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機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計“CA6140撥叉”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備內(nèi)容：1. 零件圖 1張2. 毛坯圖 1張3. 機械加工工藝過程綜合卡片 1張4. 夾具裝配圖 1張5. 夾具零件圖 1張6. 課程設(shè)計說明書 1份 專 業(yè) 機械設(shè)計 班 級 機設(shè)093 學(xué) 生 舒新、樊路平、黃朝萬、吳修羽 指導(dǎo)教師 何國旗 年 月 日目錄 前言一、零件的工藝性分析1.1、零件的作用1.2、零件的工藝分析二、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1、確定毛坯的制造形成2.2、基準(zhǔn)的選擇2.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇2.2.2 精基準(zhǔn)的選擇2.3、制定工藝路線2.3.1 工藝路線方案2.3.2 工藝路線方案二三、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定3.1、毛坯余量及尺寸的確定3.2、確定工序和基本工時四、夾具的設(shè)計五、體會與展望六、參考文獻前 言機械制造工程學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了機械制造工程學(xué)等課程，并進行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)，它要求學(xué)生全面地綜合運用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規(guī)程的設(shè)計和機床夾具的設(shè)計。其目的在于：1）培養(yǎng)學(xué)生運用機械制造工程學(xué)及相關(guān)課程的知識，結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決零件機械加工工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。2）能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用機床夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬訂機床夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。4）進一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。本次課程設(shè)計共分為五部分，分別是：繪制、分析零件圖，進行工藝審查；選擇毛坯制造方式，畫毛坯圖；擬訂工藝路線，確定加工工序；機床夾具總體方案設(shè)計。針對這四大塊內(nèi)容，我們進行了認(rèn)真的分析，明確的分工，并協(xié)調(diào)合作，共同完成了此次任務(wù)。團隊共四人，每個人在此次課程設(shè)計中都做出了很大的貢獻，具體分工明細(xì)在說明書及分工明細(xì)表中均會體現(xiàn)出來！就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己將要從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中更加鍛煉自己，鞏固和加深理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)理論，解決現(xiàn)代實際工藝設(shè)計問題的能力，為以后走上工作崗位打下一個良好的基礎(chǔ)！由于能力水平有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中難免有許多不足之處，懇請老師給予批評指導(dǎo)！ 2011年10月25日一、零件的工藝性分析1.1、零件的作用（一）零件的作用：題目給定的零件是撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作。寬度為的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。（二）零件的工藝性分析 圖一撥叉的全部技術(shù)要求如下：項目公差等級偏差粗糙度定位基準(zhǔn)的六尺方型花鍵孔花鍵孔中心線的花鍵底孔花鍵孔中心線兩端的倒角花鍵孔中心線尺寸的槽花鍵孔中心線尺寸的槽花鍵孔中心線的花鍵槽寬花鍵孔中心線撥叉共有兩組加工表面。1. 以花鍵孔的中心線為基準(zhǔn)的加工面這一組面包括的六齒方型花鍵孔0花鍵底孔兩端的倒角和距中心線為的平面。2. 以工件右端面為基準(zhǔn)的的槽和的槽經(jīng)上述分析可知，對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。二、機械加工工藝規(guī)程設(shè)計(一) 確定毛坯的制造形成。零件材料為，因為零件的工作過程有動載荷和沖擊，故選用鍛件。因為中批生產(chǎn)且尺寸不是很大，故采用模鍛成型。經(jīng)查金屬機械加工工藝人員手冊表取等級為級精度底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為。毛坯零件圖如下圖圖二。圖二（二）基準(zhǔn)的選擇。1. 粗基準(zhǔn)的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以的外圓表面為粗基準(zhǔn)。2. 精度基準(zhǔn)的選擇：為保證定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)重合，以零件的面為精基準(zhǔn)。（三）制定工藝路線。 制定工藝路線時需要考慮的主要問題有：怎樣選擇定位基準(zhǔn)；怎樣確定加工方法；怎樣安排加工順序以及熱處理、檢驗等其他工序。本零件的加工面有端面、內(nèi)孔、花鍵、槽等，材料為HT200灰鑄鐵，參考機械制造工藝設(shè)計簡明手冊（以下簡稱工藝手冊）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法選擇如下：、A端面：根據(jù)GB1800-79規(guī)定毛坯的公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra12.5um，要達到零件的技術(shù)要求，公差等級為IT9，表面粗糙度為Ra3.2um，需要經(jīng)過粗銑、 花鍵底孔：公差等級為IT12，表面粗糙度為Ra6.3um，毛坯為實心，未沖出孔，故采用粗銑、 槽的D端面：零件技術(shù)要求表面粗糙度達到Ra3.2，而毛坯的公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra12.5，故需要采用粗銑半精銑。、 槽：零件技術(shù)要求槽的兩側(cè)端面表面粗糙度為Ra1.6um，槽的底端面為Ra6。3um，需要采用粗銑精銑，就可以達到公差等級為IT8表面粗糙度Ra1.6um。、 mm槽：零件技術(shù)要求槽的各端面要達到的表面粗糙度為Ra3.2um，需要采用粗銑半精銑、花鍵孔（6 mm ）：要求花鍵孔為外徑定心，兩側(cè)面表面粗糙度為Ra3.2um底面表面粗糙度為Ra1.6um，故采用拉削加工、兩處倒角：25 mm花鍵底孔兩端處的275倒角，表面粗糙度為Ra6.3um，為了使工序集中，所以花鍵底孔的兩端面的275倒角在Z525立式鉆床上采用锪鉆的方法即可 方案一工序：1. 粗車、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端倒角。2. 粗車、精銑削面。3. 銑削的槽。4. 銑削的槽。5. 用拉刀拉花鍵。6. 去毛刺。7. 終檢。 方案二工序：1. 粗車、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端倒角。以圓柱面為粗基準(zhǔn)。選用轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。2. 拉花鍵。以面為基準(zhǔn)。3. 銑削槽面。以花鍵的中心線及面為基準(zhǔn)。選用臥式銑床加專用夾具4. 銑削的槽。以花鍵的中心線及面為基準(zhǔn)。選用臥式銑床加專用夾具。5. 銑削的槽。以花鍵的中心線及面為基準(zhǔn)。選用臥式銑床加專用夾具。6. 去毛刺。7. 終檢。方案分析：上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中工序很難對工件進行定位和加緊。方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和面作為道工序的定位基準(zhǔn)。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。三、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 的撥叉材料為。毛坯重量為生產(chǎn)類型為大、中批量生產(chǎn)，采用模鍛鍛模造毛坯。根據(jù)上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：3.1 毛坯余量及尺寸的確定1. 面的加工余量 面有的加工余量，以達到把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除的要求。2. 矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)孔尺寸為，見零件圖，參照金屬機械加工工藝人員手冊 表確定孔加工余量的分配：鉆孔擴孔拉花鍵?。ㄒ酝鈴蕉ㄐ模?. 右端面的加工余量。此工序有個工步：1、粗銑右端面 2、精銑右端面。精加工余量為，粗銑加工余量為。3.2 確定工序和基本工時工序：車削面。 1加工條件。工件材料：灰口鑄鐵（）、鑄造。加工要求：粗、半精車面并保證的工序尺寸，。機床：（轉(zhuǎn)塔式六角臥式車床）。刀具： 2、計算切削用量。（1）已知長度方向的加工余量為。實際端面的最大加工余量為。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差級?。ㄈ塍w方向）。 （2）進給量根據(jù)切削簡明手冊（第3版）表當(dāng)?shù)稐U尺寸為,時，以及工件直徑為時（由于凸臺面的存在所以直徑?。０窜嚧舱f明書取。由于存在間歇加工所以實際進給量乘以，所以：。按車床說明書取。（3）計算切削速度。按切削簡明手冊表，切削速度的計算公式為（壽命選）刀具材料 ，其中：，修正系數(shù)見切削手冊表，（4）確定機床主軸轉(zhuǎn)速按車床說明書所以實際切削速度 （5）切削工時，按工藝手冊表由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準(zhǔn)備，。3、鉆孔、擴孔、倒角。 （1）、鉆孔鉆頭選擇：見切削用量簡明手冊表鉆頭幾何形狀為（表及表）：雙錐修磨具刃，鉆頭參數(shù)：，,。根據(jù)切削用量簡明手冊表確定。、按機床進給強度決定進給量：根據(jù)表 ,當(dāng)， ，可確定。 按車床說明書，取。、 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 表，當(dāng)，鉆頭最大磨損量取，壽命.、切削速度由切削用量簡明手冊，表得 ，。由機床技術(shù)資料得和接近的有和，取。取，實際。 、基本工時， 入切量及超切量由表，查出。 所以（2）、擴孔刀具直徑；刀具幾何參數(shù)同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節(jié)省停車和調(diào)換走刀量等輔助時間，和都不變，所以同上 。倒角刀具锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。（3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率：按切削用量簡明手冊表可以查出，當(dāng)時：，算得。按車床說明書，主電機功率?？梢姳刃〉枚嗨詸C床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表 當(dāng)時，。查得轉(zhuǎn)矩由切削用量簡明手冊表得功率公式并計算得：按車床說明書可知主電機功率可見比小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要工序 拉花鍵孔單面齒升：根據(jù)有關(guān)手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒為,拉削速度：切削工時：式中： 單面余量(由拉削到)； 拉削表面長度； 考慮校準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，?。?考慮機床返回行程系數(shù)，取； 拉削速度（）； 拉刀單面齒升； 拉刀同時工作齒數(shù)，； 拉刀齒距。 拉刀同時工作齒數(shù)：其本工時 工序 粗銑，精銑面。加工要求：粗銑面，精銑面，。用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量機床：加工工件尺寸：寬度：， 長度：。1. 粗銑1) 選擇刀具 根據(jù)切削用量簡明手冊表銑削寬度時。直徑為，故齒數(shù)，由于采用標(biāo)準(zhǔn)鑲齒圓柱銑刀，故銑刀幾何參數(shù)（由表可得）為：，。 2) 切削用量 留精銑的加工余量為，所以本道工步切削寬度，由于加工表面精度要求。根據(jù)表得每轉(zhuǎn)進給量就能滿足要求，但考慮到功率為，機床為中等系統(tǒng)剛度和銑床的說明書，所以每轉(zhuǎn)進給量。3) 選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命。根據(jù)切削用量簡明手冊表，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為，鑲齒銑刀， 刀具壽命（由表可得）。4) 決定切削速度：可根據(jù)切削用量簡明手冊表確定, ,，, 根據(jù)型銑床說明書，選。 選， 實際5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表，當(dāng)則，。 切削功率的修正系數(shù)：。根據(jù)型銑床說明書，機床主軸允許的功率為，故因此所決定的切削用量可以采用： ，6) 基本工時根據(jù)：由切削用量簡明手冊表，2. 精銑1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為，所以本道工步切削寬度 ，。3）決定切削速度Vc、可根據(jù)切削用量簡明手冊表確定, 根據(jù)型銑床說明書選：4）基本工時：根據(jù)切削用量簡明手冊表可得，工序 銑削槽 加工工件尺寸：,長度。 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級），加工余量，用乳化液冷卻機床：1) 選擇刀具：由于加工尺寸公差為，故銑刀精度為精密級。 銑刀參數(shù)：，。2) 選擇切削量由于槽的深度為, 故一次走完，。由切削用量簡明手冊表確定，現(xiàn)取， 3） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削用量簡明手冊表,得最大磨損量為。由表確定刀具壽命：。4)決定切削速度和每齒進給量：由切削用量簡明手冊的公式可得： , , 。 根據(jù)型銑床說明書選實際速度 選，根據(jù)型銑床說明書選，5) 機床功率：根據(jù)切削用量簡明手冊表 公式 圓周力：，由表得，。 根據(jù)型銑床說明書，功率足夠。6) 基本工時：根據(jù)切削用量簡明手冊表， 工序 磨8mm槽，保證尺寸8mm 1) 選擇砂輪。見切削手冊第三章中磨料選擇各表，結(jié)果為GZ46KV6P35040127其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為46#，硬度為軟2級。 平型砂輪，其尺寸為16640（DdH）。2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速n砂=3000r/min(見機床說明書)，v砂=2.5m/s進給量f=50mm/min 雙單行程 fr=0.015mm3) 切削工時。當(dāng)加工1個表面時 Tm=(L+y+)i K/50=3.1min 工序VI 銑寬為槽加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬，長，加工余量。 由于此工步的設(shè)計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走，。1) 選擇刀具銑刀參數(shù)： ，。2) 選擇銑削用量由于槽的寬度為, 故二次走完，由切削用量簡明手冊表，可以確定。現(xiàn)取，。3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命：根據(jù)切削。用量簡明手冊表,得最大磨損量為。表確定刀具壽命：。4）確定切削速度和每齒進給量：決定切削速度和每齒進給量由切削用量簡明手冊3.27的公式可計算得： , 根據(jù)型銑床說明書選。實際速度： 。選。根據(jù)型銑床說明書選。5）基本工時基本工時根據(jù) 切削用量簡明手冊表， (走兩次)工序VII磨槽，保證尺寸。 1) 選擇砂輪。查切削手冊第三章中磨料選擇各表，可得：其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為，硬度為軟級。 平型砂輪，其尺寸為。2) 切削用量的選擇。砂輪轉(zhuǎn)速(見機床說明書)，。進給量， 雙單行程 。3) 切削工時。當(dāng)加工個表面時 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。四、夾具設(shè)計（一）問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第道工序銑寬為槽的銑床夾具。本夾具將用與臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加工。 本夾具主要用來銑寬為的槽，由于采用寬為的精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度（二）夾具設(shè)計 1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，寬為和的槽，其設(shè)計基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。 2切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，, 。 (見切削手冊表)解得其中，, 。在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)水平切削分力，。垂直切削分力，。其中：為基本安全系數(shù) 為加工性質(zhì)系數(shù) 為刀具鈍化系數(shù) 為斷續(xù)切削系數(shù)實際加緊力為：其中和為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，。螺母選用細(xì)牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為解得：其中：，此時螺母的加緊力已大于所需的的加緊力，故本夾具可安全工作。3.定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。4夾具設(shè)計及操作說明如前所述,在設(shè)計夾具時,應(yīng)該注意提高勞動率.為此,在螺母夾緊時采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比