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1、河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸第 1 页共 15 页序 言机械制造工艺学课程设计是我在学习基础课、专业基础课和部分专业课后进行的，是对所学课程一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。对我个人而言，希望通过这次课程设计对我的专业技术水平及解决实际问题的能力有所提升,并且对我所从事的工作从理论和实际两个方面都有一个质的提高。由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指导。河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸第 2 页共 15 页第 1 章 零件的分析本次课程设计题目所给的是五档变速叉，它位于发动机的速机构上，主要起换挡作用。1.1
2、零件的工艺分析依据零件图纸加工面与非加工面分析零件加工表面及加工面之间的位置要求： 孔 22mm； 孔 8mm； 叉头 22mm 成形面； 叉头平面； 叉口内平面； 孔 8mm 中心与孔 22mm 中心在水平方向上 230.25mm；（见零件图） 孔 8mm 中心与孔 22mm 中心在垂直方向上 780.25mm；（见零件图） 8mm 两孔轴线同轴度不大于 0.2mm； 8mm 两孔公共轴线对尺寸 23mm 的平面内 22mm 的表面的平行度在长度100mm 上不大于 0.2mm； 8mm 两孔公共轴线对尺寸 78mm 的平面的不平行度在长度 100mm 上不大于0.4mm； 8mm 和 15
3、mm 两表面间壁厚应为 2.5-4.0mm,其余应不小于 2.5mm。1.2 生产类型确定生产类型：批量生产 加工设备：通用设备 、采用专用工装河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸第 3 页共 15 页第 2 章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为 45 钢，结构比较简单；考虑到其在工作过程中常受交变载荷及冲击性载荷；生产类型为批量生产；故采用精密模锻毛坯，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠，也可提高生产率。毛坏公差参考 GB/T12362-2003 钢质模锻件公差及加工余量。2.2 选择定位基准基准选择的正确与合理，可以使加工质量得以保证，生产率得
4、以提高。由零件工艺分析知：孔 22mm 中心是加工 8mm 孔及叉头 22mm 的设计基准；叉口中心是加工叉口、叉头平面的设计基准。2.2.1 粗基准的选择：粗基准的选择重点考虑如何保证各加工表面有足够的余量，及保证不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸设计要求。根据本零件图纸分析，为保证定位可靠性，以加工表面相互位置要求较高的不加工表面作粗基准，因此采用零件叉角外轮廓会主要定位粗基准加工叉口，以零件的外圆柱面为主要的定位粗基准加工22mm 孔，可保证壁厚均匀、外形对称。2.2.2 精基准的选择： 精基准选择重点是考虑保证零件的加工精度、减少误差，装夹方便、准确。依据“基准重合”原则、“基
5、准统一”原则和定位可靠性原则，减少尺寸换算，加工8mm 孔时以零件 22mm 内孔为主要定位精基准，加式叉头 22mm 圆柱面时以22mm 内孔为主要定位精基准，铣叉头平面时以叉角内平面为主要定位精基准，并辅以其它表面定位。2.3 制定工艺路线工艺路线制定的是否合理，不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、生产成本等。在生产类型确定的情况下，根据零件的结构工艺性、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及现有的生产条件下，加工方法所能达到的经济精度，以便于使生产成本尽量降低。拟采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用
6、纸第 4 页共 15 页生产率。结合机械制造工艺学和金属机械加工艺人员手册选择该零件的加工方法及工艺路线如下：工序 0：模锻毛坯（正火处理）；工序 05：铣叉口- 以 35mm 圆柱下端面、叉口角外平面及外圆轮廓为定位基准，采用卧式铣床 X62 和专用夹具；工序 10：钻、扩、铰 22mm 孔-以外形轮廓面为定位基准面，采用摇臂钻床 Z35和专用夹具；工序 15：孔口倒角-以外形轮廓面为定位基准面，采用立式钻床Z525 和通用夹紧装置；工序 20：钻、铰 8mm 孔- 以 22mm 内孔、叉口角内侧面及外圆轮廓为定位基准面，采用立式钻床 Z525 和专用夹具；工序 25：铣叉头成形面-以 22
7、mm 内孔、叉口角内侧端面为定位基准，采用立式铣床 X52 和专用夹具；工序 30：铣叉头平面-以 22mm 内孔、叉口角内侧端面为定位基准，采用立式铣床 X52 和专用夹具；工序 35：去毛刺-钳工去所有锐边毛刺；工序 40：中间检验；工序 45：热处理-22mm 叉角表面淬火，硬度HRC45；工序 50：修正 22mm、8mm 孔；工序 55：校正 23mm、78mm 及 25-1mm；工序 60：清洗；工序 65：终检。2.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定零件材料为 45 钢，硬度 HBS156-217，生产类型为中批生产，采用精密模锻毛坯。据上述资料及制定的工艺路线，确定加工余量
8、、工序尺寸及公差如下：（加工余量采用经验估计法或按照技术手册等资料推荐的数据为基础，结合生产实际情况和经验来确定；工序尺寸采用“逆推法”。）2.4.1 圆柱表面工序尺寸根据资料已初步确定零件表面的总加工余量，各表面的工序加工余量如下：加工表面 加工内容加工余量精度等级基本尺寸表面粗糙度钻 IT11 18 Ra12.5扩 3.7 IT10 21 7 Ra6.3孔 22铰 0.3 IT9 22 Ra3.2河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸第 5 页共 15 页钻 IT11 7.8 Ra12.5孔 8铰 0.2 IT9 8 Ra3.2叉头22 成形面 铣 IT9 22 Ra3
9、.2孔口倒角 锪 1.545Ra12.52.4.2 平面工序尺寸工序号 加工内容 工序尺寸 表面粗糙度05 铣叉口 76 Ra6.430 铣叉头平面 25 Ra12.52.5 确定切削用量及基本工时定额正确的选择切削用量，对保证加工精度、提高生产率、降低刀具的损耗和合理使用机床都能起到很大的作用。由于工作材料、毛坯状况、刀具材料及其几何角度、机床的刚度等许多因素影响，切削用量应结合相关手册资料，根据实际情况和经验来确定。1) 工序 05：铣叉口 -以以 35mm 圆柱下端面、外圆轮廓及叉头为定位基准，刀具：直齿三面刃铣刀 外径 D=63 mm 厚度 L=10 mm机床：卧式铣床 X62夹具：专
10、用铣夹具查机械工人切削手册（以下简称切削手册）得：取 fz=0.02 mm/r =24 m/min，则 ns=121 r/min，根据机床说明书取 n=150 r/min，故实际切削速度为：v=29.7 m/min当 nw=150 r/min 时，工作台每分钟进给量应为：fm= fzznw=0.0210150=30 mm/min切削工时：河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸第 6 页共 15 页刀具工作行程：l+l 1+l2=30 mm，则切削工时为：tm=1 min2) 工序 10：钻、扩、铰 22mm 孔- 以外形轮廓面为定位基准刀具：锥柄麻花钻 18mm、锥柄扩孔钻
11、 21.7mm、硬质合金锥柄机用铰刀 22H9机床：摇臂钻床 Z35夹具：专用钻夹具钻孔：查切削手册得：取 f=0.200.24 mm 工件材料状态系数 Kav=0.9,则f=（0.200.24）0.9=(0.180.216) mm取 f=0.20 mm/r根据切削手册取 v=18 m/min 所以 ns=318 r/min 根据机床说明书取 n=335r/min，故实际切削速度为:v=18.94 m/min钻孔切削工时：刀具工作行程：l+l 1+l2=44+2+6=52 mm，则钻孔切削工时为：tm=0.78 min扩孔：查切削手册,取 f=0.40 mm , v=17 m/min,所以 n
12、s=249 r/min 查机床说明书取 n=272 r/min则实际切削速度 v=18.54 m/min扩孔切削工时：刀具工作行程：l+l 1+l2=44+2+2=48 mm，则扩孔切削工时为：tm=0.44 min铰孔：查切削手册,取 f=0.35 mm/r，v=5 m/min所以 ns=72.4 r/min 查机床说明书取 n=85 r/min则实际切削速度 v=5.87 m/min铰孔切削工时刀具工作行程：l+l 1+l2=44+4+28=76 mm，则铰孔切削工时为：tm=2.55 min工序总切削工时：t 总 =0.78+0.44+2.55=3.77 min3) 工序 15：孔口倒角
13、 -以外形轮廓面为定位基准刀具：锥柄锥面锪钻 4090机床：立式钻床 Z525夹具：通用夹紧装置根据切削手册及机床说明书取 n=97 r/min，手动进给河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸第 7 页共 15 页切削工时：两边倒角 tm=0.1 min4) 工序 20：钻、铰 8mm 孔-以 22mm 内孔、叉口角内侧面及外圆轮廓为定位基准 刀具：锥柄长麻花钻 7.8 mm、硬质合金锥柄机用铰刀 8H9机床：立式钻床 Z525夹具：专用钻夹具钻孔：查切削手册得：f=0.15 mm 得 v=16 m/min 所以ns=653 r/min ，根据机床说明书取 n=680 r/
14、min，故实际切削速度为:v=16.66 m/min钻孔切削工时：刀具工作行程：上部位孔刀具行程 l+l1+l2=9+2.5+1.5=13 mm，则叉口中间空档部位 采用手动进给，下部位孔刀具行程 l+l1+l2=13 mm，则钻孔切削工时为：tm=0.25 min铰孔：查切削手册,取 f=0.3 mm/r，v=3 m/min所以 ns=119 r/min ，查机床说明书取 n=140 r/min则实际切削速度 v=3.52 m/min铰孔切削工时刀具工作行程：上部位孔刀具行程 l+l1+l2=9+2+15=36 mm，则叉口中间空档部位采用手动，下部位孔刀具行程 l+l1+l2=9+2+15
15、=36 mm，则铰孔切削工时为： tm=1.71 min工序总切削工时：t 总 =0.25+1.71=1.96 min5) 工序 25：铣叉头成形面-以 22mm 内孔、叉口内侧端面为定位基准刀具：直柄立铣刀 8mm机床：立式铣庆 X52夹具：专用铣夹具查切削手册得：v=20 m/min 则 ns=795 r/min，查机床说明书取 n=750 r/min 利用专用铣夹具加工，采用手动进给。6) 工序 30：铣叉头平面 -以 22mm 内孔、叉口内侧端面为定位基准刀具：锥柄立铣刀 40 Z= 6 机床：立式铣庆 X52夹具：专用铣夹具查切削手册得：f z=0.08 mm/z 根据机床说明书取 n=190 r/min，河 南 科 技 大 学 课 程 设 计 说 明 书 用 纸第 8 页共 15 页故实际切削速度为:v=23.8 m/min 当 n=190 r/min 时，工作台每分钟进给量为：fm=fzn=0.0
