设计拨叉零件的机械加工工艺规程机械制造工艺学课程设计.docx
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设计拨叉零件的机械加工工艺规程机械制造工艺学课程设计
湖南工业大学
课程设计
资料袋
机械工程学院（系、部）学年第学期
课程名称机械制造工艺学指导教师职称
学生姓名专业班级机械工程及自动化
学号
题目设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程（年产量为件）
成绩起止日期年月日～年月日
目录清单
序号
材料名称
资料数量
备注
课程设计任务书
课程设计说明书
课程设计图纸
张
注意：
需要过程工艺卡和图的同学请加我：
课程设计任务书
—学年第学期
机械工程学院（系、部）机械工程及自动化专业班级
课程名称：
机械制造工艺学
设计题目：
设计“”零件的机械加工工艺规程（年产量为件）
完成期限：
自年月日至年月日共周
内
容
及
任
务
一、设计的主要技术参数
二、设计任务
三、设计工作量
.产品零件图，一张
.零件的机械加工工艺规程，一本
.课程设计说明书，一本
进
度
安
排
起止日期
工作内容
熟悉零件，查阅资料，画零件图；
选择加工方案，确定工艺路线和工艺尺寸，填写工艺卡片；
编写设计说明书；
准备及答辩。
主
要
参
考
资
料
[]邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程.第版.北京：
机械工业出版社，
[]赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.第版.北京：
机械工业出版社，
指导教师（签字）：
年月日
系（教研室）主任（签字）：
年月日
机械制造工艺学课程设计
设计说明书
设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程
（年产量为件）
起止日期：
年月日至年月日
组员姓名
班级
学号
成绩
指导教师（签字）
机械工程学院
机械制造工艺学
课程设计说明书
题目:
支架零件机械加工工艺规程
及关键工序夹具设计
专业：
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
机械制造工艺学
课程设计任务书
题目:
拨叉零件机械加工工艺规程
及关键工序夹具设计
内容：
.零件图
张
.毛坯图
张
.机械加工工艺过程综合卡片
张
.机械加工工序卡片
张
.夹具结构设计装配图
张
.夹具结构设计零件图
张
.课程设计说明书
份
专业：
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
一、零件的分析
、零件的作用
、零件的工艺分析
二、确定生产类型
三、确定毛坯
四、工艺规程设计
基准的选择
工序
五、夹具设计
精度和批量分析
定位基准的选择
确定加紧机构
确定其他装置和夹具体
心得体会
参考文献
一、零件的分析
（一）、零件的作用
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。
宽度为的槽尺
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，宽度为的槽和滑
移齿轮的配合精度要求很高。
（二）、零件的工艺分析
拨叉共有两组加工表面。
以花键孔的中心线为基准的加工面
这一组面包括Ø的六齿方花键孔、Ø花键底孔两端的到角和距中心线为的平面。
以工件右端面为基准的的槽和的槽
经上述分析可知，对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。
二、确定生产类型
该拨叉的生产纲领：
年产量件；每日班。
属于小型零件，中批量生产。
特点
毛坯的制造方法及加工余量：
部分铸件用金属型；部分锻件用模锻。
毛坯精度中等、加工余量中等。
机床设备及其布置形式：
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。
夹具：
广泛使用专用夹具，可调夹具。
刀具和量具：
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，广泛采用通用夹具或专用夹具装夹。
操作工人平均技术水平：
一般
成产率：
一般
成本：
一般
工艺文件：
有较详细的工艺规程，用工艺卡片管理生产。
三、确定毛坯
确定毛坯的制造形成
零件材料、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。
由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。
经查《金属机械加工工艺人员手册》表取等级为级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为±。
毛坯零件图如下图：
正视图左视图
四、工艺规程设计
基准的选择
粗基准的选择：
因为要保证的Φ孔的中心线垂直于右端面，所以以Φ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，以零件的面为精基准。
制定工艺路线。
方案一
工序：
粗半精车磨削两端面，同时倒两端°倒角。
粗刨半精刨净刨面
钻粗绞精绞深Φ的盲孔
钻扩Ф的锥销孔，以面及Ф孔为基准，
钻粗绞精绞Ф圆柱孔，以两端面的中轴线为基准。
铣削的槽。
铣削的槽。
插键槽。
方案二
工序：
粗、精车端面，倒两端°倒角。
以Ф圆柱面为粗基准。
选用转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。
钻、扩底孔
插键槽。
以面为基准，
钻、扩Ф的锥销孔，以面及Ф孔为基准，选用钻床加专用夹具。
钻、扩Ф的孔。
以底孔的中心线及面为基准。
选用钻床加专用夹具。
铣削的槽。
以花键的中心线及面为基准。
选用卧式铣床加专用夹具。
方案分析：
上述两方案中，都能达到零件的尺寸，粗糙度要求，方案一的工部比较多，而且出现了多次精加工，在同样满足零件要求的情况下，方案一的成本，工时都比方案二贵，所以采用方案二比较合理
以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程综合卡片”
机械加工余量。
的拨叉材料为。
σ生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模。
根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：
面的加工余量
面有±的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除。
单键底孔。
要求以底孔外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为Φ，见零件图，参照《金属机械加工工艺人员手册》表确定孔加工余量的分配。
钻孔Φ
扩孔Φ
插键槽
花键孔要求以外径定心：
拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取Ζ
面的加工余量。
此工序分个工步、粗铣面、精铣面。
精加工余量为
粗铣加工余量为
（五）确定切削用量及基本工时。
工序
工序
（一）
车削面。
．加工条件。
工件材料：
灰口铸铁。
σ 。
铸造。
加工要求：
粗、半精车面并保证Φ的工序尺寸，µ
机床。
转塔式六角卧式车床。
刀具：
刀片材料。
.
、计算切削用量。
（）已知长度方向的加工余量为±。
实际端面的最大加工余量为。
故分二次加工（粗车和半精车）。
长度加工公差１２级取（入体方向）
（）进给量、根据《切削简明手册》（第版）表当刀杆尺寸为×,ａｅ≤３时，以及工件直径为Φ时
ƒｒ.
按３１６３－１ 车床说明书 取ƒ。
由于存在间歇加工所以进给量乘以—所以：
实际进给量×ｒ
按３１６３－１ 车床说明书 ƒ＝ｍｍ／ｒ
（）计算切削速度。
按《切削简明手册》表，切削速度的计算公式为（寿命选）
刀具材料
（··）·
其中：
修正系数见《切削手册》表
∴（··）·····
（）
（）确定机床主轴转速
（）
按３１６３－１ 车床说明书 ｎ＝／
所以实际切削速度
（）切削工时，按《工艺手册》表
由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备
（）（）（）、、
、精车
已知粗加工余量为。
进给量.根据《切削用量简明手册》表，－ 按３１６３－１ 车床说明书 ｆ＝
计算切削速度按《切削用量简明手册》表，切削速度的计算公式为（寿命选）
（··）·
（··）·····
（）
确定机床主轴转速.
（）按－１ 车床说明书 取（）
实际切削速度
切削工时，查《工艺手册》表
（）（）
由于下一道工序是钻孔，所以留下Ø的台阶，所以（）.
、钻孔、扩孔、倒角。
（）、钻孔
钻头选择：
见《切削用量简明手册》表
钻头几何形状为（表及表）：
双锥修磨具刃，钻头参数：
ｄ＝Фｍｍβ°，Φ°，Φ°，ε°,
Ψ°，。
根据《切削用量简明手册》表确定
ａ、按机床进给强度决定进给量：
根据表,当σ＝
ｄ＝可确定。
按 车床说明书 取.
ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命表，当、钻头最大磨损量取寿命.
ｃ、切削速度 由《切削用量简明手册》，表得Ｖ
由机床技术资料得和接近的有和取
取.实际Ｖ
ｄ、基本工时，（）（）
入切量及超切量由表.查出Ψ△
所以（）（）
（）、扩孔
刀具直径；刀具几何参数同上。
由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，和都不变，所以同上
倒角刀具°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。
（）、倒角
刀具：
专用刀具。
此工步使用到专用刀具与手动进给。
检验机床功率按《切削用量简明手册》表４
可以查出 当σｂ＝～
ａｐ≤ｍｍ ｆ≤ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤ｍ／ Ｐｃ＝
按３１６３－１ 车床说明书 主电机功率Ｐ＝ｋｗ
可见Ｐｃ比Ｐ小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求
钻削功率检验按《切削用量简明手册》表
当ｄｏ＝ｍｍ ｆ＝ｍｍ
查得转矩Ｍ＝
《切削用量简明手册》表由表 得功率公式
Ｐ＝
按３１６３－１ 车床说明书 主电机功率Ｐ＝ｋｗ
可见Ｐ比Ｐ小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要
工序
（二）
插键槽
键槽的宽度为，深度
切削深度
刀具耐用度
进给量
插槽速度
切削力
机动时间
为进给量；为双行程次数；为被加工槽的深度
机动进给时，
工序（三）
粗铣，精铣面。
加工要求：
粗铣面，精铣面，ｕｍ。
用标准镶齿圆柱铣刀粗铣加工余量
机床：
Ｘ
加工工件尺寸：
宽度：
长度：
.粗铣
选择刀具
根据《切削用量简明手册》表铣削宽度≤时。
直径为 故齿数Ｚ＝８，由于采用标准镶齿圆柱铣刀
铣刀几何参数（表）°°
切削用量
选择刀具磨钝标准及刀具寿命。
根据《切削用量简明手册》表、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为镶齿铣刀，刀具寿命（表）
决定切削速度、可根据《切削用量简明手册》表确定
,±ｍｍ,
（）（）
（）（）（）
（）（）根据型铣床说明书选
（）
选实际（）
）机床功率：
根据《切削用量简明手册》表当
切削功率的修正系数：
故＜,
根据型铣床说明书，机床主轴允许的功率为
×故＜因此所决定的切削用量可以采用。
）基本工时根据《切削用量简明手册》表
（△）（）（）△
工序（四）
钻扩、锥销孔
加工要求：
用乳化冷却液加工工件尺寸，直径，深为的通孔。
由《切削用量简明手册》进给量取工具耐用度
切削力
扭矩
钻完孔保留的加工余量，再通过扩孔来提高表面精度以保证的粗糙度要求
切削深度
进给量取
工具耐用度
扩孔速度
切削力
扭矩
工序（五）
钻孔扩孔
加工要求：
用乳化冷却液加工工件尺寸，直径，深为的盲孔。
由《切削用量简明手册》进给量取工具耐用度
实际取
切削力
扭矩
钻完孔保留的加工余量，再通过扩孔来提高表面精度以保证的粗糙度要求
切削深度
进给量取
工具耐用度
扩孔速度
切削力
扭矩
工序（六）
铣宽为槽
加工要求：
用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽，长，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公序磨削的加工余量，所以分两步走，，，
选择刀具
铣刀参数：
°
°°
选择铣削用量
由于槽的宽度为,故二次走完，
由《切削用量简明手册》表确定现取
）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：
根据《切削用量简明手册》表,得最大磨损量为由表确定刀具寿命：
其中
）确定切削速度和每齿进给量：
决定切削速度和每齿进给量、由《切削用量简明手册》的公式
（）（）·
（）（）·
×
××
根据型铣床说明书选
实际速度
选根据型铣床说明书选选
×
）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表
（△）•（）（）△（走两次）
工序（七）
磨槽
保证尺寸
选择砂轮。
见《切削手册》第三章中磨料选择各表，结果为
××其含义为：
磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，所以选用为粒度为，硬度为软级。
平型砂轮，其尺寸为××（××）。
切削用量的选择。
砂轮转速砂（见机床说明书），
砂
进给量双单行程
切削工时。
当加工个表面时
（△）••
最后，将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一起填入机械加工工艺卡片中，见附后表。
五、夹具设计
精度和批量分析
本工序有一定位置精度要求，属于批量生产，使用夹具加工时适当的。
考虑到批量不是很大，因此夹具结构因尽量简单，以降低成本。
定位基准的选择
由零件图可知，下端Ø孔中心线是主要基准和设计基准，对加工锥孔需要专用夹具，锥孔的深度基准为Ø中心线，锥孔中心线的角度基准为支架母线垂直面。
出于定位简单和快速的考虑，选择下端Ø孔中心线为基准定位图，再使用型块加紧矩形块使工件完全定位图。
确定加紧机构
夹紧力方向原则：
（）夹紧力的作用方向不应破坏既定位置；
（）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小；
（）夹紧力的作用方向应使工件的夹紧变形最小。
夹紧作用点原则：
（）夹紧里的作用点应正对夹具定位支撑元件或位于支撑元件所形成的稳定受力区域内，以免工件产生位移和偏转；
（）夹紧力的作用点应正对工件刚性较好的部位上，以使夹紧变形尽可能少，有时可采用增大工件受力面积或合理分布夹紧点位置等措施来实现；
（）夹紧力的作用点应尽可能靠近工件的加工表面，以保证夹紧力的稳定性和可靠性，减少工件的夹紧力，防止加工过程中可能产生振动。
根据以上要求，考虑加工零件的特点及定位方式，确定夹紧方式。
本设计方案选用的是螺旋夹紧机构，夹紧方向水平向下，通过螺母的转动，带动开口垫圈向左移动，进而作用在工件端面上的型块，实现夹紧。
这种夹紧方式和夹紧装置简单实用，且对于中批量生产能较快装夹工件，劳动强度较小，成本低，简单可靠。
确定其他装置和夹具体
为了保证加工时工艺系统的刚度和减少工件变形应在工件部分增加辅助支撑。
联系前面的设计形成一套完整的夹具。
此外，还应考虑夹具与机床的联结。
应为是在立式机床上使用，夹具安装在工作台上可直接用钻套找正并用压板固定，故只需在夹具体上留出压板压紧的位置即可。
又考虑到夹具的刚度和安装的稳定性，夹具体底面设计成周边接触的形式。
又考虑到锥孔中心线与支架母版有夹角，所以讲锥孔相对的边设计我斜线，以便钻孔受力平衡。
装备图见图.
下端中心线定位
图上端加紧
图夹具装备图
注意：
需要过程工艺卡和图的同学请加我：
心得体会
经过这一个星期的课程设计让我们把书本上所学到的知识运用到课程设计中让我体会到把知识学扎实的重要性，只有学扎实了才能运用自如，把做工艺的思想贯穿到整个课程设计中，对产品精度的控制，成本控制，加工工时的计算等都是在实际生产过程中很重要的条件。
经过了这次的课程设计让我又再次的复习了大一学的制图，也让我对机械加工工艺这门课程有了更好的了解，在设计的过程中要需要查阅相关的手册，让我熟悉了对手册的使用。
对于在小组组员之间的合作，也使我体会到合作的重要性。
在这一周的课程设计的期间让我懂得，理解了许多新的知识和道理，受益良多。
参考文献
赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：
机械工业出版社，
邹青主编.机械制造工艺学课程设计指导教程.北京：
机械工业出版社，
东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海：
上海科学技术出版社，
艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.北京：
机械工业出版社，
孙堃，王文才．机械制造工艺学课程设计指南．长春：
吉林工业大学，
马贤智主编．实用机械加工手册．沈阳：
辽宁科学技术出版社，
李益民主编．机械制造工艺设计简明手册．北京：
机械工业出版社
（美）.夹具—非标准夹紧装置.北京：
机械工业出版社，
升级会员 