零件加工工艺的编制
课程作业
班级: 数控1班
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学号:
前言
机械制造工艺学课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工
艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。

机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。

即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。

机械制造工艺学课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。

通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。

在设计过程中，我熟悉了有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。

1、能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

2、提高结构设计能力。

学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

3、学会使用手册、图表及数据库资料。

掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后所从事的工作打下基础。

由于本人能力有限，设计尚有许多不足之处，可请各位老师给予批评指正。

目录
前言 (1)
零件的工艺分析 (4)
1.1花键轴介绍 (4)
1.2零件的工艺分析 (5)
1.3技术要求 (5)
第2节选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 (6)
2.1毛坯选择 (6)
2.2毛坯的确定 (6)
2.3定位基准的选择 (8)
2.4划分阶段 (9)
2.5毛坯余量的确定及加工余量及工序尺寸确定 (9)
2.6确定毛坯的热处理方式 (10)
第3节加工方法的选择及工艺路线的制定 (11)
3.1零件表面加工方法的选择 (11)
3.2数控加工工艺过程卡片 .......................... 错误!未定义书签。

3.3数控加工工序卡片 .............................. 错误!未定义书签。

设计感悟 (17)
零件加工工艺的编制课程作业
一、设计课题名称:
设计“花键轴”零件的机械加工工艺设计
二、设计要求:
1、零件图一张
2、工艺过程卡一份
3、工序卡一份
5、设计说明书一份
6、零件批量为大批量生产
7、工艺过程卡中一般要求机械加工工序达到8道以上，包含的不同类型的的机械加工机床达到四种以上。

8、工艺过程卡、工序卡按提供的标准格式
1.1拔叉介绍
拔叉是汽车变速箱上的部件，与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。

拨叉主要用于离合器换档。

汽车变速箱上的部件，与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。

如果是机床上的拨叉是用于变速的，主要用在操纵机构就是把2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。

即改变车床滑移齿轮的位置，实现变速。

或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。

1.2零件工艺分析
这个拔叉的结构主要由外圆柱面，中心孔，圆角，锥销孔组成。

尺寸精度必须达到IT4——IT6级，IT8级，IT4——IT6级需要经过粗——半精车——精车——磨粗磨获得表面粗糙度要求保证Ra3.2，IT8级需要粗——半精车获得表面粗糙度要求保证Ra3.2，Ra6.3 ，Ra1.6需要半精车保证表面加工要求。

位置公差要求垂直度保证，垂直度度要求孔顶端与轴线垂直，垂直度一个是直径20的轴线需要跟轴线A重合需要通过半精车获得，，表面必须做调制处理要去除尖角毛刺，加工方法一般选用车床或磨床，IT4级到IT8级一般加工顺序为粗——半精车——精车——磨粗磨，锥销孔加工一半装配时钻孔，绞孔。

1.3技术要求
该零件属于叉架类零件，主要构成表面主要为外圆、圆角、中心孔和锥销孔等；各外圆装配表面粗糙度要求极高，Ra达1.6μm，为IT6、IT4级；而尺寸精度和位置精度要求也高（重点保证外圆表面的加工），上边尺寸25与直径尺寸20与中心线A有垂直度的配合要求。

其中，各个圆柱尺寸精度等级较高，圆柱装配表面表面粗糙度要求也高，Ra 达3.2μm。

锥销孔与中心孔Ra达1.6μm；其余则要较低Ra只需达到6.3μm，这些表面粗糙度较容易获得，可以通过粗车-半精车-精车、达到要求。

各处倒圆角、去毛刺达到要求。

2.1毛坯选择
常见毛坯类型：
(1)铸件
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经落砂、清理和后处理等，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。

对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。

目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。

(5)其它毛坯
其它毛坯包括冲压件，粉末冶金件，冷挤件，塑料压制件等。

2.2确定毛坯
该零件为铸铁的抗拉强度、塑性和韧性要比碳钢低。

虽然铸铁的机械性能不如钢，但由于石墨的存在，却赋予铸铁许多为钢所不及的性能。

如良好的耐磨性、高消振性、低缺口敏感性以及优良的切削加工性能。

此外，铸铁的碳含量高，其成分接近于共晶成分，因此铸铁的熔点低，约为1200℃左右，铁水流动性好，由于石墨结晶时体积膨胀，所以传送收缩率小，其铸造性能优于钢，因而通常采用铸造方法制成铸件使用，故称之为铸铁。

2.3选择定位基准
为保证花键轴各圆柱面的同轴度和其他位置精度，半精车、精车和磨削时应该选择基准轴线为定位基准两端中心孔相关尺寸和位置精度以及粗糙度是影响加工精度的重要因素，因此工件在调质等热处理后要安排加工中心孔的工序。

(1)粗基准的选择原则
a.相互位置原则；
b.余量最小原则；
c.重要表面原则；
d.不重复使用原则；
e.便于装夹原则；
(2)精基准的选择原则
a.基准重合原则；
b.余量最小原则；
c.自为基准原则；
d.互为基准原则；
e.便于装夹原则；
根据相关的技术要求，定位基准确定如下：
1)选择精基准：以两中心孔为精基准，采用两顶装夹定位，便于位置精度的保证，为后续加工提供精基准。

2)选择粗基准：以外圆柱面为粗基准。

粗车时为了保证工件装夹刚性，常采用一夹一顶的装夹方法，左端采用三爪自定心卡盘夹紧、右端采用活动顶尖支顶2.5毛坯余量确定
拔叉加工余量工艺手册查的精磨余量0.1mm，粗磨余量0.5mm，半精车余量1.5mm，从而确定加工工艺卡的工序内容。

2.6确定毛坯的热处理方式
灰口铸铁的热处理灰口铸铁中存在着大量的片状石墨，故机械性能很差，而热处理只能改变铸铁的基体组织，不能改变片状石墨的有害作用。

这就是说，通过热处理来提高灰口铸铁的机械性能的效果不大。

因此，生产中对灰口铸铁进行热处理的种类并不多，较常用的仅有以下几种。

一．消除内应力退火
当铸件形状复杂，厚薄不均时，由于浇注后冷却过程中各部位的冷却速度不同，往往在铸件内部产生很大的应力。

它不仅削弱了铸件的强度，而且在随后的切削
加工之后，由于应力的重新分布而引起变形，甚至开裂。

因此，对精度要求较高或大型、复杂的铸件（如机床床身、机架等）在切削加工之前，都要进行一次消除内应力的退火，有时甚至在粗加工之后还要进行一次。

消除内应力退火通常是将铸件缓慢加热到500-560℃，保温一段时间（每10毫米截面保温一小时），然后以极缓慢的速度随炉冷至150-200℃后出炉。

此时，铸件的内应力基本上被消除。

应当指出，若退火温度超过560℃或保温时间过长，会引起石墨化，使铸件的强度与硬度降低，是不适宜的。

二．消除部分白口的软化退火
铸件冷凝时，在表面或某些薄壁处，由于冷却速度较快，很容易出现白口组织，使铸件的硬度和脆性增加，造成切削加工的困难和使用时易剥落。

此时就必须将铸件加热到共析温度以上，进行消除白口的软化退火。

消除白口的软化退火，一般是把铸件加热到850-950℃，保温1-3小时，使共晶渗碳体发生分解，即进行第一阶段石墨化，然后又在随炉缓慢冷却过程中使二次渗碳体及共析渗碳体发生分解，即进行中间和第二阶段石墨化，待随炉缓冷到500-400℃时，再出炉空冷，这样就可获得铁素体或铁素体珠光体基体的灰口铸铁，从而降低了铸件的硬度，改善了切削加工性。

若采用较快的冷却速度，
使铸件不发生第二阶段石墨化，则最终就获得珠光体基体的灰口铸铁，增加了铸件的强度和耐磨性。

三．表面淬火
表面淬火的目的是提高灰口铸铁件的表面硬度和耐磨性。

表面淬火的方法有高频感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火及接触电热表面淬火等。

2.4.2
制定工艺路线。