设计拨叉零件的机械加工工艺规程机械制造工艺学课程设计.docx

1、设计拨叉零件的机械加工工艺规程机械制造工艺学课程设计湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 机械工程 学院（系、部） 学年第 1 学期 课程名称 机械制造工艺学 指导教师 职称 学生姓名 专业班级机械工程及自动化 学号 题 目 设计“ 拨叉 ”零件的机械加工工艺规程（年产量为4000件） 成 绩 起止日期 年 12 月 18 日 2011 年 12 月 24 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸10张456注意：需要过程工艺卡和CAD图的同学请加我QQ：742718915课程设计任务书2011 2012学年第1学期 机械工程 学院（系

2、、部） 机械工程及自动化 专业 班级课程名称： 机械制造工艺学 设计题目： 设计“ ”零件的机械加工工艺规程（年产量为4000件） 完成期限：自 年 12 月 18 日至 年 12 月 24 日共 1 周内容及任务一、设计的主要技术参数二、设计任务三、设计工作量1.产品零件图，一张 2.零件的机械加工工艺规程，一本 3.课程设计说明书，一本进度安排起止日期工作内容2011.12.18-2011.12.19熟悉零件，查阅资料，画零件图；2011.12.19-2011.12.21选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺卡片；2011.12.21-2011.12.23编写设计说明书；2011.

3、12.23-2011.12.24准备及答辩。主要参考资料1 邹青. 机械制造技术基础课程设计指导教程. 第3版.北京：机械工业出版社，20102 赵家齐. 机械制造工艺学课程设计指导书.第2版.北京：机械工业出版社，2006指导教师（签字）： 2011年12 月8日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日 机械制造工艺学课程设计设计说明书设计“ 拨叉 ”零件的机械加工工艺规程（年产量为4000件）起止日期： 年 12月 18日 至 年 12 月 24 日组员姓名 班级 学号 成绩指导教师(签字)机械工程学院 机械制造工艺学课程设计说明书题目:支架零件机械加工工艺规程及关键工序夹具设计专 业：班

4、级：设 计 者：学 号：指导教师：机械制造工艺学课程设计任务书题目:拨叉零件机械加工工艺规程及关键工序夹具设计内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺过程综合卡片1张4.机械加工工序卡片7张5.夹具结构设计装配图1张6.夹具结构设计零件图2张7.课程设计说明书1份专 业：班 级：设 计 者：学 号：指导教师：目录一、零件的分析.31.1、零件的作用.31.2、零件的工艺分析.3二、确定生产类型.4三、确定毛坯.5四、工艺规程设计.64.1基准的选择.64.2工序.8五、夹具设计.175.1精度和批量分析.175.2定位基准的选择.175.3确定加紧机构.175.4确定其他装置和夹具体

5、.18心得体会.20参考文献.20一、零件的分析（一）、零件的作用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进行工作。宽度为18+0.0110mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为18+0.0110mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。（二）、零件的工艺分析 拨叉共有两组加工表面。以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括25+0.230mm的六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.

6、120mm的槽经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。二、确定生产类型该拨叉的生产纲领：年产量 4000件；每日3班。属于小型零件，中批量生产。特点毛坯的制造方法及加工余量：部分铸件用金属型；部分锻件用模锻。毛坯精度中等、加工余量中等。机床设备及其布置形式：部分采用通用机床，部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式。夹具：广泛使用专用夹具，可调夹具。刀具和量具：按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正，广泛采用通用夹具或专用夹具装夹。操作工人平均技术水平：一般成产率：一般成本：

7、一般工艺文件：有较详细的工艺规程，用工艺卡片管理生产。三、确定毛坯确定毛坯的制造形成 零件材料HT150、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为30.8mm。毛坯零件图如下图： 正视图 左视图四、工艺规程设计4.1基准的选择粗基准的选择：因为要保证的22孔的中心线垂直于右端面，所以以40的外圆表面的粗基准。精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的C面为精基准

8、。制定工艺路线。 方案一工序：粗-半精车-磨削两端面，同时倒两端45倒角。粗刨-半精刨-净刨A面钻-粗绞-精绞深149的盲孔mm钻-扩3的锥销孔，以A面及9孔为基准，钻-粗绞-精绞22圆柱孔，以两端面的中轴线为基准。铣削60-0.030mm的槽。铣削18+0.01100mm的槽。插键槽。方案二工序：粗、精车端面，倒两端45倒角。 以40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。钻、扩底孔插键槽。以D面为基准，钻、扩3的锥销孔，以A面及9孔为基准，选用钻床加专用夹具。钻、扩9+0.0220mm的孔。以底孔的中心线及D面为基准。选用钻床加专用夹具。铣削18+0.0120m

9、m的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。方案分析：上述两方案中，都能达到零件的尺寸，粗糙度要求，方案一的工部比较多，而且出现了多次精加工，在同样满足零件要求的情况下，方案一的成本，工时都比方案二贵，所以采用方案二比较合理以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”机械加工余量。 CA6140的拨叉材料为HT150。b =160MPa HBS 生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模。根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：D面的加工余量 D面有30.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除。单键底孔。要求以底

10、孔外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为22 0+0.28，见零件图，参照金属机械加工工艺人员手册 表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔21mm扩孔22mm插键槽花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2=1mmA面的加工余量。此工序分2个工步1、粗铣B面 2、精铣A面。精加工余量为0.2mm粗铣加工余量为2.8mm(五)确定切削用量及基本工时。4.2工序工序 （一） 车削D面。 1加工条件。工件材料：灰口铸铁HT200。 b=145MPa。铸造。加工要求：粗、半精车D面并保证40mm的工序尺寸，Ra=12.5m机床C3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具：刀片材料。

11、r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、计算切削用量。（1）已知长度方向的加工余量为30.8mm 。实际端面的最大加工余量为3.8mm 。故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT 级 取-0.46 mm （入 体方向） （2）进给量、根据切削简明手册（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm25mm,mm时，以及工件直径为40mm时=0.6-0.8mm/.按C车床说明书取=0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85 所以：实际进给量f=0.60.8=0.48 mm/按C车床说明书0.53（3）计算切削速度。按切削简明手册表1

12、.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见切削手册表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C车床说明书200 rmin所以实际切削速度V=40.8m/min （5）切削工时，按工艺手册表6.2-1 由于

13、铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=02、精车已知粗加工余量为0.5mm。进给量f. 根据切削用量简明手册表1.6 ， f=0.150.25mm/r按C车床说明书0.16 mm/r计算切削速度 按切削用量简明手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min)确定机床主

14、轴转速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按C3163车床说明书取nw=400（r/min）实际切削速度V=57.1m/min切削工时，查工艺手册表6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是钻孔，所以留下20mm的台阶，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0 3、钻孔、扩孔、倒角。 （1）、钻孔钻头选择：见切削用量简明手册表2.2钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：21 =30，2=118，2=70，b=3.5mm ,ao=12,=55

15、,b=2mm，=4mm。根据切削用量简明手册表2-9确定f=0.48、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当b210MPa 020.5mm 可确定f=0.75。 按C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n.、 决定钻头磨钝标准及寿命 表2.21，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6 寿命T=45min.、切削速度由切削用量简明手册，表2.15得 =21m/minn=1000V/D=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 实际=17 m/min 、 基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/28

16、0x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表2.29. 查出+=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2）、扩孔刀具直径do=22mm；刀具几何参数同上。 由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，所以Tm同上 Tm=0.32 倒角刀具15锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。（3）、倒角 刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.2可以查出当160245HBS2.80.641min3.4kw按C车床说明书主电机功率11可见比小得多所以机床功率

17、足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表 2.21当21 0.64 查得转矩61.8N.M切削用量简明手册表由表2.32得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按C车床说明书主电机功率11可见C比小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要工序（二） 插键槽键槽的宽度为60-0.020mm，深度48mm切削深度ap=3mm刀具耐用度t=200min进给量f=1mm插槽速度V=8.81m/min切削力Nz=1548=1393.2N/m机动时间T0=f为进给量；n为双行程次数；h为被加工槽的深度机动进给时，H=h+1工序（三） 粗铣，精铣A面。加工要

18、求：粗铣A面，精铣A面，Ra=3.2。用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm机床 ：62W加工工件尺寸：宽度：40mm 长度：28mm1. 粗铣选择刀具 根据切削用量简明手册表3.1 铣削宽度ae5mm时。直径为do=50mm故齿数，由于采用标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数（表3.2）rn=10ao=16 切削用量 3mm选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.6镶齿铣刀do=50mm， 刀具寿命 T=120min（表3.8）决定切削速度Vc、可根据切削用量简明手册表3.9确定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0

19、.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min 根据X62W型铣床说明书选n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)

20、/1000=25.1m/min Vf=nf=160x0.6=96mm/min 选Vf=80mm/min 实际fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z5) 机床功率：根据切削用量简明手册表3.20 当 Vc=71m/min ae=2.8mm ap=41mm fz=0.08 Kmpc=1.4kw 切削功率的修正系数：故Pct0.8,根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.50.75=5.63kw 故PccPcm 因此所决定的切削用量可以采用。 ae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/min Vc=25.1m/min fz=0.0625mmm/z6) 基本工时根据

21、切削用量简明手册表3.5Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm工序（四） 钻扩、锥销孔加工要求：用乳化冷却液加工工件尺寸，直径2.5mm，深为18的通孔。由切削用量简明手册进给量取f=0.3 r/min 工具耐用度t=45minV=14.67 m/min切削力N=425=404.15N扭矩 M=210=368.29 N/m钻完孔保留0.5mm的加工余量，再通过扩孔来提高表面精度以保证Ra=3.2的粗糙度要求切削深度 ap=45mm进给量取f=0.3 r/min工具耐用度t=100min扩孔速度v=58.95切削力N=233=537.96扭矩 M

22、=846d=646.00工序（五） 钻孔扩孔加工要求：用乳化冷却液加工工件尺寸，直径7mm，深为10的盲孔。由切削用量简明手册进给量取f=0.3 r/min 工具耐用度t=50minV=27.46 m/min实际取25 m/min切削力N=425=1779.70N扭矩 M=210=5796.05 N/m钻完孔保留1mm的加工余量，再通过扩孔来提高表面精度以保证Ra=3.2的粗糙度要求切削深度 ap=45mm进给量取f=0.3 r/min工具耐用度t=100min扩孔速度v=123.79 m/min切削力N=233=2010.46N扭矩 M=846d=1677.85 N/m工序（六）铣宽为180

23、+0.11mm槽加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽180+0.11m，长L=40mm，加工余量23mm 由于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走，ae=23，ap=10mm，选择刀具铣刀参数：L=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=24选择铣削用量由于槽的宽度为18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm由切削用量简明手册表3.3 确定f=0.5mm/r 现取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表3

24、.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8确定刀具寿命：T=100min其中4）确定切削速度Vc和每齿进给量：决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由切削用量简明手册3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =98.6m/minn=1000Vc/do=

25、100098.6/3.14100=314r/min根据X62W型铣床说明书选nc=300r/min实际速度Vc=donc/1000=94.2m/min 选Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根据X62W型铣床说明书选选Vf=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z5）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min） L1+=20mm i=2(走两次)工序（七） 磨18mm槽保证尺寸18mm 选择砂轮。见切削手册第三章中磨料选择各表，结果为GZ46KV6P35040127其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，所以选用为粒度为46#，硬度为软2级。 平型砂轮，其尺寸为16640（DdH）。切削用量的选择。砂轮转速n砂=3000r/min(见机床说明书)，v砂=2.5m/s进给量f=50mm/min 双单行程 fr=0.015mm切削工时。当加工1个表面时 Tm