机械制造技术课程设计-机床拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

安徽工业大学机械制造技术基础课程设计说明书设计题目机床拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计学院机械工程学院专业班级机131姓名学号指导教师时间2016年9月第第页前

言制造技术基础课程设计是我们在学完专业基础课，以及主要的专业课之后进行的一次综合利用专业知识进行设计的实践环节。本次课程设计要求我们能够综合应用所学到的各门知识，综合解决设计、制造和管理中问题。对指定的产品的制造工艺设计、工装设计和机床选择等综合考虑后，进行制造工艺设计。本次设计是对专业知识的综合应用，特别是对于机械制造工艺学和工程材料这两门学科的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对之前所学各课程的一次深入的综合性的总复习,同时还有对相关课外知识的查阅和学习，也是一次我们实际运用知识解决问题的练习。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：掌握零件机械加工工艺规程设计的能力；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；掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；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。因此这是首次接触工艺设计，对知识掌握和熟悉程度欠缺，因此在设计中难免会有考虑不周全的地方，也有出现错误的地方，还请老师多指正和帮助。

第一节零件的分析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。以图1所示的CA6140车床拨叉为例，进行CA6140机床拨叉工艺规程的编制和工艺设备的设计。它位于CA6140车床主轴箱的变速机构中，主要起变速换挡作用。机床操作人员根据加工需求，利用拨叉进行变速换挡，从而使机床主轴获得所需的速度和扭矩。零件小头孔φ22与操纵机构相连，而大头半圆孔φ55则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力波动下方的齿轮变速。两个零件铸成为一体，加工时分开。零件的工艺分析生产批量为中等批量生产，由生产批量可得到相关信息为：毛坯精度中等，加工余量中等；加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。拨叉零件的材料为HT200灰铸铁。灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但塑形较差、脆性高，不适合磨削。其加工的主要表面以及加工表面之间的位置要求如下：①小头孔φ22以及与此孔相通的M8螺纹孔，小头孔φ22的表面粗糙度为Ra1.6.②大头半圆孔φ55，其表面粗糙度为Ra3.2.③拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔的端面，其表面粗糙度均为Ra3.2，其中大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直高度误差为0.05mm。根据上述分析，拨叉零件没有复杂的曲面，其加工精度和表面质量要求不高，采用常规的加工工艺，按照各加工方法的经济加工精度及机床所能达到的位置精度，可以先粗加工拨叉零件的下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行后续加工，就可以保证其加工精度要求。图1第二节确定生产类型和毛坯确定生产类型拨叉零件的成产纲领为5000/年，零件质量是1.0Kg/个，可确定该拨叉生产类型为中批生产。为了保证加工精度和表面质量，初步确定其加工过程需划分粗加工和精加工等阶段，工序适当集中，加工设备以通用设备为主，尽量采用专用夹具。确定毛坯确定毛坯种类零件材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，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复杂，零件毛坯比较适合铸造成型。因此，应选用HT200，以保证足够的强度、硬度，从而保证零件的工作可靠性。由于零件批量生产，已经达到中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型手工造型铸造。这从节约生产成本、提高利润的角度来说是应该的。故选择木模手工砂型铸件毛坯。查阅《机械制造工艺简明手册》表2.2-5，选择铸件尺寸工差等级为CT-12。确定铸件加工余量及形状查阅《机械制造工艺简明手册》表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下：加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D125H12.5×2孔降1级双侧加工D255H3.5×2孔降1级双侧加工T145H5单侧加工T245H5单侧加工T315H5单侧加工T415H5单侧加工图23、绘制铸件毛坯图根据铸件工艺要求，将拨叉的两个零件铸为一体，加工时分开根据表4-1拨叉零件铸造加工余量，绘制铸件毛坯图，如下图所示，其中，拨叉零件的大头半圆孔55先铸造出直径为48的孔，小头孔无需铸出。图3拨叉的毛坯图第三节工艺规程设计一、选择定位基准基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会出现问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。①粗基准的选择：零件加工时粗基准是必须选用的。在选用时要考虑如何保证各个加工表面有足够的余量，如何保证各个表面间的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此，选择粗基准时，应遵循以下几个原则：以不加工表面为粗基准；选择毛坯余量最小的表面最为粗基准；选择零件上重要的表面最为粗基准；选择零件上加工面积大，形状复杂的表面最为粗基准；粗基准在同一尺寸方向上通常只能使用一次，不应重复使用，以免产生不必要的定位误差。终上所述，以拨叉零件的小头孔上端面T2为主要的定位基准，以两个小头孔外表面为辅助粗基准。②精基准的选择：精基准的选择应使工件的定位误差较小，能保证工件的加工精度，考虑要保证零件加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，互为基准的原则；自为基准的原则。以粗加工后的底面T1为主要的定位精基准，以俩个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。二、制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用外能性机床配以专用夹具，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。拨叉零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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夹具，并尽量采用工序集中原则来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查阅第五章中的表5-7、5-8、5-9，选择零件的加工方法及工艺路线方案。工艺路线方案一：工序一：以T2为粗基准，粗铣Φ25、Φ55的下端面；工序二：以T1为定位基准，粗铣小头孔Φ25的上端面；工序三：以T4为定位基准，粗铣大头孔Φ55的上端面；工序四：以Φ43的外圆和T2为基准，钻、扩小头孔Φ25至尺寸Φ24.5mm；工序五：以D1为定位基准，粗镗大头孔Φ55至尺寸Φ52mm；工序六：以T1为基准，精磨小头孔Φ25的上端面；工序七：以T2为基准，精磨小头孔Φ25的下端面；工序八：以D1为基准，精磨大头孔Φ55上端面；工序九：以T2和Φ43外圆为基准，粗绞、精绞小头孔至尺寸Φ25；工序十：以D1为定位基准，半精镗大头孔至尺寸Φ54.4mm；工序十一：以D1为定位基准，精镗大头孔至尺寸Φ55；工序十二：以T1和D1为定位基准，钻M8底孔、攻螺纹；工序十三：以T1和D1为定位基准，钻、扩Φ10孔；工序十四：以T2和D1为基准，洗沟槽至宽10mm和深10mm；工序十五：以D1为定位基准，铣断；工序十六：去毛刺；工序十七：终检。工艺路线方案二：工序一：以T1为粗基准，粗铣∅25的上端面；工序二；以T2为定位基准，粗铣∅25，∅55的下端面；工序三：以T4为定位基准，粗铣大头孔∅55的上端面；工序四：以T3和Φ73外圆为基准，粗镗大头孔Φ55至尺寸Φ50mm；工序五；以D2和T3为基准，钻、扩小头孔Φ25至尺寸Φ24.5mm工序六；以D1为定位基准，粗镗大头孔Φ55至尺寸Φ52mm；工序七；以D1为定位基准，粗镗大头孔Φ55至尺寸Φ52mm；工序八；以T2为基准，精铣小头孔Φ25的下端面；工序九：以D1为基准，精铣大头孔Φ55上端面；工序十：以T2和Φ43外圆为基准，粗绞、精绞小头孔至尺Φ25；工序十一：以D1为定位基准，半精镗大头孔至尺寸Φ54.4mm；工序十二：以D1为定位基准，精镗大头孔至尺寸Φ55；工序十三：以T1和D1为定位基准，钻M8底孔、攻螺纹；工序十四：以T1和D1为定位基准，钻、扩Φ10孔；工序十五：以T2和D1为基准，洗沟槽至宽10mm和深10mm；工序十六：以D1为定位基准，铣断；工序十七：去毛刺；工序十八：终检。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，经过小组同学讨论，最后确定工艺路线方案二为该零件的加工路线，具体方案见下表：表1零件的工艺路线方案工序号工序名称工序内容设备工艺装备10粗铣以T1为粗基准，粗铣∅25的上端面；IA5032立式铣床专用夹具，YG6硬质合金端铣刀20粗铣以T2为定位基准，粗铣∅25，∅55的下端面；IA5032立式铣床专用夹具，YG6硬质合金端铣刀30粗铣以T4为定位基准，粗铣大头孔∅55的上端面；IA5032立式铣床专用夹具，YG6硬质合金端铣刀40粗镗以T3和Φ73外圆为基准，粗镗大头孔Φ55至尺寸Φ50mm；T616卧式镗床专用夹具，高速钢刀头50钻、扩以D2和T3为基准，钻、扩小头孔Φ25至尺寸Φ24.5mmZ525立式钻床专用夹具，高速钢麻花钻钻头60粗镗以D1为定位基准，粗镗大头孔Φ55至尺寸Φ52mm；T616卧式镗床专用夹具，高速钢刀头70精铣以D1为定位基准，粗镗大头孔Φ55至尺寸Φ52mm；IA5032立式铣床专用夹具，YG6硬质合金端铣刀80精铣以T2为基准，精铣小头孔Φ25的下端面；IA5032立式铣床专用夹具，YG6硬质合金端铣刀90精铣以D1为基准，精铣大头孔Φ55上端面IA5032立式铣床专用夹具，YG6硬质合金端铣刀100绞以T2和Φ43外圆为基准，粗绞、精绞小头孔至尺；Z525立式钻床专用夹具，硬质合金铰刀2把110半精镗以D1为定位基准，半精镗大头孔至尺寸Φ54.4mm；T616卧式镗床专用夹具，高速钢刀头120精镗以D1为定位基准，精镗大头孔至尺寸；T616卧式镗床专用夹具，高速钢刀头130钻、攻以T1和D1为定位基准，钻M8底孔、攻螺纹；Z525立式钻床专用夹具，高速钢麻花钻，丝锥M8140钻、扩以T1和D1为定位基准，钻、扩Φ10孔；Z525立式钻床专用夹具，高速钢麻花钻150精铣以T2和D1为基准，洗沟槽至宽10mm和深10mm；IA5032立式铣床专用夹具，YG6硬质合金端铣刀160铣断以D1为定位基准，铣断X61卧式铣床专用夹具，锯片铣刀170去毛刺去毛刺；钳工台180终检终检钳工台机械加工余量、工序尺寸及公差都确定前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各工序的加工余量，如下表所示：表2内孔工序尺寸及加工余量表3平面工序尺寸及其加工余量加工表面加工内容加工余量（mm）精度等级工序尺寸(mm)表面粗糙度(μm)Ф55IT8(D2)铸件CT12粗镗5IT1212.5半精镗1.4IT106.3精镗0.6IT83.2Ф22IT7(D1)钻20IT11扩24.5IT106.3粗铰0.3IT83.2精绞0.2IT71.6Ф10IT7钻8IT83.2扩2IT71.6第四节确定切削用量与时间定额一、工序10的切削用量与时间定额1.加工条件工件材料：HT200，，铸件；工件尺寸:：；加工要求：，加工余量4.0mm机床：IA5032立式铣床，机床功率为7.5kW，机床效率为0.75；刀具:YG6硬质合金端铣刀。，故根据《切削用量简明手册》表3.1，取刀具直径。根据《切削用量简明手册》表3.16，选2.选择切削用量确定切削深度因为余量较小，故选择，一次走刀即可完成。确定每齿进给量。由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，可采用不对称端铣，选用大进给量以提高加工效率。根据《切削用量简明手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5KW时：。确定刀具寿命及磨钝标准。根据《切削用量简明手册》表3.7，去铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径，根据《切削用量简明手册》表3.8，选刀具使用寿命T=180min。计算切削速度和每分钟进给量。根据《切削用量简明手册》表3.16，当根据《切削用量简明手册》表3.30，选择机床的主轴转速n=190r/min，因此，实际铣削速度和每齿进给量为：根据《切削用量简明手册》表3.24，近似为=3.3KW,根据机床使用说明书，主轴允许功率。故校验合格。最终确定：。计算基本工时，查《切削用量简明手册》表3.26，不对称端铣的入切量及超切量为：。二、工序20的切削用量与时间定额1.加工条件工件材料：HT200，，铸件；工件尺寸:：；加工要求：，加工余量4.0mm机床：IA5032立式铣床，机床功率为7.5kW，机床效率为0.75；刀具:YG6硬质合金端铣刀。，故根据《切削用量简明手册》表3.1，取刀具直径。根据《切削用量简明手册》表3.16，选2.选择切削用量确定切削深度因为余量较小，故选择，一次走刀即可完成。确定每齿进给量。由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，可采用不对称端铣，选用大进给量以提高加工效率。根据《切削用量简明手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5KW时：。确定刀具寿命及磨钝标准。根据《切削用量简明手册》表3.7，去铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径，根据《切削用量简明手册》表3.8，选刀具使用寿命T=180min。计算切削速度和每分钟进给量。根据《切削用量简明手册》表3.16，当根据《切削用量简明手册》表3.30，选择机床的主轴转速n=190r/min，因此，实际铣削速度和每齿进给量为：根据《切削用量简明手册》表3.24，近似为=3.3KW,根据机床使用说明书，主轴允许功率。故校验合格。最终确定：。计算基本工时，查《切削用量简明手册》表3.26，不对称端铣的入切量及超切量为：。三、工序30的切削用量与时间定额1.加工条件工件材料：HT200，，铸件；工件尺寸:：；加工要求：，加工余量4.0mm机床：IA5032立式铣床，机床功率为7.5kW，机床效率为0.75；刀具:YG6硬质合金端铣刀。，故根据《切削用量简明手册》表3.1，取刀具直径。根据《切削用量简明手册》表3.16，选2.选择切削用量确定切削深度因为余量较小，故选择，一次走刀即可完成。确定每齿进给量。由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，可采用不对称端铣，选用大进给量以提高加工效率。根据《切削用量简明手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5KW时：。确定刀具寿命及磨钝标准。根据《切削用量简明手册》表3.7，去铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径，根据《切削用量简明手册》表3.8，选刀具使用寿命T=180min。计算切削速度和每分钟进给量。根据《切削用量简明手册》表3.16，当根据《切削用量简明手册》表3.30，选择机床的主轴转速n=190r/min，因此，实际铣削速度和每齿进给量为：根据《切削用量简明手册》表3.24，近似为=3.3KW,根据机床使用说明书，主轴允许功率。故校验合格。最终确定：。计算基本工时，查《切削用量简明手册》表3.26，不对称端铣的入切量及超切量为：四、工序40的切削用量与时间定额工序内容为：以D3和Ф73为定位基准，粗镗大头孔至Ф50mm。机床：选用T616卧式镗床，刀具：高速钢刀头。单边余量z=1mm,取。由《机械加工工艺师手册》29-14查得：粗镗的进给量为，切削速度再根据《机械制造工艺设计简明手册》4.2-21查得：。查《机械制造工艺设计简明手册》6.2-1，取镗削的入切量为，则计算切削工时：五、工序50的切削用量与时间定额工序内容为：以D2和T3为基准钻至Ф20mm，再扩孔至Ф24.5mm,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。1.加工条件工件材料：HT200，σb=170-240MPa铸件机床：Z525型立式钻床机床功率2.8KW机床效率0.81刀具：根据《切削用量简明手册》表2.1和表2.2，选择高速钢麻花钻头，粗钻时，=20mm。钻头几何形状为：由《切削用量简明手册》表2.1及2.2选双锥后磨，=11°=100°=3.5mmb=2mmL=4mmL=1.5mm2.切削用量1)决定进给量按加工要求决定进给量根据《切削手册》表2.7，2.8,2.9比较得出受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.43-0.53。根据《切削用量简明手册》表2.35，最终选择进给量。在即将钻穿时停止自动进给改为手动进给。根据《切削用量简明手册》表2.19和Z525立式钻床使用说明，机床进给机构允许的最大轴向力为，所选进给量可用。2）决定钻头的磨钝标准及寿命由《切削手册》表2.12，钻头后刀面最大磨钝量取为0.8mm,寿命T=60min3）决定切削速度由《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为Vc=其中，插得修正系数，则切削速度为：则机床的主轴转速为根据Z525钻床说明书,可考虑选择主轴转速272则实际的切削速度为：Vc==17.1m/min4）检验机床扭矩及功率。查《切削用量简明手册》表2.20，经线性插值得，，修正系数均为1.2，故。查《切削用量简明手册》表2.35，Z525立式钻床主轴转速272时，能传递的扭矩为，Z525立式钻床的主电动机公率为2.8KW，机床效率为0.81，则。查《切削用量简明手册》表2.23，钻头消耗功率约为：。由于，则切削用量可用，即：3.计算工时查《切削用量简明手册》表2.29，钻孔时的入切削量及超切削量为：，则扩孔Ф24.5mm查《切削用量简明手册》表2.10，扩孔进给量为0.7-0.8，修正系数取0.7，并由机床使用说明书最终选择进给量为。查《切削用量简明手册》表2.30，扩孔时切削速度计算公式为Vc=(m/min)，查得修正系数，则切削速度为机床的主轴转速为n=查Z525立式钻床的使用说明书：选主轴转速195r/min,则实际切削速度为：，查《切削用量简明手册》表2.29，扩孔时的入切量为：，则六、工序60切削用量与时间定额工序内容为：以D1为定位基准，粗镗大头孔至Ф52mm。机床：选用T616卧式镗床，刀具：高速钢刀头。单边余量z=1mm,取由《机械加工工艺师手册》29-14查得：粗镗的进给量为，切削速度再根据《机械制造工艺设计简明手册》4.2-21查得：。查《机械制造工艺设计简明手册》6.2-1，取镗削的入切量为，则计算切削工时：七、工序70切削用量与时间定额工序类容：以T1为基准，精铣小头孔Φ25的上端面刀具：YG6硬质合金铣刀，；机床：XA5032立式铣床故根据《切削用量简明手册》表3.5，采用YG6硬质合金铣刀，精铣时，每转进给量取f=0.75mm/s.根据《切削用量简明手册》表3.16,确定铣削速度为v=124m/min,则：现采用XA5032立式铣床，根据《切削用量简明手册》表3.30，取=300r/min,故实际切削速度当=300r/min时，工作台每分钟进给量：，根据《切削用量简明手册》表3.30，取为。铣削平面的长度为L=183mm,根据《切削用量简明手册》表3.26,精铣时入切量及超切量的取值等于铣刀直径125mm,故本工序切削时间为：。八、工序80切削用量与时间定额工序类容：以T2为基准，精铣小头孔Φ25的下端面刀具：YG6硬质合金铣刀，；机床：XA5032立式铣床故根据《切削用量简明手册》表3.5，采用YG6硬质合金铣刀，精铣时，每转进给量取f=0.75mm/s.根据《切削用量简明手册》表3.16,确定铣削速度为v=124m/min,则：现采用XA5032立式铣床，根据《切削用量简明手册》表3.30，取=300r/min,故实际切削速度当=300r/min时，工作台每分钟进给量：，根据《切削用量简明手册》表3.30，取为。铣削平面的长度为L=183mm,根据《切削用量简明手册》表3.26,精铣时入切量及超切量的取值等于铣刀直径125mm,故本工序切削时间为：。九、工序90切削用量与时间定额工序类容：以 D1为基准，精铣小头孔Φ55的上端面刀具：YG6硬质合金铣刀，；机床：XA5032立式铣床故根据《切削用量简明手册》表3.5，采用YG6硬质合金铣刀，精铣时，每转进给量取f=0.75mm/s.根据《切削用量简明手册》表3.16,确定铣削速度为v=124m/min,则：现采用XA5032立式铣床，根据《切削用量简明手册》表3.30，取=300r/min,故实际切削速度当=300r/min时，工作台每分钟进给量：，根据《切削用量简明手册》表3.30，取为。铣削平面的长度为L=183mm,根据《切削用量简明手册》表3.26,精铣时入切量及超切量的取值等于铣刀直径125mm,故本工序切削时间为：。十、工序100的切削用量与时间定额工序内容为：以T2和Φ43外圆为基准，粗绞、精绞小头孔至尺寸Φmm。粗绞至Φ24.92mm。刀具：硬质合金铰刀Φ24.92mm。机床：Z525立式钻床；根据《切削用量简明手册》表2.25，硬质合金铰刀的切削深度0.06~0.15mm,进给量f=0.2~0.4mm/r，切削速度v=6~10m/min。根据工序加工需要，取切削深度，进给量取f=0.3mm/r，根据《切削用量简明手册》表2.35，Z525立式钻床主轴转速取为=94r/min，则实际切削速度为V=机动粗铰孔时的切削工时，参考钻孔情况取入切量及超切量为y+Δ=10mm，则本工序切削时间为：(三次共5.67min)(2)精绞至Φmm.刀具：硬质合金铰刀Φ25mm。机床：Z525立式钻床；根据《切削用量简明手册》表2.25，硬质合金铰刀的切削深度0.06~0.15mm,进给量f=0.2~0.4mm/r，切削速度v=6~10m/min。根据工序加工需要，取切削深度，进给量取f=0.3mm/r，根据《切削用量简明手册》表2.35，Z525立式钻床主轴转速取为=94r/min，则实际切削速度为V=机动粗铰孔时的切削工时，参考钻孔情况取入切量及超切量为y+Δ=10mm，则本工序切削时间为：十一、工序110的切削用量与时间定额工序内容为：以D1为定位基准，半精镗大头孔至尺寸Φ54.4mm。机床：T616卧式镗床。刀具：高速钢刀头。单边余量Z=1.2mm，则=1.2mm。由《机械加工工艺师手册》29-14查得：半精镗的进给量为f=0.2~0.8mm/r，切削速度，再根据《机械制造工艺设计简明手册》4.2-21查得：f=0.58mm/r，n=134r/min。查《机械制造工艺设计简明手册》6.2-1，取镗削的入切量及超切量为y+Δ=3+3=6mm，则计算切削工时：十二、工序120的切削用量与时间定额工序内容为：以D1为定位基准，半精镗大头孔至尺寸Φmm。机床：T616卧式镗床。刀具：高速钢刀头。单边余量Z=0.3mm，则=0.3mm。由《机械加工工艺师手册》29-14查得：半精镗的进给量为f=0.15~0.5mm/r，切削速度，再根据《机械制造工艺设计简明手册》4.2-21查得：f=0.28mm/r，n=134r/min。查《机械制造工艺设计简明手册》6.2-1，取镗削的入切量及超切量为y+Δ=3+3=6mm，则计算切削工时：十三、工序130的切削用量与时间定额（1）钻螺纹底孔直径8mm工序内容为：以D1和T1为定位基准，钻M8底孔，攻螺纹。机床：Z525台式车床刀具：高速钢麻花钻根据《切削用量简明手册》表2.7，查的进给量为，考虑钻孔后要攻螺纹，需乘以系数0.5，现取进给量，切削速度，则主轴转速为：。查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-15台式钻床主轴转速，取。所以实际切削速度为。查《切削用量简明手册》表2,29，取钻孔时的入切量及超切量为：,则计算切削基本工时：。（2）攻M8螺纹工序内容：以D2和T4为定位基准，攻螺纹M8。机床：Z525台式钻床，刀具：丝锥M8，P=1.25mm。丝锥在铸铁上攻螺纹，其切削速度一般为8~10m/min,初选切削速度v=8m/min,进给量为f=P=1.25mm/r,则机床主轴转速为：,按机床使用说明书选取：。机动攻螺纹长度，则切削基本工时为：。十四、工序140的切削用量与时间定额(1)粗钻底孔直径8mm工序内容为：以D1和T1为定位基准，粗钻直径为8mm底孔。机床：Z525台式车床刀具：高速钢麻花钻根据《切削用量简明手册》表2.7，查的进给量为，现取进给量，切削速度，则主轴转速为：。查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-15台式钻床主轴转速，取。所以实际切削速度为。查《切削用量简明手册》表2,29，取钻孔时的入切量及超切量为：,则计算切削基本工时：。（2）扩孔直径9.8mm查《切削用量简明手册》表2.10，扩孔进给量：,由机床使用说明书最终选定进给量为:加工条件:以D1和T1为定位基准扩大通孔至Φ9.8mm工艺要求：通孔

机床

：Z525立式钻床

机床功率2.8KW机床效率0.81刀具：高速钢麻花钻头选择高速钢麻花钻头，其直径do=9.8mm,查《切削用量简明手册》表2.30由表2-30可得Vc=(m/min)Cv=18.8Zv=0.2m=0.125ap=0.9Xv=0.1Yr=0.4f=0.52Ktv=1Kmv=0.78Ksv=0.75Vc==23.35m/min机床的主轴转速为n==341.1r/min查Z525立式钻床使用说明书可得主轴转速为392r/minVc==12.06m/min由tm=L/Vf=（18+5）/(392*0.52)=0.11min十五、工序150的切削用量与时间定额1加工条件工序内容为：精铣，以D1和T1为定位基准，铣沟槽至宽10mm深10mm。机床：XA5032立式车床刀具：YG6硬质合金端铣刀2选择切削用量确定切削用量因为余量较小，故选择ap=10mm，一次走刀即可完成。确定每齿进给量fz根据《切削用量简明手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为7.5kw时：取fz=0.18mm/z。确定刀具寿命及磨钝标准。根据《切削用量简明手册》表3.7，取铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.7mm；由于铣刀直径d0=125mm，经插值后vt=119m/min,nt=184r/min,vft=348mm/min。各修正系数为：kv=0.8.切削速度为：vc=vtkv=119×0.8=95.2m/min,确定机床主轴转速为：根据《切削用量简明手册》表3.30，选择主轴转速n=300e/min,vf=235mm/min,因此，实际铣削速度和每齿进给量为效验机床功率根据《切削用量简明手册》表3.24，近似为Pc=3.3kw，根据机床使用说明书，主轴允许功率为PCM=5.625＞Pc。故效验合格。最终确定：ap=10mm，n=300r/min,vf=235mm/min,vc=117.75m/min,fz=0.065mm/z。3计算基本工时根据《切削用量简明手册》表3.26，不对称端铣的入切量及超切量为：，则十六、工序160的切削用量与时间定额工序内容为：以D1为定位基准，铣断。选择锯片铣刀，d=160mm，宽度=4mm，中齿，Z=40.采用X61卧式铣床，查《切削用量简明手册》表3.4，选择进给量fz=0.02m/z。根据《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-39，取nw=100r/min，故实际切削速度为：此时工作台每分钟进给量fm应为：fm=fzZnw=0.02×40×100=80mm/min查《切削用量简明手册》表4.2-40，取fz=85mm/min。根据图4-1可知，铣断长度为l=70mm，查《切削用量简明手册》表3.25，铣断时切断的入切量及超切量，计算切削基本工时五、计算机辅助工艺卡片填写根据上述对CA6140机床拨叉零件的工艺规程设计结果，采用CAXA电子图版工艺版软件进行工艺卡片的填写，其工艺过程卡片如下图所示，工序以110为例。图4工序110的工序卡片如下图所示：图5第六节专用夹具设计为了提高生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具.粗铣平面夹具设计（工序10）.一、零件夹具方案的选择（一）夹紧方案的选择方案一：一面两销定位方案可用方案比较：定位方案：一面两销定位，利用Ф73圆柱体一个端面限制3个自由度，Ф25孔内放短销限制2个自由度，再利用档销限制一个自由度，完全定位。图6方案二：左边v型块固定在夹具底座上，限制两个自由度，右边活动V型块可通过调整螺栓手柄，使工件在平面内加紧，二者共限制5个自由度，工件绕z轴旋转运动并不影响加工平面的工作。图7(2)最终选定的方案是二：此方案使用加工时操作比较方便，且夹具简单，还有一定的通用性。

（二）

夹具的结构设计

（1）夹具的组成:两个V形块，固定用的螺栓，移动活动V形块及其组件（如手柄）。

（2）此道工序是要铣拨叉的Ф73mm的平面，所以夹具要确保工件在加工过程中不会左右移动、摆动，根据；零件的形状设计了两个V形块夹紧的方案

用两个V形块从工件的两边进行夹紧定位，两个V形块限制了5个自由度满足加工的要求，一个V形块通过螺栓固定，另外一个V形块和螺栓连接，螺栓和手柄连接，转动手柄就可以移动V形块夹紧工件夹具的结构方案如下图：夹具的使用说明

此夹具主要有两个V形块及其固定和附件组成。先安装要求把夹具安装好，通过调节移动V形块扩大间隙，然后放进工件，最后移动活动V形块加紧工件，就可以铣削上面的端面.

示意图如下图8二、切削力及夹紧力的计算

刀具：YG6硬质合金端铣刀查《切削用量简明手册》，粗铣时切削力计算公式为：F=K其中Cq计算得：F=548.174N可见，切削力不大。在两个拨叉小头孔的侧面有V型块定位，其中左端V型块固定，右端活动式V型块可通过转动螺杆，对工件进行适当加紧，以达到操作要求。拆卸时，只需逆时针转动螺杆即可松开工件，进行下一步加工操作。三、夹具的误差分析

1、影响加工精度的因素

用夹具装夹工件进行机械加工时,其工艺系统中用夹具装夹工件进行机械加工时，其工艺系统中影响工件加工精度的因素很多。与夹具有关的因素如图2—11所示，有定位误差△D对刀误△T、夹具在机床上的安装误差△A和夹具误差△DJ。在机械加工工艺系统中，影响加工精度的其它因素综合称为加工方法误差△G。上述各项误差均导致刀具相对工件的位置不精确，从而形成总的加工误差∑△。2、误差计算由于工件在平面内移动时并不影响加工平面的精度，所以,误差为0。如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动率。为此，在螺母夹紧时采用开口垫圈，以便装卸，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置，以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。镗床夹具设计(工序120)1、定位方案的选择考虑工件的结构，可以采用“一面两孔”的定位方式，即选择两拨叉的小头孔Ф25及其下端面为基准。夹具的主要定位元件为两个定位销（一个短圆柱销、一个菱形销）及其端面。端面限制工件的三个自由度，短圆柱销限制工件的两个自由度，短的菱形销限制工件的一个自由度，属于完全定位情况。为了简化夹具设计，采用开口垫圈和六角螺母手动加紧工件。夹具的结构方案如下图：图92、切削力及夹紧力计算刀具：高速钢刀头精镗时，切削力可用一个旋转测力计进行测量。被测力包括切向力、进给力、径向力，其中切向力数值最大。经验算法为，进给力和径向力分别为切向力的25%和50%。切向力：F=396000x切削深度x进给率x功率常数=396000x0.3x0.28x4=133.056NF合力为F可见切削力并不大，在拨叉小头孔Ф25的两个端面只需采用开口垫圈和六角螺母适当加紧后，本夹具即可安全工作。拆卸时，松开加紧螺母1~2扣，拔下开口垫圈，实现工件的快换。3、夹具的误差分析（1）定位元件尺寸及其误差的确定夹具的主要两个定位元件为两个定位销及其定位端面。这两个定位销与拨叉工件的小头孔采用间隙配合，其配合公差为Ф25H7/g6，其最大配合间隙为0.041mm。（2）转角误差定位销与拨叉工件的小头孔采用间隙配合，由于间隙配合引起的转角误差为：(3)计算定位销轴与工作台的平面度误差定位销轴与夹具体孔采用Ф15H7/n6过渡配合,其最大间隙为：定位销轴与夹具体孔的配合长度为10mm,则上述间隙引起的最大平行度误差为：0.006/10，即0.06/10。第七节车床拨叉三维模型设计三维建模技术在机械行业的广泛应用，根本性地改变了产品的设计、工艺以及生产装配乃至维修等环节，大幅度提升了新产品开发效率，节约产品开发成本。了解现代三维建模技术现状，并有针对性地选择一类三维建模技术深入学习，掌握其建模技巧，并能够熟练使用是机械类及相关专业本科生必须具备的基本素质。应用三维技术创建的虚拟模型库，可以利用光盘存储数量众多的模型，在使用中可以完全取代实物模型，从而消除了实物模型因体积和重量造成的携带不便的缺点。另一方面，传统的实物教学模型更新换代的速度慢并且不能够修改，而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要。利用先进的三维技术创建地计算机模型，不仅精度高、质感好、形象逼真、色彩丰富，还能将复杂形体的外形与内腔、相贯体中相贯线的变化趋势、装配体中零件之间的连接关系充分地展示出来，加上动画效果，使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象。三维模型主要有以下优点：更方便我们认识机械机构;实体的三维模型可以进行模拟运行，节约实际试工的成本，减少不必要的损失;三维模型可以更直观的了解工件，给加工工人更加舒适的操作基础。针对本次课程设计，我们组主要设计了以下三维模型：图6夹具总装图的三维模型图7夹具体三维模型图8机床拨叉三维模型第八节课程设计心得体会通过这次机械制造技术基础课程设计，使我们更加扎实的掌握了有关机械制造技术的有关知识，加强了对零件的工艺分析能力。在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获\o"成功"成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。此次课程设计我们学到很多很多的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。课程设计过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。最后，感谢老师给我们带来这次课程设计，通过这次课程设计，真的让我们受益良多！第九节参考文献：［1］王绍俊.机械制造工艺设计手册［M］.北京.

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1985.［2］卢秉恒.机械制造技术基础［M］.

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2007.［3］甘永立.几何量公差与检测［M］.

上海.

上海科学技术出版社,

2010.［4］李益民.机械制造工艺设计简明手册［M］.机械工业出版社，1994.［5］关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计［M］.机械工业出版社，2010［6］汪永明.机械制造技术基础课程设计指导［M］.安徽.安徽大学出版社［7］段明扬.现代机械制造工艺设计实训教程［M］.广西.广西师范大学出版社,2007.［8］段明扬.现代制造工艺设计方法［M］.广西.广西师范大学出版社,2007.［9］华楚生.机械制造技术基础（第二版）［M］.重庆.重庆大学出版社,2012.［10］马贤智.机械加工余量与公差手册［M］.上海.上海科学技术出版社安徽工业大学机械制造技术基础课程设计成绩评定表学期：2016~2017学年第1学期日期：2016年10月课程名称机械制造技术基础课程设计任课指导教师汪永明题目拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计（第五组参数）小组号[5]成绩评定标准课程设计成绩根据学生设计任务完成情况、设计报告、设计成果的质量以及答辩情况综合评定。成绩按优、良、中、及格、不及格五级分评定。课程设计成绩评定参考标准详见指定教材《机械制造技术基础课程设计指导》（汪永明编，安徽大学出版社）。成绩评定方式（小组的设计成绩*70%+小组的答辩成绩*30%）*本人贡献度注：本人贡献度根据组员的平时设计态度、设计工作量、工作能力、团队协作精神、组员贡献度互评情况等方面，由任课指导教师综合评定。小组的设计成绩（百分制）小组的答辩成绩（百分制）小组成员课程设计总成绩姓名学号本人贡献度总成绩（折算为五级制）[任伟][139054257]20%[荣恰][139054258]17%[李磊][139054252]16%[王玉龙][139054265]16%[吴宇轩][139054269]15%[岳研][139054274]16%任课指导老师签字：基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究