1、目 录序言 .1一、零件的分析 .2（一） 零件的作用 .2（二）零件的工艺分析 .2二、工艺规程设计 .2（一）确定毛坯的制造形式 .2（二）基面的选择 .3（三）制定工艺路线 .3（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 .5（五）确定切削用量及基本工时 .8参考文献 .16机械制造工艺学课程设计1序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、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各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
2、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，恳请各位老师给予指导。机械制造工艺学课程设计2一、零件的分析（一） 零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件的 25 孔与操纵机构相连，55 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。（二）零件的工艺分析零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合
3、磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1小头孔 25 ； 2大头半圆孔 及其端面；3168 槽；440 外圆斜面；5大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.1mm；槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.08m。该零件两个面都没有尺寸精度的要求，也无粗糙度的要求。25 的孔的粗糙度值要求 1.6，需要精加工。因是大批量生产，所以需用钻削。保证其加工精度。下面的叉口有 3.2 的粗糙度的要求，所以采用先粗铣再精铣来满足精度的要求，同时保证 25 的孔和叉口的垂直度。同时该零件上还需加工 168 的槽，其粗糙度值为 6.3，所以一次铣销即可。但同时要满足该槽与 2
4、5 的孔的垂直度。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式根据机械制造工艺设计简明手册 （机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为 HT200，采用铸造。考虑零件在机床运行过程中所机械制造工艺学课程设计3受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册 （后称指导手册 ）选用铸件尺寸公差等级 CT
5、9 级。根据机械加工工艺师手册 （机械工业出版出版社、杨叔子主编） ，得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至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。因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择 40mm 圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个 V 形块限制自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择。主要因该考虑基
6、准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级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情况下，可以考虑采用万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 10：粗铣 55 的叉口上端面。以 40 外圆和其端面为基准，选用X5020A 立式铣床+专用夹具。工序 20：粗铣 40 的上端面。以 55 的叉口上端面和以 40 外圆 V 型块，选用 X5020A 立式
7、铣床+专用夹具。工序 30：钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面为基准，选用Z5120A 立式钻床+专用夹具。工序 40：粗、精铣 55 的叉口的下端面。以一面两销定位。选用 X5020A立式铣床+ 专用夹具。工序 50：精铣 55 的叉口的上端面。以一面两销定位，选用 X5020A 立式铣床+ 专用夹具。工序 60：粗、精镗 的叉口的内圆面。以一面两销定位，选用 X5020A4.05立式铣床和专用夹具。工序 70：切断 55 的叉口，用宽为 4 的切断刀，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。机械制造工艺学课程设计4工序:80：粗铣 168 的槽的所在面，以 25 的孔和
8、55 的叉口定位，选用X5020A 立式铣床加专用夹具。精铣 168 的槽的所在面，以 25 的孔，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。工序 90：粗铣 168 的槽。以 25 的孔，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。精铣 168 的槽，以 25 的孔，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。工序 100：粗铣 353 的斜面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用X5020A 立式铣床加专用夹具。工序 110：检验。2工艺路线方案二：工序 10： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面为基准，选用 Z5120A 立式钻床加专用夹具。工序 20：铣 55 的叉口及上、
9、下端面。利用 25 的孔定位，以两个面作为基准，选用 X5020A 立式铣床和专用夹具。工序 30：粗、精铣 的叉口的内圆面。利用 25 的孔定位，以两个面4.05作为基准，选用 X5020A 立式铣床和专用夹具。工序 40：切断 55 叉口，用宽为 4 的切断刀，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。工序 50：粗铣 353 的上表面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用X5020A 立式铣床加专用夹具。工序 60：粗铣 168 的槽的所在面，以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用X5020A 立式铣床加专用夹具。精铣 168 的槽的所在面，以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用X
10、5020A 立式铣床加专用夹具。粗铣 168 的上表面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用X5020A 立式铣床加专用夹具。精铣 168 的槽，以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。工序 70 检验。以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在 25 的孔及其 168 的槽和 55 的端面加工要求上,以上三者之间具有位置精度要求。图样规定：先钻mm 的孔。由此可以看出：先钻 25 的孔，再由它定位加工 55 的内圆面25及端面，保证 25 的孔与 55 的叉口的端面相垂直。因此，加工
11、以钻 25 的机械制造工艺学课程设计5孔为准。为了在加工时的装夹方便，因此将切断放在最后比较合适。为了避免造成一定的加工误差；通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。因此，最后的加工路线确定如下：工序 10：粗铣 55 的叉口上端面。以 40 外圆和其端面为基准，选用X5020A 立式铣床+专用夹具。工序 20：粗铣 40 的上端面。以 55 的叉口上端面和以 40 外圆 V 型块，选用 X5020A 立式铣床+专用夹具。工序 30：钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。以 40 外圆和其端面为基准，选用Z5120A 立式钻床+专用夹具。工序 40：粗、精铣 55 的叉口的下端面。以一面两销定位。选用
12、 X5020A立式铣床+ 专用夹具。工序 50：精铣 55 的叉口的上端面。以一面两销定位，选用 X5020A 立式铣床+ 专用夹具。工序 60：粗、精镗 的叉口的内圆面。以一面两销定位，选用 X5020A 立式铣床和专用夹具。工序 70：切断 55 的叉口，用宽为 4 的切断刀，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。工序:80：粗铣 168 的槽的所在面，以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用X5020A 立式铣床加专用夹具。精铣 168 的槽的所在面，以 25 的孔，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。工序 90：粗铣 168 的槽。以 25 的孔，选用 X5020A 立式铣床加专
13、用夹具。精铣 168 的槽，以 25 的孔，选用 X5020A 立式铣床加专用夹具。工序 100：粗铣 353 的斜面。以 25 的孔和 55 的叉口定位，选用X5020A 立式铣床加专用夹具。工序 110：检验。以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片” 。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为 HT200，硬度 170220HBS，毛坯重量约 1.12kg。根据机械加工工艺师手册 （以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采用金属模铸造毛坯。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：机械制造
14、工艺学课程设计61毛坯余量及尺寸的确定毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样，从而为工件毛坯的制造作准备，该工序在这里不做详细说明，主要说明一下毛坯尺寸及相应公差的确定，以便毛坯制造者参考。根据机械加工工艺师手册 （以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编） ，结合加工表面的精度要求和工厂实际，要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。粗铣 55 的叉口的上、下端面的加工余量及公差。该端面的表面粗糙度为 3.2，所以先粗铣再精铣。查机械加工余量手册 （以下简称余量手册机械工业出版社、孙本序主编）中的表 4-2 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 CT 分为
15、79 级，选用 8 级。MA 为 F。再查表 4-2 查得加工余量为 2.0 mm。由工艺手册表 2.2-1 至表 2.2-4 和 机械制造工艺与机床夹具 （机械工业出版出版社、刘守勇主编）中表 1-15 及工厂实际可得：Z=2.0mm，公差值为 T=1.6mm。2各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坏尺寸的确定（1）25 的孔加工余量及公差。毛坯为实心，不冲出孔。该孔的精度要求在 IT7IT9 之间，参照工艺手册表 2.3-9表 2.3-12 确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 CT 分为 79 级，选用 8 级。MA 为
16、F。公差值 T=0.12 mm，钻孔 23mm扩孔 24.8 mm 2Z=1.8 mm铰孔 25 mm 2Z=0.2 mm 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。25 mm 的孔的加工余量和工序间余量及公差分布图见图 1。由图可知： 25mm 的孔加工余量图标加工尺寸公差 铸件毛坯 钻孔 扩孔 粗铰 精铰最大 23 24.8 24.94加工前尺寸最小 22.5 24.45 24.79机械制造工艺学课程设计7最大 23 24.8 24.94 25加工后尺寸最小 22.5 24.45 24.79 24.95加工余量 23
17、24.8 24.94 25由图可知：毛坯名义尺寸： 40（mm）钻孔时的最大尺寸： 23（mm）钻孔时的最小尺寸： 22.5（mm）扩孔时的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（mm）扩孔时的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（mm）粗铰孔时的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm）粗铰孔时的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm）精铰孔时的最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm）精铰孔时的最小尺寸： 25-0.05=24.95（mm）（2）铣 55 的叉口及上、下端面因为叉口的粗糙度为 3.2，所以粗铣再精铣。参照工艺手册表 2.3-9表2.3-12 确定
18、工序尺寸及余量为：查工艺手册表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 CT 分为 79 级，选用 8 级。MA 为 F。公差值 T=1.4 mm 粗铣 55 的叉口及上、下端面余量 1.0 mm。 2Z=2.0精铣 55 的叉口及上、下端面。 2Z=2.0（3）粗铣 353 的上端面因为该面的粗糙度为 6.3，所以粗铣一次即可。参照工艺手册表 2.3-9表 2.3-12 确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 CT 分为 79 级，选用 8 级。MA 为 F。公差值 T=1.3mm粗铣 353 的斜面 z
19、=3.0 （4）铣 168 的所在表面此面的粗糙度要求为 3.2，所以分粗精加工即可。参照工艺手册表 2.3-9表 2.3-12 确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级 CT 分为 79 级，选用 8 级。MA 为 F。公差值 T=1.6mm，其偏差0.7粗铣 168 的上表面 Z=2.0精铣 168 的上表面 Z=1.0（5）铣 168 的槽此面的粗糙度要求为 3.2，所以粗铣再精铣。参照工艺手册表 2.3-9表2.3-12 确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表 2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺机械制造工艺学
20、课程设计8寸公等级 CT 分为 79 级，选用 8 级。MA 为 F。公差值 T= 1.6mm 。精铣 168 的槽 Z=1.0（6）铣 40 的下端面此面无粗糙度要求，所以可以直接粗铣。粗铣 40 的下端面工序尺寸 83 Z=2.0（7）切断 55 叉口。（五）确定切削用量及基本工时工序 10：粗铣 55 的叉口上端面。进给量采用端铣刀，齿数 4，每齿进给量 =0.15mm/z（机械制造工艺与机床夹fa具课程设计指导 （吴拓、方琼珊主编） 。故进给量 f=0.6mm铣削速度：（m/min ）vv vqoxyupmpfwcdvkTaz由数控加工工艺 （田春霞主编）中第五章表 5-6 得切削速度
21、为 918m/min根据实际情况查表得 V=15 m/min切削工时：引入 l=2mm，引出 l1=2mm，l3=75mm。查工艺手册P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式： (min)7.86.0152311 nwftml工序 20：铣 40 的下端面进给量采用端铣刀，齿数 4，每齿进给量 =0.15mm/z（机械制造工艺与机床夹fa具课程设计指导 （吴拓、方琼珊主编） 。故进给量 f=0.6mm铣削速度：（ m/min） （表 9.4-8）vvqoxyupmpfwcdvkTaz由数控加工工艺 （田春霞主编）中第五章表 5-6 得切削速度为 918m/min根据实际情况查表得 V=
22、15 m/min切削工时：机械制造工艺学课程设计9引入 l=2mm，引出 l1=2mm，l3=75mm。查工艺手册P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式： (min)9.46.052311 nwftlm总时间： (i)8.9.421tt工序 30： 钻、扩、粗铰、精铰 25 孔。1加工条件工件材料：灰铸铁 HT200加工要求：钻 25 的孔，其表面粗糙度值为 Rz=1.6 m；先钻 23 的孔在扩 24.8 的孔，再粗铰 24.94 孔，再精铰 25 孔。机床：Z5125A 立式钻床。刀具：23 麻花钻，24.8 的扩刀，铰刀。2计算切削用量（1）钻 23 的孔。进给量查机械制造工艺
23、与机床夹具课程设计指导P47 表 2-23 钻孔进给量 f 为0.390.47 mm/r，由于零件在加工 23mm 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数 0.75，则 f=(0.390.47) 0.75=0.290.35mm/r，查表得出，现取f=0.25mm/r。此工序采用 23 的麻花钻。所以进给量 f= 0.25mm/z钻削速度切削速度：根据手册表 2.13 及表 2.14，查得切削速度 V=18m/min。min)/(24.931801rdwvns根据手册 nw=300r/min,故切削速度为 i)/(67.10V切削工时l=23mm，l 1=13.2mm.查工艺手册P9-143 表 9.4-31，切削工时计算公式：(min)5.12.03821nwfltm扩孔的进给量 查切削用量手册表 2.10 规定,查得扩孔钻扩 24.8 的孔时的进给量,并根据机床规格选取
