机械制造课程设计.docx
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机械制造课程设计
一、零件分析......................................................3
1、零件的作用.....................................................3
2、零件的工艺分析.................................................3
二、工艺规程的设计………………………………………………………………5
1、选择毛坯.......................................................5
2、选择定位基准...................................................5
3、制定工艺路线...................................................5
4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.........................7
5、确定切削用量及时间定额.........................................7
三、总结………………………………………………………………..10
附件…………………………………………………………………………………11
参考文献………………………………………………………………..14
一、零件分析
1、零件的作用
题目所给定的零件是变速器换档叉，如下图所示。
它位于传动轴的端部，主要作用是换挡。
使变速器获得换档的动力。
2．零件的工艺分析
零件的材料为35钢，，为此以下是变速器换档叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
1、孔Φ15.81以及与此孔相通的、M10螺纹孔。
2、上下U型口及其两端面
3、换档叉底面、下U型口两端面与孔Φ15.81中心线的垂直度误差为0.15mm。
由上面分析可知，可以粗加工Φ15.5的孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，选择以孔为基准加工的面作为孔加工的精基准。
最后，以精加工的孔为基准加工其他所有的面。
此变速器换档叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
二、工艺规程的设计
1、选择毛坯
该零件的材料为35#钢，考虑到零件在工作时要求有较高的强度和抗扭性，非加工面的尺寸精度要求较高，以及批量为大批量生产，所以采用模锻毛坯成型。
2、选择定位基准
（1）粗基准的选择：
以零件的圆柱面为主要的定位粗基准
（2）精基准的选择：
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以Φ15.81的孔内表面为辅助的定位精基准。
3、制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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。
零件的加工方法及工艺路线方案如下：
工序1：
粗铣Φ15左、右端面，以外圆为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序2：
钻Φ15.5孔，以Φ15孔的左端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；
工序3：
粗铰Φ15.7孔，以Φ15端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；
工序4：
精铰Φ15.81孔，以Φ15上、下端面为定位基准，采用Z518立式钻床加专用夹具；
工序5：
铣M10的下底面，以外圆为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序6：
粗、精铣叉口前后两侧面，以Φ15.81孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序7：
粗、精铣R105的圆弧面，以Φ15.81孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序8：
粗、精铣16*56两侧面，以Φ15.81孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序9：
粗、精铣叉口19*5.9两内侧面，以Φ15.81孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序10：
粗铣14.2的槽、铣11*9.65面，以Φ15.81孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；
工序11：
钻Φ9孔，以Φ15.81孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；
工序12：
攻螺纹，以Φ15.81孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；
工序13：
热处理；
工序14：
去毛刺；
工序15：
终检。
4、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定
序号
工序
内容
加工
余量
基本
尺寸
经济
精度
1
模锻件
12
2
铣Φ15左、右端面
0.5
42.5
12
3
钻Φ15.5孔
0.25
15.5
12
4
粗铰Φ15.7孔
0.1
15.7
9
5
精铰Φ
孔
0.055
15.81
8
6
铣M10的下底面
0.5
16.5
12
7
粗铣叉口前后两侧面
1.0
6.4
12
8
粗铣16*56两侧面
1.0
10.15
12
9
粗铣叉口19*5.9两内侧面
1.0
51.5
12
10
铣14.2的槽、铣11*9.65面
1.0
12
11
精铣叉口19*5.9两内侧面
0.25
51
8
12
精铣叉口前后两侧面
0.25
5.9
8
13
精铣16*56两侧面
0.25
9.65
8
14
粗铣R105的圆弧面
1.0
R105.5
12
15
精铣R105的圆弧面
0.25
R105
8
平面工序尺寸：
5、确定切削用量及时间定额
粗铣Φ15上、下端面，以外圆为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具
刀具：
YG6硬质合金端铣刀。
铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。
根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角：
λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。
2.切削用量
1）确定切削深度ap
因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。
2）确定每齿进给量fz
采用对称端铣，以提高进给量提高加工效率。
根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：
fz=0.09~0.18mm/r
故选择：
fz=0.18mm/r。
3）确定刀具寿命及磨钝标准
根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。
4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf
根据《切削手册》表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/r时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。
各修正系数为：
kMV=1.0，ksV=0.8。
切削速度计算公式为：
其中
，
，
，
，
，
，
kV=kMV.ksV=1.0×0.8=0.8，
，
，
，
，
fz=0.18mm/r，
，将以上数据代入公式：
确定机床主轴转速：
。
根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：
vc=
=
m/min=118m/min
fzc=vfc/ncz=390/300×12mm/r=0.1mm/r
5）校验机床功率
根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。
故校验合格。
最终确定:
ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/r。
6）计算基本工时
tm＝L/vf，L=l+y+Δ，l=24mm.
查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：
y+Δ=40mm，则：
tm＝L/Vf=（24*2+40）/390=0.22min。
三、总结
这次课程设计，我明白了做设计的一些要领。
首先自己有很多不足，从设计的一些基本素质，到自我学习的能力，很多方面都需要提高的。
有时候有点焦头烂额，但是只要细细研究，还是能做出来的。
在以后的学习中，我更要注意知识的积累和灵活应用。
经过两周的机械制造工艺设计，从工艺工装设计中我了解了我所设计的机械加工工艺流程，学习了和了解了机械加工的基本过程。
体验企业工作的内容和方法。
这些实际知识，对我们学习乃至以后的工作，都是十分必要的。
就我个人而言，这次课程设计我学习了一些基本的工艺知识，获得了初步分析解决简单工艺问题的能力。
最后，还要衷心的感谢老师的指导。
附件机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡
零件名称
零件图号
第1页
共2页
变速器换挡叉
A4
材料名称
碳钢
材料牌号
35钢
每批数量
大批量
毛坯种类
模锻
工
序
号
工序
名称
工序内容
机床
夹具
时间
名称
型号
名称
编号
定额
1
模锻
模锻成型
2
热处理
正火处理
3
铣
铣Φ15左、右端面
立式铣床
X51
专用夹具
4
钻
钻Φ15.5孔
立式钻床
Z525
专用夹具
5
铰
粗铰Φ15.7孔
立式钻床
Z525
专用夹具
6
铰
精铰Φ
孔
立式钻床
Z525
专用夹具
7
铣
铣M10的下底面
立式铣床
X51
专用夹具
8
铣
粗、精铣叉口前后两个侧面，倒角
立式铣床
X51
专用夹具
9
铣
粗、精铣R105的圆弧面
立式铣床
X51
专用夹具
更改内容
班级
设计者姓名
设计日期
机械加工工艺过程卡
零件名称
零件图号
第2页
共2页
变速器换挡叉
A4
材料名称
碳钢
材料牌号
35钢
每批数量
大批量
毛坯种类
模锻
工
序
号
工序
名称
工序内容
机床
夹具
时间
名称
型号
名称
编号
定额
10
铣
粗、精铣16*56两侧面
立式铣床
X51
专用夹具
11
铣
粗、精铣叉口19*5.9两内侧面，倒角
立式铣床
X51
专用夹具
12
铣
铣11*9.65面、14.2的槽，倒角
立式铣床
X51
专用夹具
13
钳
钻孔Φ9，攻螺纹M10
立式钻床
Z525
专用夹具
14
热处理
淬火处理
15
去毛刺
16
检查
更改内容
班级
设计者姓名
设计日期
机械加工工艺过程卡
机械加工工序卡片
零件名称
工序名称
工序号
变速器换挡叉
铣端面
3
材料名称
材料牌号
设备名称
设备编号
夹具名称
夹具编号
额定时间
共1页
碳钢
35钢
立式铣床
X51
专用夹具
0.22min
第1页
工序简图
工步号
工步内容
进给量
mm/r
切削速度m/min
刀具
量具
名称
规格
名称
规格
1
铣Φ15左、右端面
0.18
142
硬质合金端铣刀
YG6
专用量具
更改内容
班级
设计者姓名
设计日期
机械加工工序卡片
参考文献
[1]倪小丹，杨继荣，熊运昌.机械制造技术基础.北京:
清华大学出版社，2007.
[2]孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具指导设计.北京：
冶金工业出版社，2002.
[3]王绍俊.机械制造工艺手册.北京：
机械工业出版社，1985.
[4]侯德政.机械制造工艺课程设计指导书.北京：
北京理工大学出版社，2010.
[5]肖诗纲.切削用量手册.北京：
机械工业出版社，1993.
[6]李益明.机械制造工艺简明手册.北京：
机械工业出版社，1933.
[7]胡凤兰.互换性与技术测量基础.北京：
高等教育出版社，2010.
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