1、目錄第一章：設計的目的第二章：撥叉C的工藝分析2.1零件的功用2.2零件結構特點2.3主要技術要求2.4設計條件2.5選擇毛坯的說明第三章：工藝規程設計3.1選擇工藝基準的說明粗基準的選擇精基準選擇的原則3.2各工藝方案的分析、對比與取舍加工方法確定上端面的加工孔的加工加工工藝路線的比較3.3制定工藝路線8工序鉆預制孔8工序拉內花鍵8工序粗、精銑18H11底槽9工序粗、精銑上端面11工序鉆孔并攻絲12第四章：夾具的設計4.1問題的提出定位基準的選擇4.2切削力及夾緊力的計算4.3定位誤差分析參考文獻第一章：設計的目的機械制造專業課程設計是在學完了機械制造工藝學課程，并進行了生產實習的基礎上進行

2、的一個教學環節，它要求學生全面地綜合運用本課程及其有關先修課程的理論和實踐知識，進行零件加工工藝規程的設計。其目的在于：1>培養學生運用機械制造工藝學及有關課程(機械制造技術基礎課程設計、機械制造技術基礎、機械制造裝備設計、典型零件機械加工生產實例)的知識，結合生產實習中學到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規程的能力。2>培養學生熟悉并運用有關手冊、規范、圖表等技術資料的能力。3>進一步培養學生識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。第二章：撥叉C的工藝分析2.1零件的功用：題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變

3、速機構中，主要起換檔，移齒輪的配合精度要求很高。使主軸回轉運動按照工作者的要求進行工作。寬度為30+0.0120mm的面寸精度要求很高，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30+0.0120mm的面的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。2.2零件結構特點拔叉84009的毛坯為鑄造件，在零件圖上只有2處位置誤差要求，即上頂面與花鍵中心線的平行度誤差0.10， 18H11槽的兩側面與花鍵中心線的垂直度誤差0.08，零件外形上大體上與六面體相似，形狀大體如右圖：上頂面與花鍵中心線的平行度誤差0.10， 18H11槽的兩側面與花鍵中心線的垂

4、直度誤差0.082.3主要技術要求該撥叉零件的主要加工表面是平面、內花鍵和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證內花鍵的加工精度容易。因此，對于撥叉C來說，加工過程中的主要問題是保證內花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內花鍵和平面之間的相互關系以及槽的各尺寸精度。2.4設計條件根據指導老師要求，設計此零件為鑄件，成批大量生產，工藝的安排基本傾向于工序分散原則，設備的選用是通用設備和專用工裝，工藝手段以常規工藝為主，新工藝為輔的原則。一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關

5、的，又是相輔相成的。對于設計撥叉C的加工工藝來說，應選擇能夠滿足內花鍵加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。2.5選擇毛坯的說明CA6140車床拔叉，零件材料HT20-40，硬度190HB210HB，生產類型為大批量生產，毛坯為鑄件，灰鑄鐵的機械加工余量按JZ67-62規定了灰鑄鐵鑄件的三種精度等級和相應的鑄件機械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在大批量生產的鑄件，采用2級精度鑄件，毛坯重量由金屬機械加工工藝人員手冊表5-2有零件80kg，偏差為7%，故毛坯估算約為1.0kg，采用2級精度

6、鑄件，頂面的加工余量和底面的加工余量忽略不計，兩側面的加工余量也忽略不計，由表5-4左右端面的加工余量為3±0.8，其余部分均為實心部分。毛坯如右圖：第三章：工藝規程設計3.1選擇工藝基準的說明粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。（5）粗基準應避免重復使用，因為粗基

7、準的表面大多數是粗糙不規則的。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉C在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從撥叉C零件圖分析可知，選擇作為撥叉C加工粗基準。精基準選擇的原則（1）基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。（2）基準統一原則，應盡可能選用統一的定位基準。基準的統一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統一，從而可減少夾具設計和制造工作。（3）互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。(4)自為基準原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。此外

8、，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉C在整個加工過程中基本上都能用統一的基準定位。從撥叉C零件圖分析可知，它的內花鍵槽，適于作精基準使用。選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。3.2各工藝方案的分析、對比與取舍一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于設計撥叉C的加工工藝來說，應選擇能夠滿足內

9、花鍵加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。加工方法確定在選擇各表面、內花鍵及槽的加工方法時，要綜合考慮以下因素（1）要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。（2）根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。（3）考慮被加工材料的性質。（4）考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。（5）此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械

10、性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。 上端面的加工查機械加工工藝手冊表2.1-12可以確定，上端面的加工方案為：粗銑精銑（），粗糙度為6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 孔的加工（1） 加工內花鍵前的預制孔加工查機械加工工藝手冊表2.3-47，由于預制孔的精度為H12，所以確定預制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預制孔表面精度，所以，在加工內花鍵前預制孔的精度可適當降低。（2） 內花鍵的加工通過拉刀實現花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度，同時也能保證

11、預制孔表面精度。（3）2-M8螺紋孔的加工加工方案定為：鉆，攻絲。 加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表：表1.1加工工藝路線方案比較表工序號方案方案工序內容定位基準工序內容定位基準010鉆預制孔底面和側面鉆預制孔底面和側面020粗、精銑上端面已加工預制孔和側面拉內花鍵 25H7已加工預制孔和側面030粗、精銑18H11底槽已加工預制孔和側面粗、精銑18H11底槽內花鍵和側面040鉆2-M8通孔，攻絲已加工預制孔和側面粗、精銑上端面內花鍵和

12、側面050拉內花鍵 25H7已加工預制孔和側面鉆2-M8通孔，攻絲內花鍵和側面060去毛刺，清洗去毛刺，清洗070檢驗檢驗加工工藝路線方案的論證：方案、主要區別在于在加工上端面及以下工序時，所選定位基準不同，方案選用預制孔為主要定位基準，方案選用花鍵作主要定位基準，很顯然選用內花鍵做定位基準更符合設計要求，因為其表面精度更高，且和某些需加工面有位置精度要求。由以上分析：方案為合理、經濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：表1.2加工工藝過程表工序號工 種工作內容說 明010鑄造金屬型澆鑄鑄件毛坯尺寸：長： 寬： 高：預制孔、底槽不鑄出020熱處理退火030鉆鉆預制孔專用夾具裝夾；輕型圓柱

13、立式鉆床040拉拉內花鍵專用夾具裝夾；臥式拉床（L6120）050銑銑底槽18H11，深35mm專用夾具裝夾；臥式銑床（）060銑粗、精銑上端面專用夾具裝夾；臥式銑床（）070鉆、鉸、攻絲鉆通孔6.7mm攻M8螺紋專用夾具裝夾；搖臂鉆床組合攻絲機080去毛刺清洗090檢驗入庫3.3制定工藝路線工序：鉆預制孔機床：輕型圓柱立式鉆床刀具：查實用機械加工工藝手冊表10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆預制孔到21.2mm，所以。進給量：根據機械加工工藝手冊表2.4-38，取切削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4-41，取機床主軸轉速，有：，按照機械加工工藝手冊表3.1-36，取所以實際切削速度：切削工

14、時 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間：3.32工序：拉內花鍵機床：臥式拉床L6120。刀具：查復雜刀具設計手冊表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號，該刀具特點：拉削長度大于30mm，同時加工齒數不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設計見拉刀設計）。拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設計，拉削的進給量即為單面的齒升量。查機械加工工藝手冊表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.1160.08，取。拉削工件長度：；拉刀長度：（見拉刀設計）；拉刀切出長度=510mm，取。走刀次數一次

15、。根據以上數據代入公式（計算公式由機械加工工藝手冊表2.5-20獲得），得機動時間工序：粗、精銑18H11底槽機床：立式升降臺銑床（）刀具：根據實用機械加工工藝師手冊表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數為24齒。（1）、粗銑16槽銑削深度：每齒進給量：查機械加工工藝手冊表2.4-75，得，取。銑削速度：查機械加工工藝師手冊表30-33，得機床主軸轉速：查機械加工工藝手冊表3.1-74取實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量：被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：=81mm刀具切出長度：取走刀次數1次機動時間：2精銑18槽切削

16、深度：根據機械加工工藝手冊表查得：進給量,查機械加工工藝手冊表2.4-82得切削速度，機床主軸轉速：，查機械加工工藝手冊表3.1-74取實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量：被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：=81mm刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間：本工序機動時間工序：粗、精銑上端面機床：立式升降臺銑床刀具：根據實用機械加工工藝手冊表10-231，選用高速鋼錯齒三面刃銑刀，規格為：，齒數為12齒。（1）、粗銑上端面銑削深度：每齒進給量：查機械加工工藝手冊表2.4-75，取。銑削速度：查實用機械加工工藝師手冊表11-94，得，取機床主軸轉速：查機械加工工藝手冊表3.1-74取

17、實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量：被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：=82mm刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間：2精銑上端面切削深度：根據實用機械加工工藝師冊表11-91查得：每齒進給量,取，根據實用機械加工工藝師冊表11-94查得切削速度機床主軸轉速：，按照機械加工工藝手冊表3.1-74取實際切削速度：進給量：工作臺每分進給量：被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：=81mm刀具切出長度：取走刀次數為1機動時間：本工序機動時間工序：鉆孔并攻絲機床：搖臂鉆床刀具：根據參照機械加工工藝手冊表4.3-9硬質合金錐柄麻花鉆頭。1鉆孔鉆孔前鑄件為實心，根據上文所的加工余量先鉆

18、孔到再攻絲，所以。鉆削深度：進給量：根據機械加工工藝手冊表2.4-38，取切削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4-41，取機床主軸轉速，有：，按照機械加工工藝手冊表3.1-31取所以實際切削速度：切削工時 被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數為1，鉆孔數為2個機動時間：2攻2-M8螺紋通孔刀具：釩鋼機動絲錐進給量：查機械加工工藝手冊表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進給量切削速度：參照機械加工工藝手冊表2.4-105，取機床主軸轉速：，取絲錐回轉轉速：取實際切削速度：被切削層長度：刀具切入長度：刀具切出長度：，加工數為2機動時間：本工序機動時間：。第四章：夾具的設計4.1問題

19、的提出定位基準的選擇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思考準備設計開檔夾具。由零件圖可知，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。4.2 切削力及夾緊力的計算刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀銑刀參數：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24（由金屬切削原理與刀具表15.7查得）CFc =282 ap =10mm fZ = 0.02mm/s ae =25mm do=100 Z= 24 kFc=(HB/198)0.55解得Fc=200N在計算切削力時，必須考慮安全系數。安全系數K= k1 k2 k3 k4查資料，有： k1為基本安全系數1.5 k1為加工性質系數1.1 k1為刀具鈍化系數1.1 k1為斷續切削系數1.1切削力為F=K×Fc=1.5×1.1×1.1×1.1×200=400N實際夾緊力為Fj= FK/U1U2=400/0.5=800N，其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數，U1U2=0.5螺母選用M16X1.5細牙三角螺紋，由機械設計螺紋聯接的預緊力公式，產生的加緊力為：其中： T=19000 N.M d2=14.8mm=