机械制造技术课程设计任务书

项目：机械加工工艺规程编制实训任务内容：1、绘制零件的二维图并完整地标注尺寸1张2、零件机械加工工艺规程卡片1张3、零件加工工序卡1套4、设计说明书1份设计说明书撰写要求：说明书重点要对工艺方案进行论证和分析，充分表达制订过程中考虑各种问题的出发点和最后的数据以及有关的计算和说明。

具体应有以下几部分内容：零件的分析、工艺路线的制订、加工余量的确定与工序尺寸计算、切削用量的确定。

时间安排1：准备设计资料、熟悉零件图，绘制零件（图纸、CAD图）。

2：确定工艺路线，撰写机械加工工艺规程卡片和工序卡片（图纸及工艺文件）。

3：编写设计说明书（WORD文件）。

图1 离合器齿轮零件图一、设计目的机械加工工艺与装备课程设计是机械类专业教学过程中极为关键的一个环节。

该教学环节的实施，应使学生在机械绘图、机械制造工艺、夹具设计等方面进行一次较为全面的系统性训练，使学生掌握各种机床装备应用的基本技能，加强对机械制造技术的认识，熟悉机械零件的从毛坯到成品的生产过程，具备在生产第一线从事机械类加工技术的中等应用型人才的能力。

二、设计步骤学生在接到机械加工工艺与装备课程设计任务书后必须明确题意，然后进行下列工作。

1．分析零件图样，明确零件的结构形状，用计算机绘制零件图2．根据零件图样，分析零件的工艺特点及主要加工表面和主要技术要求3．计算生产纲领确定生产类型，从而初步认识本零件工艺安排的基本倾向，即工序分散还是集中，所需要设备，工装是采用通用的还是专用的。

4．选择毛坯其程序如下：（1）确定毛坯基本性质，即选择铸件、锻件还是型材等；（2）确定毛坯形状；（3）规定毛坯精度等级；（4）确定毛坯余量（查表法）；（5）给出毛坯技术要求；（6）绘制零件-毛坯综合图（存盘并出图）。

5．确定零件上各加工表面的加工方法6．正确选择定位基准要求分析选择依据和对加工精度的影响，同时确定各工件的定位、夹紧方式。

7．安排各表面加工顺序，拟订工艺路线8．选择加工设备（机床）和工艺装备9．确定工序余量、工序尺寸及公差表面的工序余量可用“查表法”确定。

10．确定各工序的切削用量在机床、刀具加工余量确定的基础上，各工序的切削用量可采用“查表法”确定。

11．绘制各工序的工序简图对绘制工序简图的要求：（1）工序简图中工件的位置应是工件在本工序加工中的装夹位置；（2）简图可按比例缩小，并可简化零件细节，尽量用较少投影画出；（3）简图中本工序需加工表面用粗实线绘制，不加工表面用细实线绘制；（4）标注本工序的工序尺寸及公差、表面粗糙度、技术要求；（5）定位、夹紧按标准用规定符号表明画出。

12．填写机械加工工艺规程卡和工序卡此卡片用0号或1号图纸绘制，其规格见有关参考资料。

13．撰写课程设计说明书课程设计书写规范与打印要求按照本式样。

离合器齿轮零件的工艺规程及夹具设计设计计算说明1 前言机械加工工艺与装备课程设计是我学完了大学的全部基础课、专业技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

这是我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，它在我的大学生活中占有重要的地位。

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，为今后参加工作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，恳请各位老师给予指导。

2 零件的工艺分析及生产类型的确定2.1 零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床主轴箱中运动输入轴Ⅰ轴上的一个离合器齿轮，如图7-1所示。

它位于Ⅰ轴上，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器，如图7-2（M1右侧）所示。

主运动传动链由电机经过带轮传动副φ130 mm/φ230 mm传至主轴箱中的轴Ⅰ。

在轴Ⅰ上装有双向多片摩擦离合器M1，使主轴正转、反转或停止。

当压紧离合器左部的摩擦片时，轴Ⅰ的运动经齿轮副56/38或51/43传给轴Ⅱ，使轴Ⅱ获得2种转速。

压紧右部摩擦片时，经齿轮50、轴Ⅶ上的空套齿轮34传给轴Ⅱ上的固定齿轮30。

这时轴Ⅰ至轴Ⅱ间多一个中间齿轮34，故轴Ⅱ的转向相反，反转转速只有1种。

当离合器处于中间位置时，左、右摩擦片都没有被压紧，轴Ⅰ运动不能传至轴Ⅱ，主轴停转。

此零件借助两个滚动轴承空套在Ⅰ轴上，只有当装在Ⅰ轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，Ⅰ轴才能带动该齿轮转动。

该零件φ68K7 mm 的孔与两个滚动轴承的外圈相配合，φ71 mm沟槽为弹簧挡圈卡槽，φ94 mm的孔容纳内、外摩擦片，4～16 mm槽口与外摩擦片的翅片相配合使其和该齿轮一起转动，6×1.5 mm沟槽和4×φ5 mm的孔用于通入冷却润滑油。

2.2 零件的工艺性分析通过对该零件图的重新绘制，知原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。

该零件属圆盘类回转体零件，切削加工表面较多，各表面的加工精度和表面粗糙度较易获得，但φ68K7的孔表面粗糙度要求R a0.8有些高，是加工难点。

16 mm宽槽口相对φ68K7孔的轴线成90°均匀分布，其径向设计基准是φ68K7 mm孔的轴线，轴向设计基准是φ106.5 mm外圆柱的左端平面。

4×φ5 mm孔在6×1.5 mm沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为3 mm。

由于加工时不能选用沟槽的侧面为定位基准，故要精确地保证上述要求比较困难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路就可，加工不难。

总体来说，这个零件的工艺性较好。

2.3 零件的生产类型根据设计题目可知：Q = 2 000台/年，n = 1件/台；结合生产实际，备品率a和废品率b分别取为5%和2%。

代入公式（4-1）得该零件的生产纲领：N = 2 000×1×（1 + 5%）×（1 + 2%）= 2 142件/年零件是机床上的齿轮，质量为1.36 kg，查表4-2可知其属轻型零件，生产类型为中批量生产。

3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯-零件合图3.1 选择毛坯该零件材料为45钢，而且属于薄壁的圆盘类中小型零件，考虑加工工序较多，会经常承受交变载荷及冲击载荷，因此应该选用锻件，可得到连续和均匀的金属纤维组织，保证零件工作可靠。

又由于零件年产量为2 142件，属中批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成形，可获得较好的尺寸精度和较高的生产率。

3.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差查《金属机械加工工艺人员手册》，可知钢质模锻的公差及机械加工余量按GB/T12362—2003确定。

要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，先确定如下参数。

（1）锻件公差等级。

由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。

（2）锻件质量m。

根据零件成品质量1.36 kg，估算为m f = 2.5 kg。

由于该零件为圆形，假设其最大直径为φ121 mm，长为68 mm，则由圆形锻件计算质量公式m N = （为钢材密度，7.85 g/cm3）可知：锻件外廓包容体质量m N = ×1212×68×7.85×10−6 = 6.135 kg。

所以，S = m f/m N = 2.5/6.135 = 0.407。

由于0.407介于0.32和0.63之间，故该零件的形状复杂系数S属S2级。

（4）零件表面粗糙度。

由零件图知，除φ68K7 mm孔为R a0.8以外，其余各加工表面为R a≥1.6。

3.3 确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查《金属机械加工工艺人员手册》中锻件内外表面加工余量表，查得单边余量在厚度方向为1.7～2.2 mm，水平方向为1.7～2.2 mm。

锻件中心两孔的单面余量按手册中锻件内孔直径的单面机械加工余量表，可查得为2.5 mm。

3.4 确定毛坯尺寸根据查得的加工余量适当选择稍大点即可，只有φ68K7 mm孔，因为表面粗糙度要求达到R a 0.8，考虑磨削孔前的余量要大，可确定精镗孔单面余量为0.5 mm。

其他槽、孔随所在平面锻造成实体。

具体加工余量的选择大小如表7-1所示。

3.5 确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从手册中查锻件的长度、宽度、高度、厚度公差表可得。

具体如表1所示。

零件尺寸单面加工余量锻件尺偏差寸φ117h112φ1212φ110φ942φ90φ902φ94φ68K73φ62268孔深31mm 1.829.2±1.03.6 绘制毛坯图根据确定的毛坯尺寸和加工余量，可绘制毛坯-零件合图，外圆角半径为R6，内圆角半径为R3；内、外模锻斜度分别为7°、5°。

如图3所示。

4 选择加工方法，制定工艺路线4.1 定位基准的选择本零件是带圆盘状齿轮，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则，即精基准选φ68K7mm的孔及其端面。

由于离合器齿轮所有表面都要加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选φ94外圆及其端面为粗基准。

但因为外圆φ121mm上有分模面，表面不平整，有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。

4.2 零件表面加工方法的选择该零件的主要加工表面有外圆、内孔、端面、齿面、槽及孔，其加工方法选择如表2所示。

4.3 制订工艺路线齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。

齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工。

按照先基准及先粗后精的原则，该零件加工工艺路线如表3所示。

5 工序设计5.1 选择加工设备与工艺装备根据不同的工序选择机床、刀具、检验量具，如表4所示。

5.2 确定工序尺寸（1）确定圆柱面的工序尺寸。

圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。

前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后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。

该零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如下表所示。

6 确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a p、进给量f、和切削速度V c。

确定顺序是先确定a p、f再确定V c。

（计算过程见教材）6.1 工序Ⅰ切削用量及基本时间的确定本工序为粗车（车端面、外圆及镗孔）。

已知加工材料为45钢，锻件，有外皮；机床为CA6140卧式车床，工件装卡在三爪自定心卡盘中。

下表所示为离合器齿轮的机械加工工艺规程卡；机械加工工序卡产品型号零件图号产品名称零件名称离合器齿轮共 4 页第 1 页车间工序号工序名称材料牌号金工I 粗车45#毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数模锻件 1 1设备名称设备型号设备编号同时加工件数CA6140 1夹具编号夹具名称切削液三爪自定心卡盘工位器具工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/min m/min mm/r mm 机动辅助1 粗车端面三爪自定心卡盘200 40 0.8 1 1 1.29粗车外圆Ø118硬质合金车刀20*30 200 75 0.8 1.75 1 1.63粗车外圆Ø91、车削长度为18mm（内圆车刀）硬质合金车刀16*20200 57 0.8 1.5 1 4.1粗镗孔Ø66.5游标卡尺200 41 0.6 2.25 1 2.79设计校对审核标准化会签标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期。