机械制造工艺说明书.docx
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机械制造工艺说明书
零件分析 .................................................1
一、零件的作用 ........................................1
二、零件的工艺分析 ....................................2
（一）、确定毛坯 ....................................2
（二）、主要尺寸精度和形位公差 ......................2
零件的工艺分析及生产类型的确定 ...........................3
一、确定毛坯 ..........................................3
（一），确定毛坯种类：
..............................3
二、工艺规程设计 ......................................3
（一）、选择定位基准：
..............................3
（二）、制定工艺路线 ................................3
三、加工余量，工序尺寸及公差的确定 ....................5
（一）、各个工序加工余量，精度等级 ..................5
（二）、确定切屑用量及时间定额 ......................5
夹具设计 ................................................11
一、 定位方案 ........................................11
二、 对刀装置 ........................................11
三、 使用方法 ........................................12
总结 ....................................................12
参考文献 ................................................13
机械制造工艺学课程设计
零件分析
一、零件的作用
副变速拨叉应用在副变速箱的换档机构中，拨叉头孔套早变速叉轴上。
拨叉
脚则夹在双联变换齿轮的槽中。
当需要变速时，操纵变速杆，变换操纵机构就
通过拨叉头部的操纵 槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨插脚拨动
双联变换齿轮在花键上滑动一改变档位，从而改变速度。
该拨叉变速时要承受
弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件具有足够的强度和刚度以及韧性，以
适应拨叉的工作条件。
该拨叉形状特殊，结构简单。
为实现变速的功能，其叉
轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。
叉脚两端面在工作中需
要承受冲击载荷，为增强起耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为 48—
58HRC。
拨叉头两端面和叉脚两端面在轴方向上均高于相邻表面，这样既减少了
加工表面又提高了变速时叉脚端面的接触刚度。
该零件除了主加工表面外，其
余的表面加工精度均较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削、钻床的粗加
工就可以达到加工要求。
二、零件的工艺分析
（一）、确定毛坯
零件材料为 KTH-10，考虑到零件在加工工程中所受冲击力不大，并且为中
批量生产，因此，选择金属模砂型铸造毛坯。
铸件要求不能有砂眼、疏孔等缺陷，以保证零件的强度、硬度和刚度，使
其在外力作用下不至于发生意外事故。
（二）、主要尺寸精度和形位公差
（1）Φ24 的圆柱
1
机械制造工艺学课程设计
（2）Φ14 的孔的尺寸精度为 H9（+0.043 0），表面粗糙度为 3.2，其中心轴
线的基准线偏差为 Φ0.025
（3）两叉头同侧的表面粗糙度为 6.3
（4）零件图中 14H13（+0.27 0）凹槽表面粗糙度为 12.5
（5）叉脚端面 40H（-0.12 -0.24）表面粗糙度为 12.5。
零件的工艺分析及生产类型的确定
一、确定毛坯
（一），确定毛坯种类：
零件材料为 KTH350-10,考虑到零件在加工过程中所受冲击力不大并且为中
批量生产，所以，选择金属模机械砂型铸造毛坯。
查表，选用铸件尺寸公差等
级为 CT10。
保证的尺寸公差在 1-3mm。
副变速拨叉毛坯图见附件一，零件图见
附件二。
二、工艺规程设计
（一）、选择定位基准：
（1）：
粗基准选择：
以零件的左端面为主要粗基准，以零件的左端面外圆为辅
助粗基准。
（2）：
精基准选择：
根据精基准的选择原则“基准统一原则”以及考虑到工件
的装夹与加工方便，选用加工后的左端面为主要精基准，以零件的左端面外圆
为辅助精基准。
2
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（二）、制定工艺路线
考虑到零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求，以及加工时
的经济性，尽量使工序能够集中起来。
零件的加工方法及工艺路线如下：
方案一：
工序一：
先铸件回火
工序二：
以 Φ24 外端面为粗定位基准，粗铣拨叉左右两端面；用成型刀铣
左右两端面
工序三：
以 Φ24 外端面为基准，铣叉脚右端面；倒角
工序四：
以 Φ24 外端面为基准，钻，扩，铰孔 Φ14mm 孔
工序五：
以叉脚右端面为精基准，铣叉脚左端面，倒角；铣
14H13（ 0
+0.27
）槽
工序六：
以叉脚右端面为精基准，钻 Φ8.7 0
+0.1
孔
工序七：
去毛刺
工序八：
终检
方案二：
工序 1：
铣φ 24 右端面，以φ 24 左端面为粗基准，采用立式铣床加专用夹具。
工序 2:
钻，铰φ14 孔，以φ 24 右端面以及φ 24 外圆为基准，采用立式钻床以及
专用夹具。
工序 3：
铣φ 24 左端面，以及铣两叉头左侧及右侧，以φ 24 右端面为定位基准，
采用立式铣床及专用夹具。
工序 4：
铣两叉头侧，以φ14 孔中心为定位基准，采用卧式铣床及专用夹具。
工序 5：
铣槽，以φ 24 孔表面为定位基面，采用卧式铣床及专用夹具。
工序 6：
钻，铰φ8.7 孔，以φ 24 孔表面为定位基面，采用立式钻床及专用夹具。
工序 7：
去毛刺。
工序 8：
终检。
通过比较，方案一的加工精度和加工顺序都没有方案二好，因此，将加工
工艺路线确定为:
方案二
3
序
号
加工表面
加工
容
加工余
量
（mm）
精度等
级
（CT）
工序尺
寸
（mm）
表面粗
糙度
工序余
量
（mm）
1
φ 24 右端面
粗铣
3.2
12
73.2
25
0
2
两叉头右侧
粗铣
4.6
12
10.6
6.3
0
3
φ14 孔
钻，
12,
11
12
2
铰
2
7
14
3.2
0
4
φ 24 左端面
粗铣
3.2
12
70
25
0
5
两叉头左侧
粗铣
4.6
12
6
6.3
0
6
两叉头侧
粗铣
6
12
40
12.5
0
7
槽
粗铣
2.2
10
14
12.5
0
机械制造工艺学课程设计
工序 1：
铣φ 24 右端面，以φ 24 左端面为粗基准，采用立式铣床加专用夹具。
工序 2:
钻，铰φ14 孔，以φ 24 右端面以及φ 24 外圆为基准，采用立式钻床以及
专用夹具。
工序 3：
铣φ 24 左端面，以及铣两叉头左侧及右侧，以φ 24 右端面为定位基准，
采用立式铣床及专用夹具。
工序 4：
铣两叉头侧，以φ14 孔中心为定位基准，采用卧式铣床及专用夹具。
工序 5：
铣槽，以φ 24 孔表面为定位基面，采用卧式铣床及专用夹具。
工序 6：
钻，铰φ8.7 孔，以φ 24 孔表面为定位基面，采用立式钻床及专用夹具。
工序 7：
去毛刺。
工序 8：
终检。
三、加工余量，工序尺寸及公差的确定
（一）、各个工序加工余量，精度等级
4
8
φ8.7 孔
钻
7
10
7
1.7
铰
1.7
10
8.7
25
0
机械制造工艺学课程设计
（二）、确定切屑用量及时间定额
1、铣φ 24 端面以及两叉头左侧
（1）、加工条件：
被加工材料 KTH350-10 其最小抗拉强度为 330MPa，最低延伸
率为 10 的黑心可锻铸铁。
零件大小为 x=70mm，y=85mm。
（2）、加工要求：
铣φ 24 右端面，加工余量为 3.2mm。
（3）、刀具选择：
选择硬质合金端铣刀 YG8，根据 ap ≤ 4 ， ae ≤ 60 ，选取铣刀
直径 D=40mm，d=16mm，齿数 12。
在 0.15～0.3mm/z 之间。
（4）、切屑深度:
因为加工余量较小，一次走刀即可完成。
即被吃刀量为 2mm。
（5）、选用铣床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-35，选用 X51 立式
铣床，同时查得主轴转速：
100 r.min-1 电动机功率：
4.5kw。
（6）、确定切屑速度和工作台每分钟进给量 fMz 。
查《切削用量简明手册》表
q
T ap v f z auv z pv
kv 查表
cv = 548, kv = 1,T = 120 min, m = 0.33, ap = 2, xv = 0.17
yv = 0.32, ae = 2, uv = 0.22，qv = 0.22，pv = 0
vc = 74.8m/min
（7）、工时定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N 其中 Td -
单件时间定额； Tj -基本时间 ； Tf -辅助时间； Tb -布置工作时间； Tx -休息及
生理需要时间； Tz -准备与终结时间；N-一批零件的数量。
基本时间：
Tj =
l + l1 + l2
fMz
i;l1 = ae （d - ae ） + 2;l2 = 3 计算可得 Tj = 0.4 min .
辅助时间：
Tf =0.2 Tj =0.08min.
5
机械制造工艺学课程设计
布置工作时间：
Tb =0.05×0.48=0.024min.
休息及生理需要时间 Tz =0.03×0.48 ≈ 0.02min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额 T=0.53min
2、加工φ14 孔
（1）、加工条件：
被加工材料 KTH350-10 其最小抗拉强度为 330MPa，最低延伸
率为 10 的黑心可锻铸铁，孔直径为 14mm。
钻孔至 12mm，扩孔至 13.8mm，精铰
至 14mm。
（2）、选择刀具：
钻孔时，高速钢，钻头直径 12mm，铰孔时，YG8，钻头直径
为 14mm。
进给量 f ≤ 0.3mm / r ，切削速度 vc =
x
z
kv 查《切削用量简明手
册》表 2.30 算得 vc = 12.1m / min 。
（3）、选用钻床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-14，选用立式钻床
Z525。
主轴最大行程 175mm，主轴转速 97r/min，主轴最大转矩 245.25N，功率
2.8kw。
（4）、时间定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N 其中 Td -
单件时间定额； Tj -基本时间 ； Tf -辅助时间； Tb -布置工作时间； Tx -休息及
生理需要时间； Tz -准备与终结时间；N-一批零件的数量。
钻孔的基本时间：
Tj =
L
fn
=
l + l1 + l2
fn
;l1 =
D
2
cot kr + 2;l2 = 3 ；计算可得：
Tj = 3.8 min
辅助时间：
Tf =0.2 Tj =0.76min.
布置工作时间：
Tb =0.05*3.8=0.19min.
休息及生理需要时间 Tz =0.03*3.8 ≈ 0.11min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
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机械制造工艺学课程设计
工时定额 Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N = 4.86min
铰孔的基本时间：
：
Tj =
L
fn
=
l + l1 + l2
fn
;l1 =
D - d1
2
cot kr + 2;l2 = 3 ；计算可得：
Tj = 4.9 min
辅助时间：
Tf =0.2 Tj =0.98min.
布置工作时间：
Tb =0.05*4.9=0.25min.
休息及生理需要时间 Tz =0.03*4.9 ≈ 0.15min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额 Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N = 6.28min
加工φ14 孔所用的额定工时为：
T=17.6min
3、加工φ8.7 孔
（1）、加工条件：
被加工材料 KTH350-10 其最小抗拉强度为 330MPa，最低延伸
率为 10 的黑心可锻铸铁，孔直径为 8.7mm。
钻孔至 7mm，精铰至 8.7mm。
（2）、选择刀具：
钻孔时，高速钢，钻头直径 7mm，扩孔时，高速钢，钻头直
径 8mm，铰孔时，YG8，钻头直径为 8.7mm。
进给量 f ≤ 0.3mm / r ，切削速度
vc =
x
z
kv 查《切削用量简明手册》表 2.30 算得 vc = 12.1m / min 扩孔时，
高速钢，钻头直径 8mm，
（3）、选用钻床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-14，选用立式钻床
Z525。
主轴最大行程 175mm，主轴转速 97r/min，主轴最大转矩 245.25N，功率
2.8kw。
（4）、时间定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N 其中 Td -
单件时间定额； Tj -基本时间 ； Tf -辅助时间； Tb -布置工作时间； Tx -休息及
生理需要时间； Tz -准备与终结时间；N-一批零件的数量。
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机械制造工艺学课程设计
钻孔的基本时间：
Tj =
L
fn
=
l + l1 + l2
fn
;l1 =
D
2
cot kr + 2;l2 = 3 ；计算可得：
Tj = 2.3 min
辅助时间：
Tf =0.2 Tj =0.46min.
布置工作时间：
Tb =0.05*2.3=0.12min.
休息及生理需要时间 Tz =0.03*2.3=0.07min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额 Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N = 2.95min
铰孔的基本时间：
：
Tj =
L
fn
=
l + l1 + l2
fn
;l1 =
D - d1
2
cot kr + 2;l2 = 3 ；计算可得：
Tj = 4.6 min
辅助时间：
Tf =0.2 Tj =0.92min.
布置工作时间：
Tb =0.05×4.6=0.23min.
休息及生理需要时间 Tz =0.03×4.6 ≈ 0.14min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额 Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N = 5.9min
加工φ14 孔所用的额定工时为：
T=12.95min
4、铣槽
（1）、加工情况：
铣槽宽：
14mm，槽长度：
19mm，槽深度 16mm。
被加工材料
KTH350-10 其最小抗拉强度为 350MPa，最低延伸率为 10 的黑心可锻铸铁。
（2）、选用刀具：
高速钢三面刃铣刀。
铣刀直径为 125mm，宽度 14mm，齿数 20
（3）、选机床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-38，选用 X62 型卧式
铣床。
机床功率为 7.5kw。
每齿进给量为 0.06-0.1mm/z。
取 f=0.08mm/z。
确定
切屑速度和工作台每分钟进给量 fMz 。
查《切削用量简明手册》表 3.27 中公式
8
计算 vc =
x y
q
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kv 式中，
Cv = 63.4.qv = 0.25, xv = 0.1, yv = 0.2, uv = 0.15 pv = 0.1, m = 0.2,T = 120 min,
ap = 16mm, f z = 0.08mm / z, ae = 14mm, z = 20, d = 125mm, kv = 1.0
计算得 v = 25.4m/min
n =
1000 ⨯ 25. 4
π ⨯125
= 64.68r / min
根据 X62 型卧式铣床工作台进给表（4.2-39），选择 n=60r/min=1r/s，则实际
的切削速度 v=0.36m/s，工作台每分钟进给量为：
fMz = 0.08⨯ 20 ⨯ 60 = 96mm / min
根据 X62 型卧式铣床工作台进给表（4.2-40），选择 fMz = 75mm / min 。
则实际
的每齿进给量为 f z =
75
20 ⨯ 60
= 0.063mm / z
（4）、工时定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N 其中 Td -
单件时间定额； Tj -基本时间 ； Tf -辅助时间； Tb -布置工作时间； Tx -休息及
生理需要时间； Tz -准备与终结时间；N-一批零件的数量。
基本时间：
Tj =
l + l1 + l2
fMz
i;l1 = ae （d - ae ） + 2;l2 = 3 计算可得 Tj = 0.7 min = 42s .
辅助时间：
Tf =0.2 Tj =0.14min.
布置工作时间：
Tb =0.05×0.7=0.35min.
休息及生理需要时间 Tz =0.03×0.7 ≈ 0.021min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额 T=1.211min=72.66s
5、铣两叉头侧
（1）、加工情况：
两叉头侧宽：
40mm，长度：
6mm，深度 18mm。
被加工材料
KTH350-10 其最小抗拉强度为 350MPa，最低延伸率为 10 的黑心可锻铸铁。
（2）、选用刀具：
高速钢三面刃铣刀。
铣刀直径为 125mm，宽度 40mm，齿数 20
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机械制造工艺学课程设计
（3）、选机床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表 4.2-38，选用 X62 型卧式
铣床。
机床功率为 7.5kw。
每齿进给量为 0.06-0.1mm/z。
取 f=0.08mm/z。
确定
切屑速度和工作台每分钟进给量 fMz 。
查《切削用量简明手册》表 3.27 中公式
计算 vc =
x y
q
kv 式中，
Cv = 63.4.qv = 0.25, xv = 0.1, yv = 0.2, uv = 0.15 pv = 0.1, m = 0.2,T = 120 min,
ap = 18mm, f z = 0.08mm / z, ae = 40mm, z = 20, d = 125mm, kv = 1.0
计算得 v = 25.4m/min
n =
1000 ⨯ 25. 4
π ⨯125
= 64.68r / min
根据 X62 型卧式铣床工作台进给表（4.2-39），选择 n=60r/min=1r/s，则实际
的切削速度 v=0.36m/s，工作台每分钟进给量为：
fMz = 0.08⨯ 20 ⨯ 60 = 96mm / min
根据 X62 型卧式铣床工作台进给表（4.2-40），选择 fMz = 75mm / min 。
则实际
的每齿进给量为 f z =
75
20 ⨯ 60
= 0.063mm / z
（4）、工时定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td = Tj + Tf + Tb + Tx + Tz / N 其中 Td -
单件时间定额； Tj -基本时间 ； Tf -辅助时间； Tb -布置工作时间； Tx -休息及
生理需要时间； Tz -准备与终结时间；N-一批零件的数量。
基本时间：
Tj =
l + l1 + l2
fMz
i;l1 = ae （d - ae ） + 2;l2 = 3
计算可得 Tj = 0.7 min = 42s .
辅助时间：
Tf =0.2 Tj =0.14min.
布置工作时间：
Tb =0.05×0.7=0.35min.
休息及生理需要时间 Tz =0.03×0.7 ≈ 0.021min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额 T=1.211min=72.66s
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机械制造工艺学课程设计
夹具设计
本夹具是在工序 1 用立式铣床粗铣、精铣端面。
工件以未加工的端面定位，
限制五个自由度，用 V 型块限制四个自由度，压板限制一个自由度实现定位。
所设计的夹具装配图：
附件五
一、定位方案工件以未加工的端面定位，用 V 型块进行定位，夹紧机构
根据生产要求，通过手动夹紧就可以满足要求，压板进行夹紧。
二、对刀装置采用直角对刀块（/T8031.3-1999）及平面塞尺
（/T8032.1-1999）对刀。
对刀块用螺钉固定在夹具上，定位销可以作上下调节
以适应不同形状尺寸的零件的安装，实现成组加工。
三、使用方法安装工件时，先将压板转开，把工件从夹具前方放入夹具，
并使各定位表面靠紧各自的定位元件。
然后拧紧夹紧螺母，即可进行加工。
11
机械制造工艺学课程设计
总结
为期两周的夹具课程设计已经结束，课程设计作为《机械制造工艺学》课
程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产
实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段：
第一阶段是机械加工工艺规程设计，
第二阶段是专用夹具设计。
第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、
机床选用、时间定额计算等方面的知识；第二阶段运用了工件定位、夹紧机构
及零件结构设计等方面的知识。
通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、
专用夹具设计的方法和步骤等。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题
等方面得到了一次较好的训练。
提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，
为以后的设计工作打下了较好的基础。
再次感在这次课程设计中
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