10、速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿在操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。1 零件分析零件分析 1.1 零件的作用零件的作用8mm30mm 由零件图可知，其材料为由零件图可知，其材料为45号钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，号钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 . 该拨叉形状特殊、结构简单，属于典型的叉杆类零件。为实现

11、换挡、变该拨叉形状特殊、结构简单，属于典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为理，硬度为4858 HRC；为保证拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端；为保证拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔面对叉轴孔 的垂直度要求为的垂直度要求为0.10mm，其自身的平面度要求为，其自身的平面度要求为0.08mm。为保证拨叉在叉轴上有准

12、确的位置，改换档位准确，拨叉采用锁。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为销定位。锁销孔的尺寸为 ，且锁销孔的中心线与叉轴孔中心线的，且锁销孔的中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求为垂直度要求为0.15mm。1 零件分析零件分析 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 0.021030mm0.01508mm.1 零件分析零件分析 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；邻表面，

13、这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度； 孔和孔和 孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚两端面、变速以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚两端面、变速叉轴孔叉轴孔 和锁销孔和锁销孔 ）外，其余表面加工精度均较低，不需）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经工作表面虽

14、然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。0.021030mm0.01508mm0.021030mm0.01508mm 该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔 和锁销和锁销孔孔 在设计工艺规程时应重点予以保证。在设计工艺规程时应重点予以保证。0.021030(7)mm H0.01508(7)mm H. 依题目可知：产品的年产量为依题目可知：产品的年产量为8000台台/年，每台产品中该零件数量为年，每台产品中该零件数量为1

15、件件/台；结合生产实际，备品率台；结合生产实际，备品率 和废品率和废品率 分别取分别取3%和和0.5%，该零件年产量，该零件年产量为：为：1 零件分析零件分析 1.3 确定确定零件的生产类型零件的生产类型 8000+ %+ .5%N 台/年 1件/台（1 3） （1 0） =8281.2件/年 拨叉质量为拨叉质量为4.5kg，差本指导书表，差本指导书表2.2（或查有关工艺手册，以下是指本（或查有关工艺手册，以下是指本指导书中的表号）的指导书中的表号）的“机械加工零件生产分类机械加工零件生产分类”知，拨叉属于轻型零件。查知，拨叉属于轻型零件。查表表2.3知，该拨叉的生产类型为大批生产。知，该拨叉

16、的生产类型为大批生产。. 由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该拔叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该拔叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的材大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的材料为料为45号钢，起模斜度为号钢，起模斜度为5。2 确定毛坯类型绘制毛坯简图确定毛坯类型绘制毛坯简图 2.1 选择毛坯选择毛坯 1、锻件的公差等级、锻件的公差等级 2.2 确定毛坯的尺寸

17、公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。 2、锻件质量、锻件质量 由机械加工后拨叉件的质量为由机械加工后拨叉件的质量为4.5kg，可初步估计机械加工前锻件毛坯，可初步估计机械加工前锻件毛坯的质量为的质量为6kg。.2 确定毛坯类型绘制毛坯简图确定毛坯类型绘制毛坯简图 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 3、锻件形状复杂系数、锻件形状复杂系数 对拨叉零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度对拨叉零件图进行分析计算，可大致

18、确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度，即和高度，即l=158mm,b=120mm,h=86mm；该拨叉锻件的形状复杂系数为：；该拨叉锻件的形状复杂系数为： 4、锻件材质系数、锻件材质系数 由于该拨叉是碳的质量分数小于由于该拨叉是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数的碳素钢，故该锻件的材质系数属属M1级。（参见指导书级。（参见指导书P34）636660.47158120867.8 10/12.7tNmSml b hmmmmmmkg mm 由于由于0.47介于介于0.32和和0.63之间，故该该拨叉的形状复杂系数属之间，故该该拨叉的形状复杂系数属S2级。级。（参见指导书（参见指导

19、书P23）.2 确定毛坯类型绘制毛坯简图确定毛坯类型绘制毛坯简图 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 5、锻件分模线形状、锻件分模线形状 根据该拨叉件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属根据该拨叉件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属平直分模线。平直分模线。 6、零件表面粗糙度、零件表面粗糙度 由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于均大于等于1.6 um。.2 确定毛坯类型绘制毛坯简图确定毛坯类型绘制毛坯简图 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定毛坯的尺寸公差和机械加工

20、余量 根据上述诸因素，由表根据上述诸因素，由表2.13确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，见确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，见表表 2.1 。. 由表由表 2.1所得结果，绘制毛坯简图，如图所得结果，绘制毛坯简图，如图 2.1所示。所示。2 确定毛坯类型绘制毛坯简图确定毛坯类型绘制毛坯简图 2.3 绘制拨叉锻造毛坯图绘制拨叉锻造毛坯图 图图2.1 拨叉毛坯简图拨叉毛坯简图. 叉轴孔叉轴孔 的轴线是拨叉脚端面和锁销孔的轴线是拨叉脚端面和锁销孔 的设计基准，的设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔 的的轴线和拨叉头

21、左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔轴线和拨叉头左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔 ，实，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外，现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外，由于拨叉件刚度较差，受力易产生弯曲变形，选用拨叉头左端面作精基准，由于拨叉件刚度较差，受力易产生弯曲变形，选用拨叉头左端面作精基准，夹紧力作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧夹紧力作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧稳定可靠。稳定可靠。3 工艺规程设计工艺规程设计 3.1 定位基准的选择定位基准的选择 定位基准有

22、粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。准。0.021030mm0.01508mm0.021030mm0.01508mm 1、精基准的选择、精基准的选择 . 选择变速叉轴孔选择变速叉轴孔 的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作为粗基准加外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。工左端面，可以为后续工序准备好精基准。3 工艺规程设计工艺规程设计 3.1 定位基准的选择

23、定位基准的选择 30mm 2、粗基准的选择、粗基准的选择 30mm 工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。 3.2 拟订工艺路线拟订工艺路线 因此

24、，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。案。. 根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表2.25平面加工平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；查表方案的经济精度和表面粗糙度；查表2.24孔加工方案的经济精度和表面粗糙孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定拨叉零件各表面的加工方法，如表度，确定拨叉零件各表面的加工方法，如表 3

25、.1所示。所示。3 工艺规程设计工艺规程设计 3.2 拟订工艺路线拟订工艺路线 1、表面加工方法的确定、表面加工方法的确定 . 该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段分成粗加工、半精加工和精加该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头左端面和叉轴孔）准备工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头左端面和叉轴孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面的粗铣、操纵槽内侧然后粗铣拨叉头右端

26、面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面的粗铣、操纵槽内侧面和底面。在半精加工阶段，完成拨叉脚两端面的精铣加工和销轴孔面和底面。在半精加工阶段，完成拨叉脚两端面的精铣加工和销轴孔 的钻、铰加工；在精加工阶段，进行拨叉脚两端面的磨削加工。的钻、铰加工；在精加工阶段，进行拨叉脚两端面的磨削加工。3 工艺规程设计工艺规程设计 3.2 拟订工艺路线拟订工艺路线 2、加工阶段的划分、加工阶段的划分 选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中可以采用万能型机床配以专

27、用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 3、工序的集中与分散、工序的集中与分散 8mm. 遵循遵循“先基准后其他先基准后其他”原则，首先加工精基准原则，首先加工精基准拨叉头左端面和叉轴拨叉头左端面和叉轴孔孔 ；遵循；遵循“先粗后精先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循工序；遵循“先主后次先主后

28、次”原则，先加工主要表面原则，先加工主要表面拨叉头左端面和叉轴孔拨叉头左端面和叉轴孔 和拨叉脚两端面，后加工次要表面和拨叉脚两端面，后加工次要表面操纵槽底面和内侧面；遵循操纵槽底面和内侧面；遵循“先面后孔先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔 ；先铣操纵槽，再钻销轴；先铣操纵槽，再钻销轴孔孔 。由此初拟拨叉机械加工工序安排，见表。由此初拟拨叉机械加工工序安排，见表 3.2。3 工艺规程设计工艺规程设计 3.2 拟订工艺路线拟订工艺路线 4、工序顺序的安排、工序顺序的安排 （1）机械加工顺序）机械加工顺序 0.021030mm8mm30mm30mm.

29、模锻成形后切边，进行调质处理，调质硬度为模锻成形后切边，进行调质处理，调质硬度为241285HBS，并进行酸，并进行酸洗、喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳洗、喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而多机械加工带来的不利影响。叉脚两端面在精加工之前进行局部高频淬火，而多机械加工带来的不利影响。叉脚两端面在精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。在表提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。在表 3.2中工序中工序80和工序和工序90之间增加热处理工序，即拨叉脚两端面局部淬火。之间增加热处理工序，即拨叉脚两端面局部

30、淬火。 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.2 拟订工艺路线拟订工艺路线 4、工序顺序的安排、工序顺序的安排 （2）热处理工序）热处理工序 粗加工拨叉脚两端面和热处理后，应安排校直工序；在半精加工后，安粗加工拨叉脚两端面和热处理后，应安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。 （3）辅助工序）辅助工序 综上所述，该拨叉工序的安排顺序为：基准加工综上所述，该拨叉工序的安排顺序为：基准加工主要表面粗加工及一主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面

31、加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理热处理主要主要表面精加工。表面精加工。. 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟订拨叉的机械加工工艺在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟订拨叉的机械加工工艺路线，见表路线，见表 3.3。3 工艺规程设计工艺规程设计 3.2 拟订工艺路线拟订工艺路线 5、确定工艺路线、确定工艺路线 . 机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化地工艺

32、装备和充分利用现有条件，以降低生产装备费用。化地工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产装备费用。 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.3 加工设备及工艺装备的选用加工设备及工艺装备的选用 拨叉的生产类拨叉的生产类型为大批生产，可以型为大批生产，可以选用高效的专用设备选用高效的专用设备和组合机床，也可选和组合机床，也可选用通用设备，所选用用通用设备，所选用的夹具均为专用夹具。的夹具均为专用夹具。各工序加工设备及工各工序加工设备及工艺装备的选用见表艺装备的选用见表 3.4。 表表3.4 加工设备及工加工设备及工艺设备艺设备 . 1、工序、工序10粗铣拨叉头两端面和工序粗铣拨叉头两端面和工序20半精铣

33、拨叉头左端面半精铣拨叉头左端面 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定 00.3080L 工序工序10和工序和工序20的加工过程如图的加工过程如图 3.1所示。所示。 工序工序10：以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸：以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸L1；以左端面定位，；以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸粗铣右端面，保证工序尺寸L2； 工序工序20：以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸：以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸L3，达到零件图，达到零件图设计尺寸设计尺寸L的要求，的要求， 。 由图由图 3.1所示加工

34、过程示意图建立分别以所示加工过程示意图建立分别以Z2和和Z3为封闭环的工艺尺寸为封闭环的工艺尺寸链，如图链，如图 3.2所示。所示。. 求解工序尺寸求解工序尺寸L2：查表：查表2.64平面精加工余量，得半精铣余量平面精加工余量，得半精铣余量Z3=1mm；由图由图 3.1知，知， ；从图；从图 3.2b知，知，Z3=L2-L3，则，则L2=L3+Z3=(80+1)mm=81mm。由于工序尺寸。由于工序尺寸L2是在粗铣加工中保证的，查表是在粗铣加工中保证的，查表2.25平面加工方案的经济精度和表面粗糙度知，粗铣工序的经济加工精度等平面加工方案的经济精度和表面粗糙度知，粗铣工序的经济加工精度等级可达

35、到右端面的最终加工要求级可达到右端面的最终加工要求IT12，因此确定该工序尺寸公差为，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其，其公差值为公差值为0.35mm，故，故 求解工序尺寸求解工序尺寸L1：由于右端面的加工余量是经粗铣一次切除的，故：由于右端面的加工余量是经粗铣一次切除的，故Z2应等于右端面的毛坯余量，即应等于右端面的毛坯余量，即Z2=2mm。由图。由图 3.2b知，知，Z2=L1-L2，则，则L1=L2+Z2=(81+2)mm=83mm。由表。由表2.25平面加工方案的经济精度和表面粗糙平面加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定该粗铣工序的经济加工精度等级为度，确定该粗铣工序的经济加工精度

36、等级为IT13，其公差值为，其公差值为0.54mm，故，故 1、工序、工序10粗铣拨叉头两端面和工序粗铣拨叉头两端面和工序20半精铣拨叉头左端面半精铣拨叉头左端面 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定 030.3080LLmm281 0.175Lmm1830.27Lmm. 为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。 余量余量Z3的校核：在图的校核：在图 3.2b所示尺寸链中，所示尺寸链中，Z3是封闭环，由竖式法是封闭环，由竖式法（见表（见表 3.5）计算可

37、得：）计算可得： 1、工序、工序10粗铣拨叉头两端面和工序粗铣拨叉头两端面和工序20半精铣拨叉头左端面半精铣拨叉头左端面 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定 0.47530.17510.8251.475Zmmmm. 余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。 将工序尺寸按将工序尺寸按“入体原则入体原则”表示：表示： ， ， 。 1、工序、工序10粗铣拨叉头两端面和工序粗铣拨叉头两端面和工序20半精铣拨叉头左端面半精铣拨叉头左端面 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.4 加工余量、

38、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定 010.5483.27Lmm030.3080Lmm020.3581.175Lmm 余量余量Z2的校核：在图的校核：在图 3.2a所示尺寸链中，所示尺寸链中，Z2是封闭环，由竖式法是封闭环，由竖式法（见表（见表 3.6）计算可得：）计算可得：0.44520.44521.555 2.445Zmmmm. 综上所述，按入体原则确定工序各工步的工序尺寸及公差，精综上所述，按入体原则确定工序各工步的工序尺寸及公差，精铰：铰： ；粗铰：；粗铰： ；钻孔：；钻孔： 。 2、工序、工序90钻、粗铰、精铰钻、粗铰、精铰 孔孔 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.4

39、 加工余量、工序尺寸和公差的确定加工余量、工序尺寸和公差的确定 由表由表2.54基孔制基孔制7、8、9级孔的加工余量可得，精铰余量级孔的加工余量可得，精铰余量 Z精铰精铰=0.04 mm ；粗铰余量粗铰余量 Z粗铰粗铰 = 0.16 mm；钻孔余量；钻孔余量 Z钻钻 = 7.8 mm 。查表。查表2.24孔加工方案的孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级，精铰：经济精度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级，精铰：IT7；粗铰：粗铰：IT10；钻孔：；钻孔：IT12。根据上述结果，再查标准公差值表可确定各工步。根据上述结果，再查标准公差值表可确定各工步的

40、公差值，精铰：的公差值，精铰：0.015 mm ；粗铰：；粗铰：0.058 mm ；钻孔：；钻孔：0.15 mm 。0.05807.96mm8mm0.01508mm0.1507.8mm. 工步工步1的背吃刀量的背吃刀量 ap1 取为取为Z1，Z1等于左端面的毛坯总余量减去工序等于左端面的毛坯总余量减去工序2的的余量余量Z3，即，即Z1 = 2.5mm - 1mm = 1.5 mm；而工步；而工步2的背吃刀量的背吃刀量 ap2 取为取为Z2，故，故ap2 = Z2 = 2 mm。 1、工序、工序10粗铣拨叉头两端面粗铣拨叉头两端面 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.5 切削用量的计算切削用量的计

41、算 该工序分两个工步，工步该工序分两个工步，工步1是以右端面定位，粗铣左端面；工步是以右端面定位，粗铣左端面；工步2是以左是以左端面定位，粗铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完端面定位，粗铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度成的，因此它们所选用的切削速度 vc 和经给量和经给量 f 是一样的，只有背吃刀量不是一样的，只有背吃刀量不同。同。 （1）背吃刀量）背吃刀量 X51型立式铣床功率为型立式铣床功率为4.5kw，查表，查表5.8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取

42、，该工序的每齿进给量量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为取为0.08 mm/z 。 （2）进给量）进给量 . 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、由本工序采用高速钢镶齿铣刀、dw = 80 mm、齿数、齿数 z = 10。查表。查表5.8高高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 vc = 44.9 m/min，则：，则： 1、工序、工序10粗铣拨叉头两端面粗铣拨叉头两端面 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.5 切削用量的计算切削用量的计算 80 16040.2/ min10001000wcdnvm10001000 44.9178.

43、65 / min80csvnrd0.08 10 160/ min128/ minmzwff znmmmm （3）铣削速度）铣削速度 由本工序采用由本工序采用X51型立式铣床，查表型立式铣床，查表3.6，取转速，取转速nw = 160 r/min，故实际，故实际铣削速度铣削速度 当当 nw = 160 r/min 时，工作台的每分钟进给量时，工作台的每分钟进给量 fm 应为应为 也可根据表也可根据表3.7查得机床的进给量为查得机床的进给量为125 mm/min 。. ap3 = Z3 = 1 mm。 2、工序、工序20半精铣拨叉头左端面半精铣拨叉头左端面 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.5 切

44、削用量的计算切削用量的计算 10001000 48.4/ min192.58 / min80svnrrd （1）背吃刀量）背吃刀量 由本工序表面粗糙度由本工序表面粗糙度 Ra 2.5 um ，查表，查表5.8高速钢套式面铣刀精铣平面进高速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量给量，每转进给量f取为取为0.4 mm/r ，故每齿进给量，故每齿进给量 fz 为为0.04 mm/z。 （2）进给量）进给量 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、由本工序采用高速钢镶齿铣刀、dw = 80 mm、齿数、齿数 z = 10、fz=0.04mm/z，查表，查表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度高速钢套式面铣

45、刀铣削速度，确定铣削速度 vc = 48.4 m/min，则：，则： （3）铣削速度）铣削速度 . 2、工序、工序20半精铣拨叉头左端面半精铣拨叉头左端面 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.5 切削用量的计算切削用量的计算 （3）铣削速度）铣削速度 80 18045.24/ min10001000wcdnvm0.04 10 180/ min72/ minmzwff znmmmm 由本工序采用由本工序采用X51型立式铣床，查表型立式铣床，查表3.6，取转速，取转速nw = 180 r/min，故实际，故实际铣削速度铣削速度 当当 nw = 180 r/min 时，工作台的每分钟进给量时，工作台的

46、每分钟进给量 fm 应为应为 由表由表3.7得，工作台的每分钟进给量得，工作台的每分钟进给量 fm 取为取为65 mm/min 。. 由工件材料为由工件材料为45钢、孔钢、孔 、高速钢钻头，查表、高速钢钻头，查表5.19高速钢麻花高速钢麻花钻钻削碳钢的切削用量得，切削速度钻钻削碳钢的切削用量得，切削速度 vc = 20 m/min，进给量，进给量 f = 0.20 mm/r，取取ap = 7.8 mm ，则，则 3、工序、工序90钻、粗铰、精铰钻、粗铰、精铰 孔孔 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.5 切削用量的计算切削用量的计算 7.8 68016.65/ min10001000wwcd n

47、vm10001000 20/ min816.2 / min7.8swvnrrd0.1507.8mm （1）钻）钻 孔工步孔工步 由本工序采用由本工序采用Z525型立式钻床，查表型立式钻床，查表3.17得，转速得，转速nw = 680 r/min，故实，故实际铣削速度为际铣削速度为8mm0.1507.8. 取背吃刀量取背吃刀量 ap = 0.008 mm，由工件材料为，由工件材料为45钢、孔钢、孔 、查表、查表5.23高速钢铰刀铰削切削用量得，切削速度高速钢铰刀铰削切削用量得，切削速度 vc = 14 m/min，进给量，进给量 f = 0.8 mm/r，则，则 3、工序、工序90钻、粗铰、精铰

48、钻、粗铰、精铰 孔孔 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.5 切削用量的计算切削用量的计算 7.96 54513.48/ min10001000wwcd nvm10001000 14/ min560 / min7.96swvnrrd0.05807.96 （2）粗铰）粗铰 孔工步孔工步 由本工序采用由本工序采用Z525型立式钻床，取转速型立式钻床，取转速nw = 545 r/min，故实际铣削速，故实际铣削速度为度为8mm0.05807.96. 由背吃刀量由背吃刀量 ap = 0.002 mm，由工件材料为，由工件材料为45钢、查表钢、查表5.23高速钢铰刀高速钢铰刀铰削切削用量得，切削速度铰削切

49、削用量得，切削速度 vc = 23 m/min，取，取vc = 23 m/min，进给量进给量 f =0.3 mm/r，则，则 3、工序、工序90钻、粗铰、精铰钻、粗铰、精铰 孔孔 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.5 切削用量的计算切削用量的计算 8 97/ min2.44/ min10001000wwcd nvmm 10001000 3/ min119.4 / min8swvnrrd （3）精铰工步）精铰工步 由本工序采用由本工序采用Z525型立式钻床，由表型立式钻床，由表3.17，取转速，取转速nw = 97r/min，故实，故实际铣削速度为际铣削速度为8mm. 由于该工序包括两个工步，

50、即两个工件同时加工，由面铣刀对称铣平面、由于该工序包括两个工步，即两个工件同时加工，由面铣刀对称铣平面、主偏角主偏角 ，查表，查表5.41铣削基本时间计算，铣削基本时间计算， 。l2 = 13 mm。确定。确定 l1 = 12 mm，l2 = 1 mm，l = 255 mm = 110 mm；则该；则该工序的基本时间为工序的基本时间为 1、基本时间、基本时间 tj 的计算的计算 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.6 时间定额的计算时间定额的计算 1255 12 1min1.05min6365jMzllltsf12110 12 1min0.98min59125jMzllltsf （1）工序）工序

51、10粗铣拨叉头两端面粗铣拨叉头两端面 该工序的基本时间为该工序的基本时间为90or2210.5()(1 3)elddamm （2）工序）工序20半精铣拨叉头左端面半精铣拨叉头左端面 . 钻孔工序。由表钻孔工序。由表5.39，工步，工步 。l2 = 1 mm，l = 20 mm，则该工序的基本时间为，则该工序的基本时间为 1、基本时间、基本时间 tj 的计算的计算 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.6 时间定额的计算时间定额的计算 12250.1 15min0.18min110.4 545jllltsfn12203.8 10.18min110.2 680jllltsfn17.8cot(1 2)(

52、cot451)3.822orDlmm （3）工序）工序90钻、粗铰、精铰钻、粗铰、精铰 孔孔 粗铰工步。由粗铰工步。由 、 ，查表查表5.40铰孔切入切出行程，铰孔切入切出行程，l1 = 0.1 mm，l2 = 15 mm，l = 25 mm，则该工，则该工序的基本时间为序的基本时间为45or8mm()/ 2(7.967.8)/ 20.08paDdmm. 1、基本时间、基本时间 tj 的计算的计算 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.6 时间定额的计算时间定额的计算 12200.19 13min1.13min680.3 97jllltsfn （3）工序）工序90钻、粗铰、精铰钻、粗铰、精铰 孔孔

53、 精铰工步。由精铰工步。由 、 ，查表，查表5.40铰孔切入切出行程，铰孔切入切出行程，l1 = 0.19 mm，l2 = 13 mm，l = 20 mm，则该工序的，则该工序的基本时间为基本时间为15or8mm()/ 2(87.96)/ 20.02paDdmm 2、辅助时间、辅助时间 tf 的计算的计算 辅助时间辅助时间 tf 与基本时间与基本时间 tj 之间的关系为之间的关系为 tf = (0.150.2) tj 。取。取 tf = 0.15 tj ，则各工序的辅助时间分别为则各工序的辅助时间分别为 工序工序10的辅助时间：的辅助时间：tf = 0.1559s = 8.85s 工序工序20

54、的辅助时间：的辅助时间：tf = 0.1563s = 9.45s.3 工艺规程设计工艺规程设计 3.6 时间定额的计算时间定额的计算 2、辅助时间、辅助时间 tf 的计算的计算 工序工序90钻孔工步的辅助时间：钻孔工步的辅助时间：tf = 0.1511s = 1.65s 粗铰工步的辅助时间：粗铰工步的辅助时间：tf = 0.1511s = 1.65s 精铰工步的辅助时间：精铰工步的辅助时间：tf = 0.1568s = 10.2s 3、其他时间的计算、其他时间的计算 除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包

55、括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于拨叉还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于拨叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间不计；布置工作地时间 tb 是作业时间的是作业时间的2%7%，休息与生理需要时间，休息与生理需要时间 tx 是是作业时间的作业时间的2%4%，均取，均取3%，则各工序的其他时间（，则各工序的其他时间（ta+ tx）可按关系式）可按关系式（3%+3%）（tb+ tx）计算，它们分别为：）计算，它们分别为：.3 工艺规程设

56、计工艺规程设计 3.6 时间定额的计算时间定额的计算 工序工序10的其他时间：的其他时间：tb+ tx= 6%(59s + 8.85s) = 4.07s 工序工序20的其他时间：的其他时间：tb+ tx= 6%(63s + 9.45s) = 4.35s 工序工序90钻孔工步的其他时间：钻孔工步的其他时间： tb+ tx= 6%(11s + 1.65s) = 0.76s 粗铰工步的其他时间：粗铰工步的其他时间： tb+ tx= 6%(11s + 1.65s) = 0.76s 精铰工步的其他时间：精铰工步的其他时间：tb+ tx= 6%(68s + 10.2s) = 4.68s 3、其他时间的计算

57、、其他时间的计算 .3 工艺规程设计工艺规程设计 3.6 时间定额的计算时间定额的计算 各工序的单件时间分别为：各工序的单件时间分别为： 工序工序10的单件时间：的单件时间：tdj = 59 + 8.85 + 4.07 = 71.92s 工序工序20的单件时间：的单件时间：tdj = 63 + 9.45 + 4.35 = 76.8s 工序工序90的单件时间的单件时间tdj为三个工步单件时间的和，其中为三个工步单件时间的和，其中 钻孔工步：钻孔工步：tdj钻钻 = 11 + 1.65 + 0.76 = 13.41s 粗铰工步：粗铰工步：tdj粗铰粗铰 = 11 + 1.65 + 0.76 = 1

58、3.41s 精铰工步：精铰工步：tdj精铰精铰 = 68 + 10.2 + 4.68 = 82.88s 因此，工序因此，工序90的单件时间的单件时间 tdj = tdj钻钻 + tdj粗铰粗铰 + tdj精铰精铰= 13.41 + 13.41 + 82.88 = 109.7s。 4、单件时间、单件时间 tdj 的计算的计算 时间定额中其他时间还可以按指导书中表时间定额中其他时间还可以按指导书中表5.44表表5.63的有关规定进行计的有关规定进行计算。算。.3 工艺规程设计工艺规程设计 将上述零件工艺规程设计的结果填入工艺文件。拨叉零件的机械加工工将上述零件工艺规程设计的结果填入工艺文件。拨叉零

59、件的机械加工工艺过程如表艺过程如表3.7所示；拨叉第所示；拨叉第10、20、90三道工序的工序卡如表三道工序的工序卡如表 3.8、表、表3.9、表、表3.10。.3 工艺规程设计工艺规程设计 图图3.7 拨叉零件机械加工工艺过程卡片（续表）拨叉零件机械加工工艺过程卡片（续表） .3 工艺规程设计工艺规程设计 图图3.8 拨叉零件机械加工工序拨叉零件机械加工工序1010的机械加工工序卡片的机械加工工序卡片 .3 工艺规程设计工艺规程设计 .3 工艺规程设计工艺规程设计 . 根据表根据表3.10所示的工序所示的工序90加工拨叉锁销孔加工拨叉锁销孔 工序卡，提出该工工序卡，提出该工序的专用机床夹具设

60、计任务书，其格式如表序的专用机床夹具设计任务书，其格式如表4.1所示。任务书中按工艺规程所示。任务书中按工艺规程要求，提出定位基准、尺寸及公差、加工部位、工艺要求等作为夹具设计的要求，提出定位基准、尺寸及公差、加工部位、工艺要求等作为夹具设计的依据。依据。4 专用钻床夹具设计专用钻床夹具设计 4.1 夹具设计任务夹具设计任务 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。为工序为工序90钻拨叉锁销孔设计钻床夹具，所用机床为钻拨叉锁销孔设计钻床夹具，所用机床为Z525型立式钻床，大批生型立式钻床，大批生产类型。产类