下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 機械制造工藝學 課程設計說明書 設計題目： 設計“ 叉零件的機械加工 工藝規程及工藝裝備（中批量生產） 設計者 指導教師 張永丹 劉學斌 天津工程師范學院 機制 0202班 2006年 1 月 3 日 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 需要 紙，扣扣 414951605 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 天津工程師范學院 機械制造工藝學 課程設計說明書 題目 設計“ 床”撥叉零件的機械加工工藝規程及工藝裝備（中批量生產） 內容 一 張 2毛坯圖 一 張 3機械制造加工工藝過程綜合卡片 一張 4結構設計裝配圖 一張 5結構設計零件圖 一張 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 6課程設計說明書 一份 前 言 通過機床工藝及夾具設計，匯總所學專業知識如一體 (如公差于配合、機械零件設計、金屬切削機床、機械制造工藝等 )。讓我們 對所學的專業課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎！ 在些次設計中我們主要是設計 此次課程設計過程中，我小組成員齊心協力、共同努力完成了此項設計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關老師的指點，尤其是教務處張永丹老師，我系劉學斌老師的大力幫助，在此表示感謝！ 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 機制 0202班 第 2006年 1 月 15日 一 設計的目的： 機械制造工藝學課程設計 ,是在學完機械制造工藝學及夾具設計原 理課程，經過生產實習取得感性知識后進行的一項教學環節；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的： 1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及合理制訂工藝規程等問題的方法，培養學生分析問題和解決問題的能力。 2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 3、課程設計過程也是理論聯系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。 二 零件的分析 （一）、零件的作用： 題目給定的零件是 叉（見附圖 1）它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。寬度為 18+槽尺 寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑 移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙 很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精 度。所以，寬度為 18+槽和滑 移齒輪的配合精度要求很高。 （二）、 零件的工藝分析： 叉共有兩組加工表面。 1. 以花鍵孔的中心線為基準的加工面 這一組面包括 25+六齒方花鍵孔、 22+7平面。 2. 以工件右端面為基準的 8+槽和 18+槽 經上述分析可知， 對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。 二、工藝規程設計 (一 ) 確定毛坯的制造形成。 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 零件材料 慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不 被切斷，保證零件的工作可靠。由于生產綱領為中批生產而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經查金屬機械加工工藝人員手冊表 5等級為 2 級精度底面及側面澆注確定待加工表面的加工余量為 3坯零件圖如下圖： （二）基準的選擇。 1. 粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以 40 的外圓表面的粗基準。 2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的A 面為精基準。 (二 ) 制定工藝路線。 方案一 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15倒角。 2. 粗、精銑削 B 面。 3. 銑 削 8+ 4. 銑削 18+ 5. 拉花鍵。 方案二 工序： 1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端 15倒角。 以下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 40柱面為粗基準。選用 2. 拉花鍵。以 A 面為基準， 3. 銑削槽 B 面。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 式銑床加專用夾具 4. 銑削 8+花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 5. 銑削 18+槽。以花鍵的中心線及 A 面為基準。選用 方案分析： 上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中 序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的 工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和 A 面作為 工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。 以上工藝過程詳見附表 1“機械加工工藝過程綜合卡片” (三 ) 機械加工余量。 撥叉材料為 坯重量為 1.0 b =160生產類型為由大、中批量生產 ，采用模鍛鍛模。 根據上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下： 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 1. A 面的加工余量 A 面有 3 加工余量，足夠把鑄鐵的硬質表面層切除 2. 矩形花鍵底孔。 要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內孔尺寸為 22 0+零件圖，參照金屬機械加工工藝人員手冊 表 3 鉆孔 20孔 21花鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照金屬機械加工工藝人員手冊取 2 =1. B 面的加工余量。 此工序 分 2 個工步 1、粗銑 2、精銑 B 面。 精加工余量為 銑加工余量為 五 )確定切削用量及基本工時。 工序 ：車削 1加工條件。 工件材料：灰口鑄鐵 b=145 造。 加工要求：粗、半精車 A 面并保證 28工序尺寸， 床 塔式六角臥式車床。 刀具：刀片材料。 r =12. b= o= 0 n=15 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 2、計算切削用量。 （ 1）已知長度方向的加工余量為 3 實際端面的最大加工余量為 故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差 級 取 （入 體方向） （ 2）進給量、根據切削簡明手冊（第 3 版）表 刀桿尺寸為1625 ，以及工件直徑為 60（由于凸臺 B 面的存在所以直徑取 60 = . 按 車床說明書 取 = mm/n。 由于存在間歇加工所以進給量乘以 k=所以：實際進給量f= 按 車床說明書 （ 3）計算切削速度。按切削簡明手冊表 切削速度的計算公式為（壽命選 T=60 刀具材料 V=ap f 中： 58 M=正系數 削手冊表 158/( 46.9(m/（ 4）確定機床主軸轉速 000 r/ 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 按 車床說明書 200 r 以實際切削速度 V=（ 5）切削工時，按工藝手冊表 由于鑄造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，為了切除硬皮表層以及為下一道工步做好準備 L+2+nw x f= L=(652= 、 、 2、精車 1) 已知粗加工余量為 2) 進給量 f. 根據切削用量簡明手冊表 f=r 按 車床說明書 mm/r 計算切削速度 按切削用量簡明手冊表 削速度的計算公式為（壽命選 T=60 V=ap f 158/( =m/3) 確定機床主軸轉速 . 000 r/ 車床說明書 取 00（ r/ 實際切削速度 V=) 切削工時 ， 查工藝手冊表 L+2+ 由于下一道工序是鉆孔，所以留下 20臺階，所以L=(652=22.5 . 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 3、鉆孔、擴孔、倒角。 （ 1）、鉆孔 鉆頭選擇：見切削用量簡明手冊表 頭幾何形狀為（表 表 雙錐修磨具刃，鉆頭參數： 20 =30 ， 2 =118， 2 =70， 2 , =55 ,b=2=4 根據切削用量簡明手冊表 2f=、按機床進給強度決定進給量：根據表 當 b 210 0 可確定 f= 按 床說明書 取 f=n. 、 決定鉆頭磨鈍標準及壽命 表 0頭最大磨損量取 命 T=45、切削速度 由切削用量簡明手冊，表 =21m/n=1000V/ D=由機床技術資料得和 近的有280n/m 和 400n/取 280n/ n=280m/實際 =17 m/、 基本工時， (80+10)/ 入切量及超切量由表 查出 + =10 所以 (80+10)/ （ 2）、擴孔 刀具直徑 1具幾何參數同上。 由于兩孔直徑相差不大，為了節省停車和調換走刀量等輔助時下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 間， n 和 f 都不變，所以 上 倒角刀具 15锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。 （ 3）、倒角 刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 按切削用量簡明手冊表 可以查出 當 160 245 41 車床說明書 主電機功率 11 可見 比小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表 21 查得轉矩 切削用量簡明手冊表由表 功率公式 C 00 車床說明書 主電機功率 11 可見 得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要 工序 拉花鍵孔 單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒 為 拉削速度 v=s(下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 切削工時 t=k/1000中： 單面余量 21削到 25 L 拉削表面長度， 80 考慮校準部分的長度系數，取 k 考慮機床返回行程系數，取 v 拉削速度（ m/ 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數， Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=()2拉刀同時工作齒數 z=l/p=80/12 7 其本工時 80 000 7=工序 粗銑，精銑 B 面。 加工要求：粗銑 銑 B 面， 用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑 加工余量 3床 ： 62W 加工工件尺寸：寬度： 40度： 28. 粗銑 1) 選擇刀具 根據切削用量簡明手冊表 削寬度 5徑為0齒數，由于采用標準鑲齒圓柱銑刀 銑刀幾何參數（表 0 6 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 2) 切削用量 留精銑的加工余量為 以本道工步切削寬度 于加工表面精度要求 .2 每轉進給量 mm/考慮到 62床為中等系統剛度和 62W 銑床說明書 所以每轉進給量r 3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據切削用量簡明手冊表 刀刀齒后刀面的最大磨損量為 齒銑刀 0 刀具壽命 T=120 4) 決定切削速度 根據切削用量簡明手冊表 Z=8, 0 fz=f/z=z ( 0,v=0.3,.2,.5,.3,m=m=v=c=(23.7(m/ n=1000V/ d=(151r/ 根據 銑床說明書選 n=160r/c=000=(1000=Vf=6mm/選 0mm/際 f/(z 5) 機床功率：根據切削用量簡明手冊表 1m/ 1 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 切削功率的修正系數： 故 根據 銑床說明書，機床主軸允許的功率為 故 因此所決定的切削用量可以采用。 f=80m/60r/c=z 6) 基本工時根據 切削用量簡明手冊表 m=(L+ )/28+14)/80= =14. 精銑 1）選擇刀具 刀具與上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精銑的加工余量為 以本道工步切削寬度 ）決定切削速度 可根據切削用量簡明手冊表 (n=1000V/ d=(211r/62n=210r/f=26mm/25mm/f/( 4）基本工時基本工時根據 切削用量簡明手冊表 m=(L+ )/28+14)/125= =14序 銑削 8+。 加工工件尺寸： 8+ 長度 L=40載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級 工余量 8 用乳化液冷卻 機床： ) 選擇刀具：由加工尺寸公差 所以銑刀精度為精密級 刀參數： L=8D=63 d=22 4 5 2 Z=16 2) 選擇切削量 由于槽的深度為 8故一次走完， mm 切削用量簡明手冊表 確定 f=r 現取f=r 6=z 3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據切削用量簡明手冊最大磨損量為 表 定刀具壽命： T=100中 4) 決定切削速度 f、由切削用量簡明手冊 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 63=據 銑床說明書選 75r/載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 實際速度 000=選 根據 銑床說明書選選10mm/10/375 16=z 5) 機床功率：根據切削用量簡明手冊表 式 圓周力 由表 28 得 0， ， c=(0 X 8 X 8/ 63 X 375 = M= 103= 000=據 率足夠。 6) 基本工時基本工時根據 切削用量簡明手冊表 m=(L+ )/40+14)/110= =14序銑寬為 180+加工要求：用乳化液冷卻，加工工件尺寸，寬 180+ L=40工余量 23于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，所以分兩步走， 3， 0 1) 選擇刀具 銑刀參數： L=10 D=100mm d=30mm 5 2 Z=24 2) 選擇銑削用量 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 由于槽的寬度為 18故二次走完， 3mm 0切削用量簡明手冊表 確定 f=r 現取 f=r 4=z 3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據切削用量簡明手冊表 最大磨損量為 表 定刀具壽命： T=100中 4）確定切削速度 定切削速度 f、由切削用量簡明手冊 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 100=314r/據 銑床說明書選 00r/際速度 000=選 50mm/ 根據 銑床說明書選選50mm/50/300 24=z 5）基本工時基本工時根據 切削用量簡明手冊表 m=(L+ )i/40+20)50= =20mm i=2(走兩次 ) 工序 磨 18， 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 保證尺寸 181) 選擇砂輪。 見切削手冊第三章中磨料選擇各表，結果為 40 127 其含義為：磨輪磨料為棕剛玉，為了防止粒度過小而磨輪堵塞，所以選用為粒度為 46#，硬度為軟 2 級。 平型砂輪，其尺寸為 16 6 40（ D d H）。 2) 切削用量的選擇。砂輪轉速 n 砂 =3000r/機床說明書 )， v 砂 =s 進給量 f=50mm/單行程 ) 切削工時。當加工 1 個表面時 L+y+ ) i K/50= 最后，將以上各個工序切削用、工時定額的計算結果，連同其它加工數據，一起填入機械加工工藝卡片中，見附后表。 夾具設計 （ 一）問題的提出 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具 經過與指導老師協商，決定設計第 4 道工序 銑寬為 80+0。 03的銑床夾具。本夾具將用與 式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加工。 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 本夾具主要用來銑寬為 80+0。 03槽，由于采用寬為 80+0。 022精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應該考慮如何提高勞動生產率，降低勞動強度 （二）夾具設計 1定位基準的選擇 由零件圖可知，寬為 80+0。 03槽，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（ A）為定位基準。因此選用工件以加工右端面（ A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準。 2切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀， 63Z=14 P B Z (見切削手冊 3 解得 200 (N) 其中 2， t=8 s, B=8 D=63 Z=14, 98)計算切削力時，必須考慮安全系數。安全系數 K= k1 k2 k3 平切削分力 z =220 (N) 垂直切削分力 z=60 (N) 其中： .5 .1 .1 ,= 200=400 (N) 下載文檔送全套 紙 扣扣 414951605 買文檔送全套 紙 扣扣 1304139763 實際加緊力為 100/00 (N) 其中 2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數， 2=母選用 生的加緊力為 W=2M/a+6 55)+3- 解得 ： W=1N) 其中： M=19000 a=2029, D=23d=16時螺母的加緊力 W 已大于所需 的 800(N)的加緊力，故本夾具可安全工作。 由于槽的軸向尺寸的設計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。 4夾具設計及操作說明 如前所述 ,在設計夾具時 ,應該注意提高勞動率 在螺母夾緊時采用開口墊圈 ,以便