机械制造技术基础课程设计设计说明书教材

1、课程设计业:*课程名称：机械制造基础课程设计设计题目：年产量为10000件的拨叉的机械加工工艺规程及典型夹具设计院:*级：101班学生姓名：*指导教师：*日 期：2013.7.12013.7.12教务处制课程设计任务书*学院*专业2010 年级学生姓名：* 课程设计题目：年产量为 10000件的拨叉的机械加工工艺规程及典型夹具设计课程设计主要内容：1、绘制拨叉零件的零件图和毛坯图。2、设计拨叉零件的机械加工工艺规程，并填写：1）整个零件的机械加工工艺过程卡；2）整个零件关键工序的机械加工工序卡。3、以小组为单位设计某工序的夹具一套，绘出总装图4、编写设计说明书。设计指导教师（签字）：教学基层组

2、织负责人（签字）：-、摘要此次，课程设计的主要任务是年产量为10000件的拨叉的机械加工工艺规程及典 型夹具的设计。要求在设计中能初步的学会综合应用以前所学的课程，并利用图书馆资源查找自己所需的相关内容。通过此次课程设计应能达到以下要求：1、能熟练地运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理，准确的解决一个 零件在加工中的定位，夹紧及其工艺规程的制定。2、通过对某一道工序的加工数据的查询与计算，学会解决加工过程中某工序所 需的工艺参数。3、通过对某一道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般办法，提高自己结构设计的能力。4、学会利用图书馆资源，学会使用手册、查询相关资料。关键词：拨叉、工艺分析、

3、精度、工艺规格设计、铣床、花键二、前言机械制造技术基础课程设计是我们在大学学完了全部基础课， 专业基础课及专业 课后进行的。是我们在毕业设计前对所学的各科课程得一次综合式的复习， 也是一次 理论联系实际的训练。我设计的是主要任务是年产量为 10000件的拨叉的机械加工工艺规程及典型夹具的 设计。在课程设计的两个周时间里，查阅了很多手册，终于把我的设计任务完成，在 典型夹具的设计的设计中我们小组充分体现出了合作精神，在一次次的提出问题，查阅大量书籍解决问题，需求老师帮助的过程中，我们顺利的完成了此次课程设计。目录第一卷机械加工工艺规程的设计第一节零件的分析 31.1零件的作用31.2零件的工艺分

4、析3第二节零件毛坯的确定3第三节零件加工余量的确定 4第四节 零件加工工艺过程的设计 54.1零件基准的选择 54.2工艺过程的拟定 5第二卷机械加工工序设计第一节加工条件 6第二节查寻计算拉削用量 6第三卷专用夹具的设计第一节问题的提出 7第二节定位基准的选择 8第三节切削力及夹紧力的计算 83.1计算切削力 83.2夹紧力的计算 83.3计算螺纹夹紧力 9第四卷误差分析 9第五卷设计心得体会、小结 912第六卷 参考文献10第一卷机械加工工艺规程的设计第一节零件的分析1.1 零件的作用拨叉它位于变速机构中，主要起换档变速作用，使主轴回转运动按照工作者的要 求进行工作。1.2 零件的工艺分析

5、 各加工面及其加工精度要求:加工面150的斜面底槽三面顶槽左右面顶槽下面40*47右端面花键孔 矩形长 面花键孔 矩形宽 面花键底 孔精度6.33.21.66.33.21.63.26.3各加工面的加工顺序及其加工所需的步鄹:(1)右端面40*47粗铣一半粗铣一精铣(2)顶槽先铣出槽再经过精铣(3)底槽的三个面粗铣一半粗铣一精铣(4)顶面 28*40粗铣一半粗铣一精铣(5)圆孔扩孔一铰孔(6)花键直接用矩形齿花键拉刀拉出第二节 毛坯的确定任务书给的要求是年产量为10000件的拨叉，已经是批量生产。考虑到机床在运行中要经常地变速，以及实现正反转，零件在工作工程中经常承受变载荷， 又由于零件结构比较

6、复杂，零件毛坯比较适合铸造成型。选用HT250的灰铸铁，以保证足够的强度、硬度，从而保证零件的工作可靠性。又由于零件尺寸较小，结构复杂，故可采用金属模机器造型铸造。第三节零件加工余量的确定“拨叉”零件的制造材料为 HT25Q生产类型为年产量10000件，采用金属型铸 造法铸造。再根据分析的加工工艺来确定加工余量、工序尺寸、毛肧尺寸。(1) 铣削28x 40mm的上端平面此面的精度要求为3.2,根据前面的工艺分析，要进过粗铣、半精铣、精铣方可 达到要求的精度。查机械制造技术基础课程设计表 5-49到5-51即可得到，第一 步粗铣的加工余量为1mm,第二步半精铣的加工余量为 0.7m m,第三步精

7、铣的加工 余量为0.6mm。总的加工余量为2.3mm。毛坯的总长度为102.3mm。(2) 40*47的右端面此处端面的加工要经过粗铣、半精铣、精铣方可达到图纸上精度为 3.2的要求。 查机械制造技术基础课程设计表 5-49到5-51得，加工余量：第一步粗铣1mm， 第二步半精铣1mm，第三步精铣0.6mm，总的加工余量就为2.6mm。其端面是单面 加工精度要求，故总的毛坯长度就应该是 82.6mm。(3) 花键孔:药003 mm花键的工艺是直接用矩形齿花键拉刀直接拉出，而拉刀的精度就可以保证1.6的要求。此步骤不用计算具体的加工余量。(4) 钻扩孔 C22028 mm孔是在铸造的时候就铸造好

8、的，而精度要求是6.3。只要经过扩孔后一个粗铰即可达到要求，查可机械制造技术基础课程设计表5-39得扩孔的加工余量为1.2mm， 粗铰孔的加工余量为0.3mm，总的余量1.5mm。所以，可以确定圆孔尺寸 20.5mm。(5) 铣削槽8c003因为，此槽是后面用铣床铣出来的，铣出来后再经过一步精加工来保证加工精度 的要求以及槽的尺寸较小，所以在此不用具体的加工余量。(6) 铣削槽 1800012 mm此处只有槽的内三面 A、B、C有加工精度要求。槽内底面与两侧面要求达到表 面粗糙度3.2,经过粗铣、半精铣、精铣方可达到要求的精度，查机械制造技术基础课程设计表5-49到5-51可以确定第一步粗铣的

9、余量为1mm,第二步半精铣的加 工余量为0.7mm,第三步精铣的加工余量为 0.6mm。总的加工余量为2.3mm。第四节零件加工工艺过程的设计拨叉的工艺特点是：外形较复杂，尺寸精度、形状精度及表面粗糙度要求较高。 上述工艺特点决定了拨叉在机械加工时存在一定的困难，因此在确定拨叉的工艺过程时应注意定位基准的选择，以减少定位误差；夹紧力方向和夹紧点的选择要尽量减少 夹紧变形；对于主要表面，应粗、精加工分阶段进行，以减少变形对加工精度的影响。 为了满足精度的要求，可采用互为基准的原则进行加工工艺过程的设计。4.1零件基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准的选择应当正确与合理，可以是

10、加工测量得到保证。第一步，选择040的左端面为粗基准来粗铣40*47的右端面， 后面紧接着加工花键底孔。底孔加工好以后，轴线亦可作为一个基准。对于，28*40上面、宽为18的槽、40*48的右端面，采用互卫基准的原则应粗、精加工分阶段进 行加工。4.2工艺路线的拟定根据上面对基准面的分析，以及在年产量为10000件的条件下，可以考虑采用X61W万能性机床配以专用夹具，并尽量将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。拟定的工艺过程如下:工序10金属型铸造毛坯；工序20以直径40的圆孔左端面为基准粗铣40*47的右端面，保证零件长度为81.6mm。零件原尺寸为8

11、2.6mm；工序30扩花键底孔，保证直径为21.7；工序40铰花键底孔，保证直径为22003 ；工序50以圆孔轴线为基准粗铣28*40的顶端面，保证与轴线距离28.3；工序60分别以桥外右端面、圆孔轴线、桥外左端面为基准粗铣下面槽A、B、C三面，保证尺寸A面厚度9.3, B与轴线51.3, C面厚度9.3； 工序70以A面为基准半精铣40*47的右端面，保证与A面距离为27.9；工序80 分别以40*47右端面、孔轴线、40*47右端面为基准半精铣下面槽A、B、C三面，保证 A面与右端面27.2，B面与轴线50.6，C与 右端面为44;工序90以孔轴线为基准半精铣28*40的顶端面，保证与轴线

12、距离27.6；工序100以孔轴线为基准精铣28*40的顶端面，保证与轴线距离27;工序110 以A面为基准精铣40*48的右端面，保证与A面距离26.6;工序120 分别以40*47右端面、孔轴线、40*47右端面为基准精铣下面槽 A、 B、C三面，保证A面与右端面距离26, B面与轴线距离50, C面 与右端面距离44;工序130用槽铣刀铣出顶槽，保证槽的右面与 40*47右端面距离为10；工序140铣顶槽左右两面，保证槽深为8mm,宽慰8mm,与偶面与右端面距离为10mm；工序150拉花键，保证键宽为6 0需，深1.5；工序160 车15度倒角；工序170 去毛刺；工序180 检查。第二卷

13、机械加工工序设计在本次的课程设计中，加工工序的设计只要求在工艺过程中选择一道工序对其进行设计。现选择工序150,拉花键，下面对其加工余量及相应的参数进行有关的设计。第一节加工条件2工件材料：HT250铸铁（T =200N/mm2加工要求：拉宽6深2.5的花键孔机 床：L5120刀 具：查机械加工工艺设计实用手册（张耀震主编）表12-19,采用齿数为6, 花键尺寸外径25,内径22,键宽6的矩形齿花键拉刀，拉削长度为 80, 拉刀总长为760mm。第二节查寻计算拉削用量（1）背吃刀量得确定2由于此处采用矩形齿花键拉刀拉削， 精度可达到要求以及加工尺寸较小， 故可一 次走刀拉削到位，所以背吃刀量为

14、 1.5mm。（2）单面齿升量2查机械加工工艺设计实用手册（张耀震主编）表 11-15，可得单面齿升量af =0.06 _0.1mm，在此处选择 af = 0.06mm。（3）拉削速度2查机械加工工艺设计实用手册（张耀震主编）表15-62，可得拉刀拉削速度v=3.6m/mi n（0.06m/s）。（4）查刀面最大磨损及寿命3查切削用量简明手册表 3.7,刀面最大磨损为0.50.8mm。查切削用量简明手册表 3.8,寿命T=180min。（5）拉削力2查机械加工工艺设计实用手册（张耀震主编）表15-59,拉刀切削刃每1mm长度单位拉削力FZ = 162.8N,拉削力的计算公式：FmaxdmFz，

15、-拉刀切削刃每1mm长度单位切削力（N）dm -拉削后工件公称直径（mm）乙-拉刀同时工作齿数最大 值（6）max= 162.8 3.14 22 6 =33738.67N =33.74KN2查机械加工工艺设计实用手册（张耀震主编），此工作条件下拉床额定拉力为 200KN,33.74200，故拉削力的计算符合要求。查机械加工工艺设计实用手册 （张耀震主编）表15-60,拉床功率为1.8KW。（6）拉削工时拉刀工作行程为L=80mm, 拉刀拉削速度 V=0.06m/s。所以机加工工时为：T=1.333s。第三卷夹具的设计机床夹具（简称夹具）是在机械加工中使用的一种工艺装备，它的主要功能是实 现对被

16、加工工件的定位和夹紧。通过定位，使各被加工工件在夹具中占有一个正确的 加工位置；通过夹紧，克服加工中存在的各种作用力，使这一正确的位置得到保证， 从而使加工过程得以顺利进行。专用夹具是针对某一种工件机械加工工艺过程中的某 一工序而专门设计的。由于不需要考虑通用性，因此夹具的结构紧凑，操作迅速方便。第一节问题的提出本夹具主要用来铣宽度为8。0.03 mm的槽，保证两侧的粗糙度等级为1.6，底部 的粗糙度等级为6.3。这一槽对40X 47mm的端面有一定的位置与尺寸要求。加工本 道工序时，40X47mm的端面已经加工出来，这样就保证了设计基准与工艺基准的重 合，保证了加工精度，避免了加工误差。因此

17、，在本道工序加工时，主要应考虑如何 提高劳动生产效率，降低劳动强度。第二节定位基准的选择由零件可知，宽为8；03的槽对40M7mm的端面有尺寸要求，故其设计基准为 40 x47mm的端面。为了减小误差，使用轴心定位，配合 40X 47mm的端面为主要定位 基准，查询切削用量手册（艾兴编），采用高速钢立铣刀。第三节切削力及夹紧力的计算43.1计算切削力查机械加工工艺设计手册(王威廉编)，表15-48可得切削力公式为：Fz = 9.81 Cfz 8ea f a p do ZCfz -铣削力系数ae -铣削宽度(mm)af -每齿进给量(mm/z)ap -铣削深度(mm)d -铣刀直径(mn)Z -

18、铣刀齿数取：d0 二63mm Z=6 af = 0.01 mm/z a =8 mm ap 二 8mm CFZ 二 30代入数据，可算得：Fz =9.8仆3沢80.83 21065汉8汇6383汉6127.9N3.2夹紧力的计算查机床夹具设计手册(杨黎明编)，表2.2-1可得各安全系数5的取值:K。-基本安全系数：1.5K1-加工性质系数：1.1K2-刀具钝化系数：1.2K3 -切削特点系数：1.1可得：总安全系数 K0K1K2K2.178手册注明安全系数K小于2.5时取K=2.5;理论夹紧力为：F =KFZ =2.5*127.69 =319.22N实际夹紧力为：F F 319.22 =6384.4N气+鳥 0.056 A3.3计算M16x1.5的细牙螺纹，所产生的夹紧力6为12由 T =-F0ta n+ v)+-23.D： d；C Do do3322Fo=2M/D2tan(a+655)+0.66(D -d )/(D - d )其中：M=19000 N - M D2=14.8mm a=2 29 D=23mm d=16mm解得：F 0=10405 (N)很明显，螺纹产生的夹紧力可以满足所需夹紧力。而此次设计我们所选用的螺