机械制造工艺学课程设计实例 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,绘制夹具装配图与主要结构零件 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实例 机械制造工艺学课程设计就是在我们完成了大学的全部基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。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基础！床》、《机械制造工艺》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用,在理论与实践上有机结合;使我们对各科的作用更加深刻的

设计目的: 机械制造工艺学课程设计,就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基本训练。同时,也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的: 1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论与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,培养学生分析问题与解决问题的能力。 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训练,提高结构设计的能力。 3、课程设计过程也就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能力。 一.零件的分析 机械制造工艺学课程设计实例 (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按照 工作者的要求进行工作。工作过程:拨叉零件就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Ø25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)共有两个加工表面,它们之间有一定的位置要求。 1、 一花键孔的中心线为基准的加工面 这一组面包括Ø25H7的六齿方花键孔、Ø22H2的花键低空及两机械制造工艺学课程设计实例 端的2×15°的倒角、距花键孔中心线上方22mm的平面以及距中心线下方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个内表面与花键槽的中心线有垂直度公差0、08 二、 工艺规程设计

(一)、确定毛坯的制造形式 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,故选择铸件毛坯。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4mm。 (二)、基准的选择

1、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Φ机械制造工艺学课程设计实例 40的外圆表面作为粗基准。同时也以工件的右端面作为粗基准。 2、 精度基准的选择:为保证定位基准与工序基准重合,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,应当就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。 1. 工艺路线方案一 工序1 粗、精铣工件的左端面(C面) 工序2 扩花键孔孔到Ø22 工序3 锪倒角花键孔2×15° 工序4 粗、精铣台阶面B面 工序5 钻孔2×M8,攻螺纹,钻Ø5锥孔 工序6 粗、精铣宽度为18的槽与槽的上表面的平面 工序7 拉花键 工序8 去毛刺 工序9 终检 2. 工艺路线方案二 工序1 粗、精铣工件的左端面(C面) 工序2 扩花键孔到Ø22 工序3 锪倒角花键孔2×15° 机械制造工艺学课程设计实例 工序4 拉花键 工序5 粗、精铣台阶面B面 工序6 粗、精铣宽度为18的槽与槽的上表面的平面 工序7 钻孔2×M8,攻螺纹,钻Ø5锥孔 工序8 去毛刺 工序9 终检 3. 工艺路线方案三 工序1 粗、精铣工件的左端面(C面) 工序2 扩花键孔到Ø22 工序3 锪倒角花键孔2×15° 工序4 粗、精铣台阶面B面 工序5 粗、精铣宽度为18的槽与槽的上表面的平面 工序6 钻孔2×M8,攻螺纹,钻Ø5锥孔 工序7 拉花键 工序8 去毛刺 工序9 终检 工艺方案的比较与选择:方案二把拉花键放接在扩孔与倒角之后,因为花键孔的精度要求比较高,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较高,加工就是一次完成,不会破坏加工的精度要求。再瞧方案一与方案三,方案一把钻孔安排在加工好台阶面之后接着进行,之后又还要进行铣槽的工序,为了方面加工与合理安排加工顺机械制造工艺学课程设计实例 序,所以还就是把铣的部分安排在一起,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的确定 CA6140车床拨叉:零件材料为HT200,硬度190～210HB,毛坯重量0、8kg,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取铣削的加工余量: 粗铣 3mm 精铣 1mm 2. 花键底孔的加工余量 内孔Ø20先铸出,所以取钻孔的双边加工余量为2mm,单边为1mm 3. B面(台阶面)的加工余量 查《简明手册》表1-22取铣削的加工余量: 粗铣 2mm 精铣 1mm 4. 宽度为18的槽 查《机械加工工艺手册》表3、2-29取铣削的加工余量: 粗铣 3mm(双边余量) 精铣 1mm(双边) 5、拉花键孔 机械制造工艺学课程设计实例 花键孔按外径定位 查《机械加工工艺手册》表3、2-19取加工余量为2Z=1mm。 6、其她尺寸直接铸造得到 7、毛坯尺寸 考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求,不需要加工。从铸造出来即可符合使用要求,因此,只采取75×40的表面加工余量。查《机械加工工艺手册》表3、1-24,确定毛坯的尺寸公差为CT7,表3、1-21查得CT7=1、1mm。相应计算如下: 名义尺寸:80+4=84mm 最大极限尺寸=80+4+CT7=85、1mm 最小极限尺寸=80+4-CT7=82、9mm

具体毛坯尺寸见后附的毛坯图 (五)、确立切削用量及基本工时 确定切削用量及基本工时 工序Ⅰ:铣削端面。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σb=195N/mm2=0、195GPa=195MPa。选取用金属型铸造。 加工要求:粗铣7540mm右端面,然后精铣此端面。 铣床:查《机械加工工艺手册》表9、1-2,选用X6132A卧式铣床。主机械制造工艺学课程设计实例 轴转速30~1500r/min,机床功率9、06kw。最高表面粗糙度可达1、6。 刀具:查《简明手册》表12-21,取刀具材料YG6。查《机械加工工艺手册》表9、2-11选取镶齿套式面铣刀(GB1129-85),刀具直径D=80mm,齿数z=10。Κr=90。 2． 计算切削用量 ⑴粗铣7540mm右端面 进给量选择:根据《机械加工工艺手册》表9、4-1,工件夹具系统刚度为中等条件,取每齿进给量zf=0、2mm/z。 背吃刀量pa=3mm。 铣削速度:参考《简明手册》表11-28,选取铣削速度为60m/min。 按《机械加工工艺手册》表9、2-11选取d/z=80/10,即铣刀直径80mm,铣刀齿数为10。 由公式min/2388014.36010001000rdvn。 铣床为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。 实际铣削速度min/28.6010008014.32401000mdnv。

查《机械加工工艺手册》表9、4-31,可知铣削基本时间12wmfllltv,其中fv为工作台每分钟进给量,0.210240fzvfzn=480mm/min。 wl为工件铣削部分长度,75mm;

1l为切入行程长度,有公式2210.51~3eldda 220.58080402

=7、36mm。

2l为切出行程长度,82mm。 机械制造工艺学课程设计实例 所以粗铣时基本时间为mt=(75+7、36+82)/480=0、342min=21s。

⑵精铣7540mm右端面 铣床,刀具的选取同粗铣一致。 背吃刀量pa=1mm, 铣削速度:要求表面粗糙度为aR=3、2m,查《机械加工工艺手册》表9、4-3,每转进给量取f=0、8mm/r。 根据《简明手册》表11-28,可取铣削速度v=80m/min。 1000100080318.47/min3.1480vnrd

。

查机床手册及计算,取铣床转速为n=320r/min。 实际铣削速度3203.148080.384/min10001000ndvm。 基本时间计算如粗铣 0.8320256/minfvfnmm

wl,1l,2l与粗铣加工相同。 757.36820.64min39256mts。

工序2 扩孔 选用摇臂钻床z3063,查《简明手册》表14-12,钻速范围20~1600r/min。 钻头材料:高速钢 由《简明手册》表11-10查得每转进给量f=0、8mm/r,