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1、工艺规程及工艺装备工艺规程及工艺装备设设 计计 者者 指导教师指导教师 广西大学机械工程学院广西大学机械工程学院机电机电 041041 班班20072007 年年 7 7 月月 1818 日日目录目录序言 1工艺规程与夹具设计过程 2一、设计题目,计算生产纲领及生产型 2二、零件的分析 21零件的作用 22零件的工艺分析 2三、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯的形状3四、工艺规程设计 31定位基准的选择 32零件表面加工方法的选择 43制订工艺路线 54确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 65确定切削用量及基本工时105、1 工序端面 A 铣削用量及基本时间的确定105、2 工序钻扩孔 22
2、mm135、3 工序端面 D 铣削用量及基本时间的确定155、4 工序槽 8mm 的铣削用量及基本时间的确定175、5 工序槽 18mm 的铣削用量及基本时间的确定 195、6 工序锪 2X15的倒角切削用量及基本时间的确定215、7 工序拉花键孔切削用量及基本时间的确定22四、夹具的设计 21五、参考资料 23序序 言言一、设计目的：现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业学生在学完了机械制造技术基础等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到：1、掌握零件机械
3、加工工艺规程设计的能力；2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图，标注必要的技术条件等。二、设计感想与体会：三周的课程设计就是一个团队合作的过程。所谓 1+12，一个团队的合作，使我们的设计成果不到三周时间就渐渐呈现在我们的眼前。看着眼前的手工图纸、CAD 图和设计计算的手稿，三周的设计过程一幕幕浮现在眼前。三周的设计让我们学到了很多东西。这次设计可以说是三年的课程学习所掌握的所有机械工程学科的基础知识的融会贯通，因为我们以前曾经学得很好，但是都是理论的东
4、西，学习了马克思主义哲学之后，终于知道理论联系实际才使我们有了更进一步的体会。在这次设计中，我学会的如何设计、如何计算，更重要的是我学会了合作，我懂得了团队合作的重要性。我们以前做的设计都是一个人的，而且规模小，不需要什么规划，这次可以说是综合了我们的所有智慧。同时，得到了我们的指导老师黎梁新老师的大力支持。此外还有王小纯、王勇老师的大力帮助，在此表示感谢！由于我们水平所限，设计中难免有错误和不妥之处，在此还诚请指导老师批评指正。工艺规程及机床夹具设计过程工艺规程及机床夹具设计过程设计题目：设计题目：设计 CA6140 车床拨叉（0405）零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。一、计算生产纲领，
5、确定生产类型一、计算生产纲领，确定生产类型：该零件是 CA6140 车床上的拨叉，按照指导老师的要求，设计此零件为中批量生产。二、零件分析：二、零件分析：1 1、零件的作用、零件的作用：拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。2 2、零件的工艺分析：、零件的工艺分析：该拔叉共有三组加工表面，且三者之间和
6、其各内部之间存在有一定的位置关系，现分述如下:(1)A 面及 22 花键底孔这一组加工表面包括:A 端面和轴线与 A 端面相垂直的 花键底孔。(2)8mm 槽及其外端平面和 18mm 大槽这一组加工表面包括: 槽的 D 端面， 槽和 180+0.012 的槽。其中从槽 指向槽180+0.012 且平行槽，花键，肋板对称线的方向是垂直于花键孔轴线的。且 D 端面所在平面垂直于 A 端面所在的平面。(3)花键孔及两处倒角这一组加工表面包括: 6 mm 的六个方齿花键孔，及 25mm 花键底孔两端的 275倒角。根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工 A 面及 22 花键底孔，而后其它表面的加工以
7、这两个表面为精基准进行。三、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：三、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：零件材料为 HT200 灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产纲量要求。零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可铸出。四、工艺规程设计：四、工艺规程设计：1 1、定位基准的选择：、定位基准的选择：定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理， 可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出， 更有甚
8、者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。、粗基准的选择：该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位），为保证 A 面与花键孔轴线垂直，以便于保证以该两面为定位精基准时其它表面的尺寸精度加工要求，可以把 A 面与花键底孔放在一个工序中加工，因而该工序总共要消除 X，Y，Z，X，Y 五个自由度（建立空间坐标系为：以花键孔轴线方向为 Z 轴，垂直花键孔轴线，平行槽、花键、肋板对称线并且从槽 180+0.012 指向 80+0.03 的方向为 X 轴，同时垂直于 X 轴、Z 轴的方向为 Y 轴，取坐标原点为花键孔轴线与 A面的交点为原点），用三爪卡盘卡夹持外圆柱面。消除
9、X，Y，X，Y 四个自由度，再用一个浮动支承顶住 B 面，消除 Z 自由度，达到定位要求。、精基准的选择：主要考虑基准重合问题。2 2、零件表面加工方法的选择：、零件表面加工方法的选择：本零件的加工面有端面、内孔、花键、槽等，材料为 HT200 灰铸铁，参考机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表 1.4-7、表 1.4-8 及表 1.4-17 其加工方法选择如下：、A 端面：根据 GB1800-79 规定毛坯的公差等级为 IT13，表面粗糙度为 Ra12.5um，要达到零件的技术要求，公差等级为 IT9，表面粗糙度为 Ra3.2um，需要经过粗铣、 花键底孔：公差等级为 IT12，表面
10、粗糙度为 Ra6.3um，毛坯为实心，未冲出孔，故采用粗铣、 槽的 D 端面：零件技术要求表面粗糙度达到 Ra3.2，而毛坯的公差等级为 IT13，表面粗糙度为 Ra12.5，故需要采用粗铣半精铣。、 槽：零件技术要求槽的两侧端面表面粗糙度为 Ra1.6um，槽的底端面为Ra6。3um，需要采用粗铣精铣，就可以达到公差等级为 IT8 表面粗糙度Ra1。6um。、 mm 槽：零件技术要求槽的各端面要达到的表面粗糙度为 Ra3.2um，需要采用粗铣半精铣、花键孔（6 mm ）：要求花键孔为外径定心，两侧面表面粗糙度为 Ra3.2um 底面表面粗糙度为Ra1.6um，故采用拉削加工、两处倒角：25
11、mm 花键底孔两端处的 275倒角，表面粗糙度为 Ra6.3um，为了使工序集中，所以花键底孔的两端面的 275倒角在 Z525 立式钻床上采用锪钻的方法即可。3 3、制定工艺路线：、制定工艺路线：制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精 度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产 的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率。 除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。、工艺路线方案一：工序：粗铣 40mm 右端面 A 面工序：钻孔并扩钻花键底孔 22mm工序：铣 28mm40mm 端面 D工
12、序：铣宽为 mm 槽工序：铣宽为 mm 的槽工序：锪两端面 15倒角工序：拉花键孔 250+0.023mm工序：去毛刺工序：终检、工艺路线方案二：工序：粗车 40mm 右端面 A 面工序：钻孔并扩钻花键底孔 22mm 工序：拉花键孔 250+0.023mm工序：铣 28mm40mm 的端面 D工序：铣 mm 槽工序：铣 mm 槽工序：车 40mm 左端面 B 倒角 275工序：车 40mm 右端面 A 倒角 275，半精车 40mm 右端面 A工序：去毛刺工序 X：终检、工艺方案的比较与分析：上述两工艺方案的特点在于：方案一工序、是以 40mm 左端面 B 为粗基准，用铣床粗铣 A 端面，然后
13、再以 A 端面为基准钻花键底孔。方案二在该两工序中的定位加工方法也是相同的，只是在加工 A 端面时将铣床改用车床来加工，两个方案的定位方法都可以达到加工要求，但是从零件结构可知用车床来加工在装夹时较困难，而用铣床来加工在装夹时较方便。另外，工艺路线一中是在完成前面 5 道工序后，才以花键底孔及 40mm 右端面 A 上一点，及 28mm40mm 端面 D 上两点为定位基准加工花键孔，能较好的保证花键孔的位置尺寸精度，而在工艺路线方案二中，在工序、完成后就开始以花键底孔、A 端面一点及 28mm40mm 端面 D 两点为定位基准拉花键孔，这样就是重复采用粗基准定位，就不保证花键孔与宽为 mm、
14、mm 槽的槽的位置精度，最终达不到零件技术要求，甚至会造成偏差过大而报废，这是重复利用粗基准而造成的后果。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。该工艺过程详见表 2 和表 3，机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。4 4、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图、确定毛坯余量（机械加工总余量），毛坯尺寸及其公差、设计、绘制毛坯图：铸铁模铸造的机械加工余量按 GB/T11351-89 确定。确定时根据零件重量来初步估算零件毛坯铸件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数，由工艺手册表 2.2-3，表 2.2-4，表 2.2-5 查得，除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量），孔的加工总余量由表 2.3-9 查得，表 2.3-9 中的余量值为双边余量。本零件“CA6140 车床拨叉” 材料为 HT200，毛坯重量估算约为 1.3kg，生产类型为中批量生产，采用金属型铸造毛坯。、A 端面毛坯余量：加工表面形状简单，由铸件重量为 1.3kg ，加工精度 R3.2 ，保证长度尺寸为 80mm ，查工艺手册表 2.2-4 得加工单边余量为 5.5mm ，另查表 1.4-24 得长度
