机械零件加工工艺规程方案设计演示教学

《机械制造技术基础》综合训练（三）项目名称：机械零件加工工艺规程方案设计
学生姓名：李超张强鲁晓帆尹业鑫李世辉
汤龙彪田大江邢永强姬笑歌班级：机自15-4班
学号： 03 05 06 10 15 16 20 22 24
任课教师：刘宏梅
完成时间： 2018.6.15
辽宁工程技术大学机械工程学院
二零一八年二月
综合训练项目三机械零件加工工艺规程方案设计
一、目的
1．使学生具有制定工艺规程的初步能力。

能综合运用金属切削原理、金属切削刀具、金属切削机床、机床夹具等的基本理论和方法，合理的制定零件的机械加工工艺规程，包括零件工艺性分析、工艺路线拟定，编制零件加工工艺过程卡片。

2．进一步提高查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。

3．通过设计的全过程，使学生学会进行工艺设计的程序和方法，培养独立思考和独立工作的能力。

二、设计原始条件
1.原始零件图1张
2.生产纲领：大批大量生产
三、设计工作内容（成果形式）
1．零件图1张（比例1:1）；
2．机械加工工艺过程卡片1张；
3．设计说明书1份。

四、评价标准
评价表
总成绩：（总分 10%）
指导教师：年月日
摘要
本文是对拔叉零件加工应用及加工的工艺性分析，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。

选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。

此外还对拔叉零件的两道工序的加工设计了专用夹具.
机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。

而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。

本论文夹具设计的主要内容是设计2套夹具。

关键词：加工工艺；加工方法；工艺文件；夹具
学习资料
目录
序言 (1)
一、零件的分析 (1)
1.1 零件的作用 (1)
1.2 零件的工艺分析 (1)
二、工艺规程设计 (3)
2.1 加工工艺过程 (3)
2.2确定各表面加工方案 (3)
2.3 确定定位基准 (4)
2.4 制定工艺路线 (4)
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 (5)
三、铣φ60两侧面铣床夹具设计 (7)
1、夹具设计 (7)
总结 (10)
参考文献 (12)
学习资料
序言
机械加工工艺是对专业知识的综合运用训练。

制造技术已经是生产、国际经
济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。

它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。

机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。

生产规模的
大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工
艺来体现。

一、零件的分析
1.1 零件的作用
拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其
加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。

拨叉的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是6.1
Ra，所以都要求精加工。

其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，拨叉底面与大头孔上平面有平行度公差
要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。

因为其尺寸
精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件
的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。

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φ25孔与操纵机构相连，二下方的φ60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。

1.2 零件的工艺分析
一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也
就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动
量最小。

而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。

设计者要考虑加工工艺
问题。

工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。

CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。

分述如下：
1. 以φ25mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。

2. 以φ60mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。

主要是φ60H12的孔。

2. 铣槽
这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，
16H11mm的槽两侧面。

3. 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。

主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。

这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm.。

16H11mm的槽与φ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

上面主要是对拨叉零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为模锻和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。

二、工艺规程设计
2.1 加工工艺过程
该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。

一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。

2.2确定各表面加工方案
影响加工方法的因素
⑷要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。

⑶要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。

⑸此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。

⑴要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。

⑵根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。

在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。

如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。

选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。

再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，
表面粗糙度为Ra0.63μm，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序
可为粗车——半精车——淬火——粗磨。

2.3 确定定位基准
2.3.1粗基准的选择
从拨叉零件图分析可知，主要是选择加工拨叉底面的装夹定位面为其加工粗
基准。

从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加
工过程中基本上都能用统一的基准定位。

2.3.2精基准选择的原则
要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加
工过程中基本上都能用统一的基准定位。

从拨叉零件图分析可知，它的底平面与
小头孔，适于作精基准使用。

但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统
一的基准定位的要求。

至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用大头孔为
加工基准。

2.4 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,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夹具,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。

工序方案
工序一粗、精铣φ25孔上端面。

工序二粗、精铣φ25孔下端面。

工序三钻、扩、铰、精铰φ25孔。

工序四钻、扩、铰、精铰φ60孔。

工序五粗、精铣φ60孔上端面
工序六粗、精铣φ60孔下端面。

工序七铣螺纹孔端面。

工序八钻φ22孔（装配时钻铰锥孔）。

工序九攻M22×1.5螺纹。

工序十粗铣半精铣精铣槽所在的端面。

工序十一粗、半精铣精铣16H11的槽。

工序十二切断。

工序十三检查。

2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
“CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家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（φ42）
考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，
没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。

（2）. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25，φ60端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.1～26，取φ25，φ60端面长度余量均为2.5（均为双边加工）
铣削加工余量为：
粗铣 2mm
半精铣 0.7mm
（3）. 内孔（φ60已铸成φ50的孔）
查《工艺手册》表2.2～2.5，为了节省材料，取φ60孔已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为50mm。

工序尺寸加工余量：
钻孔 5mm
扩孔 0.5mm
铰孔 0.1mm
精铰 0mm
同上，零件φ25的孔也已铸出φ15的孔。

工序尺寸加工余量：
钻孔至φ23 余量为8mm
扩孔钻 1.8 mm
粗铰孔 0.14 mm
精铰孔 0.06 mm
（4）. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量
铸出槽端面至中心线47mm的距离，余量为3mm。

工序尺寸加工余量：
粗铣端面 2.1 mm
半精铣 0.7 mm
精铣 0.2 mm
（5）. 螺纹孔顶面加工余量
铸出螺纹孔顶面至φ25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4 mm 工序尺寸加工余量：
粗铣顶面 2.1 mm
半精铣 0.7 mm
精铣 0.2 mm
（6）. 其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。

因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

学习资料
仅供学习与参考总结
本文是CA6410车床拨的加工工艺，设计的总体过程可以概括为，首先对拨叉零件的结构、形状及材料作整体分析，然后初选加工工艺方案，并对工艺方案进行比较选择合理的工艺路线，然后计算分析尺寸，并制定出工艺卡片。