(精編)機械制造課程設計指導書

1、（精編）機械制造課程設計指導書第一章機械制造課程設計概述第一節(jié)課程設計的目的和任務機械制造課程設計是在學完了機械制造技術、機械制造裝備， 進行了生產(chǎn)實習之后進行本課程設的下一個教學環(huán)節(jié)。 它一方面要求學生通過設計能獲得綜合運用過去所學知識進行工藝及夾 具結構設計的基本能力， 另外， 也為以后作好畢業(yè)設計進行一次綜合訓練和準備。計的目的和任務如下：1. 進一步培養(yǎng)學生的設計思想和工作態(tài)度，使他們掌握準確合理的工藝規(guī)程設計和夾具設計的方法。2. 鞏固，深化和提高機械制造工藝及夾具設計方面的有關知識。3. 熟悉并能綜合運用有關手冊和規(guī)范。4. 進一步提高設計、計算、制圖、編寫說明書和使用技術資料的能

2、力。5. 培養(yǎng)具有按計劃組織自己的工作和獨立思考，獨立工作的能力。第二節(jié)課程設計的要求與內容機械制造課程設計題目為：設計某個零件的機械加工工藝規(guī)程及某道工序的專用夾具。生產(chǎn)綱領為中批或大批生產(chǎn)，零件難度為中等復雜程度。具體內容為：毛坯圖 1 張機械加工工藝過程卡片 1 套機械加工工序卡片 1 套夾具裝配總圖 1 張夾具零件圖 2-3 張課程設計說明書 1 份以嚴肅認真的態(tài)為了搞好本課程設計， 首先要求學生充分認識本課程設計的重要意義， 度參加設計， 獨立完成各項內容。 設計過程中要求學生積極思考， 主動提出各種不同方案的 比較 ,加強查閱參考資料，認真、細致、正確地設計計算，嚴格按照制圖標準繪

3、圖。要求所完成的設計應是技術上較先進，經(jīng)濟合理且切實可行，設計圖樣、工藝文件應做到正確、清 晰、完整、統(tǒng)一。 .設計說明書內容全面、語言簡練、文字通順、字跡工整。第三節(jié)課程設計的方法及步驟一.工藝設計1. 分析、研究零件圖，進行工藝審查。2. 選擇毛坯制造方式，畫毛坯圖3. 擬定工藝路線。4. 確定各工序所用的機床設備和工藝裝備。5. 確定機加工余量，工序尺寸及公差。6. 確定切削用量及基本工時。7. 填寫工藝文件。二.夾具設計1. 分析加工對象，明確設計要求。2. 收集國內外同類夾具資料并進行分析比較。3. 分析和判斷切削力的方向和性質，計算切削力。4. 構思和確定總的定位、夾緊方案，繪制結

4、構草圖。5. 計算所需加緊力。6. 結構草圖經(jīng)反復自審修改后，經(jīng)教師同意，繪制正式裝配圖。7. 繪制夾具零件圖。8.對所設計的夾具進行精度分析，必要時進行強度、剛度驗算。三.編制課程設計說明書第四節(jié)課程設計成績的評定學生在完成全部設計任務后， 圖樣和說明書經(jīng)指導教師審查簽字后， 在規(guī)定日期進行答辯。根據(jù)設計的工藝文件、圖樣和說明書質量，答辯時回答問題的情況，以及平時的工作態(tài)度，獨立工作能力等諸方面表現(xiàn)，來綜合評定學生成績。設計成績分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級。不及格者將另行安排時間補做。第五節(jié)課程進度與時間安排按照教學計劃，本課程設計為期 2 周，其進度和時間安排如下：1. 熟悉零件，畫毛

5、坯圖。約占 8%2.選擇加工方案，確定工藝路線和工藝尺寸填寫工藝卡片。約占 25%3. 專用夾具設計（畫裝配圖及主要零件圖） 。約占 45%4. 編寫設計說明書。約占 14%5. 準備及答辯。約占 8%第二章機械制造課程設計指導第一節(jié)機械加工工藝規(guī)程的編制零件圖樣、 生產(chǎn)綱領、 每日班次和生產(chǎn)條件是本次設計的原始材料。由這些資料確定了生產(chǎn)類型和生產(chǎn)組織形式之后，即可開始擬定工藝規(guī)程。.分析、研究零件圖（和實物） ，進行工藝審查。1.熟悉零件圖，了解零件性能、用途、工作條件及所在部件（或整機）中的作用。2. 了解零件材料及其力學性能， 以便合理選擇毛坯種類和制造方法，心臟確定切削用量、加工方法。

6、3. 分析零件圖上各項技術要求制訂的依據(jù)， 確定主要加工面和次要表面， 找出關鍵技術 問題。4. 分析零件結構的工藝性。要從選材是否得當，尺寸標注的技術要求是否合理，加工的難易程度，成本高低，是否有利于采用先進的、高效率的工藝方法等到方面進行分析，不合 理處可提出修改意見。二.選擇毛坯制造方式，畫毛坯圖(即零件毛坯合圖)1. 根據(jù)生產(chǎn)類型、 零件結構、 形狀、 尺寸、 材料等到選擇毛坯制造方式， 確定毛坯精度。此時若零件毛坯選用型材，則應確定其名稱、規(guī)格；如為鑄件則應確定分型面、澆冒口系統(tǒng) 的位置；若為鍛件，則應確定鍛造的方式及分模面等。2. 查閱有關機械加工工藝手冊，用查表法確定各表面的總余

7、量及余量公差。3. 繪毛坯圖。步驟如下：1：1。1) .選用粗實線畫出經(jīng)簡化了次要細節(jié)的零件圖的主要視圖，將已確定的加工余量疊加在各相應被加工表面上，即得到毛坯輪廓，用雙點線表示。比例2) .和一般零件圖一樣，為表達清楚某些內部結構，可畫出必要的剖視、剖面。對于由實體上加工出來的槽和孔，可不必這樣表達。3) .在圖上標出毛坯主要尺寸及公差，標出各加工余量的名義尺寸。4) .標明毛坯技術要求。如毛坯精度、熱處理及硬度、圓角尺寸、拔模斜度、表面質量要求(氣孔、縮孔、夾砂)等。三 .擬定工藝路線對于比較復雜的零件， 可以考慮幾個加工方案， 分析比較后， 從中選出比較合理的加工 方案。1. 選擇定位基

8、準。根據(jù)零件結構特點、技術要求及毛坯的具體情況，按照粗、精基準的選擇原則來確定各工序合理的定位基準。 它對保證加工精度、 確定加工順序及工序數(shù)量的多 少、夾具的結構都有重要影響。零件上的定位基準、夾緊部位和加工面三者要相互協(xié)調、全 面考慮。2. 決定各表面加工方法，劃分加工階段。根據(jù)各表面的加工要求，先選取定最終的加工100H6 孔，粗糙方法，再由此向前確定各準備工序的加工方法。例如：某一加工表面為e 度值要求為RaO.4卩m。根據(jù)這種精度和粗糙度要求，應采用磨孔加工才能得以保證，且需 要先粗磨一次； 磨加工前還需半精鏜、 粗鏜。 決定表面加工方法時還應對照每種加工方法所 能達到的經(jīng)濟加工精度

9、，先主要表面，后次要表面。再根據(jù)零件的工藝分析、毛坯狀態(tài)和如 今選定的加工方法， 看一看應采用哪些熱處理； 是否需劃分成粗加工廠半精加工、 精加工幾 個階段。3. 工序集中與分散。 各表面加工方法確定之后， 應考慮哪些表面的加工適合在一道工序 中完成， 哪些則應分散在不同工序進行為好， 從而可初步確定零件加工工藝過程中的工序總 數(shù)及內容。從發(fā)展角度看，當前一般宜按工序集中原則來考慮。4. 初擬加工工藝路線。根據(jù)前面已考慮和確定了的問題（如基準、各表面加工方法、工，結合考慮檢驗、鉗工工序，即可序集中與分散、熱淚盈眶處理方式、加工階段劃分等到） 初步制訂出較完整、合理的該零件加工工藝路線。機械加工

10、順序的安排一般應：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行，熱淚盈眶處理按 階段穿插，檢驗按需要排。5. 選擇加工設備及刀、夾、量具。總原則是根據(jù)生產(chǎn)類型與加工要求，使選擇的機床及工藝裝備既能保證加工質量， 又經(jīng)濟合理。 中批生產(chǎn)條件下， 通常采用通用機床加工專用工、 夾具；大批大量生產(chǎn)條件下，多采用高效專用機床、組合機床流水線、自動線與隨行夾具。認真查閱有關手冊或實地調查，選定機床型號、規(guī)格、工作臺寬、T形槽尺寸、刀具形式、規(guī)格、與機床連接關系；夾具、專用刀具設計要求，與機床連接方式等，為后面填寫工藝卡片和夾具（刀具、量具）設計作好準備，免得屆時重復查閱。四.工序設計零件機械加工工藝擬定后，

11、就要對其每一道工序進行設計， 具體包括每一工步的加工余量、 計算工序尺寸及公差， 選擇機床及工藝裝備、 確定切削用量以及加工總余量以及計算工工時定額等項工作內容。1.加工余量的確定根據(jù)工藝路線的安排，要求逐工序、逐表面地確定加工余量。一個表面的加工總余量，應為該表面各工序的加工余量之和。 其工序間尺寸公差， 可根據(jù)加工的經(jīng)濟精度利用查表法查得。在用查表法選擇工序間加工余量時應該注意以下問題：1）.表中數(shù)據(jù)是基本值，對稱表面（如軸或孔）的余量是雙邊的，實際切削層厚度是余量的一半。非對稱表面的余量是單邊的，等于切削層的厚度。2）.決定加工余量時，應考慮到機械加工和熱處理過程中零件可能發(fā)生的變形，否

12、則可能產(chǎn)生廢品。3）.決定加工余量時，應考慮到被加工零件的大小。零件愈大，則加工余量也愈大。另外還應考慮工件裝夾的情況。二工序尺寸的計算零件某一表面最后一道工序尺寸及公差是零件的設計尺寸及公差，各中間工序的工序尺寸及公差均要通過計算確定。當工序基準與設計基準重合時， 其工序及其公差的確定比較簡單，只需考慮各工序的加工余量和工藝所達到的加工精度。 計算順序是由最后一道工序開始向前推算，一直推算到毛坯尺寸大小。如外圓和內孔表面的工序尺寸及公差的計算即屬于這種情況。當工序基準與設計基準不重合時， 工序尺寸及公差的確定需利用工藝尺寸鏈原理來進行 分析和計算。必須清單若在工序間安排檢驗時， 如測量基準與

13、設計基準不重合， 也應用尺寸鏈進行計 算，以確定檢驗尺寸及公差。并注意防止產(chǎn)生“假廢品”三機床及工藝裝備的選擇在工藝文件中，還必須規(guī)定每一工序所使用的機床及刀具、夾具、量具。機床及工藝裝 備的選用應當既要保證加工質量， 又要經(jīng)濟合理。 在成批生產(chǎn)條件下， 一般是采用通用機床 和專用工藝裝備。四切削用量的確定在工藝文件中，還要規(guī)定每一工步的切削用量，切削用量可查表選擇。其步驟為：1. 由工序余量確定背吃刀量。全部工序（或工步）狡量最好在一次走刀中去除；2. 按本工序加工表面粗糙度確定進給量；3. 確定切削速度，并按機床實有的主軸轉速表選取接近的主軸轉速；4. 最后檢驗機床功率。5. 時間定額的確

14、定實事求是地予以確時間定額是完成某一工序所規(guī)定的時間。定額的制訂應考慮到最有效地利用生產(chǎn)工具， 并參照工人的實踐經(jīng)驗， 在充分調查研究， 廣泛征求工人意見的基礎上， 定。在成批生產(chǎn)中單件計算時間。Tc=TbTa+ Ts+Tr+Te/(m in)式中Tc為單件計算時間，Tb為基本時間，可用計算方法求出,Ta為輔助時間，可參2%7% 計算； T r閱有關手冊中的時間定額表查出， Ts 為布置工作地時間，一般按作業(yè)的為休息與生理需要時間， 一般按作業(yè)時間的 2%4% 計算， Te 為準備與終結 （簡稱“準終”） 時間， n 為每批的件數(shù)。在大量生產(chǎn)中， n 由于的數(shù)值大， Te /n 可以忽略不計，

15、所以T c= Tb T a + Ts + Tr在計算出每一道工序的 T c 后，還必須對各個工序的單位計算時間進行平衡，具體方法是首先計算出零件的年生產(chǎn)綱領所要求的單件時間TdTd = 60T n /N ( min )式中：T為基本工時，N為零件的年生產(chǎn)綱領，n 為設備的的負荷率，一般取 0.75 0.85 。Tc大于Td二倍以上,將每個工序的Tc與Td進行比較，若Tc大于Td在一倍以內，可采用先進刀具、適當Tc ；對提高切削用量、采用高效加工方法縮短工作行程等措施，縮短；若 則可采用增加順序加工工序或增加平行加工工序的方法來成倍地提高生產(chǎn)率，縮短 若 Tc 小于 Td 于小于的工序，因其生產(chǎn)

16、率較高，則可采用一般的通用機床及工藝裝備，來 降低成本。五.填寫工藝文件工藝規(guī)程制訂后， 要以表格的形式確定下來， 作為指導工人操作和用生產(chǎn)、 工藝管理等 各種技術文件的依據(jù)。 機械加工工藝規(guī)程卡片的種類很多， 在單件小批量生產(chǎn)中一般只填寫 簡單的工藝過程卡片。在大批、大量生產(chǎn)中，每個零件的每個工序都要有工序卡片。中批生 產(chǎn)中只要求主要零件的每個工序卡片， 而一般零件僅是關鍵工序有工序卡片。 工藝文件填寫 應符合以下要求：1. 內容要簡明、明確。2. 文字正確，應用國家正式公布的簡化字。字體應端正、筆劃清楚，排列整齊。3. 所用術語、符號、計量單位等，應符合有關標準。4. “設備”欄一般填寫設

17、備的型號、名稱，必要時還應填寫設備編號。5. “工藝裝備”欄內填寫各工序（或工步）所使用的夾、輔具和刀、量具，其中屬專用的，按專用工藝裝備的名稱（編號）填寫；屬標準的，填寫名稱、規(guī)格和精度，有編號的也 可填寫編號。6. （工序內容）欄內，對一些難以用文字說明的工序或工步內容，應繪制示意圖。繪制工序圖應符合下列要求：1）.根據(jù)零件加工情況可畫基本視圖、剖視圖、局部視圖等，允許按相對比例繪制。2）.為表達直觀，其位置應符合加工時的實際狀態(tài)。3）.加工面用粗實線表示，非加工面用細實線表示。4）.應標明定位基準、加工單位、精度要求、表面粗糙度、測量基準等。5）. 定位和夾緊符號按 JB/T5061-9

18、1 機械加工工藝定位、夾緊符號的規(guī)定選用。第二節(jié)機床夾具的設計設計一套指定工序的專用夾具，具體內容也可以由學生本人提出，經(jīng)指導教師同意后 確定下來。夾具設計應根據(jù)零件工藝設計中所規(guī)定的原則和要求來進行（在工廠中是由工藝人員 下達專用）。如工序名稱、加工技術要求、機床型號、前后工序關系、定位基準、夾緊部位、 同時加工零件數(shù)等。夾具設計時，除應滿足工藝設計規(guī)定的精度和生產(chǎn)率要求外，還應符合可靠、簡單、 方便的原則。象零件在夾具中裝卸方便；夾具在機床上裝夾、校正方便；加工中對刀、測量 方便；操作方便、省力、安全等。此外，還應易于排屑，夾具本身結構工藝性要好。設計步驟如下：一制訂設計方案，繪制結構草圖

19、設計方案的確定是一項十分重要的設計程序，方案的優(yōu)劣往往決定了夾具設計的成敗。因此，寧可在這里多花一點時間充分地進行研究、討論，而不要急于繪圖、草率從事。最好 制訂兩種以上的結構方案，進行分析比較，確定一個最佳方案。繪制草圖可以用方格紙， 可以用徒手畫， 也可以用硬一點的鉛筆在繪圖紙上邊畫邊修改。定位元件盡可能選用標準1. 確定定位方法，選擇定位元件。定位應符合“六點定則”件（參閱文獻 3 ），必要時可在標準元件結構基礎上作一些修改，以滿足具體設計的需要。2. 確定夾緊方式，設計夾緊機構。夾緊可以用手動、氣動。液壓或其他力源形式。重點應考慮夾緊力的大小、方向、作用點，以及作用力的傳遞方式，看是否

20、會破壞定位，是否會 造成工件變形，是否會有活動度為零的“機構” ，是否能滿足生產(chǎn)率的要求。對于氣動、液 壓夾具，應考慮氣（液壓）缸的形式、安裝位置、活塞桿長短等。3. 確定夾具整體結構方案。定位、夾緊確定之后，還要確定其他機構，如對刀裝置、導引元件、分度機構、頂出裝置等。最后設計夾具體，將各種元件、機構有機地連接在一起。4. 夾具精度分析。 在繪制的夾具結構草圖上， 標注出初步確定的定位元件的公差配合關 系及相互位置精度， 然后計算定位誤差， 根據(jù)誤差不等式關系檢驗所規(guī)定的精度是否滿足本 工序加工技術要求，是否合理。否則應采取措施后（如重新確定公差，更換定位元件，改變 定位基準，必要時甚至改變

21、原設計方案）重新分析計算。5. 夾具夾緊力分析。首先應計算切削力大小，它是計算夾緊力的主要依據(jù)。通常確定切削力有以下三種方法：1）.由經(jīng)驗公式算出；2）.由單位切削力算出； 3）.由手冊上提供的諾模圖（如 M PN 圖）查出。1.5根據(jù)切削力、夾緊力的方向、大小，按靜力平衡條件求得理論夾緊力。為了保證工件 裝夾的安全可靠，夾緊機構（或元件）產(chǎn)生的實際夾緊力，一般應為理論夾緊力的確2.5 倍。應當指出，由于加工方法、切削刀具、裝夾方式千差萬別，夾緊力計算有時是沒有現(xiàn) 成的公式可套用的， 需要同學們根據(jù)過去已掌握的知識、 技能進行分析、 研究來確定合理的 計算方法， 或采用經(jīng)驗類比法， 千萬不要為

22、了計算而去計算， 只要在說明書內闡明這樣處理 夾緊力的理由即可。結構草圖和各項分析計算結果經(jīng)指導教師審閱后，即可進行以下工作圖設計工作。各元件間相互位置關系和外廓二繪制夾具裝配總圖夾具裝配總圖應能清楚地表示出夾具的工作原理和結構， 尺寸。主視圖應選擇夾具在機床上使用時正確安放時的位置，并且是工人操作面對的位置。夾緊機構應處于“夾緊”狀態(tài)下。要正確選擇必要的視圖、剖面、剖視以及它們的配置。盡 量采用 1 ：1 的比例繪制。基本步驟如下：1. 參考草圖設計布局。先將被加工零件用雙點劃線（或紅色細實線）勾出輪廓。注意工件輪廓是假想的透明體， 不會擋信夾具上的任何線條， 經(jīng)后的繪制過程中要時時提醒自己

23、不 要忘記這一點。2. 依定位元件、導向（對刀）元件、夾緊裝置、其他機構和輔助元件及夾具體的順序畫出整個夾具結構。3. 在總圖適當?shù)奈恢蒙袭嬌峡s小比例的工序圖，以便于審核、制造、裝配、檢驗者在閱圖時對照。4. 標注夾具的有關尺寸、公差與技術要求。主要包括以下內容：1）.最大輪廓尺寸。長、寬、高，活動構件的最大活動范圍。2) .與工件加工技術要求直接有關的尺寸和公差。如： .定位元件之間的尺寸及公差; 導向(或對刀)元件之間的尺寸及公差以及它們與定位元件之間的尺寸及公差; .導向(或對刀)元件與夾具安裝基面或機床連接元件之間的尺寸與技術要求; .定位元件與夾具安裝基面或與機床連接元件之劉的尺寸與

24、技術要求。3) .重要的配合尺寸及配合性質。如鉆套內徑、鉆套與襯套、襯套與模板等處。4) .安裝尺寸。夾具體與機訂的連接尺寸。如車夾具與機床連接的錐柄、止口等。5) .其他技術要求。標于總圖下方適當?shù)奈恢?。內容包括：為保證裝配精度而規(guī)定或1/2 1/5 ，必要時應予以2。建議采取的制造方法與步驟; 為保證夾具精度和操作方便而應注意的事項; 對夾具某些部件 動作靈活性要求等。技術要求的具體數(shù)據(jù)一般取工件相應公差的 驗算。有關尺寸公差、技術要求的詳細內容，可參閱文獻6) .編制、標零件序號，填寫明細表、標題欄。三繪制夾具零件圖經(jīng)教師指定繪制12個關鍵的、非標準的夾具零件，如夾具體。第三節(jié)撰寫設計計

25、算說明書說明書是課程設計總結性文件。 通過編寫說明書， 進一步培養(yǎng)學生分析、 總結和表達的 能力，鞏固、深化在設計過程中所獲得的知識，是本次設計工作的一個重要組成部分。說明書應概括地介紹設計全貌，對設計中各部分內容應作重點說明、分析論證及必要 的計算。要求系統(tǒng)性好，條理清楚，圖文并茂，充分表達自己的見解，力求避免抄書。文內 公式、圖表、數(shù)據(jù)等出處，應以“ ”注明參考文獻的序號。說明書要求字跡工整，語言簡練，文字通順，圖例清晰。學生從設計一開始就應隨時逐項記錄設計內容、計算結果、分析意見和資料來源，以及教師的合理意見、自己的見解與結論等。每一設計階段后，隨即可整理、編寫出有關部分 的說明書，待全

26、部設計結束后，只要稍加整理，便可裝訂成冊。說明書包括的內容有：1).目錄。2).設計任務書。3).總論或前言。4).對零件的工藝分析(零件的作用、結構特點、結構工藝性、關鍵表面的技術要求一 .工藝設計1. 分析、研究零件圖，進行工藝審查。2. 選擇毛坯制造方式，畫毛坯圖3. 擬定工藝路線。4. 確定各工序所用的機床設備和工藝裝備。5. 確定機加工余量，工序尺寸及公差。6. 確定切削用量及基本工時。7. 填寫工藝文件。二.夾具設計1.分析加工對象，明確設計要求。2. 收集國內外同類夾具資料并進行分析比較。3. 分析和判斷切削力的方向和性質，計算切削力。4. 構思和確定總的定位、夾緊方案，繪制結構

27、草圖。5. 計算所需加緊力。6. 結構草圖經(jīng)反復自審修改后，經(jīng)教師同意，繪制正式裝配圖。7. 繪制夾具零件圖。8. 對所設計的夾具進行精度分析，必要時進行強度、剛度驗算。三編制課程設計說明書第三章機械制造課程設計實例設計任務一、題目：設計n -川檔撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆05H14孔工序的專用機床夾具。二、原始資料：零件圖1張，生產(chǎn)綱領 年生產(chǎn)量8000件,分兩批生產(chǎn)。三、設計內容(1)毛坯圖1張(2 )機械加工工藝過程卡片1套(3)機械加工工序卡片 1套(4)專用夾具裝配總圖1張(5 )專用夾具零件圖 2 3張(6)設計說明書1份設計說明書1.前言機械制造課程設計是學完了 機械制造技術

28、等課程，并就行了生產(chǎn)實習之后的一個實 踐性環(huán)節(jié)，是應用所學基礎理論、專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實踐問題的一次綜合訓 練。我希望通過這次課程設計能鞏固、擴大和強化自己所學到的理論知識與技能，提高自己 設計計算、制圖、編寫技術文件的能力，學會正確使用技術資料、標準、手冊等工具書，并在設計中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實際、 嚴肅認真的工作作風和獨立工作能力。 為以后進行畢業(yè)設 計和畢業(yè)后從事技術工作打下一個良好的基礎。2.機械加工工藝規(guī)程的編制 2.1 零件結構的工藝性分析撥叉零件圖如附圖 1 所示，該零件是 150 型拖拉機變速箱 II-III 檔變速齒輪操縱撥叉， 撥叉頭以0 15H8孔套在軸上，并用

29、銷釘經(jīng)與軸聯(lián)接，撥叉腳夾在雙聯(lián)交換齒輪的槽中，變撥叉腳波動雙聯(lián)交換15H8 孔、0 5H14 孔速操縱機構通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與軸一起在變速箱中滑移， 齒輪在花鍵軸上滑動，從而實現(xiàn)拖拉機的變速。零件的主要工作表面為操縱槽、撥叉腳兩端面，主要配合面為0 和撥叉腳內側面，零件的形狀較特殊，屬特形零件，結構簡單，由于撥叉在工作承受一定的 力，因此要有足夠的強度、剛度和韌性。主要技術要求零件圖上的主要技術要求： 撥叉腳表面淬火回火后硬度不小于 50HRC 。去毛刺、 銳棱。加工表面及要求0 15H8孔：孔徑0 15mm，兩端倒角1mm X45 °，表面粗糙度R3.2。撥叉頭端面：保證

30、尺寸 30，表面粗糙度為 R12.5。操縱槽：寬度為 13mm ，深度為 12mm ，對稱面與撥叉端面的距離為 12 ，兩側面及底面的 表面 R12.5 。撥叉腳端面 :厚度尺寸為 7mm ，表面粗糙度為 R6.3 ，對0 15H8 孔軸線的垂直度為 0.1mm ，外端面與操縱槽對稱面的距離為31mm 。撥叉腳內側面：寬度尺寸為 50H12 （）mm ，其對稱面與撥叉頭的對稱面的夾角為20 °1 ，表面粗糙度為 R12.5。0 5H14孔：孔徑0 5mm，表面粗糙度為 R12.5，孔的軸線對孔0 15H8軸線的位置度誤差不超過 0.2mm 。零件材料零件材料為 ZG310-570(G

31、B11352-89), 是中碳鋼，其強度與球鐵相近，但其沖擊韌性 和疲勞極限卻比球鐵高的多， 其鑄造工藝性介于低碳鋼和高碳鋼之間， 可進行處理， 以獲得 所學要的機械性能。2.2. 確定毛坯的類型及制造方法由于零件的材料為 ZG310-570, 零件形狀不規(guī)則，因此因選用鑄造毛坯。由于零件年產(chǎn) 量為 8000 件，屬大批生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，而且工件上許多表面不切削加工，所以 選用砂型機器造型。確定毛坯的形狀、尺寸及公差毛坯的形狀及尺寸如附圖 2 所示。選擇零件最高線且平行于叉腳對稱面的平面(撥叉腳對稱面偏右 1.7mm) 作分型面。鑄件采用帶型芯的分模造型，多件同時澆注，鋼水經(jīng)兩撥叉零件

32、圖上列腳位置經(jīng)橫澆口流入。由于該零件屬特形零件， 且利用不加工表面進行表面進行定位的情形較多，出的精鑄，所以確定鑄件尺寸公差等級為GB6414-86的CT9，機械加工余量等級為 AM-H.確定毛坯的毛坯的技術要求 鑄件無明顯的鑄造缺陷 未注圓角為 R35 ； 拔模斜度為 30 °； 機加工前正火，消除內應力。繪制毛坯圖根據(jù)附圖 1 所示的零件結構形狀，在各加工表面加上加工余量，繪制毛坯圖如附圖 所示（見 P9798 ）。2.3.定位基準的選擇由于附圖 1 所示的撥叉零件圖上多數(shù)尺寸及形位公差以0 15H8 孔及其端面為設計基 準，因此必須首先將0 H8孔及其端面加工好，為后續(xù)工序準備

33、基準。根據(jù)粗、精基準選擇的原則，確定各加工表面的基準如下：1.0 15H8 孔及其端面：撥叉頭的外輪廓及其端面（粗基準）2.撥叉腳端面（粗加工） ：0 15H8 孔及其端面。3.撥叉腳端面（精加工） ：0 15H8 孔及撥叉腳端面。4. 撥叉腳內側面：0 15H8 孔、撥叉腳端面及撥叉腳外側面。5.操縱槽： 0 15H8 及其端面、撥叉腳內側面。6.0 5H14 孔：0 15H8 孔、操縱槽、撥叉腳內側面。2.4.擬定機械加工工藝路線1.確定各加工表面的加工方法及加工路線該撥叉的加工表面為： 0 15H8 孔及端面、 撥叉腳的兩側面及內側面、 操縱槽、 0 5H14孔。根據(jù)各加工表面的精度要求

34、和表面粗糙度要求，015H8 孔德加工路線為鉆鏜鉸；端面的加工方法為車； 撥叉腳端面的加工路線為粗銑磨； 撥叉腳內側面的加工方法為銑削； 操縱槽的加工方法為銑削；0 5H14 孔德加工方法為鉆削。制定工藝路線 工藝路線方案一工序I車撥叉頭端面，鉆、鏜、鉸015H8孔，孔口倒角。工序n校正撥叉腳。工序川粗銃撥叉腳兩端面。工序W銃撥叉腳內側面。工序V銃操縱槽。工序W鉆0 5H14孔。工序四去毛刺。工序忸撥叉腳局部淬火。工序K校正撥叉腳。工序X磨撥叉腳兩端面。工序幻清洗。工序劉檢驗。 工藝路線方案二 工序I車撥叉頭端面。工序n鉆、鏜、鉸015H8孔。工序川0 15H8孔口倒角。工序W校正撥叉腳。工序

35、V粗銃撥叉腳兩端面。工序W銃撥叉腳內側面。工序四銃操縱槽。工序忸鉆0 5H14孔。工序K去毛刺。工序X撥叉腳局部淬火。工序幻校正撥叉腳。工序劉磨撥叉腳兩端面。工序XW檢驗。工藝路線方案一是按工序集中原則組織工序，0 15H8孔及端面需采用六角車床和專用夾具加工，其優(yōu)點是工藝路線短，0 15H8 孔及其端面的加工在一臺機床上完成，減少工件裝夾次數(shù)，易于保證加工面相互位置精度，需要的機床數(shù)量少，減少工件在工序間的運輸，減少輔助時間和準備終結時間； 工藝路線方案二是按工序分散原則組織工序，撥叉頭端面可在普通車床上用通用卡盤裝夾加工，0 15H8 孔可在普通鉆床上鉆模加工，孔口倒角在另臺車床上加工，

36、優(yōu)點是可以可以采用通用機床和通用夾具，缺點是工藝路線長， 增加了工件的裝夾次數(shù)，而且工序I和工序n重復使用粗基準。由于本零件形狀不規(guī)則,加工面分散，而且生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)， 可以采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量工序集中來提高生產(chǎn)率，綜合上述兩個工藝路線方案的優(yōu)缺點，選擇第一方案。2.5. 加工工序設計、工序尺寸計算根據(jù)上述原始資料及加工工藝，查機械制造工藝設計簡明手冊以下簡稱工藝手冊），分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：工序工序內容單邊余量工序尺寸表面粗糙度工序I 1.車撥叉頭端面2.5mm30mm12.52.鉆0 15H8 孔 7mm 014mm12.51 m3.鏜0

37、 15H8 孔 0.8mm0 14.8mm6.314. 鉸0 15H8 孔 0.2mm0 15H8 （） mm3.2 1 m5. 倒孔口角 1mm1mmX45 °2.5 1 m工序川粗銃撥叉腳兩端面3.2mm7.6mm12.51 m工序W銃撥叉腳內側面 3.5mm50H12() mm12.5卩m工序V銃操縱槽 6.5mm13mm12.5 卩m工序W鉆 0 5H14 孔 2.5mm5H14()mm12.5 卩 m工序X磨撥叉腳兩端面 0.3mm7mm6.3 卩m2.6. 選擇加工設備及工藝裝備 根據(jù)一般工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，為了滿足生產(chǎn)需要，現(xiàn)選用各工序所用的設備為： 工序I C336-

38、1回轉式六角車床，YT15外圓車刀、0 14mm標準錐柄麻花鉆、0 14.8YT15 擴孔刀及015H8YT15 錐柄機用鉸刀，0200/0.02mm 游標卡尺、鋼直尺、015H8 孔用塞規(guī)。工序n鉗工臺、校正工具。YT15三面刃銑刀，專用夾具，0 200/0.02mm游標卡尺 .YT15三面刃銑刀，專用夾具，0 200/0.02mm游標卡尺 .YT15三面刃銑刀，專用夾具，0 200/0.02mm游標卡尺 .工序川X62W 臥式銃床,工序W X62W臥式銃床,工序V X62W 臥式銃床,工序W Z515鉆床，0 5錐柄麻花鉆，專用夾具，0200/0.02mm游標卡尺.工序K鉗工臺，校正工具,

39、0 200/0.02mm游標卡尺 .工序X M7120A 平面磨床，砂輪，專用夾具,0 200/0.02mm游標卡尺 .2.7. 選擇切削用量、確定時間定額孔，孔口倒角1. 工序 1 車拔叉頭端面，鉆、鏜、鉸0 15H8加工條件： C336-1 六角車床， YT15 外圓車刀，0 14mm 標準麻花鉆，0 14.8YT15 擴孔 刀，0 15H8YT15 機用鉸刀，專用夾具，柴油冷卻。.車拔叉頭端面(a) .確定背吃刀量端面的總加工余量為2.5mm ，一次走刀加工，ap= 2.5mm 。v=(b) .確定進給量根據(jù) 刀削用量簡明手冊 (以下簡稱切削手冊 )表 1.4 ，刀桿尺寸為 20mmX2

40、0mm , amm,以及工件直徑為 2050mm 時，f=0.30.4mm/r，查工藝手冊表4.2-3 ，根據(jù)機床的橫向進給量取 f=0.39mm/r。(C).計算切削速度根據(jù)切削手冊表 1.27、表1.28 , C=242,m=0.2 ,x =0.15 ,y=0.35, 修正系數(shù) k=1.44 ， k=0.8 ， k=1.04 ， k=0.81 ，刀具壽命選 T=60minv=126.8（m/min）(d). 確定機床主軸轉速n=807.3 （r/min ）根據(jù)工藝手冊表 4.4-2 ，與 807.3r/min 相近的機床轉速為760r/min 及 1000r/min ?，F(xiàn)選 n=760r/

41、min ，所以實際切削速度 v=119.38m/min。(e).計算基本時間按工藝手冊表6.2-1 ，=24mm,=2mm，=0 ， =0 。t=0.091（min ）.鉆0 15H8孔至0 14mm(a) .確定進給量根據(jù)切削手冊表 2.7， =0.31 0.37mm/r。查工藝手冊表 4.2-3 ，根據(jù)機床實際縱進給量取 =0.35mm/r。(b) .選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度根據(jù)切削手冊表2.30 及表 2.12 ，取鉆頭后面的最大磨損量為 0.8mm ，耐用度 T=45min 。(c) .計算切削速度根據(jù) 切削手冊 表 2.30 及表 2.31 ，C=6.6 ，z=0.4 ，x=0 ，y

42、=0.5,m=0.2k=1 ， k=1 ，k=0.95 。 .確定背吃刀量由毛坯圖已知銑削寬度=20mm ，銑削深度 =3.2mm 。根據(jù)工藝手冊表 4.2-2 ，按機床實際轉速選取 =285r/min, 實際且切削速度V=12.686( m/min )1 2) =759 °+ ( 1 2)d) .計算基本時間根據(jù)工藝手冊表6.2-5 ， =30mm ， =+ =5.2 6.2mm,取=6mm , =4mm=0.401( min ) .擴0 15H8孔至0 14.8 (a) .確定進給量根據(jù)切削手冊表 2.10， =0.50.6mm/r ，查工藝手冊表 4.2-3，根據(jù)機床實際縱進給

43、量取 =0.35mm/r 。(b) .確定切削速度為減少輔助時間，參照鉆孔取=285r/min， =13.25m/min。(c) .計算基本時間根據(jù)工藝手冊表6.2-5， =30mm ， =+(1 2) = (1 2) =1.232.23mm ，取 =3mm ，=4mm=0.37( min ) .鉸0 15H8 孔確定進給量和切削速度根據(jù)切削手冊表2.25 ， =0.2 0.4mm/r ， =8 1 2m/min 。計算得 =169.8 254.65r/min ，查工藝手冊表 4.2-2 ，按機床實際進給量和實際轉速，取=0.35mm/r， =198r/min ，實際切削速度 =9.33m/m

44、in。計算基本時間根據(jù)工藝手冊表 6.2-5 ， =2mm ， =2mm.倒0 15H8 孔口角參照車端面，取 =760 ，實際切削速度 =40.59m/min。2).工序川粗銃撥叉腳兩端面加工條件：X62W 臥式銃床，兩把三面刃直齒銃刀，YT15刀片，刀盤直徑125mm，寬12mm , 齒數(shù) 20 ，專用夾具，柴油冷卻。 .確定每齒進給量根據(jù)切削手冊表3.5，每齒進給量 =0.09 0.18mm/z 。因工件剛性差，取 =0.09mm/Z 。 .選擇銑刀磨鈍標準及耐用度根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后面最大磨損量為1.2mm ；耐用度 T=150min 。 .確定切削速度和工作臺每分鐘進給量

45、根據(jù)切削手冊表3.27 ， =600 ，。v=根據(jù)工藝手冊表 4.2-39 ，與 323r/min,相近的主軸轉速為300r/min, 和 375r/min ，取n=300/min ，實際切削速度 =117.8m/min工作臺每分鐘進給量為根據(jù)工藝手冊表4.2-40 ， X62W 銑床與 108mm/min 相近的進。選擇則實際的每齒進給量為作臺進給量為 95mm/min 和 118mm/min .計算基本時間根據(jù)工藝手冊表 6.2-7，3),3).工序W銃撥叉腳內側面加工條件：X62W 臥式銃床，兩把三面刃直齒銃刀，YT15刀片，刀盤直徑125mm，寬12mm , 齒數(shù) 20 ，專用夾具，柴

46、油冷卻。確定背吃刀量由毛坯圖已知銑削寬度 =20mm ，銑削深度 =3.5mm 。確定切削速度和工作臺每分鐘進給量取 n=300r/min, 實際切削速度 117.8m/min ，工作臺 每分鐘進給量 =118mm/min, 實際每齒進給量 計算基本時間 工序V銃操縱槽加工條件： X62W 臥式銑床， 三面刃直齒銑刀， YT15 刀片， 刀盤直徑 125mm ，寬 13mm ，齒數(shù)20 ，專用夾具，柴油冷卻。.確定背吃刀量由毛坯圖已知銑削寬度 =12mm ，銑削深度 =13mm 。.確定每齒進給量取。3.27 ，=270 ， v=.確定切削速度和工作臺每分鐘進給量根據(jù)切削手冊表根據(jù)工藝手冊表

47、4.2-39 ，取與 513r/min 相近的主軸轉速。實際切削速度 工作臺每分鐘進給量為根據(jù)工藝手冊表 4.2-40 ，取 X62W 銑床與 72mm/min 相近的 進作臺進給量 則實際的每齒進給量為 計算基本時間5).工序W鉆0 5H14孔加工條件：Z515鉆床，0 5mm標準麻花鉆，專用夾具。 確定進給量由于孔徑很小，宜采用手動進給。 選擇鉆頭磨鈍標準及耐用度根據(jù)切削手冊表2.21 ，取鉆頭后面的最大磨損量為0.8mm 耐用度 T=15min 。 確定切削速度根據(jù) 切削手冊表2.21 、表2.7 及表 2.13，按 5類加工性暫定 =0.16mm/r,查得查工藝手冊表 4.2-18 ，

48、按機床實際轉速選取。實際切削速度。 計算基本時間根據(jù)工藝手冊表 6.2-5，2) =1.53.5mm，取6)工序X磨撥叉腳兩端面WA46VP350 X40 X加工條件： M7130 平面磨床，砂輪，專用夾具。 選擇砂輪根據(jù)工藝手冊第三張中磨料選擇各表，選擇127 砂輪，即砂輪磨料為白剛玉，粒度為硬度為中軟 1 級，陶瓷結合劑， 6 號組織，平型砂 輪，其尺寸為 350 X40 X127 ( D XBXd )。 選擇切削用量砂輪轉速工件速度徑向進給量雙行程。 計算基本時間根據(jù)工藝手冊表 6.2-8 ，加工廠度 L=71mm ， 10 件一起加工，單面 加工余量系數(shù) K=1.1 ，磨削一面的機動時

49、間為 基本時間2.8. 填寫工藝文件按上述確定的工藝過程填寫機械加工工藝過程卡片附表 1 ）和機械加工工序卡片 （附表 27 ,見 P99 105)。3.某道工序的專用夾具設計 3.1 .問題的提出為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具，經(jīng)過與指導老師 協(xié)商決定，決定設計第六道工序鉆0 5H14 孔的鉆床夾具。5H14()0 5H14孔為銷孔，用于圓錐銷連接撥叉頭和軸。本工序的加工要求為：孔徑0 mm ，表面粗糙度為孔的軸線在操縱槽對稱面上， 對孔0 15H8 軸線的位置度誤差為 0.2mm 。本工序的加工條件為： Z515 鉆床，0 5 標準麻花鉆。工件上撥叉頭端面

50、、0 15H8 孔、操 縱槽、撥叉腳內側面均已加工，達設計圖樣要求，撥叉腳端面已粗加工。未淬硬鋼實心毛坯上鉆孔德經(jīng)濟精度為 IT11 12,表面粗糙度為在鉆夾具上加工時適當控制 切削用量，可以保證孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工時，主要應 考慮要如何保證孔軸線與0 15H8 孔軸線的位置度要求。3.2. 定位方案及定位元件選擇、設計3.2.1. 定位方案的選擇根據(jù)工序加工要求，工件在夾具中的定位有兩種方案可供選擇。方案一：如圖3-1所示，以0 15H8孔為主要定位基準，限制4 個自由度，以操縱槽為止推基準，限制 1 個自由度，以撥叉腳內側面為防轉基準，限制1 個自由度。夾緊

51、操縱槽。方案二：如圖 3-2 所示，以0 15H8 孔為主要定位基準，限制4 個自由度，0 15H8 孔端面為止推基準， 限制 1 個自由度， 以撥叉腳內側面為防轉基準，限制 1 個自由度， 夾緊0 15H8得另一端面。圖 3-1 定位方案一圖 3-2 定位方案二方案一是按照基準重合原則確定的， 不存在基準不重合誤差， 有利于加工精度， 而且夾緊點靠近加工面， 夾緊力方向與切削力方向相反， 可以抵消部分切削力， 有利于提高夾緊剛性。缺點是夾緊力過大容易引起定位元件變性。方案二是按照基準統(tǒng)一原則確定的， 有利于夾具的設計制造，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。 缺點是不容易保證孔德軸線與操縱槽對稱面重合，鉆頭進給的軸向力完全由定位元件承受，會引起定位元件變形。本工序加工的0 15