机械制造课程设计指导书.doc

第一章 机械制造课程设计概述第一节 课程设计的目的和任务机械制造课程设计是在学完了机械制造技术、机械制造装备，进行了生产实习之后进行的下一个教学环节。它一方面要求学生通过设计能获得综合运用过去所学知识进行工艺及夹具结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。本课程设计的目的和任务如下：1 .进一步培养学生的设计思想和工作态度，使他们掌握准确合理的工艺规程设计和夹具设计的方法。2 .巩固，深化和提高机械制造工艺及夹具设计方面的有关知识。3 .熟悉并能综合运用有关手册和规范。4 .进一步提高设计、计算、制图、编写说明书和使用技术资料的能力。5 .培养具有按计划组织自己的工作和独立思考，独立工作的能力。第二节 课程设计的要求与内容机械制造课程设计题目为：设计某个零件的机械加工工艺规程及某道工序的专用夹具。生产纲领为中批或大批生产，零件难度为中等复杂程度。具体内容为：毛坯图 1张机械加工工艺过程卡片 1套机械加工工序卡片 1套夹具装配总图 1张夹具零件图 2-3张课程设计说明书 1份为了搞好本课程设计，首先要求学生充分认识本课程设计的重要意义，以严肃认真的态度参加设计，独立完成各项内容。设计过程中要求学生积极思考，主动提出各种不同方案的比较,加强查阅参考资料，认真、细致、正确地设计计算，严格按照制图标准绘图。要求所完成的设计应是技术上较先进，经济合理且切实可行，设计图样、工艺文件应做到正确、清晰、完整、统一。.设计说明书内容全面、语言简练、文字通顺、字迹工整。第三节 课程设计的方法及步骤一. 工艺设计1.分析、研究零件图，进行工艺审查。2.选择毛坯制造方式，画毛坯图.3.拟定工艺路线。4.确定各工序所用的机床设备和工艺装备。5.确定机加工余量，工序尺寸及公差。6.确定切削用量及基本工时。7.填写工艺文件。二. 夹具设计1.分析加工对象，明确设计要求。2.收集国内外同类夹具资料并进行分析比较。3.分析和判断切削力的方向和性质，计算切削力。4.构思和确定总的定位、夹紧方案，绘制结构草图。5.计算所需加紧力。6.结构草图经反复自审修改后，经教师同意，绘制正式装配图。7.绘制夹具零件图。8.对所设计的夹具进行精度分析，必要时进行强度、刚度验算。三 .编制课程设计说明书第四节 课程设计成绩的评定学生在完成全部设计任务后，图样和说明书经指导教师审查签字后，在规定日期进行答辩。根据设计的工艺文件、图样和说明书质量，答辩时回答问题的情况，以及平时的工作态度，独立工作能力等诸方面表现，来综合评定学生成绩。设计成绩分为优、良、中、及格、不及格五级。不及格者将另行安排时间补做。第五节 课程进度与时间安排按照教学计划，本课程设计为期2周，其进度和时间安排如下：1.熟悉零件，画毛坯图。 约占8%2.选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸 填写工艺卡片。 约占 25%3.专用夹具设计（画装配图及主要零件图）。 约占45%4.编写设计说明书。 约占14%5.准备及答辩。 约占8%第二章 机械制造课程设计指导第一节 机械加工工艺规程的编制零件图样、生产纲领、每日班次和生产条件是本次设计的原始材料。由这些资料确定了生产类型和生产组织形式之后，即可开始拟定工艺规程。一.分析、研究零件图（和实物），进行工艺审查。1.熟悉零件图，了解零件性能、用途、工作条件及所在部件（或整机）中的作用。2.了解零件材料及其力学性能，以便合理选择毛坯种类和制造方法，心脏确定切削用量、加工方法。3.分析零件图上各项技术要求制订的依据，确定主要加工面和次要表面，找出关键技术问题。4.分析零件结构的工艺性。要从选材是否得当，尺寸标注的技术要求是否合理，加工的难易程度，成本高低，是否有利于采用先进的、高效率的工艺方法等到方面进行分析，不合理处可提出修改意见。二.选择毛坯制造方式，画毛坯图（即零件毛坯合图）1.根据生产类型、零件结构、形状、尺寸、材料等到选择毛坯制造方式，确定毛坯精度。此时若零件毛坯选用型材，则应确定其名称、规格；如为铸件则应确定分型面、浇冒口系统的位置；若为锻件，则应确定锻造的方式及分模面等。2.查阅有关机械加工工艺手册，用查表法确定各表面的总余量及余量公差。3.绘毛坯图。步骤如下：（1).选用粗实线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将已确定的加工余量叠加在各相应被加工表面上，即得到毛坯轮廓，用双点线表示。比例1：1。（2).和一般零件图一样，为表达清楚某些内部结构，可画出必要的剖视、剖面。对于由实体上加工出来的槽和孔，可不必这样表达。（3).在图上标出毛坯主要尺寸及公差，标出各加工余量的名义尺寸。（4).标明毛坯技术要求。如毛坯精度、热处理及硬度、圆角尺寸、拔模斜度、表面质量要求（气孔、缩孔、夹砂）等。三.拟定工艺路线对于比较复杂的零件，可以考虑几个加工方案，分析比较后，从中选出比较合理的加工方案。1.选择定位基准。根据零件结构特点、技术要求及毛坯的具体情况，按照粗、精基准的选择原则来确定各工序合理的定位基准。它对保证加工精度、确定加工顺序及工序数量的多少、夹具的结构都有重要影响。零件上的定位基准、夹紧部位和加工面三者要相互协调、全面考虑。2.决定各表面加工方法，划分加工阶段。根据各表面的加工要求，先选取定最终的加工方法，再由此向前确定各准备工序的加工方法。例如：某一加工表面为100H6孔，粗糙度值要求为Ra0.4m。根据这种精度和粗糙度要求，应采用磨孔加工才能得以保证，且需要先粗磨一次；磨加工前还需半精镗、粗镗。决定表面加工方法时还应对照每种加工方法所能达到的经济加工精度，先主要表面，后次要表面。再根据零件的工艺分析、毛坯状态和如今选定的加工方法，看一看应采用哪些热处理；是否需划分成粗加工厂半精加工、精加工几个阶段。3.工序集中与分散。各表面加工方法确定之后，应考虑哪些表面的加工适合在一道工序中完成，哪些则应分散在不同工序进行为好，从而可初步确定零件加工工艺过程中的工序总数及内容。从发展角度看，当前一般宜按工序集中原则来考虑。4.初拟加工工艺路线。根据前面已考虑和确定了的问题（如基准、各表面加工方法、工序集中与分散、热泪盈眶处理方式、加工阶段划分等到），结合考虑检验、钳工工序，即可初步制订出较完整、合理的该零件加工工艺路线。 机械加工顺序的安排一般应：先粗后精，先面后孔，先主后次，基面先行，热泪盈眶处理按阶段穿插，检验按需要排。5.选择加工设备及刀、夹、量具。总原则是根据生产类型与加工要求，使选择的机床及工艺装备既能保证加工质量，又经济合理。中批生产条件下，通常采用通用机床加工专用工、夹具；大批大量生产条件下，多采用高效专用机床、组合机床流水线、自动线与随行夹具。认真查阅有关手册或实地调查，选定机床型号、规格、工作台宽、T形槽尺寸、刀具形式、规格、与机床连接关系；夹具、专用刀具设计要求，与机床连接方式等，为后面填写工艺卡片和夹具（刀具、量具）设计作好准备，免得届时重复查阅。四.工序设计零件机械加工工艺拟定后，就要对其每一道工序进行设计，具体包括每一工步的加工余量、计算工序尺寸及公差，选择机床及工艺装备、确定切削用量以及加工总余量以及计算工工时定额等项工作内容。1.加工余量的确定根据工艺路线的安排，要求逐工序、逐表面地确定加工余量。一个表面的加工总余量，应为该表面各工序的加工余量之和。其工序间尺寸公差，可根据加工的经济精度利用查表法查得。在用查表法选择工序间加工余量时应该注意以下问题：（1).表中数据是基本值，对称表面（如轴或孔）的余量是双边的，实际切削层厚度是余量的一半。非对称表面的余量是单边的，等于切削层的厚度。（2).决定加工余量时，应考虑到机械加工和热处理过程中零件可能发生的变形，否则可能产生废品。（3).决定加工余量时，应考虑到被加工零件的大小。零件愈大，则加工余量也愈大。另外还应考虑工件装夹的情况。二工序尺寸的计算零件某一表面最后一道工序尺寸及公差是零件的设计尺寸及公差，各中间工序的工序尺寸及公差均要通过计算确定。当工序基准与设计基准重合时，其工序及其公差的确定比较简单，只需考虑各工序 的加工余量和工艺所达到的加工精度。计算顺序是由最后一道工序开始向前推算，一直推算到毛坯尺寸大小。如外圆和内孔表面的工序尺寸及公差的计算即属于这种情况。当工序基准与设计基准不重合时，工序尺寸及公差的确定需利用工艺尺寸链原理来进行分析和计算。必须清单若在工序间安排检验时，如测量基准与设计基准不重合，也应用尺寸链进行计算，以确定检验尺寸及公差。并注意防止产生“假废品”。三机床及工艺装备的选择在工艺文件中，还必须规定每一工序所使用的机床及刀具、夹具、量具。机床及工艺装备的选用应当既要保证加工质量，又要经济合理。在成批生产条件下，一般是采用通用机床和专用工艺装备。四切削用量的确定在工艺文件中，还要规定每一工步的切削用量，切削用量可查表选择。其步骤为：1.由工序余量确定背吃刀量。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确定进给量；3.确定切削速度，并按机床实有的主轴转速表选取接近的主轴转速；4.最后检验机床功率。5.时间定额的确定时间定额是完成某一工序所规定的时间。定额的制订应考虑到最有效地利用生产工具，并参照工人的实践经验，在充分调查研究，广泛征求工人意见的基础上，实事求是地予以确定。在成批生产中单件计算时间。 Tc= Tb Ta+ Ts+ Tr+ Te/(min)式中Tc 为单件计算时间，Tb为基本时间，可用计算方法求出，Ta为辅助时间，可参阅有关手册中的时间定额表查出，Ts为布置工作地时间，一般按作业的2%7%计算；Tr为休息与生理需要时间，一般按作业时间的2%4%计算，Te为准备与终结（简称“准终”）时间，n为每批的件数。在大量生产中，n由于的数值大，Te/ n可以忽略不计，所以 Tc= Tb Ta+ Ts+ Tr在计算出每一道工序的Tc后，还必须对各个工序的单位计算时间进行平衡，具体方法是首先计算出零件的年生产纲领所要求的单件时间Td Td=60T/N（min）式中：T为基本工时，N为零件的年生产纲领，为设备的的负荷率，一般取0.750.85。将每个工序的Tc与Td进行比较，若Tc大于Td在一倍以内，可采用先进刀具、适当提高切削用量、采用高效加工方法缩短工作行程等措施，缩短；若Tc大于Td二倍以上，则可采用增加顺序加工工序或增加平行加工工序的方法来成倍地提高生产率，缩短Tc；对若Tc小于Td于小于的工序，因其生产率较高，则可采用一般的通用机床及工艺装备，来降低成本。五.填写工艺文件工艺规程制订后，要以表格的形式确定下来，作为指导工人操作和用生产、工艺管理等各种技术文件的依据。机械加工工艺规程卡片的种类很多，在单件小批量生产中一般只填写简单的工艺过程卡片。在大批、大量生产中，每个零件的每个工序都要有工序卡片。中批生产中只要求主要零件的每个工序卡片，而一般零件仅是关键工序有工序卡片。工艺文件填写应符合以下要求：1.内容要简明、明确。2.文字正确，应用国家正式公布的简化字。字体应端正、笔划清楚，排列整齐。3.所用术语、符号、计量单位等，应符合有关标准。4.“设备”栏一般填写设备的型号、名称，必要时还应填写设备编号。5.“工艺装备”栏内填写各工序（或工步）所使用的夹、辅具和刀、量具，其中属专用的，按专用工艺装备的名称（编号）填写；属标准的，填写名称、规格和精度，有编号的也可填写编号。6.（工序内容）栏内，对一些难以用文字说明的工序或工步内容，应绘制示意图。绘制工序图应符合下列要求：（1).根据零件加工情况可画基本视图、剖视图、局部视图等，允许按相对比例绘制。（2).为表达直观，其位置应符合加工时的实际状态。（3).加工面用粗实线表示，非加工面用细实线表示。（4).应标明定位基准、加工单位、精度要求、表面粗糙度、测量基准等。（5).定位和夹紧符号按JB/T5061-91机械加工工艺定位、夹紧符号的规定选用。第二节 机床夹具的设计设计一套指定工序的专用夹具，具体内容也可以由学生本人提出，经指导教师同意后确定下来。夹具设计应根据零件工艺设计中所规定的原则和要求来进行（在工厂中是由工艺人员下达专用）。如工序名称、加工技术要求、机床型号、前后工序关系、定位基准、夹紧部位、同时加工零件数等。夹具设计时，除应满足工艺设计规定的精度和生产率要求外，还应符合可靠、简单、方便的原则。象零件在夹具中装卸方便；夹具在机床上装夹、校正方便；加工中对刀、测量方便；操作方便、省力、安全等。此外，还应易于排屑，夹具本身结构工艺性要好。设计步骤如下：一制订设计方案，绘制结构草图设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定了夹具设计的成败。因此，宁可在这里多花一点时间充分地进行研究、讨论，而不要急于绘图、草率从事。最好制订两种以上的结构方案，进行分析比较，确定一个最佳方案。绘制草图可以用方格纸，可以用徒手画，也可以用硬一点的铅笔在绘图纸上边画边修改。1.确定定位方法，选择定位元件。定位应符合“六点定则”。定位元件尽可能选用标准件（参阅文献3），必要时可在标准元件结构基础上作一些修改，以满足具体设计的需要。2.确定夹紧方式，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动。液压或其他力源形式。重点应考虑夹紧力的大小、方向、作用点，以及作用力的传递方式，看是否会破坏定位，是否会造成工件变形，是否会有活动度为零的“机构”，是否能满足生产率的要求。对于气动、液压夹具，应考虑气（液压）缸的形式、安装位置、活塞杆长短等。3.确定夹具整体结构方案。定位、夹紧确定之后，还要确定其他机构，如对刀装置、导引元件、分度机构、顶出装置等。最后设计夹具体，将各种元件、机构有机地连接在一起。4.夹具精度分析。在绘制的夹具结构草图上，标注出初步确定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度，然后计算定位误差，根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足本工序加工技术要求，是否合理。否则应采取措施后（如重新确定公差，更换定位元件，改变定位基准，必要时甚至改变原设计方案）重新分析计算。5.夹具夹紧力分析。首先应计算切削力大小 ，它是计算夹紧力的主要依据。通常确定切削力有以下三种方法：（1）.由经验公式算出；（2）.由单位切削力算出；（3）.由手册上提供的诺模图（如MPN图）查出。根据切削力、夹紧力的方向、大小，按静力平衡条件求得理论夹紧力。为了保证工件装夹的安全可靠，夹紧机构（或元件）产生的实际夹紧力，一般应为理论夹紧力的确1.52.5倍。应当指出，由于加工方法、切削刀具、装夹方式千差万别，夹紧力计算有时是没有现成的公式可套用的，需要同学们根据过去已掌握的知识、技能进行分析、研究来确定合理的计算方法，或采用经验类比法，千万不要为了计算而去计算，只要在说明书内阐明这样处理夹紧力的理由即可。结构草图和各项分析计算结果经指导教师审阅后，即可进行以下工作图设计工作。二绘制夹具装配总图夹具装配总图应能清楚地表示出夹具的工作原理和结构，各元件间相互位置关系和外廓尺寸。主视图应选择夹具在机床上使用时正确安放时的位置，并且是工人操作面对的位置。夹紧机构应处于“夹紧”状态下。要正确选择必要的视图、剖面、剖视以及它们的配置。尽量采用1：1的比例绘制。基本步骤如下：1.参考草图设计布局。先将被加工零件用双点划线（或红色细实线）勾出轮廓。注意工件轮廓是假想的透明体，不会挡信夹具上的任何线条，经后的绘制过程中要时时提醒自己不要忘记这一点。2.依定位元件、导向（对刀）元件、夹紧装置、其他机构和辅助元件及夹具体的顺序画出整个夹具结构。3.在总图适当的位置上画上缩小比例的工序图，以便于审核、制造、装配、检验者在阅图时对照。4.标注夹具的有关尺寸、公差与技术要求。主要包括以下内容：（1）.最大轮廓尺寸。长、宽、高，活动构件的最大活动范围。（2）.与工件加工技术要求直接有关的尺寸和公差。如：.定位元件之间的尺寸及公差；.导向（或对刀）元件之间的尺寸及公差以及它们与定位元件之间的尺寸及公差；.导向（或对刀）元件与夹具安装基面或机床连接元件之间的尺寸与技术要求；.定位元件与夹具安装基面或与机床连接元件之刘的尺寸与技术要求。（3）.重要的配合尺寸及配合性质。如钻套内径、钻套与衬套、衬套与模板等处。（4）.安装尺寸。夹具体与机订的连接尺寸。如车夹具与机床连接的锥柄、止口等。（5）.其他技术要求。标于总图下方适当的位置。内容包括：为保证装配精度而规定或建议采取的制造方法与步骤；为保证夹具精度和操作方便而应注意的事项；对夹具某些部件动作灵活性要求等。技术要求的具体数据一般取工件相应公差的1/21/5，必要时应予以验算。有关尺寸公差、技术要求的详细内容，可参阅文献2。（6）.编制、标零件序号，填写明细表、标题栏。三绘制夹具零件图经教师指定绘制12个关键的、非标准的夹具零件，如夹具体。第三节 撰写设计计算说明书说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分。说明书应概括地介绍设计全貌，对设计中各部分内容应作重点说明、分析论证及必要的计算。要求系统性好，条理清楚，图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书。文内公式、图表、数据等出处，应以“ ” 注明参考文献的序号。说明书要求字迹工整，语言简练，文字通顺，图例清晰。学生从设计一开始就应随时逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段后，随即可整理、编写出有关部分的说明书，待全部设计结束后，只要稍加整理，便可装订成册。说明书包括的内容有：（1）.目录。（2）.设计任务书。（3）.总论或前言。（4）.对零件的工艺分析（零件的作用、结构特点、结构工艺性、关键表面的技术要求一. 工艺设计1.分析、研究零件图，进行工艺审查。2.选择毛坯制造方式，画毛坯图.3.拟定工艺路线。4.确定各工序所用的机床设备和工艺装备。5.确定机加工余量，工序尺寸及公差。6.确定切削用量及基本工时。7.填写工艺文件。二. 夹具设计1.分析加工对象，明确设计要求。2.收集国内外同类夹具资料并进行分析比较。3.分析和判断切削力的方向和性质，计算切削力。4.构思和确定总的定位、夹紧方案，绘制结构草图。5.计算所需加紧力。6.结构草图经反复自审修改后，经教师同意，绘制正式装配图。7.绘制夹具零件图。8.对所设计的夹具进行精度分析，必要时进行强度、刚度验算。三.编制课程设计说明书第三章 机械制造课程设计实例设计任务一、 题目：设计 -档拨叉零件的机械加工工艺规程及钻5H14孔工序的专用机床夹具。 二、原始资料：零件图1张,生产纲领:年生产量8000件,分两批生产。三、设计内容（1）毛坯图 1张 （2）机械加工工艺过程卡片 1套（3）机械加工工序卡片 1套（4）专用夹具装配总图 1张（5）专用夹具零件图 23张（6）设计说明书 1份设计说明书1.前言机械制造课程设计是学完了机械制造技术等课程，并就行了生产实习之后的一个实践性环节，是应用所学基础理论、专业知识与技能去分析和解决生产实践问题的一次综合训练。我希望通过这次课程设计能巩固、扩大和强化自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书，并在设计中培养自己理论联系实际、严肃认真的工作作风和独立工作能力。为以后进行毕业设计和毕业后从事技术工作打下一个良好的基础。2.机械加工工艺规程的编制2.1零件结构的工艺性分析拨叉零件图如附图1所示，该零件是150型拖拉机变速箱II-III档变速齿轮操纵拨叉，拨叉头以15H8孔套在轴上，并用销钉经与轴联接，拨叉脚夹在双联交换齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚波动双联交换齿轮在花键轴上滑动，从而实现拖拉机的变速。零件的主要工作表面为操纵槽、拨叉脚两端面，主要配合面为15H8孔、5H14孔和拨叉脚内侧面，零件的形状较特殊，属特形零件，结构简单，由于拨叉在工作承受一定的力，因此要有足够的强度、刚度和韧性。主要技术要求零件图上的主要技术要求：拨叉脚表面淬火回火后硬度不小于50HRC。去毛刺、锐棱。加工表面及要求15H8孔：孔径15mm，两端倒角1mm45，表面粗糙度R3.2。拨叉头端面：保证尺寸30，表面粗糙度为R12.5。操纵槽：宽度为13mm，深度为12mm，对称面与拨叉端面的距离为12，两侧面及底面的表面R12.5。拨叉脚端面:厚度尺寸为7mm，表面粗糙度为R6.3，对15H8孔轴线的垂直度为0.1mm，外端面与操纵槽对称面的距离为31mm。拨叉脚内侧面：宽度尺寸为50H12（）mm，其对称面与拨叉头的对称面的夹角为2011，表面粗糙度为R12.5。5H14孔：孔径5mm，表面粗糙度为R12.5，孔的轴线对孔15H8轴线的位置度误差不超过0.2mm。零件材料零件材料为ZG310-570(GB11352-89),是中碳钢，其强度与球铁相近，但其冲击韧性和疲劳极限却比球铁高的多，其铸造工艺性介于低碳钢和高碳钢之间，可进行处理，以获得所学要的机械性能。2.2.确定毛坯的类型及制造方法由于零件的材料为ZG310-570,零件形状不规则，因此因选用铸造毛坯。由于零件年产量为8000件，属大批生产，零件的轮廓尺寸不大，而且工件上许多表面不切削加工，所以选用砂型机器造型。确定毛坯的形状、尺寸及公差毛坯的形状及尺寸如附图2所示。选择零件最高线且平行于叉脚对称面的平面(拨叉脚对称面偏右1.7mm)作分型面。铸件采用带型芯的分模造型，多件同时浇注，钢水经两拨叉脚位置经横浇口流入。由于该零件属特形零件，且利用不加工表面进行表面进行定位的情形较多，零件图上列出的精铸，所以确定铸件尺寸公差等级为GB6414-86的CT9，机械加工余量等级为AM-H.确定毛坯的毛坯的技术要求铸件无明显的铸造缺陷;未注圆角为R35；拔模斜度为30；机加工前正火，消除内应力。绘制毛坯图根据附图1所示的零件结构形状，在各加工表面加上加工余量，绘制毛坯图如附图2所示（见P9798）。2.3.定位基准的选择由于附图1所示的拨叉零件图上多数尺寸及形位公差以15H8孔及其端面为设计基准，因此必须首先将H8孔及其端面加工好，为后续工序准备基准。根据粗、精基准选择的原则，确定各加工表面的基准如下：1.15H8孔及其端面：拨叉头的外轮廓及其端面（粗基准）。2.拨叉脚端面（粗加工）：15H8孔及其端面。3.拨叉脚端面（精加工）：15H8孔及拨叉脚端面。4.拨叉脚内侧面：15H8孔、拨叉脚端面及拨叉脚外侧面。5.操纵槽：15H8及其端面、拨叉脚内侧面。6.5H14孔：15H8孔、操纵槽、拨叉脚内侧面。2.4.拟定机械加工工艺路线1.确定各加工表面的加工方法及加工路线该拨叉的加工表面为：15H8孔及端面、拨叉脚的两侧面及内侧面、操纵槽、5H14孔。根据各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求，15H8孔德加工路线为钻镗铰；端面的加工方法为车；拨叉脚端面的加工路线为粗铣磨；拨叉脚内侧面的加工方法为铣削；操纵槽的加工方法为铣削；5H14孔德加工方法为钻削。制定工艺路线.工艺路线方案一工序 车拨叉头端面，钻、镗、铰15H8孔，孔口倒角。工序 校正拨叉脚。工序 粗铣拨叉脚两端面。工序 铣拨叉脚内侧面。工序 铣操纵槽。工序 钻5H14孔。工序 去毛刺。工序 拨叉脚局部淬火。工序 校正拨叉脚。工序 磨拨叉脚两端面。工序 清洗。工序 检验。.工艺路线方案二 工序 车拨叉头端面。工序 钻、镗、铰15H8孔。工序 15H8孔口倒角。工序 校正拨叉脚。工序 粗铣拨叉脚两端面。工序 铣拨叉脚内侧面。工序 铣操纵槽。工序 钻5H14孔。工序 去毛刺。工序 拨叉脚局部淬火。工序 校正拨叉脚。 工序 磨拨叉脚两端面。 工序 清洗。工序 检验。工艺路线方案一是按工序集中原则组织工序，15H8孔及端面需采用六角车床和专用夹具加工，其优点是工艺路线短，15H8孔及其端面的加工在一台机床上完成，减少工件装夹次数，易于保证加工面相互位置精度，需要的机床数量少，减少工件在工序间的运输，减少辅助时间和准备终结时间；工艺路线方案二是按工序分散原则组织工序，拨叉头端面可在普通车床上用通用卡盘装夹加工，15H8孔可在普通钻床上钻模加工，孔口倒角在另一台车床上加工，优点是可以可以采用通用机床和通用夹具，缺点是工艺路线长，增加了工件的装夹次数，而且工序和工序重复使用粗基准。由于本零件形状不规则，加工面分散，而且生产纲领已确定为大批生产，可以采用万能性机床配以专用夹具，并尽量工序集中来提高生产率，综合上述两个工艺路线方案的优缺点，选择第一方案。2.5.加工工序设计、工序尺寸计算根据上述原始资料及加工工艺，查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册），分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：工序 工序内容 单边余量 工序尺寸 表面粗糙度R工序 1.车拨叉头端面 2.5mm 30mm 12.5m 2.钻15H8孔 7mm 14mm 12.5m 3.镗15H8孔 0.8mm 14.8mm 6.3m 4.铰15H8孔 0.2mm 15H8（）mm 3.2m 5.倒孔口角 1mm 1mm45 12.5m工序 粗铣拨叉脚两端面 3.2mm 7.6mm 12.5m工序 铣拨叉脚内侧面 3.5mm 50H12（）mm 12.5m工序 铣操纵槽 6.5mm 13mm 12.5m工序 钻5H14孔 2.5mm 5H14()mm 12.5m工序 磨拨叉脚两端面 0.3mm 7mm 6.3m2.6.选择加工设备及工艺装备 根据一般工厂现有的生产条件，为了满足生产需要，现选用各工序所用的设备为： 工序 C336-1回转式六角车床，YT15外圆车刀、 14mm标准锥柄麻花钻、14.8YT15扩孔刀及15H8YT15锥柄机用铰刀，0200/0.02mm游标卡尺、钢直尺、15H8孔用塞规。 工序 钳工台、校正工具。 工序 X62W 卧式铣床，YT15三面刃铣刀，专用夹具，0200/0.02mm游标卡尺. 工序 X62W 卧式铣床，YT15三面刃铣刀，专用夹具，0200/0.02mm游标卡尺. 工序 X62W 卧式铣床，YT15三面刃铣刀，专用夹具，0200/0.02mm游标卡尺. 工序 Z515钻床， 5锥柄麻花钻，专用夹具，0200/0.02mm游标卡尺. 工序 钳工台，校正工具，0200/0.02mm游标卡尺. 工序 M7120A平面磨床，砂轮，专用夹具， 0200/0.02mm游标卡尺.2.7.选择切削用量、确定时间定额 1.工序1 车拔叉头端面，钻、镗、铰15H8孔，孔口倒角加工条件：C336-1六角车床，YT15外圆车刀，14mm标准麻花钻，14.8YT15扩孔刀，15H8YT15机用铰刀，专用夹具，柴油冷却。1 .车拔叉头端面(a) .确定背吃刀量 端面的总加工余量为2.5mm，一次走刀加工，ap=2.5mm。(b) .确定进给量 根据刀削用量简明手册（以下简称切削手册）表1.4，刀杆尺寸为20mm20mm，amm,以及工件直径为2050mm时，f=0.30.4mm/r，查工艺手册表4.2-3，根据机床的横向进给量取f=0.39mm/r。(c) .计算切削速度 根据切削手册表1.27、表1.28，C=242,m=0.2，=0.15，y=0.35,修正系数k=1.44，k=0.8，k=1.04，k=0.81，刀具寿命选T=60min v=126.8(m/min)(d).确定机床主轴转速n=807.3（r/min）根据工艺手册表4.4-2，与807.3r/min相近的机床转速为760r/min及1000r/min。现选n=760r/min，所以实际切削速度v=119.38m/min。（e）.计算基本时间 按工艺手册表6.2-1，=24mm,=2mm，=0，=0。 t=0.091（min） 2 .钻15H8孔至14mm(a) .确定进给量 根据切削手册表2.7，=0.310.37mm/r。查工艺手册表4.2-3，根据机床实际纵进给量取=0.35mm/r。(b) .选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削手册表2.30及表2.12，取钻头后面的最大磨损量为0.8mm，耐用度T=45min。(c) .计算切削速度 根据切削手册表2.30及表2.31，C=6.6，z=0.4，x=0，y=0.5,m=0.2，k=1，k=1，k=0.95。 v= =根据工艺手册表4.2-2，按机床实际转速选取=285r/min,实际且切削速度 V=12.686（m/min）（d）.计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5，=30mm，=+（12）=759+（12）=5.26.2mm,取=6mm，=4mm =0.401（min）3 .扩15H8孔至14.8(a) .确定进给量 根据切削手册表2.10，=0.50.6mm/r，查工艺手册表4.2-3，根据机床实际纵进给量取=0.35mm/r。(b) .确定切削速度 为减少辅助时间，参照钻孔取=285r/min，=13.25m/min。(c) .计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5，=30mm，=+（12）=（12）=1.232.23mm，取=3mm，=4mm =0.37（min） 4 .铰15H8孔确定进给量和切削速度 根据切削手册表2.25，=0.20.4mm/r，=812m/min。计算得=169.8254.65r/min，查工艺手册表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取=0.35mm/r，=198r/min，实际切削速度=9.33m/min。计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5，=2mm，=2mm =5 .倒 15H8孔口角参照车端面，取=760，实际切削速度=40.59m/min。2) .工序 粗铣拨叉脚两端面加工条件：X62W卧式铣床，两把三面刃直齿铣刀，YT15刀片，刀盘直径125mm，宽12mm，齿数20，专用夹具，柴油冷却。1 .确定背吃刀量 由毛坯图已知铣削宽度=20mm，铣削深度=3.2mm。2 .确定每齿进给量 根据切削手册表3.5，每齿进给量=0.090.18mm/z。因工件刚性差，取=0.09mm/Z。3 .选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.2mm；耐用度T=150min。4 .确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据切削手册表3.27，=600，。 v= 根据工艺手册表4.2-39，与323r/min,相近的主轴转速为300r/min,和375r/min，取n=300/min，实际切削速度=117.8m/min 工作台每分钟进给量为根据工艺手册表4.2-40，X62W铣床与108mm/min相近的进作台进给量为95mm/min和118mm/min。选择则实际的每齿进给量为5 .计算基本时间根据工艺手册表6.2-7，3）， =3) .工序 铣拨叉脚内侧面加工条件：X62W 卧式铣床，两把三面刃直齿铣刀，YT15刀片，刀盘直径125mm，宽12mm，齿数20，专用夹具，柴油冷却。确定背吃刀量 由毛坯图已知铣削宽度=20mm，铣削深度=3.5mm。确定切削速度和工作台每分钟进给量 取n=300r/min,实际切削速度117.8m/min，工作台每分钟进给量=118mm/min,实际每齿进给量计算基本时间 工序 铣操纵槽加工条件：X62W卧式铣床，三面刃直齿铣刀，YT15刀片，刀盘直径125mm，宽13mm，齿数20，专用夹具，柴油冷却。1 .确定背吃刀量 由毛坯图已知铣削宽度=12mm，铣削深度=13mm。2 .确定每齿进给量 取。3 .确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据切削手册表3.27，=270， v=根据工艺手册表4.2-39，取与513r/min相近的主轴转速。实际切削速度工作台每分钟进给量为根据工艺手册表4.2-40，取X62W铣床与72mm/min相近的进作台进给量则实际的每齿进给量为计算基本时间 5) .工序 钻5H14孔加工条件：Z515钻床，5mm标准麻花钻，专用夹具。1 确定进给量 由于孔径很小，宜采用手动进给。2 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削手册表2.21，取钻头后面的最大磨损量为0.8mm耐用度T=15min。3 确定切削速度 根据切削手册表2.21、表2.7及表2.13，按5类加工性暂定=0.16mm/r,查得查工艺手册表4.2-18，按机床实际转速选取。实际切削速度。4 计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5，2）=1.53.5mm，取 =6) 工序 磨拨叉脚两端面加工条件：M7130平面磨床，砂轮，专用夹具。1 选择砂轮 根据工艺手册第三张中磨料选择各表，选择WA46VP35040127砂轮，即砂轮磨料为白刚玉，粒度为硬度为中软1级，陶瓷结合剂，6号组织，平型砂轮，其尺寸为35040127（DBd）。2 选择切削用量 砂轮转速工件速度 径向进给量双行程。3 计算基本时间 根据工艺手册表6.2-8，加工厂度L=71mm，10件一起加工，单面加工余量系数K=1.1，磨削一面的机动时间为 基本时间 2.8.填写工艺文件 按上述确定的工艺过程填写机械加工工艺过程卡片（附表1）和机械加工工序卡片（附表2 7，见P99105)。3.某道工序的专用夹具设计3.1.问题的提出 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具，经过与指导老师协商决定，决定设计第六道工序钻5H14孔的钻床夹具。 5H14孔为销孔，用于圆锥销连接拨叉头和轴。本工序的加工要求为：孔径5H14（）mm，表面粗糙度为孔的轴线在操纵槽对称面上，对孔15H8轴线的位置度误差为0.2mm。 本工序的加工条件为：Z515钻床，5标准麻花钻。工件上拨叉头端面、15H8孔、操纵槽、拨叉脚内侧面均已加工，达设计图样要求，拨叉脚端面已粗加工。 未淬硬钢实心毛坯上钻孔德经济精度为IT1112,表面粗糙度为在钻夹具上加工时适当控制切削用量，可以保证孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工时，主要应考虑要如何保证孔轴线与15H8孔轴线的位置度要求。3.2.定位方案及定位元件选择、设计3.2.1.定位方案的选择 根据工序加工要求，工件在夹具中的定位有两种方案可供选择。方案一：如图3-1所示，以15H8孔为主要定位基准，限制4个自由度，以操纵槽为止推基准，限制1个自由度，以拨叉脚内侧面为防转基准，限制1个自由度。夹紧操纵槽。方案二：如图3-2所示，以15H8孔为主要定位基准，限制4个自由度，15H8孔端面为止推基准，限制1个自由度，以拨叉脚内侧面为防转基准，限制1个自由度，夹紧15H8得另一端面。 图3-1 定位方案一 图3-2 定位方案二方案一是按照基准重合原则确定的，不存在基准不重合误差，有利于加工精度，而且夹紧点靠近加工面，夹紧力方向与切削力方向相反，可以抵消部分切削力，有利于提高夹紧刚性。缺点是夹紧力过大容易引起定位元件变性。方案二是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造，夹紧力方向指向定位元件刚性较大的方向。缺点是不容易保证孔德轴线与操纵槽对称面重合，钻头进给的轴向力完全由定位元件承受，会引起定位元件变形。本工序加工的15H14孔是穿过15H8孔的通孔，在定位销上必须开一个直径大于5mm的径向孔，以便加工时钻头通过定位销，而定位销的直径仅为15mm，开孔后定位销轴向的强度较小，定位销不宜承受夹紧力。另外钻孔加工的切削力