机械制造工艺学课程设计实例

~机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：拨叉（二）（CA6140）机械加工工艺规程编制及工装设计（年产量：4,000件）设计内容： 1.编制机械加工工艺规程，填写工艺文献1套，绘制零件毛坯图1张2.设计夹具1套，绘制夹具装配图和主要结构零件图各1张"3.撰写课程设计说明书1份设计时间：[前言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。

一．零件的分析（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Ø25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）、零件的工艺分析CA6140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Ø25H7的六齿方花键孔、Ø22H2的花键低空及两端的2×15°的倒角、距花键孔中心线上方22mm的平面以及距中心线下方15mm的平面。

2、以工件左端为基准的宽度为18H11的槽18H11的槽的2个内表面与花键槽的中心线有垂直度公差二、工艺规程设计|（一）、确定毛坯的制造形式零件材料为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，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面的加工余量为4mm。

（二）、基准的选择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Φ40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）、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.…2.工艺路线方案一工序1 粗、精铣工件的左端面（C面）工序2 扩花键孔孔到Ø22工序3 锪倒角花键孔2×15°工序4 粗、精铣台阶面B面工序5 钻孔2×M8，攻螺纹，钻Ø5锥孔工序6 粗、精铣宽度为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3.工艺路线方案二工序1 粗、精铣工件的左端面（C面）工序2 扩花键孔到Ø22工序3 锪倒角花键孔2×15°工序4 拉花键工序5 粗、精铣台阶面B面…工序6 粗、精铣宽度为18的槽和槽的上表面的平面工序7 钻孔2×M8，攻螺纹，钻Ø5锥孔工序8 去毛刺工序9 终检4.工艺路线方案三工序1 粗、精铣工件的左端面（C面）工序2 扩花键孔到Ø22工序3 锪倒角花键孔2×15°，工序4 粗、精铣台阶面B面工序5 粗、精铣宽度为18的槽和槽的上表面的平面工序6 钻孔2×M8，攻螺纹，钻Ø5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，之后又还要进行铣槽的工序，为了方面加工和合理安排加工顺序，所以还是把铣的部分安排在一起，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190～210HB，毛坯重量，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取铣削的加工余量：粗铣 3mm精铣 1mm2.花键底孔的加工余量内孔Ø20先铸出，所以取钻孔的双边加工余量为2mm，单边为1mm 3.·面（台阶面）的加工余量4.B查《简明手册》表1-22取铣削的加工余量：粗铣 2mm精铣 1mm5.宽度为18的槽查《机械加工工艺手册》表取铣削的加工余量：粗铣 3mm（双边余量）精铣 1mm（双边）~5.拉花键孔花键孔按外径定位查《机械加工工艺手册》表取加工余量为2Z=1mm。

6.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75×40的表面加工余量。

查《机械加工工艺手册》表，确定毛坯的尺寸公差为CT7,表查得CT7=。

相应计算如下：名义尺寸：80+4=84mm最大极限尺寸=80+4+CT7=[最小极限尺寸=80+4-CT7=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：铣削端面。

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10-3，取σb=195N/mm2==195MPa。

选取用金属型铸造。

加工要求：粗铣7540mm⨯右端面，然后精铣此端面。

铣床：查《机械加工工艺手册》表，选用X6132A卧式铣床。

主轴转速30~1500r/min，机床功率。

最高表面粗糙度可达。

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》表选取镶齿套式面铣刀（GB1129-85），刀具直径D=80mm，齿数z=10。

Κr=90︒。

2．计算切削用量⑴粗铣7540mm⨯右端面进给量选择：根据《机械加工工艺手册》表，工件夹具系统刚度为中等条件，取每齿进给量f=z。

z背吃刀量p a =3mm 。

|铣削速度：参考《简明手册》表11-28，选取铣削速度为60m/min 。

按《机械加工工艺手册》表选取d/z=80/10，即铣刀直径80mm ，铣刀齿数为10。

由公式min /2388014.36010001000r d v n =⨯⨯==π。

铣床为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。

实际铣削速度min /28.6010008014.32401000m d n v =⨯⨯==π。

查《机械加工工艺手册》表，可知铣削基本时间12w m f l l l t v ++=，其中f v 为工作台每分钟进给量，0.210240f z v f z n =⨯⨯=⨯⨯=480mm/min 。

w l 为工件铣削部分长度，75mm ；1l为切入行程长度，有公式(()10.51~3l d =+：(0.5802=+=。

2l 为切出行程长度，82mm 。

所以粗铣时基本时间为m t =（75++82）/480==21s 。

⑵精铣7540mm ⨯右端面铣床，刀具的选取同粗铣一致。

背吃刀量p a =1mm ，铣削速度：要求表面粗糙度为a R =m μ,查《机械加工工艺手册》表，每转进给量取f =r 。

>根据《简明手册》表11-28，可取铣削速度v=80m/min 。

1000100080318.47/min 3.1480v n r d π⨯===⨯。

查机床手册及计算，取铣床转速为n=320r/min 。

实际铣削速度320 3.148080.384/min 10001000n d v m π⨯⨯===。

基本时间计算如粗铣0.8320256/min f v f n mm =⨯=⨯=w l ,1l ,2l 与粗铣加工相同。

757.36820.64min 39256m t s ++===。

*工序2 扩孔选用摇臂钻床z3063，查《简明手册》表14-12，钻速范围20~1600r/min 。

钻头材料：高速钢由《简明手册》表11-10查得每转进给量f =r ， 查表11-12，钻削速度取v 钻=s=21m/min;扩钻孔时的切削速度0.40.4218.4/min v v m ==⨯=钻由公式100010008.4121.60/min 3.1422v n r d π⨯===⨯ 按机床选取n=140r/min 。

得实际钻削速度140 3.14229.7/min 10001000n d v m π⨯⨯===基本时间t由《金属切削手册》表7-7有：0(0.3)/T L d s =+分 其中0.8140112s f n =•=⨯=分mm/s L 为钻削长度，0d 为钻削直径。

$()800.322/1120.7min 47T s =+⨯==工序三 锪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、精铣上端台阶面 工步1 粗铣刀具选择：YG 6的 镶齿端面铣刀 机床: 查《机械加工工艺手册》选取 ;立式铣床 X5020A 功率为：主轴转速范围为：40-1800 r/min表选取： d/z=80/10 背吃刀量：2mm查《简明手册》表1-22选取 进给量取fz=r铣削速度根据《简明手册》表11-28 选： V=60m/min 由公式d1000πvn ==（1000⨯60）/（⨯）=238 r/min |按机床选取转速为 n=240r/min所以，实际铣削速度V=n πd/1000= r/min 基本时间：由《机械加工工艺手册》表 主偏角Kr=90°fm z=f z•n •z=600mm/min200125.0a d d l e --=+（1~3）=92.423080805.022=+--）（mm t=)(32l l l ++/f m z =(80++82)/600==17s 工步2 精铣！背吃刀量：1mm查《机械加工工艺手册》表选每齿进给量：z /mm 15.0f z = 查《简明手册》表11-28选 铣削速度 V=75m/mind1000πvn ==（1000×75）/×80)=298r/min 按机床选取转速 n=300r/min则实际额铣削速度为V= V=n πd/1000= m/min 基本时间：fm z=f z•n •z=×300×10=450 mm/min(t=)(321l l l ++/f m z =(80++82)/450=23s工序五 铣槽 工步1 粗铣机床还是选用上面所用型号的铣床 查《机械加工工艺手册》表粗铣的背吃刀量 mm 5.1a p =（单边）按《机械加工工艺手册》表选取 直柄立铣刀 d/z=16/3 ^铣刀每齿进给量f z =z刀具材料选用 ：高速钢按《简明手册》选取铣削速度V=18m/mind1000πvn ==(1000×18)/×16)=358 r/min 按机床选取转速为：n=390r/min 基本时间t ： t=)(21l l l ++/f m z根据《机械加工工艺手册》表，式子中的)2~1(5.01+=d l…mm l 22= i=ap h1l=40mmfm z=f z•n •z=×3×390=minl 1=×16+2=10 mm 取mm l22=， i=2所以，t=s 34min 56.022.18721040==⨯++工步2 ：精铣被吃刀量ap 2=1mm ，双边选取d/z=18/3，按《机械加工工艺手册》表选取f z =z、按《简明手册》表11-28取Vc=25m/min ，所以n=1000v /πd=1000x25/πx18=min选取450r/min基本时间t t=（l+l1+l2）/fmzfmz=fz x Z x n==162mm/min所以t=52x2/162==39s工序六钻孔2-M8，攻螺纹，钻锥孔安装1）工步1 ：钻孔确定进给量f：根据《机械加工工艺手册》表10·4-1.当HT200的σb<200MPa，加工此直径孔的f=～r，由于零件在加工孔后要螺纹，故进给量应乘以，则f=（～）=～r。