机械制造工艺学课程设计

目录序言------------------------------------------2 零件分析----------------------------------------2 工艺规程设计------------------------------------2 确定毛坯的制造形式------------------------------2 基面的选择--------------------------------------3 制订工艺----------------------------------------3 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定----------4 确定切削用量及基本工时--------------------------6 夹具设计---------------------------------------15 参考文献---------------------------------------17序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给与指教。

一．零件分析一．零件的作用题目所给定的零件是导向套（见附图1）。

主要作用是：对轴承进行导向。

二．零件的工艺分析拨叉共有多组加工表面，他们之间有一定的位置要求。

现分述如下：对零件外表面隔尺寸进行加工，倒角，磨削，使粗糙度达到标准；对零件进行钻孔，然后进行扩孔，最后对内孔进行打磨。

二．工艺规程设计一、确定毛坯的制造形式零件材料为T10A。

考虑到零件需要承受轴承的载荷，又由于零件结构比较复杂，零件毛坯比较适合锻件成型。

因此，应选用HT200，以保证足够的强度、硬度，从而保证零件的工作可靠性。

由于零件批量生产，已经达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属模机器造型砂型铸造。

这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。

二、基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。

否则，加工工艺过程中会出现问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

1、粗基准的选择。

零件加工时粗基准是必须选用的。

在选用时要考虑如何保证各个加工表面有足够的余量，如何保证各个表面间的相互位置精度和自身的尺寸精度。

因此，选择粗基准时，应遵循以下几个原则：以不加工表面为粗基准；选择毛坯余量最小的表面最为粗基准；选择零件上重要的表面最为粗基准；选择零件上加工面积大，形状复杂的表面最为粗基准；粗基准在同一尺寸方向上通常只能使用一次，不应重复使用，以免产生不必要的定位误差。

按照有关粗基准的选择原则(选择零件的不加工平面为粗基准；若零件右若干个不加工平面时，则应以与加工表面面积较大的为粗基准)，选择φ78的端面为粗基准，利用三爪卡盘夹紧零件的圆柱轮廓部分作为定位面，以消除X方向的移动，X方向的转动，Y方向的移动和转动，Z方向的转动，以达到完全定位。

2、精基准的选择。

精基准的选择应使工件的定位误差较小，能保证工件的加工精度，同时还应使加工过程操作方便，夹具结构简单。

选择时应遵循以下原则：基准重合；一次安装的原则；互为基准的原则；自为基准的原则。

主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

三、制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用外能性机床配以专用工夹具，并尽量是工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

③工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先钻、扩花键底孔，保证尺寸+，然后铣28×40mm平面，以车削的方法来倒15°角。

方案二是先铣28φ220.28×40mm平面，然后再钻、扩花键底孔，并其以锪的方式倒15°角。

总体上来看，两个方案各有优缺点：方案一先钻、扩花键底孔、拉花键槽，然后以花键孔的中心为基准铣28×40mm平面，这样就能保证设计基准与工艺基准的重合，尺寸精度和位置精度都易于实现，且定位和装夹也易于实现。

但是，方案一中倒角采用车削的方法，由于零件结构的不规则性，不易与定位于装夹，若要保证尺寸及位置精度还要设计专用夹具，这样不利于生产效率的提高和成本的降低；方案二刚好与方案一相反，先铣28×40mm平面，然后铣宽度为0.038+mm的槽，再钻、扩花键底孔，这样设计基准与工艺基准就不重合，容易产生加工误差，若要尺寸精度和位置精度，还需要基准的转换，这样就给设计与计算带来不便。

但是，方案二采取锪的方式倒15°角，这样的加工易于实现。

因此，综合以上两个方案得出具体合理的工艺过程如下：工序Ⅰ铣40×47mm的平面工序Ⅱ钻、扩花键底孔工序Ⅲ拉花键工序Ⅳ锪15°角工序Ⅴ铣28×40mm平面工序Ⅵ铣宽度为0.038+mm的槽工序Ⅶ铣宽度为0.01218+mm的槽★机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“拨叉”零件材料为铸铁HT200，生产类型为中批量生产（3000~10000件）采用砂型铸造法铸造毛坯件。

根据上述原始材料以及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.40×48端面考虑零件加工长度并无要求，40×48表面粗糙度要求为，参照《简明工艺手册》查表得知粗铣至精铣的工艺路线可以满足要求，需两次加工可达到精度。

因此确定加工余量Z=3mm可以满足加工要求。

其中第一步粗铣要求达到长度80.2mm。

2．钻扩孔毛坯为实心，不冲出孔。

内孔精度粗糙度要求。

需要由钻孔，扩孔，精镗的工艺路线可以达到要求。

内孔尺寸为：参照《简明工艺手册》查表得知孔的加工余量分配如下：钻孔：φ20mm扩孔：φ22mm精镗：mm3．花键孔花键要求外径定心，拉削时的加工余量参照《工艺手册》，应取2Z=2mm。

但查刀具尺寸可知花键拉刀标准尺寸为φ22、φ25mm。

此步骤不要求加工余量。

4．铣削28×40 的平面铣削余量：铣削的公称余量（单边）为：Z=2.0-0.2=1.8mm由于毛坯及以后每道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量只是名义上的加工余量。

实际上，加工余量由最大加工余量和最小加工余量之分。

由于本设计规定零件为中批量生产，此加工表面要求达到粗糙度。

因此在计算最大、最小加工余量时，应查表予以确定。

查工艺手册，确定加工路线为粗铣到精铣的两步加工。

查得单边铸造余量为Z=3mm。

要求精铣铣削余量为0.2mm，所以第一步粗铣余量为：铣削余量：Z= 3-0.2 = 2.8mm5．铣削槽单边铸造余量为Z=3mm，槽两侧面精度要求达到，精铣可以达到此精度。

查表取两边精铣加工余量为0.5mm,槽底面加工余量为1mm,故粗铣选用7mm 宽直齿三面铣刀。

粗铣单边加工余量为Z=3-1=2mm。

精铣选用高速细齿三面刃铣刀。

6．铣削槽因为平面没有精度要求，故铸造时平面无加工余量。

槽内表面要求达到表面粗糙度，槽内两侧面要求粗糙度达到。

参照《工艺手册》，查表取底面精铣加工余量为1mm,两侧面留加工余量0.5mm。

粗铣分4次进刀达到精铣加工余量。

★确定切削用量及基本工时工序Ⅰ：铣削40×48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铸铁σ=200N/mm加工要求：铣40×48平面达到，粗铣，精铣。

机床：X63卧式铣床刀具：圆柱铣刀2.计算切削用量（1）粗铣40×48平面，保证尺寸80.2mm查《切削手册》，查表3-3，取ｆ=0.2~0.3mm/Z(取0.02mm/Z)切削速度：参考有关手册，确定υ=20m/min采用高速钢圆柱铣刀，d =100mm，齿数z=10现采用X63卧式铣床,根据机床使用说明书（见《工艺手册》表4.2-39）取= 75r/min故实际切削速度为：当=75r/min时，工作台的进给量ｆ应为：查机床使用说明书，刚好有=150m/min,故直接选用该值切削工时：由于粗铣，故铣刀不必铣过整个工件，铣刀行程：=48 + 18 +4 =70( = 2 ~ 5)所以机加工工时为：（2）精铣40×48平面，保证尺寸80mm查《切削手册》，查表3-3，取ｆ=0.2~0.3mm/Z(取0.02mm/Z)切削速度：参考有关手册，确定υ=20m/min采用高速钢快速铣刀，d =100mm，齿数z=10采用X63卧式铣床，= 75r/min实际切削速度：工作台的进给量ｆ应为= 6 . 5切削工时：工序Ⅱ：钻、扩φ22mm花键孔1．钻孔φ20mm确定进给量，根据《切削手册》，当材料为HT200 硬度σ<200Mpa时，= φ20mm , ｆ取0.7~0.8mm/r由于本零件在加工φ20孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75 ｆ为0.45~0.6根据机床说明书，立式钻床Z525，进给量范围0.1~0.81mm/r现取ｆ=0.48mm/r切削速度：根据《切削手册》，查得切削速度υ=19m/min。

所以，根据机床说明书，取=272 r/min。

故实际切削速度为：=D/2 ×ctg Kr+1=11mm =3mm切削工时：= 93mm2. 扩孔φ21.8mm利用φ21.8mm专用钻头对φ20mm的孔进行扩钻，根据有关手册的规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取。

ｆ=(1.2~1.8) = （1.2~1.8）×0.48根据机床说明书，选取ｆ=0.62mm/rυ=(1/2~1/3)×=(5.6 ~ 8.5)m/min则主轴转速n=81~130r/min, 按机床说明书取=97r/min实际切削速度为：切削工时：3．精铰φ21.8mm进给量选取ｆ=0.28mm/r按机床说明书选取=392 r/min，则切削速度为：切削工时：工序Ⅲ拉花键φ25mm单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀单面齿升为0.06mm,拉削速度υ=0.06m/s(3.6m/min)切削工时：选用外径26齿数为6的769mm拉刀式中——单面余量1.5mm(由φ22mm拉削到φ25mm) l ——拉削表面长度，80mmη——考虑校准部分的长度系数k ——考虑机床返回行程系数，取1.4υ——拉削速度(m/min)——拉刀单面齿升z ——拉刀同时工作齿数，z=6p ——拉刀齿距p=(1.25~1.5)=12mm经计算，切削工时为：t = 0.15min工序Ⅳ倒角4×15锪4×15 的倒角，采用150 的特殊锪钻。