设计“拔插”零件的机加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件）及设计“减速器箱体”零件机械加工工艺规程及工艺装备

机械制造工艺学课程设计课程设计说明书题目:设计“拔插”零件的机加工工艺规程及工艺装备（年产量为4000件）设计者:XXX学号：XXX指导教师:XXXXX学院20XX年X月机械制造工艺学课程设计任务书题目:设计“拔插”零件的机加工工艺规程及工艺装备（年产量为XXXX件）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份班级:XXXXXXXXXXXXXX学生:XXXXXX学号：XXXXXXXXXXXX指导教师:XXXXXXXXXX学院20XX年X月序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活那中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。一、零件的分析（一）、零件的作用：题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）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进行工作。宽度为30+0.0120mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为30+（二）、零件的工艺分析：CA6140拨叉共有两组加工表面。以Φ25孔为中心的加工表面，加工的有Φ25H7mm的六齿花键孔及倒角，尺寸为80mm与花键孔垂直的两端面，尺寸为18H11与花键孔垂直的通槽。与花键孔平行的表面。加工的表面有与花键孔中心轴线相距22mm的左表面，与左表面垂直的两个M8通孔和一个Φ5锥孔。这两组的加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：1）.左表面与Φ25mm花键孔中心线平行度为0.10mm；2）.18H11通槽两侧面与Φ25mm花键孔中心线的垂直度为0.08mm。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。二、工艺规程设计确定毛坯的制造形式考虑到该零件在车床中受力要经常改变车床滑移齿轮的位置，实现变速情况；还要保证零件的工作可靠性，另外零件为大批生产，而且零件的储存不大，所需的夹紧力不大，因此，毛坯可采用金属模砂型铸造，零件材料HT200。这样对提高生产率，保证加工质量也是有利的。（二）基面的选择粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。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A面为精基准。（三）制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应该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。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：工序Ⅰ加工Φ22H12花键底孔工序Ⅱ加工花键孔倒角1.5×15º工序Ⅲ拉花键孔6-Φ25H7×Φ22H12×6H9工序Ⅳ加工下表面工序Ⅴ加工左端面工序Ⅵ加工18H11通槽工序Ⅶ加工2-M8、Φ5锥孔工序Ⅷ加工2-M8螺纹工序Ⅹ去毛刺以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程综合卡片”。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯处、尺寸的确定“拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.00Kg，生产类型为大批生产，通用工艺装备采用铸造，根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：花键孔（6-Φ25H7×Φ22H12×6H9）钻孔Φ20mm扩孔Φ22H12mm拉花键孔Φ25H7mm加工下表面粗铣Z=1.5mm精铣Z=1mm加工左端面为使毛坯铸造方便，Z=3mm综上，毛坯尺寸详图见附表“毛坯图”（五）确定切削用量及基本工时工序Ⅵ铣宽为180+0.12mm通槽加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽180+0.12mm，长L=40mm，加工余量由于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道工序磨削的加工余量，所以分两步走，ae=23，ap=10mm，选择刀具铣刀参数：L=10D=100mmd=30mmro=15°ao=12°an=6°Z=24选择铣削用量由于槽的宽度为18mm,故二次走完，ae=23mmap=10mm由《切削用量简明手册》表3.3确定f=0.5mm/r现取f=0.8mm/rfz=0.5/24=0.02mm/z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据《切削用量简明手册》表3.7,得最大磨损量为0.5由表3.8确定刀具寿命：T=100min其中4）确定切削速度Vc和每齿进给量：决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简明手册》3.27的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·KvCv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv=98.6m/minn=1000×Vc/do=1000×98.6/3.14×100=314r/min根据X62W型铣床说明书选nc=300r/min实际速度Vc=donc/1000=94.2m/min选Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min根据X62W型铣床说明书选选Vf=150mm/minfzc=150/300×24=0.020mm/z5）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5Tm=(L+L1+△)•i/Vf=(40+20)X2/150=0.8（min）L1+△=20mmi=2(走两次)三、夹具设计为提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。详见附图“零件夹具图”参考文献书名出处作者《机床夹具图册》机械工业出版社孙巳德《机械制造工艺学课程设计指导书》哈尔滨工业大学赵家齐《切削用量简明手册》机械工业出版社艾兴肖诗纲《机械制造工艺设计简明手册》哈尔滨工业大学李益民《机械制造工艺学》清华大学王先逵机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：设计“减速器箱体”零件机械加工工艺规程及工艺装备系别机械学院班级机制组别X组组员指导教师沈阳工程学院20XX年6月18日沈阳工程学院机械制造技术基础设计成绩评定表系（部）：机械学院班级：机制131班组别：指导教师评审意见评价内容具体要求权重评分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作，0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12）分加权分合计指导教师签名：年月日评阅教师评审意见评价内容具体要求权重评分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评阅教师签名：年月日课程设计总评成绩分集中Project=1\*ROMANI工艺与夹具设计综合训练任务书题目：减速器箱体零件的机械加工工艺、相关工序专用夹具设计及加工仿真任务及要求：一、确定零件的生产类型年产量12000件，备品率5%，废品率2%。（大批量生产）二、工艺文件的设计步骤详读零件图，分析零件结构及技术要求。确定毛坯类型及精度，技术要求，毛坯余量，设计毛坯图。初步建立零件制造的过程和方法。选择加工方法，合理划分粗、精加工阶段，确定最佳工艺路线。某一个加工工序设计和工艺计算：选择加工设备与工艺装备，确定工序尺寸，选择各工序切削用量，计算时间定额。设计加工工艺过程卡片，格式见《机械制造技术基础课程设计指南》，P112表4-8，卡片大小为A4幅面（可打印）。设计某一个加工工序的机械加工工序卡片，格式参照《机械制造技术基础课程设计指南》，P113表4-9，幅面大小为A4幅面（可打印），卡片中的参数、工时定额及辅助时间等参阅指南中相关内容确定。设计某工序的夹具，用A1图纸画出夹具的装配图。包括定位设计、夹紧设计、辅助元件设计等。基于工程软件的零件仿真加工。三、设计说明书内容：1、学院统一的课程设计封皮2、课程设计成绩评定表3、课程设计任务书4、目录5、零件图6、零件分析，包括零件作用、结构特点、结构工艺性、技术要求7、工艺设计与计算，包括毛坯选择及毛坯图、工艺路线的制定、加工余量、切削用量、工时定额的确定及工序尺寸计算8、夹具设计：定位分析、定位误差计算、夹紧机构设计、对刀及导引装置设计9、加工仿真10、课程设计总结11、参考书及资料目录提交图纸：零件图、毛坯图、工艺过程卡、工序卡、夹具装配图四、课程设计考核（装订成册）工艺设计部分（25%），夹具设计（25%），设计说明书（10%），加工仿真过程及G代码（10%），答辩（20%），平时（10%）五、时间进度安排（15天）第一周工艺设计；第二周夹具设计；第三周加工仿真第第页目录一、对零件的工艺分析

2

1、零件的作用22、零件的工艺分析2二、选择毛坯、确定毛坯尺寸

21、选择毛坯2

2、毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定2三、选择加工方法，制订零件的机械加工工艺路线31、定位基准的选择

32、零件表面加工方法和工艺路线的确定3四、夹具设计61、加工工序的选择62、定位方式与定位基准的选择

63、定位销长度的分析

64、定位误差的分析与计算

65、夹具设计

8一、对零件的工艺分析

1、零件的作用

题目所给的零件是减速箱体，箱体是机器的基础零件，它将机器中有关部件的轴、套、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之白吃正确的相互位置，以传递扭矩或改变转速来完成规定的运动，故箱体的加工质量，直接影响到机器的性能、精度和寿命。

2、零件的工艺分析

箱体类零件的结构比较复杂，薄壁且不均匀，加工表面多，其主要加工表面是平面和孔。通常平面的加工精度比较容易保证，而精度比较高的支承孔以及孔与孔之间、孔与平面之间的相互位置精度则比较难保证，往往成为生产中的关键。所以在制定箱体加工工艺过程时，应该将如何保证孔的位置精度作为重点来考虑。此外，还应该特别注意箱体的生产批量和工厂的具体生产条件。

通过对该零件的重新绘制，只原图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。该箱体需要加工的主要表面是三对支承孔、螺纹孔及底面（装配基准面）、顶面和左右外侧平面。三对支承孔是垂直关系。孔的公差为H7，表面粗糟度Ra1.6um、Ra3.2um、Ra6.3um。由零件图可知，零件的材料HT150，该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性，减震性，切削加工性，铸造性，价格便宜，制造方便，但塑性较差，脆性高，适用于承受较大应力，耐磨的零件。零件的生产类型根据设计题目知：年产量12000件，备品率5%，废品率2%，生产批量为大批量生产。二、选择毛坯、确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、选择毛坯该箱体零件的结构形状比较复杂，生产批量大，所以毛坯选择铸件，零件材料为HT150。为了消除铸造应力，稳定加工精度，铸造后安排退火处理。毛坯尺寸公差与机械加工余量的确定（1）根据=箱体零件图计算轮廓尺寸，长180mm，宽170mm，高127mm,所以零件的最大轮廓尺寸为180mm。（2）由表5-1得，铸造方法选择机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到公差等级CT范围为8到12级，所以选择10级。（3）根据加工面的基本尺寸和铸件的公差等级CT，由表5-3查得公差带相对于基本尺寸对称分布，为4mm。（4）由表5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得到机械加工余量等级范围E到G级，取为F级。（5）对于所有加工表面的机械加工余量取同一个值，由表5-4查得最大轮廓尺寸为180mm、机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2mm。毛坯基本尺寸：R127=127+3.6/2+2=130.8R130=130+3.6/2+2+2=135.8R117=117+3.6/2+2+2=122.8R15=15+2.2/2+2=18.1R42=42-2-2-2.8/2=36.6表1

减速箱体铸件毛坯尺寸公差与加工余量公差等级CT1010101010加工基本面尺寸1271301171540尺寸公差3.63.63.62.22.6机械加工余量等级FFFFFRMA22222毛坯基本尺寸130.8133.8120.818.134.7三、选择加工方法，制订零件的机械加工工艺路线

1、定位基准的选择

由于铸件没有预铸孔，不能选铸孔为粗基准。考虑到底脚伸展面积大、厚度薄，上下均需要加工，可互为基准面加工上下两面，这样有利余保证上下面的加工质量。底板侧面可以用底面和对面作定位，粗铣即可保证加工质量。

2、零件表面加工方法和工艺路线的确定

用上述精基准定位，加工两锥孔，后续加工可一面两销定位。在镗模上精镗两对支承孔，能满足图纸要求的位置精度，且生产率比较高。镗孔应该在左右侧面加工后进行，以确保同轴孔系的同轴度。镗孔前的预备粗镗和半精镗精镗。

平面的加工应该在镗孔前进行。其终加工用半精铣就能达到要求。加工表面表面粗糙度公差精度等级加工方法侧面3.2IT11粗铣-半精铣上平面3.2IT11粗铣-半精铣底板上面6.3IT12粗铣下平面6.3IT12粗铣锥孔Φ81.6IT8钻-铰孔Φ426.3IT11粗镗孔Φ471.6IT8粗镗-半精镗-精镗孔Φ752.5IT13粗镗孔Φ351.6IT8钻-粗镗-半精镗-精镗孔Φ401.6IT8钻-粗镗-半精镗-精镗沉头孔2.5IT9钻-铰螺纹M5-7H————钻-攻丝工艺路线：工序一：粗铣下平面，保证粗糙度Ra6.3工序二：粗铣上平面，半精铣上平面工序三：粗铣底板上表面工序四：钻底板上的孔，绞孔至Φ8，保证粗糙度Ra1.6工序五：钻底板另一侧的孔，绞孔至Φ9，再用普通麻花钻钻沉头孔Φ14，以后的工序采用底板对角线上的两个孔定位工序六：粗铣半精铣侧面，保证粗糙度Ra3.2工序七：钻侧面支撑孔，留出加工余量工序八：粗镗Φ35，Φ40的孔，半精镗Φ35，Φ40的孔，精镗Φ35，Φ40的孔，保证粗糙度Ra1.6工序九：粗镗Φ42，Φ47，Φ75，半精镗Φ47保证形位要求工序十：精镗Φ47，保证粗糙度Ra1.6工序十一：钻上平面4Φ4的孔工序十二：攻4×M5-7H深12的螺纹工序十三：钻Φ35孔周围Φ4的孔工序十四：攻Φ35孔周围M5-7H的螺纹工序十五：钻Φ40孔周围Φ4的孔工序十六：攻Φ40孔周围M5-7H的螺纹工序十七：钻底面φ47孔周围Φ4的孔工序十八；攻底面Φ47孔周围M5-7H深10的螺纹工序十九；检验工序二十：去毛刺工序二十一；内壁涂黄漆，非加工面涂底漆工序设计选择加工设备与工艺设备工序一到工序五是粗铣和半精铣，各工序的工步步多，成批生产部要求很高的生产率，加工精度也不是要求很高，所以选用铣床就能满足要求。本零件的外轮廓尺寸不大，精度要求也不是很高，所以选用X52K铣床。工序七到工序十三是粗镗，半精镗，精镗2-Φ35，2-Φ40，Φ42，Φ47，Φ75的孔，应在镗床上进行。选择T68其他工序为钻孔，应该在钻床上加工。选择夹具本箱体零件外形比较复杂，应在专用夹具上进行加工。选择刀具根据不同的工序选用补同的刀具。在粗铣和半精铣的工序中根据表5-106选用盘铣刀；在钻孔和镗孔的工序中选用麻花钻和镗刀。在绞孔时用细柄机用和手用丝锥。选择量具本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。（1）选择加工孔用量具（A）粗镗孔Φ35,Φ40,Φ42,从表5-116中选取读数值0.01mm，测量范围25-50mm的内径千分尺即可。粗镗孔Φ75选择读书0.01mm，测量范围50-175mm的内径千分尺即可。（B）半精镗Φ35,Φ40,Φ42,选用读数值0.01mm，测量范围18-35mm，和35-50mm的内径百分尺即可。（C）精镗孔，由于精度要求较高，加工时每个工件都需要测量，故选用极限量规。选择锥柄圆柱塞规。根据表5-117.（2）长度测量选用两用/双面游标卡尺。5.加工工序工艺计算：在这里选择其中一道工序进行详细的工艺计算，根据零件的总体结构，选择工序八进行分析和计算。上一道工序加工孔直径分别是Φ32,Φ35。对于Φ35的孔（表5-50）粗镗加工余量2mm半精镗加工余量0.7mm精镗加工余量0.3mm毛坯总余量3mm对于Φ40的孔（表5-50）粗镗加工余量3mm半精镗加工余量0.7mm精镗加工余量0.3mm毛坯总余量5mm计算工序尺寸对于Φ35的孔粗镗后孔径基本尺寸半精镗后孔径基本尺寸毛坯孔径基本尺寸对于Φ40的孔粗镗后孔径基本尺寸半精镗后孔径基本尺寸毛坯孔径基本尺寸最后按照加工方法能达到的经济精度给各工序尺寸确定公差对于Φ35的孔半精镗取IT10级，查《互换性与测量技术基础》表2-4得粗镗取IT11级，查《互换性与测量技术基础》表2-4得毛坯公差对于Φ40的孔半精镗取IT10级，查《互换性与测量技术基础》表2-4得粗镗取IT11级，查《互换性与测量技术基础》表2-4得毛坯公差确定切削用量及基本时间粗镗Φ35的孔选用刀具为YT5硬质合金，，直径为20mm的圆形镗刀。切削用量进给量f查表5-417得0.3-1.0mm取f=0.5mm切削速度查表5-417得40-80m/min取=60m/min背吃刀量双边余量为2mm所以=1mm查表5-63选择实际切削速度为基本时间查表2-24机动时间半精镗Φ35的孔选用刀具为YT15硬质合金，，直径为20mm的圆形镗刀。切削用量进给量f查表5-417得0.2-0.8mm取f=0.2mm切削速度查表5-417得60-100m/min取=70m/min背吃刀量双边余量为0.7mm所以=0.35mm查表5-63选择实际切削速度为基本时间查表2-24机动时间精镗