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1、机械制造工艺学课程设计实例机机械械制制造造工工艺艺学学课课程程设设计计说说明明书书设计题目设计题目:拔叉的机械加工工艺规程及32X32 平面立铣床夹具设计 设计者 指导老师 2机机械械制制造造工工艺艺学学 课课程程设设计计任任务务书书题题目目：拔叉的机械加工工艺规程及 32X32 平面力铣床夹具设计 内容：1.零件图 1 张2.毛坯图 1 张3.机械加工工艺过程综合卡片 1 张4.结构设计装配图 1 张 5.结构设计零件图 1 张6.课程设计说明书 1 张3序序 言言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程
2、一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导一一 、零件的分析、零件的分析1.零件的作用和装配关系零件的作用和装配关系题目所给零件是车床主轴箱内摩擦离合器操纵机构的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 25 孔与操纵机构相连，二下方的 60
3、半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。2.零件的材料、结构特点和主要工艺问题零件的材料、结构特点和主要工艺问题零件为 HT200 铸钢件，无热处理要求。从结构上看，一边呈圆筒状，另一部分为厚 12mm 的半圆叉爪。两部分上下都不在同一平面上，工件安装有一定困难。零件的主要加工表面和主要的技术要求也分两个部分一个是以25H7 孔为中心的加工表面，这一组加工表面包括：25H7mm 的孔，4以及 42mm 的圆柱两端面，其中主要加工表面为 25H7mm 通孔。一个是以半圆叉爪为中心的加工表面,即以 60mm 孔为中心的加工表面。这一组加工
4、表面包括：60H12 的孔，以及 60H12 的两个端面。主要是 60H12的孔。铣 16H11 的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm 的槽的底面，16H11mm 的槽两侧面。以 M221.5 螺纹孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：M221.5 的螺纹孔，长 32mm 的端面。主要加工表面为M221.5 螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：1、60 孔端面与 25H7 孔垂直度公差为 0.1mm.。2、16H11mm 的槽与 25H7 的孔垂直度公差为 0.08mm。 零件二维图5由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
5、这些加工表面和技术要求，用一般的工艺方法都能做到，唯有叉爪的内半圆面较难车和镗。结论是，拟定本零件工艺必须解决好安装和叉爪内半圆面的加工两个主要问题。3.工艺规程设计确定毛坯的制造形式图纸规定零件材料是 HT200，显然毛坯只能是铸钢件。零件加工毛坯图针对零件的两个主要问题，采取将毛坯两件合一铸出的办法，见图(3)。两件合铸后的毛坯，左右等高，便于安装。同时叉爪合成了整圆，内半圆及其两端面就容易加工了。待完成各面加工后，再分切成两件。具体事项考虑如下：4.制造方法和毛坯余量的确定制造方法和毛坯余量的确定6本零件形状不复杂，可大批生产。若选砂型手工造型，生产效率低、铸件质量差。也不宜采用费用高、
6、生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造。最后确定采用砂型机器造型，它有较高的生产效率，也能满足毛坯质量要求。查机械设计手册，按二级精度铸钢件查得毛坯余量如下：顶面 7mm；侧面、底面 5mm；孔取顶面余量 7mm。由此得到图？所示的毛坯尺寸。5.基准的选择基准的选择精基准选择：按照一般规则，定位精基准应是精度较高、粗糙度较小的表面。即应选择25H7 孔及其一端面为基准。但用25H7 孔作精基准，两零件分切开后可能不对称，而且 225H7 孔的端面横向尺寸小，定位稳定性也差。若选叉爪的及其一端面为精基准，又因60H12 孔精度太低，用一般圆柱心轴作定位元件，定位误差太大。最后考虑仍选60H12
7、孔为纵向定位基准，目的是希望工件分切开后左右两件较为对称。但所设计的夹具，必须采用弹簧心轴或轴向可移式锥心轴作定位元件，以消除精基准尺寸公差大造成的定位误差。垂直方向则选叉爪上端面为精基准，从尺寸关系看，以它作定位精基准便于加工其余各平面。粗基准选择：对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 25H7 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块 V 形块支承这两个 42 作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。既能
8、加工出已选各精基准面，又能保证加工面对不加工毛面的位置和尺寸。6.工艺路线的制定工艺路线的制定制定艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床7配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。经考虑选择了三个可行的工艺方案。1. 工艺路线方案一工序 I 铸造（砂型机器造型）工序 II 清砂工序 III 退火工序 IV 粗、精铣 25 孔上端面工序 V 粗、精铣 25 孔下端面工序 VI 粗、钻、扩、铰、精铰 25 孔工序 VII 粗、精铣 60 孔上端面工
9、序 VIII 粗、精铣 60 孔下端面工序 IX 粗、钻、扩、铰、精铰 60 孔工序 X 切断工序 XI 铣螺纹孔端面工序 XII 钻 22 孔（装配时钻铰锥孔）工序 XIII 攻 M221.5 螺纹工序 XIV 粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序 XV 粗铣 半精铣 精铣 16H11 的槽工序 XVI 检查2. 工艺路线方案二工序 I 铸造（砂型机器造型）工序 II 清砂工序 III 退火工序 IV 以 42 外圆为粗基准，粗铣 25 孔上、下端面工序 V 精铣 25 孔上、下端面8工序 VI 以 25 孔上端面为精基准，粗、钻、扩、铰、精铰 25 孔，孔的精度达到 IT7工序 VII 以
10、25 孔为精基准，粗铣 60 孔上、下端面工序 VIII 以 25 孔为精基准，精铣 60 孔上、下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过 0.1。工序 IX 以 25 孔为精基准，钻、镗、铰 60 孔，保证空的精度达到IT8。工序 X 以 25 孔为精基准，铣螺纹孔端面工序 XI 以 25 孔为精基准，钻 22 孔（装配时钻铰锥孔）工序 XII 以 25 孔为精基准，攻 M221.5 螺纹工序 XIII 以 25 孔为精基准，粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序 XIV 以 25 孔为精基准，粗铣 半精铣 精铣 16H11 的槽工序 XV 切断工序 XVI 检查3. 工艺方案的比较和分析上述的
11、两个工艺方案中，在基准方面定的相似，都是先加工 25 孔的端面，在打这个孔，以此为之后加工的基准，但是方案一中，在加工 25 孔的端面时，将粗加工和精加工放在一个工序中，虽然减少了装夹的次数，但是在一道工序中完成这么多的工作，对机械和工人的要求较高，不不适合在批量生产中应用；而方案二与之相反。方案一全部工序中间的工序七把两件铣断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。而方案二各工序使加工效率大大提高，多次加工 25、60 孔，更能保证孔的加工精度。最终选择方案二作为最终方案。7.机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定”CA6140 车床拨叉
12、” ；零件材料为 HT200，硬度 190210HB，毛坯重量91.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圆表面（42）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（25，60 端面） 。查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表 3.126，取 25，60 端面长度余量均为 2.5（均为双边加工）：粗铣 2mm半精铣 0.7mm3. 内孔（60 已铸成 50 的孔）查工艺手册表 2.22.5，为了节省
13、材料，取 60 孔已铸成孔长度余量为 3，即铸成孔直径为 54mm。工序尺寸加工余量：钻孔 4mm扩孔 1.5mm铰孔 0.4mm精铰 0.1mm同上，零件 25 的孔也已铸出 15 的孔。工序尺寸加工余量：钻孔至 23 余量为 8mm扩孔钻 1.8 mm粗铰孔 0.14 mm精铰孔 0.06 mm104. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线 47mm 的距离，余量为 3mm。工序尺寸加工余量：粗铣端面 2.1 mm半精铣 0.7 mm精铣 0.2 mm5. 螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至 25 孔轴线且垂直轴线方向 40mm 的距离，余量为 4 mm工序尺寸加工余
14、量：粗铣顶面 3.1 mm半精铣 0.7 mm精铣 0.2 mm 6. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。二、确立切削用量及基本工时工序一 以 42 外圆为粗基准，粗铣 25 孔上下端面。（1）. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：粗铣 25 孔上下端面。机床： X53 立式铣床。刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。铣削宽度 aemaxFf1.8mm/r由于所选择的进给量远远小于和，故可以使用。fff（2）确定切削速度 v、轴
15、向力 F、转矩 T 以及切削功率mp用不同的刀具材料进行钻、扩、铰孔的 v、F、T、均可以按照表 3.4-8 以mp及表 3.4-10 进行计算。根据所给条件，可以直接在表 3.4-15 中用插入法计算得：V=17m/min,F=4732N,T=51.69N.m, =1.25kwmp由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表3.4-9 可知，切削速度的修正系数=0.88，=0.75，故：mvklvk=17m/min*0.88*0.75=11.22m/minv=162r/min （7-7） 01000vnd14查 z535 型机床说明书，取 n=195r/min，实际切削速度为：（7-8）0d n13.5m/min1000v实由表 3.4-11，切削力以及转矩的修正系数=1.06，故：mfmmkkF=4732N*1.06=5016NT=51.69N.m*1.06=54.8N.m3)校验机床功率 切削功率为mp
