机械制造工艺学课程设计实例

1、机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：拨叉二CA6140机械加工工艺规程编制及工装设计年产量：4,000件设计内容：1.编制机械加工工艺规程,填写工艺文献1套,绘制零件毛坯图1张2 .设计夹具1套,绘制夹具装配图和主要结构零件图各1张3 .撰写课程设计说明书1份设计时间：前言机械制造工艺学课程设计是在我们完成了大学的全部根底课程、技术根底课以及大局部专业课之后进行的.通过机床加工工艺及夹具设计,汇总所学专业知识如一体如?机械零件设计?、?金属切削机熟悉与理解,并为以后的实际工作奠定坚实的根底！床?、?机械制造工艺?等.让我们对所学的专业课得以稳固、复习及实用,在理论与实践上有机结合；使我们对各

2、科的作用更加深刻的设计目的：机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程,经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工程根本练习.同时,也为以后搞好毕业设计打下良好根底.通过课程设计到达以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的根本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题的水平.2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法.通过学生亲手设计夹具的练习,提升结构设计的水平.3、课程设计过程

3、也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学生解决工程实际问题的独立工作水平.一.零件的分析其余技术要求L未注明许迪国角R3-R5.2 .偌期后凌融毛3 .场黑2G45O一、零件的作用：题目给定的拨叉CA6140位于车床变速机构中,主要起换挡使主轴回转运动根据工作者的要求进行工作.工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮,以实现系统调速.转向.其花键孔025与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动.零件的2个交叉头补位与滑移齿轮相配合.二、零件的工艺分析CA6140车床拨叉二共有两个加工外表,它们之间有一定的位置要求.1、 一花键孔的中央线为基准的加工面这一组面包括025H7

4、的六齿方花键孔、022H2的花键低空及两端的2X15°的倒角、距花键孔中央线上方22mm的平面以及距中央线下方15mm的平面.2、 以工件左端为基准的宽度为18H11的槽18H11的槽的2个内外表与花键槽的中央线有垂直度公差二、工艺规程设计一、确定毛坯的制造形式零件材料为HT200o考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比拟简单,应选择铸件毛坯.加上工件的年产量为4000件,属于大批量生产,采用金属膜铸造成型.根据?机械加工工艺手册?选择铸件的加工余量等级为7级,底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为4mmo二、基准的选择1 .粗基准的选择：由于要保证花键的中央线垂直于右

5、端面,所以以中40的外圆外表作为粗基准.同时也以工件的右端面作为粗基准.2 .精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合,以零件的左面C面为精基准.三、制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提升生产率.除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产本钱尽量下降.1.2工艺路线方案一工序1粗、精铳工件的左端面C面工序2扩花键孔孔到022工序3钩倒角花键孔2义15°工序4粗、精铳台阶面B面工序5钻孔2XM8,攻螺纹,钻05锥孔工序6粗、精铳宽度为

6、18的槽和槽的上外表的平面工序7拉花键工序8去毛刺工序9终检3 .工艺路线方案二工序1粗、精铳工件的左端面C面工序2扩花键孔到022工序3钩倒角花键孔2X15°工序4拉花键工序5粗、精铳台阶面B面工序6粗、精铳宽度为18的槽和槽的上外表的平面工序7钻孔2XM8,攻螺纹,钻05锥孔工序8去毛刺工序9终检4.工艺路线方案三工序1粗、精铳工件的左端面C面工序2扩花键孔到022工序4粗、精铳台阶面B面工序5粗、精铳宽度为18的槽和槽的上外表的平面工序6钻孔2XM8,攻螺纹,钻05锥孔工序7拉花键工序8去毛刺工序9终检工艺方案的比拟和选择：方案二把拉花键放接在扩孔和倒角之后,因为花键孔的精度要

7、求比拟高,后面接下来的加工还要用花键孔来作为定位,易破坏拉花键的精度.所以应把拉花键放在最后一道工序,因为它的加工的精度要求比拟高,加工是一次完成,不会破坏加工的精度要求.再看方案一和方案三,方案一把钻孔安排在加工好台阶面之后接着进行,之后又还要进行钱槽的工序,为了方面加工和合理安排加工顺序,所以还是把铳的局部安排在一起,方便加工.综上考虑,最终选择工艺路线方案三为最终方案.四、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定CA6140车床拨叉：零件材料为HT200,硬度190210HB,毛坯重量,生产类型大批量,铸造毛坯.1 .端面C面的加工余量查?简明机械加工工艺手册?以下简称“简明手册表10-6

8、取铳削的加工余量：粗铳3mm精铳lmm2 .花键底孔的加工余量内孔020先铸出,所以取钻孔的双边加工余量为2nlin,单边为lmm3.B面台阶面的加工余量查?简明手册?表1-22取铳削的加工余量：粗铳2mm精铳1mm5 .宽度为18的槽查?机械加工工艺手册?表取铳削的加工余量：粗铳3mm双边余量精铳1mm双边6 .拉花键孔花键孔按外径定位查?机械加工工艺手册?表取加工余量为2Z=lmm.7 .其他尺寸直接铸造得到8 .毛坯尺寸考虑到零件的很多外表没有粗糙度要求,不需要加工.从铸造出来即可符合使用要求,因此,只采取75X40的外表加工余量.查?机械加工工艺手册?表,确定毛坯的尺寸公差为CT7,表

9、查得CT7二.相应计算如下：名义尺寸：80+4=84mm最大极限尺寸=80+4+CT7二最小极限尺寸=80+4-CT7=具体毛坯尺寸见后附的毛坯图(五)、确立切削用量及根本工时确定切削用量及根本工时工序I:铳削端面.本工序采用计算法确定切削用量.1. 加工条件*工件材料：HT200,查?简明手册?表10-3,取.b=195N/mm2=195MPao选取用金属型铸造.加工要求：粗铳75x40右端面,然后精钱此端面.铳床：查?机械加工工艺手册?表,选用X6132A卧式铳床.主轴转速30l500r/min,机床功率.最高外表粗糙度可达.刀具：查?简明手册?表12-21,取刀具材料YG6.查?机械加工

10、工艺手册?表选取镶齿套式面铳刀(GB1129-85),刀具直径D=80mm,齿数z=10.Kr=90°o2. 计算切削用量粗铳75x40右端面进给量选择：根据?机械加工工艺手册?表,工件夹具系统刚度为中等条件,取每齿进给量背吃刀量p=3nim.铳削速度：参考?简明手册?表11-28,选取铳削速度为60m/min.按?机械加工工艺手册?表选取d/z=80/10,即铳刀直径80mm,铳刀齿数为10o八lOOOv1000x60re/.由公式=238r/mino皿/3.14x80铳床为8级级数,按机床手册及计算,有n=240r/min这一转速,与理论转速相近,即可选此转速.实际铁削速度-甯考

11、产=.查?机械加工工艺手册?表,可知钱削根本时间&=上3,其中为工作台每分钟进给量,vf=/.xzxn=0,2x10x240=480mm/mino4为工件钱削局部长度,75mm；人为切入行程长度,有公式、=0.5d“2-硝+13=0.5(80->/802-402)+2=o/,为切出行程长度,82mmo所以粗铳时根本时间为小=75+82/480=21so精铳75x40右端面铳床,刀具的选取同粗铳一致.背吃刀量与二1mm,铳削速度：要求外表粗糙度为牝=?,查?机械加工工艺手册?表,每转进给量取/=ro根据?简明手册?表11-28,可取钱削速度v=80m/min.1000v=1000x

12、80=31847r/m.no江d3.14x80查机床手册及计算,取铳床转速为n=320r/min.实际铳削速度昨理=320x3.14x80=80.384"min.10001000根本时间计算如粗钱vf=fx=0.8x320=256/min.,乙,/,与粗铳加工相同.25675+7.36+82=064mE=39s.工序2扩孔钻速范围选用摇臂钻床z3063,查?简明手册?表14-12,201600r/mino钻头材料：高速钢由?简明手册?表11-10查得每转进给量/二r,查表11-12,钻削速度取“=s=21m/min扩钻孔时的切削速度射=0.4vw=0.4x21=8.4m/min%八4

13、lOOOv1000x8.4s-c/.由公式=121.60r/minnd3.14x22按机床选取n=140r/mino得实际钻削速度u=也="'IN'=9.7?/min10001000根本时间t由?金属切削手册?表7-7有：T=(L+0.3d°s分其中s分=7=0.8x140=112mm/sL为钻削长度,“°为钻削直径.$7=(80+0.3x22)/112=0.7min=47s工序三钩倒角由于此道工序用时较短,一次就可以完成,按经验选取时间为3s.工序四粗、精铳上端台阶面工步1粗铳刀具选择：YG6的镶齿端面铁刀机床：查?机械加工工艺手册?选取立式铳床

14、X5020A功率为：主轴转速范围为:40-1800r/min表选取：d/z=80/10背吃刀量：2mm查?简明手册?表1-22选取进给量取/产铳削速度根据?简明手册?表11-28选：V=60m/min由公式=(1000x60)/(x)=238r/min按机床选取转速为n=240r/min粗铳的背吃刀量ap=L5mm(单边)按?机械加工工艺手册?表选取直柄立铳刀d/z=16/3铳刀每齿进给量fZ=z刀具材料选用：高速钢按?简明手册?选取铳削速度V=18m/min/2=1222!：=(1000X18)/X16)=358r/min加按机床选取转速为：n=390r/min根本时间I:t=(/+/1+/

15、2)/fmz根据?机械加工工艺手册?表,式子中的乙=0.5+(12)=2mmi=-1=40mmf=fn*z=X3X390=min1mzJ-/X16+2=10mm取=i=2所以,t=+")=x2=0.56min=34s187.2工步2:精钱被吃刀量ap2=lmm,双边选取d/z=18/3,按?机械加工工艺手册?表选取fz=z按?简明手册?表11-28取Vc=25m/min,所以n=1000v/4d=1000x25/尸xl8=min选取450r/min根本时间tt=(1+11+12)/fmzfmz=fzxZxn=162nun/min所以t=52x2/162=39s工序六钻孔2-M8,攻螺

16、纹,钻锥孔安装1>工步1:钻孔确定进给量f:根据?机械加工工艺手册?表104-1.当HT200的.b<200MPa,加工此直径孔的f二r,由于零件在加工孔后要螺纹,故进给量应乘以,那么f=()=r.查?简明手册?表2-35,选用Z525立式钻床,根据机床选用f二r切削速度,根据?简明手册?表2-15,得V=19m/niin,所以Ns=1000v/-dw=1000x19/=903r/min根据Z525机床,选用Nw=960r/min,故实际切削速度为1000二min切削加工时,查?机械加工工艺手册?104-43有,lf=(dwxcotkr/2)+3=(取kr=45°)那么(

17、1+11+lf)/Nwf=(11+3+)/=(以上为一个孔的机动时间,故本工步的机动时间为tm=2xtmi=工步2:钻孔4mm确定进给量f:根据?机械加工工艺手册?表10-4-1.当HT200的0b<200MPa,加工此直径孔的r,查?简明手册?表2-35,选用Z525立式钻床,根据机床选用f=r切削速度,根据?简明手册?表2T5,得V=19m/min,所以Ns=1000v/dv=1000xl9/x4=1512r/min根据Z525立式钻床,选用Nw=960r/min,故实际切削速度为V二期x4x960/1000=min切削加工时,查?机械加工工艺手册?104-43有,li=3nun,l

18、f=(dwxcotkr/2)+3=5mm(取kr=45°)所以tm2=(1+11+lf)/Nwf=(11+3+5)/=安装2工步1:M8丝锥攻螺纹2-M8查?机械加工工艺手册?表16-2-15.得切削速度V=s=6m/min,Ns=238r/min按机床选取Nw=195r/min,那么Vmx8xl95/1000=min机动加工时,1=11mm,ll=3nun,12=3mm,攻M8孔tmi=(1+11+12)x2/Nwfx2=工步2:较5mm锥孔查表?机械加工工艺手册?164-40得f=r安Z525立式钻床选取f=r查表?机械加工工艺手册?164-41得V=6m/min,那么实际速度&

19、quot;"x5xl95/1000=min机动加工时lw=llmm,lf=3mm查?机械加工工艺手册?表164-43可得.所以tm=(lw+lf)/Nwf=(3+11)/=工序七拉花键刀具：短形花键拉刀,表8-2?金属切削手册?据表8-6选取拉刀齿开量S齿二根据?金属切削手册?拉削速度一般在l-8m/min内.HB=,取V=3m/min即V=s拉削工时t=Zb1nk/1000VfzZZb单面余量(25-22)/2=L拉削外表长度80mmH校准局部长度系数,取K机床返回行程系数,取Z拉刀同时工作齿数,取Z=7表8-7P拉刀齿距,取P=13表8-7t=()/()=8s最后,将以上各工序切

20、削用量、工时定额的计算结果,连同其它加工数据,一并填入机械加工工艺过程综合卡片(后附).三、夹具设计一、问题的提出本夹具主要是用来粗、精铳工件的台阶面,这个端面对花键孔的中央线有一定的技术要求.要求对中央线的平行度公差为.端面的粗糙度也有要求,要求为,所以采取一次粗加工再加一次精加工即可得到要求的精度.在本道工序加工时,我们应首先考虑保证台阶面的加工精度,如何提升生产效率,降低劳动强度.为此,设计专用夹具.二、夹具设计1 .定位基准的选择首先考虑台阶面的设计基准为花键孔中央线.而台阶面对花键孔的中央线有平行度要求,所以选择用花键孔中央线定位,再综合考虑,选择工件的左端面也作为定位基准.2 .切

21、削力的计算及夹紧力的计算刀具：YG6镶齿端面铳刀080z=10查?机械加工工艺手册?得切削力的计算公式：XfYfUff二q""do查表得:Cf=7750,Xf=,Yf=,Uf=,Wf=,Qf=.尸,4二30mm,=2nun.带入数据计算(N)7750x2x0.25"'x3"xl°80'3x24002由于铳削力是水平的,所以实际的切削力F二但是在计算切削力时,必须把平安系数考虑在内.平安系数K=KlxK2xK3xK4其中选取：K1为根本平安系数K2为加工平安系数.K3为刀具钝化系数K4为断续切削系数所以厂修正=K尸所以尸修厂xxx.X=N本夹具采用的是斜楔机构夹紧,选楔角=15.查?机床夹具设计手册?表1-2-18,增力比为i=为克服切削力,实际的夹紧力N应为：Nfl+f2二-修正其中,门和£2为夹具定位面及加紧面上的摩擦系数,fl