機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院（系）： 機(jī)械 年級(jí)專業(yè)：12級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師： 2014年12月 題目：設(shè)計(jì)“撥叉（831003）”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（中批量生產(chǎn)）內(nèi)容：1 零件圖 1張 2 毛坯圖 1張 3 機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片 1套 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖 1張 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖 1張 6 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1張 目錄 序言 1一零件的分析（一）零件的作用 2（二）零件的工藝分析 2二工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式. 3(二)基準(zhǔn)面的選擇. 3(三)制定工藝路線. 4(四)機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5 (五)確定切削

2、用量及基本工時(shí). 8三 專用夾具設(shè)計(jì)(一)問題的提出 17(二)定位方案的設(shè)計(jì) 18(三)夾具體的設(shè)計(jì) 19(四)夾緊元件的設(shè)計(jì) 20（五）夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 21參考文獻(xiàn). 22 序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課·技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們對(duì)所學(xué)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)上有許多不足之處

3、，懇請(qǐng)老師給于指教。 一、零件的分析（一）零件的作用 題目給定的零件是C6140撥叉,它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要其換擋作用。通過(guò)撥叉的撥動(dòng)使車床滑移齒輪與不同的齒輪嚙合從而達(dá)到要求的主軸轉(zhuǎn)速。寬度為30mm的面的尺寸精度要求很高，在撥叉工作工程中，和如果撥叉和槽的配合尺寸精度不高或者它們之間的空隙很大時(shí)?；讫X輪就達(dá)不到很高的定位精度，這樣滑移齒輪就不能很好的與其他齒輪進(jìn)行正確有效的嚙合。從而影響整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的工作。所以撥叉寬度為30mm的面和槽之間要達(dá)到很高的配合精度。（二）零件的工藝分析 CA6140撥叉共有兩組加工表面： 1、這一組加工表面包括:A端面和軸線與A端面相垂直的花鍵底孔 2、

4、這一組加工表面包括: 六個(gè)方齒花鍵孔,25mm花鍵底孔兩端的2×75°倒角。對(duì)于兩組加工表面可先加工一組表面，再用專用夾具加工另一組表面。二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式此次所設(shè)計(jì)的撥叉材料為HT200，根據(jù)材料成型工藝可知用金屬型鑄造。該零件能夠承受較大載荷和沖擊載荷，能夠滿足使用要求。因?yàn)樯a(chǎn)綱領(lǐng)為中批量生產(chǎn)。因?yàn)榱慵螤詈?jiǎn)單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，可選為鑄出（二）基準(zhǔn)面的選擇1、粗基準(zhǔn)的選擇：因?yàn)橐ＷC花鍵的中心線垂直于撥動(dòng)滑移齒輪的右端面。所以以40的外圓表面為粗基準(zhǔn)。2、精基準(zhǔn)的選擇：為了保證定位基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)重合，所以選擇零件的左端面為精基

5、準(zhǔn)。（三）制定工藝路線 工藝路線方案： 工序一：鑄造毛坯 工序二：1粗銑左端面至尺寸81 2精銑左端面至尺寸80 工序三：1以外圓為基準(zhǔn)鉆202擴(kuò)孔至22 工序四：1車倒角1.5X1.5 工序五：拉花鍵工序六: 1粗銑溝槽2粗銑上平面工序七：1精銑溝槽2精銑上平面 工序八：1 鉆螺紋通孔2X8 工序九：1 攻螺紋2XM8 工序十： 檢驗(yàn) （四）、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定：C6140撥叉材料為HT200毛坯質(zhì)量為0.84kg，b=220MPa，HBS=157。 根據(jù)上述原始資料和加工工藝，分別確定各個(gè)加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng)40mm

6、，寬為80mm，高為75mm，故零件最大輪廓尺寸為80mm。 選取公差等級(jí)CT由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南中表5-1可查得毛坯件的公差等級(jí)為810級(jí)，取為10級(jí)。 求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南中表5-3可查得尺寸公差為CT=3.2mm 求機(jī)械加工余量由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-5查得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為DF，取為E級(jí) 求RAM（要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有的加工表面取同一數(shù)值，由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-4查得最大輪廓尺寸為80mm、機(jī)械加工余量為E級(jí)，得RAM數(shù)值為0.7mm。 求毛坯尺寸 2-M8通孔和5錐孔較小鑄

7、成實(shí)心；C、面單側(cè)加工，應(yīng)由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm D面為單側(cè)加工，毛坯尺寸由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm 為了簡(jiǎn)化鑄件的形狀取R75mm鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見下表項(xiàng)目C面D面公差等級(jí)CT1010加工面基本尺寸8072鑄件尺寸公差3.23.2機(jī)械加工余量等級(jí)EERAM0.70.7毛坯基本尺寸82.3751、C面的單邊總加工余量為Z2.3mm。查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-49精加工余量故粗加工余量為Z1.3m2

8、、D面精加工余量同C面Z1mm故D面粗加工余量Z2mm3、花鍵孔要求以花鍵外徑定心，故采用拉削加工內(nèi)空尺寸為。由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-42卻定孔的加工余量分配：鉆孔：20mm擴(kuò)孔：22mm拉花鍵孔(6-25H7*6H9)（五）確定切削用量及基本工時(shí) 工序一：鑄造毛坯 工序二：粗銑左端面至尺寸81 1、加工余量的確定 由前面可知粗加工加工余量為2 mm，加工余量較小故采用一次切削故ap2 mm。 2、切削用量的確定 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.120選擇高速鋼立銑刀，銑刀直徑為16 mm齒數(shù)為3。 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.196查得加工材料為灰鑄鐵，銑削寬度為awdo/4，銑刀的銑削速度

9、為v18.29m/min，每齒進(jìn)給量為0.0630.102 mm/z則主軸轉(zhuǎn)速為 n=358.3577.2 r/min 取n460r/min，由此可得Vf0.09×3×460 124.2 mm/min 3、銑削加工工時(shí)的計(jì)算 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.194可查得 t 式中i為次給次數(shù)i 8 0.5do+（0.51.0）9 mm 12 mm取2 mm則 t5.86 min精銑 80×30面 1、加工背吃刀量ap的確定由前面可知道精銑的加工余量為1 mm，故ap1 mm 2、進(jìn)給量的確定由精銑加工工藝手冊(cè)表2.172查得高速鋼立銑刀直徑為16 mm，選用與粗銑時(shí)同一銑

10、刀和機(jī)床。銑削寬度為aw3 mm是的每齒進(jìn)給量為0.080.05 mm/z，因?yàn)楸砭纫筝^高故fz0.06 mm/z 3、切削用量的確定由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.175查得銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)查得后刀面最大磨損限度為0.20.25 mm。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.176限度壽命查得限度壽命T=60min。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-92查得Vc22 m/min，則銑床的主軸轉(zhuǎn)速： n437.9 r/min取n460 r/min。 則Vffz*z*n0.06*3*460 =82.8 mm/min4、計(jì)算銑削加工工時(shí)由上面可知 t式中 、與上述所相同。 30/310將各參數(shù)代入上式可得： t×10

11、 11 min工序三：以外圓為基準(zhǔn)鉆20 1） 決定進(jìn)給量由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.7選擇高速鋼麻花鉆頭其直徑do20mm。鑄鐵的硬度大于200HBS查得進(jìn)給量f=0.430.53mm/r由于Yd80/204查得修正系數(shù)Ktf0.95則f0.410.50mm/r。由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.8可查得鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量為f1.75mm/r。由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.9可知機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度所允許的鉆削進(jìn)給量。選用Z525鉆床由表2.35查得進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大抗力Fmax8830N，do20.5，查f0.93mm/s，故取f0.48由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.19查得高速鋼鉆頭鉆孔的軸向力F5510N小于Fm

12、ax，故可用。2） 確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命。由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.12查的鉆頭后刀面最大磨損量取0.6mm，壽命為T=15mim。 3）確定切削速度 286.6r/min 由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.35取n272r/min則實(shí)際切削速度Vc17.1 m/min。4）檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.20可查得f0.5 mm/r時(shí)，Mc76.81Nm。當(dāng)nc272r/min時(shí)由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.35可查得Mm144.2Nm。 由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.23查得Pc1.1 kw。Pe2.6×0.817.76 kw。 因?yàn)镸cMm，PcPe，故所選切削用量可用。 f0.48m

13、m/r ，nnc272r/min。Vc17m/min。計(jì)算基本工時(shí)： tm由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.29查得入切量與超切量分別為10mm和10mm。故： tm0.69 mim。工序四：以花鍵中心孔和左端面為基準(zhǔn)粗銑底槽18H11 1、選擇與加工80×30平面同一規(guī)格的銑刀，同一銑床。 因?yàn)椴凵顬?5 mm 故銑18H11槽時(shí)底邊留有5 mm的加工余量，精銑以達(dá)到圖紙所規(guī)定的表面粗糙度的要求故ap30 mm 2、切削用量的確定 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-96查得切削速度為 V1829 m/min 每齒進(jìn)給量為fz0.0630.102 mm/z取fz0.09 mm/z。則銑床主軸轉(zhuǎn)速為

14、n=358.3577.2 r/min根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書可取n460 r/min。則實(shí)際轉(zhuǎn)速為 Vffznz0.09×3×460 124.2 mm/min 3、切削加工工時(shí) 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-99查得 0.82 min工序六：以花鍵中心孔為基準(zhǔn)粗銑上頂面1、 背吃刀量的確定因?yàn)榍邢饔嗔枯^小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。2、 進(jìn)給量的確定。選用硬質(zhì)合金端銑刀刀具材料為YG6銑刀直徑為8mm齒數(shù)為10，選用X5032，立式升降臺(tái)銑床，功率為7.5KW。由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表1192可查得每齒進(jìn)給量fz0.140.24mm取fz0.2mm/z3、 銑削

15、速度的確定。由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表11-94可查得灰鑄鐵的硬度為150225HBS，查得Vc=6010m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為n1000Vc/D238.8437.9r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n300r/min ，Vf480mm/min。切削工時(shí)：由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故 t 0.18mim。工序三：以外圓為基準(zhǔn)擴(kuò)孔22H121、確定背吃刀量由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)查得背吃刀量為2mm。2、確定進(jìn)給量由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)查的f0.60.7mm/r。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取f 0.62mm/r3、計(jì)算切削速度 5.78.5 m/min由

16、此可知主軸的的轉(zhuǎn)速為： n82.5r/min根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n140r/min，則實(shí)際切削速度v9.67 m/min 4、計(jì)算切削工時(shí) 由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.5可查得Kv3060，取Kv45。 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.5.1查得tm，式中各參數(shù)：L=80mm，L11.7072.107，取L12mm。故tm0.8min 工序四：車倒角1.5X1.5工序七：以花鍵孔中心線為基準(zhǔn)精銑上頂面1、 背吃刀量的確定由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表6-30查得半精銑的銑削用量為1mm ，即ap1mm。2、 進(jìn)給量的確定選用與粗銑刀同樣的刀具與機(jī)床，由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)表11-92要求表面粗糙度為3.2查得每轉(zhuǎn)進(jìn)

17、給量為0.51.0故取0.5mm/r3、 銑削速度的確定由實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)查得銑削速度為60110m/min則機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速n1000Vc/D=238.8437.9r/mim取n300r/min，則Vf150mm/min。4、 計(jì)算切削工時(shí)由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.26查得入切量和超切量Y+12mm。則 t 0.61mim工序七：以花鍵孔中心線和左端為基準(zhǔn)精銑溝槽18H111、選取與粗銑18H11槽同一規(guī)格的銑刀，背吃刀量ap5 mm。 2、確定進(jìn)給量由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-72查得每齒進(jìn)給量為fz0.050.08 mm/z取fz0.06 mm/z。由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-75查得后刀

18、面最大磨損限度為0.220.25 mm。由表2.1-76查得銑刀壽命為T60 min 3、切削用量的確定由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.1-92查得V22 m/min，則主軸轉(zhuǎn)速 n=437.9 r/min根據(jù)機(jī)床的說(shuō)明書確定主軸轉(zhuǎn)速為n460 r/min。則Vffznz82.8 mm/min工序八：1 鉆螺紋通孔2X8 工序九：1 攻螺紋2XM8（一） 鉆螺紋通孔2X8 1、選擇切削用量 選擇高速鋼直柄麻花鉆直徑為7，鉆頭形狀為雙錐修磨橫刃。由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.7查得進(jìn)給量f0.360.44mm/r，由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.83和鉆頭允許的進(jìn)給量確定進(jìn)給量f0.86mm/r。由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表

19、2.9機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)所允許的鉆削進(jìn)給量查得f1.6mm/r。故由Z525型立式鉆創(chuàng)說(shuō)明書取f0.36mm/r。 2、確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.12查得磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.50.8壽命為T35min。 3、確定切削速度由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.15查得切削速度為V18m/min。則主軸轉(zhuǎn)速為 n818.9 r/min。由Z525鉆床說(shuō)明書由就近原則取n680 r/min。故實(shí)際切削速度為v14.9 m/min 4、校核機(jī)床扭矩及功率由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.20查得 =420, =1 0.8，=0.206, 2.0, =0.8 420×72×0.360.8×

20、1 1298.3 N Mc0.206×72×0.360.8×14.5 Nm Pc0.32 KW 根據(jù)Z525機(jī)床說(shuō)明書可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的數(shù)據(jù)都小于機(jī)床的各個(gè)相應(yīng)的參數(shù)，故機(jī)床符合要求。5、計(jì)算鉆削加工工時(shí) 由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.29查得入切量和超切量y的值為6 mm。故 t 0.07 min 因?yàn)楸砻娲嬖趥z加工孔故加工工時(shí)為T=2t0.14 min。（二）、攻M8螺紋 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表7.2-4選用M8細(xì)柄機(jī)用絲錐，在普通鉆床上攻絲。 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表7.2-1

21、3在普通鉆床上攻絲切削速度表查得Vc1112 m/min。故鉆床主軸的轉(zhuǎn)速為： 我n437.9 477.7 r/min 由Z525的說(shuō)明書的參數(shù)可取n392 r/min。故實(shí)際切削速度為 Vc9.8 mm/min攻螺紋機(jī)動(dòng)實(shí)際的計(jì)算 我tm 其中：工件螺紋的長(zhǎng)度10 mm。 ：絲錐切削長(zhǎng)度22 mm。 ：攻螺紋是的超切量（23）P取3。 ：攻螺紋是的轉(zhuǎn)速392 r/min。 ：絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速680 r/min。 P:螺距。 工序四：拉花鍵 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表4.1-42拉刀的齒開量查得矩形花鍵拉刀，工件材料鑄鐵的齒開量為0.040.1mm，取齒開量為0.06mm。拉削速度由機(jī)械加工工藝手冊(cè)

22、表4.165查得表面粗糙度要切Ra1.252.5，拉削速度為級(jí)的花鍵拉削速度為 Vc4.53.5 m/min 取Vc3 m/min拉削級(jí)別由機(jī)械加工工藝手冊(cè)表4.166查得。拉削加工工時(shí) t式中Zb為單面余量Zb 1.5 mmL為拉削表明長(zhǎng)度 L80 mm為拉削系數(shù)，取1.2K 考慮機(jī)床返回行程系數(shù)取 k1.4v為拉削速度f(wàn)z為拉刀單面齒開量z為拉刀同時(shí)工作齒數(shù)zL/PP為拉刀齒距 P（1.251.5）1.35 12 mm所以拉刀同時(shí)工作齒數(shù)為 zL/P=80/127所以 t 0.16 min三 專用夾具設(shè)計(jì)（一）問題的提出為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具經(jīng)過(guò)與

23、指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第4道工序開檔夾具。 （二） 定位方案的設(shè)計(jì)（1） 夾具的設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)必須保證零件的加工精度，保證夾具的操作方便，夾緊可靠，使用安全，有合理的裝卸空間，還要注意機(jī)構(gòu)密封和防塵作用，使設(shè)計(jì)的夾具完全符合要求。所以設(shè)計(jì)時(shí)要在滿足精度的前提下提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。（2） 工件在夾具中的定位與夾緊定位：一個(gè)帶鍵的長(zhǎng)心軸限制4個(gè)自由度，在工件左端面用兩個(gè)支承釘限制一個(gè)自由度，在工件右端面用夾緊件限制一個(gè)自由度。這樣就限制了工件在空間六個(gè)方向的活動(dòng)性，使工件在空間占據(jù)了惟一確定的位置。夾緊：在工件兩端用墊片和螺母實(shí)現(xiàn)螺旋夾緊。(右端改成用開槽墊圈可以節(jié)省裝卸時(shí)間提高生產(chǎn)率（三） 夾具體