機械制造工藝學課程設計任務書

1、機械制造工藝學課程設計任務書設計題目： 撥叉（二）（CA6140）機械加工工藝規(guī)程編制及工裝設計（年產(chǎn)量：4,000件）設計內(nèi)容： 1.編制機械加工工藝規(guī)程，填寫工藝文獻1套，繪 制零件毛坯圖1張 2.設計夾具1套，繪制夾具裝配圖和主要結(jié)構(gòu)零件 圖各1張 3.撰寫課程設計說明書1份 設計時間： 序 言機械制造工藝學課程設計是在我們完成了大學的全部基礎(chǔ)課程、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的。通過機床加工工藝及夾具設計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如機械零件設計、金屬切削機床、機械制造工藝等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解

2、，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)！設計目的：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(jīng)過生產(chǎn)實習取得感性知識后進行的一項教學環(huán)節(jié)；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(yè)設計打下良好基礎(chǔ)。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(guī)程等問題的方法，培養(yǎng)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的訓練，提高結(jié)構(gòu)設計的能力

3、。3、課程設計過程也是理論聯(lián)系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關(guān)資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。一零件的分析（一）、零件的作用：題目給定的撥叉（CA6140）位于車床變速機構(gòu)中，主要起換擋使主軸回轉(zhuǎn)運動按照 工作者的要求進行工作。工作過程：撥叉零件是在傳動系統(tǒng)中撥動滑移齒輪，以實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)速。轉(zhuǎn)向。其花鍵孔Ø25與軸的配合來傳遞凸輪曲線槽傳來的運動。零件的2個交叉頭補位與滑移齒輪相配合。（二）、零件的工藝分析CA6140車床撥叉（二）共有兩個加工表面，它們之間有一定的位置要求。1、 一花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括Ø25H7的六齒方花鍵孔、

4、6;22H2的花鍵低空及兩端的2×15°的倒角、距花鍵孔中心線上方22mm的平面以及距中心線下方15mm的平面。2、 以工件左端為基準的寬度為18H11的槽18H11的槽的2個內(nèi)表面與花鍵槽的中心線有垂直度公差0.08二、 工藝規(guī)程設計（一）、確定毛坯的制造形式零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。加上工件的年產(chǎn)量為4000件，屬于大批量生產(chǎn)，采用金屬膜鑄造成型。根據(jù)機械加工工藝手冊選擇鑄件的加工余量等級為7級，底面及側(cè)面澆注確定待加工表面的加工余量為4mm。（二）、基準的選擇1.粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線

5、垂直于右端面，所以以40的外圓表面作為粗基準。同時也以工件的右端面作為粗基準。2. 精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的左面C面為精基準。（三）、制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1. 工藝路線方案一工序1 粗、精銑工件的左端面（C面）工序2 擴花鍵孔孔到Ø22工序3 锪倒角花鍵孔2×15°工序4 粗、精銑臺階面B面工序5 鉆孔2&

6、#215;M8，攻螺紋，鉆Ø5錐孔工序6 粗、精銑寬度為18的槽和槽的上表面的平面工序7 拉花鍵工序8 去毛刺工序9 終檢2. 工藝路線方案二 工序1 粗、精銑工件的左端面（C面）工序2 擴花鍵孔到Ø22工序3 锪倒角花鍵孔2×15°工序4 拉花鍵工序5 粗、精銑臺階面B面工序6 粗、精銑寬度為18的槽和槽的上表面的平面工序7 鉆孔2×M8，攻螺紋，鉆Ø5錐孔工序8 去毛刺工序9 終檢3. 工藝路線方案三工序1 粗、精銑工件的左端面（C面）工序2 擴花鍵孔到Ø22工序3 锪倒角花鍵孔2×15°工序4 粗、

7、精銑臺階面B面工序5 粗、精銑寬度為18的槽和槽的上表面的平面工序6 鉆孔2×M8，攻螺紋，鉆Ø5錐孔工序7 拉花鍵工序8 去毛刺工序9 終檢工藝方案的比較和選擇：方案二把拉花鍵放接在擴孔和倒角之后，因為花鍵孔的精度要求比較高，后面接下來的加工還要用花鍵孔來作為定位，易破壞拉花鍵的精度。所以應把拉花鍵放在最后一道工序，因為它的加工的精度要求比較高，加工是一次完成，不會破壞加工的精度要求。再看方案一和方案三，方案一把鉆孔安排在加工好臺階面之后接著進行，之后又還要進行銑槽的工序，為了方面加工和合理安排加工順序，所以還是把銑的部分安排在一起，方便加工。綜上考慮，最終選擇工藝路線方

8、案三為最終方案。（四）、機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定CA6140車床撥叉：零件材料為HT200，硬度190210HB，毛坯重量0.8kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。1. 端面（C面）的加工余量查簡明機械加工工藝手冊（以下簡稱“簡明手冊”）表10-6取銑削的加工余量：粗銑 3mm精銑 1mm2. 花鍵底孔的加工余量內(nèi)孔Ø20先鑄出，所以取鉆孔的雙邊加工余量為2mm，單邊為1mm3. B面（臺階面）的加工余量查簡明手冊表1-22取銑削的加工余量：粗銑 2mm精銑 1mm4. 寬度為18的槽查機械加工工藝手冊表3.2-29取銑削的加工余量：粗銑 3mm（雙邊余量）精銑 1mm（雙

9、邊）5.拉花鍵孔花鍵孔按外徑定位查機械加工工藝手冊表3.2-19取加工余量為2Z=1mm。6.其他尺寸直接鑄造得到7.毛坯尺寸考慮到零件的很多表面沒有粗糙度要求，不需要加工。從鑄造出來即可符合使用要求，因此，只采取75×40的表面加工余量。查機械加工工藝手冊表3.1-24，確定毛坯的尺寸公差為CT7,表3.1-21查得CT7=1.1mm。相應計算如下：名義尺寸：80+4=84mm最大極限尺寸=80+4+CT7=85.1mm最小極限尺寸=80+4-CT7=82.9mm具體毛坯尺寸見后附的毛坯圖（五）、確立切削用量及基本工時確定切削用量及基本工時工序：銑削端面。本工序采用計算法確定切削用

10、量。1 加工條件工件材料：HT200，查簡明手冊表10-3，取b=195N/mm2=0.195GPa=195MPa。選取用金屬型鑄造。加工要求：粗銑右端面，然后精銑此端面。銑床：查機械加工工藝手冊表9.1-2，選用X6132A臥式銑床。主軸轉(zhuǎn)速301500r/min，機床功率9.06kw。最高表面粗糙度可達1.6。刀具：查簡明手冊表12-21，取刀具材料YG6。查機械加工工藝手冊表9.2-11選取鑲齒套式面銑刀（GB1129-85），刀具直徑D=80mm，齒數(shù)z=10。r=。2 計算切削用量粗銑右端面進給量選擇：根據(jù)機械加工工藝手冊表9.4-1，工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件，取每齒進給量=0.2

11、mm/z。背吃刀量=3mm。銑削速度：參考簡明手冊表11-28，選取銑削速度為60m/min。按機械加工工藝手冊表9.2-11選取d/z=80/10，即銑刀直徑80mm，銑刀齒數(shù)為10。由公式。銑床為8級級數(shù)，按機床手冊及計算，有n=240r/min這一轉(zhuǎn)速，與理論轉(zhuǎn)速相近，即可選此轉(zhuǎn)速。實際銑削速度。查機械加工工藝手冊表9.4-31，可知銑削基本時間，其中為工作臺每分鐘進給量，=480mm/min。為工件銑削部分長度，75mm；為切入行程長度，有公式=7.36mm。為切出行程長度，82mm。所以粗銑時基本時間為=（75+7.36+82）/480=0.342min=21s。精銑右端面銑床，刀具

12、的選取同粗銑一致。背吃刀量=1mm，銑削速度：要求表面粗糙度為=3.2,查機械加工工藝手冊表9.4-3，每轉(zhuǎn)進給量取=0.8mm/r。根據(jù)簡明手冊表11-28，可取銑削速度v=80m/min。查機床手冊及計算，取銑床轉(zhuǎn)速為n=320r/min。實際銑削速度?；緯r間計算如粗銑,與粗銑加工相同。工序2 擴孔選用搖臂鉆床z3063，查簡明手冊表14-12，鉆速范圍201600r/min。鉆頭材料：高速鋼由簡明手冊表11-10查得每轉(zhuǎn)進給量=0.8mm/r，查表11-12，鉆削速度取=0.35m/s=21m/min擴鉆孔時的切削速度由公式按機床選取n=140r/min。得實際鉆削速度基本時間t由金屬

13、切削手冊表7-7有：其中mm/sL為鉆削長度，為鉆削直徑。工序三 锪倒角由于此道工序用時較短，一次就可以完成，按經(jīng)驗選取時間為3s.工序四 粗、精銑上端臺階面工步1 粗銑刀具選擇：YG 6的 鑲齒端面銑刀 機床: 查機械加工工藝手冊選取 立式銑床 X5020A 功率為：3.79Kw 主軸轉(zhuǎn)速范圍為：40-1800 r/min表9.2-11選?。?d/z=80/10背吃刀量：2mm查簡明手冊表1-22選取進給量取=0.25mm/r銑削速度根據(jù)簡明手冊表11-28 選： V=60m/min由公式=（100060）/（3.1460）=238 r/min按機床選取轉(zhuǎn)速為 n=240r/min所以，實際

14、銑削速度V=nd/1000=60.29 r/min基本時間：由機械加工工藝手冊表9.4-31 主偏角Kr=90°=nz=600mm/min+（13）=mmt=/=(80+4.92+82)/600=0.28min=17s工步2 精銑背吃刀量：1mm查機械加工工藝手冊表9.4-3選每齒進給量：查簡明手冊表11-28選 銑削速度 V=75m/min=（1000×75）/(3.14×80)=298r/min按機床選取轉(zhuǎn)速 n=300r/min則實際額銑削速度為V= V=nd/1000=75.36 m/min基本時間：=nz=0.15×300×10=45

15、0 mm/min t=/=(80+4.92+82)/450=23s工序五 銑槽工步1 粗銑機床還是選用上面所用型號的銑床查機械加工工藝手冊表3.2-29粗銑的背吃刀量 （單邊）按機械加工工藝手冊表9.2-2選取 直柄立銑刀 d/z=16/3銑刀每齒進給量=0.16mm/z刀具材料選用 ：高速鋼按簡明手冊選取銑削速度V=18m/min=(1000×18)/(3.14×16)=358 r/min按機床選取轉(zhuǎn)速為：n=390r/min基本時間t：t=/根據(jù)機械加工工藝手冊表9.4-31，式子中的 i= l=40mm=nz=0.16×3×390=187.2mm/

16、min=0.5×16+2=10 mm 取， i=2所以，t=工步2 ：精銑被吃刀量ap2=1mm，雙邊選取d/z=18/3，按機械加工工藝手冊表9.4-3選取fz=0.12mm/z按簡明手冊表11-28取Vc=25m/min，所以n=1000v/d=1000x25/x18=442.32r/min選取450r/min基本時間t t=（l+l1+l2）/fmzfmz=fz x Z x n=0.12x3x450=162mm/min所以t=52x2/162=0.64min=39s工序六 鉆孔2-M8，攻螺紋，鉆錐孔安裝1工步1 ：鉆孔2-6.7mm 確定進給量f：根據(jù)機械加工工藝手冊表10&

17、#183;4-1.當HT200的b<200MPa，加工此直徑孔的f=0.360.44mm/r，由于零件在加工孔后要螺紋，故進給量應乘以0.5，則f=（0.360.44）x0.5=0.180.22mm/r。查簡明手冊表2-35，選用Z525立式鉆床，根據(jù)機床選用f=0.22mm/r 切削速度，根據(jù)簡明手冊表2-15，得V=19m/min，所以 Ns=1000v/dw=1000x19/x6.7=903r/min根據(jù)Z525機床，選用 Nw=960r/min，故實際切削速度為V=x6.7x960/1000=20.2m/min切削加工時，l=11mm，查機械加工工藝手冊10·4-43有

18、，l1=3mm，lf=（dwxcotkr/2）+3=6.35mm （取kr=45°）則tm1=（l+l1+lf）/Nwf=（11+3+6.35）/960x0.22=0.0964min以上為一個孔的機動時間，故本工步的機動時間為tm=2xtm1=0.193min工步2 ：鉆孔4mm 確定進給量f：根據(jù)機械加工工藝手冊表10·4-1.當HT200的b<200MPa，加工此直徑孔的f=0.180.22mm/r，查簡明手冊表2-35，選用Z525立式鉆床，根據(jù)機床選用f=0.22mm/r 切削速度，根據(jù)簡明手冊表2-15，得V=19m/min，所以 Ns=1000v/dw=1

19、000x19/x4=1512r/min根據(jù)Z525立式鉆床，選用 Nw=960r/min，故實際切削速度為V=x4x960/1000=12.1m/min切削加工時，l=11mm，查機械加工工藝手冊10·4-43有，l1=3mm，lf=（dwxcotkr/2）+3=5mm （取kr=45°）所以tm2=（l+l1+lf）/Nwf=（11+3+5）/960x0.22=0.0900min安裝2工步1 ：M8絲錐攻螺紋2-M8查機械加工工藝手冊表16·2-15.得切削速度V=0.1m/s=6m/min，Ns=238r/min按機床選取Nw=195r/min，則V=x8x1

20、95/1000=4.9m/min機動加工時，l=11mm，l1=3mm，l2=3mm，攻M8孔 tm1=（l+l1+l2）x2/Nwfx2=0.349min工步2 ：鉸5mm錐孔查表機械加工工藝手冊16·4-40 得f=0.08mm/r 安Z525立式鉆床選取f=0.1mm/r查表機械加工工藝手冊16·4-41 得V=6m/min，則實際速度V=x5x195/1000=3.06m/min機動加工時 lw=11mm,lf=3mm-查機械加工工藝手冊表16·4-43可得。所以tm= （lw+lf）/Nwf=（3+11）/195x0.1=0.718min工序七 拉花鍵刀

21、具：短形花鍵拉刀，表8-2金屬切削手冊據(jù)表8-6選取拉刀齒開量 S齒=0.08mm根據(jù)金屬切削手冊拉削速度一般在1-8m/min內(nèi)。HB=195.6，取V=3m/min即V=0.05m/s拉削工時t=Zb·l··k/1000VfzZZb單面余量（25-22）/2=1.5mmL拉削表面長度 80mm校準部分長度系數(shù)，取1.2K機床返回行程系數(shù)，取1.4Z拉刀同時工作齒數(shù)，取Z=7 表8-7P拉刀齒距，取P=13 表8-7t=（1.5x80x1.4x1.2）/（1000x3x0.08x7）=0.12min=8s最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加

22、工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片（后附）。三、夾具設計（一）、問題的提出本夾具主要是用來粗、精銑工件的臺階面，這個端面對花鍵孔的中心線有一定的技術(shù)要求。要求對中心線的平行度公差為0.02。端面的粗糙度也有要求，要求為Ra3.2，所以采取一次粗加工再加一次精加工即可得到要求的精度。在本道工序加工時，我們應首先考慮保證臺階面的加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。為此，設計專用夾具。（二）、夾具設計1.定位基準的選擇首先考慮臺階面的設計基準為花鍵孔中心線。而臺階面對花鍵孔的中心線有平行度要求，所以選擇用花鍵孔中心線定位，再綜合考慮，選擇工件的左端面也作為定位基準。2.切削力的計算及夾緊

23、力的計算刀具：YG 6鑲齒端面銑刀 ø80 z=10查機械加工工藝手冊得切削力的計算公式：F=查表9.4-10得：Cf=7750,Xf=1.0,Yf=0.75,Uf=1.1,Wf=0.2,Qf=1.3=0.25mm,=30mm,=2mm.帶入數(shù)據(jù)計算F=2591.56（N）因為銑削力是水平的，所以 實際的切削力F=2591.56N但是在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=K1K2K3K4其中選?。篕1為基本安全系數(shù)1.5K2為加工安全系數(shù)1.1K3為刀具鈍化系數(shù)1.1K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1所以所以= 1.51.11.11.12591.56=5174.05(N)本夾具采用的是斜楔機構(gòu)夾緊，選楔角=15°查機床夾具設計手冊表1-2-18，增力比為i=1.93為克服切削力，實際的夾緊力N應為：N(f1+f2)= 其中，f1和f2為夾具定位面及加