1、機械制造技術及裝備課程設計說明書設計題目（CA6140車床副變速撥叉）機械加工工藝規程及工藝裝備設計（大批）班級118103219設計者汪明指導教師梁發周南昌航空大學科技學院機械與材料學部目錄1概述p32審查零件圖的工藝性p33選擇毛坯p44工藝規程設計p44.1 選擇定位基準：p44.2 零件各部分加工方法的選擇p44.3 制定工藝路線p55確定機械加工余量及毛坯尺寸、設計毛坯圖p65.1 確定加工余量p65.2 確定毛坯尺寸p65.3 確定圓角半徑p65.4 確定拔模角p65.5 確定分模位置p65.6 確定毛坯的熱處理p66工序設計p76.1 選擇加工設備與工藝裝備p76.1.1 選擇機

2、床p76.1.2 選擇夾具p86.1.3 選擇量具p86.2 確定工序尺寸p86.2.1 確定內孔的工序尺寸p86.2.2 確定軸向工序尺寸p97確定切削用量及時間定額p117.1 銃mm外圓柱兩端面以及兩叉頭左右兩側p117.2 加工（j）14H9內孔p137.3 力口工小8.7mm孔p157.4 銃槽p158夾具設計小結p17概述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，經過生產實習所獲得的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學過的全部課程，并且獨立完成一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業設計打下了良好基礎。通過課程設

3、計達到以下目的：(1)、能熟練地運用機械制造技術基礎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，夾緊以及合理制定工藝規程等問題方法，培養自我學習能力和解決問題能力。(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，提高結構能力設計。(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，增強解決實際工程問題的獨立能力。2審查零件圖的工藝性撥叉副變速撥叉圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。零件各表面的加工并不困難。只是小14H9的要求精度較高，且對應軸線的直線度要求也較高，需進行半精加工。槽14H1

4、3兩壁關于孔(|)8.7軸線的對稱度有要求，需在數控機床上完成加工。I UM司50.5±。,15圖1副變速零件圖3選擇毛坯零件材料為KTH350-10，考慮到零件在加工過程中所受沖擊力不大，并且為大批量生產，所以，選擇金屬模機械砂型鑄造毛坯。查機械設計工藝制造設計簡明手冊表1.3-1。選用鑄件尺寸公差等級為CT1Q保證的尺寸公差在1-3mm4工藝規程設計4.1 選擇定位基準：1:粗基準選擇：以鑄件左邊的端面為主要粗基準，以鑄件的小24mm#圓為輔助粗基準。2:精基準選擇：本零件是帶孔的零件。其中414H9和右端面為設計基準，根據精基準的選擇原則”基準重合原則”，以及考慮到工件的裝夾與

5、加工方便。在孔小14H9未加工出來前可選用右端面為主要精基準，以鑄件的小24mn#圓為輔助精基準。在孔小14H9mmh加工出來后，以小14H9mrmS內孔面為定位精基準，右端面為輔助精基準。4.2 零件各部分加工方法的選擇本零件的加工面有：內孔、平面以及槽，其材料為KTH350-1Q參考機械制造工藝學其各部分加工方法如下:(1)424圓柱左/右端面：由于表面粗糙度Ra為25仙m,只需進行粗銃。(2)兩叉頭左/右側面：由于表面粗糙度Ra為6.3pm,需進行粗銃、半精銃。(3)小14H9內孔：由于公差等級為9級，且表面粗糙度為Ra3.2pm,需進行鉆、擴、較。(4)兩叉頭內側：由于表面粗糙度Ra為

6、12.5叱m，只需進行粗銃。(5)槽14H13由于公差等級為13級，且表面粗糙度為Ra12.5pm,只需進行粗銃。(6)帕.7孔：由于表面粗糙度Ra為25pm,只需進行鉆孔即可。4.3 制定工藝路線按照先粗后精的原則同時考慮到零件的幾何形狀，尺寸精度以及位置精度等技術要求，以及加工時的經濟性，盡量使工序能夠集中起來。選擇零件的加工方法及工藝路線如下：工序1:以424mmz卜圓柱面及其左端面定位，粗銃424mm&端面。工序2:以124mn#圓柱面及其右端面定位，粗銃424mm端面。工序3:以424mm3柱右端面以及Mdmm卜圓柱面為定位，鉆，擴，錢®14H9mm孔。工序4:以1

7、14H9mmi孔面及e24mmm7卜圓柱右端面定位，粗銃兩叉頭內側。工序5:以414H9mmi孔面及424mmm7卜圓柱左端面定位，粗銃14H13mm!。工序6:以414H9mmi孔面及424mm卜圓柱右端面定位，鉆小8.7mm的孔。工序7:以®14H9mrmJ孔面及424mmz卜圓柱右端面定位，粗銃兩叉頭至8mm工序8:以54H9mrmJ孔面及424mmz卜圓柱右端面定位，半精銃兩叉頭至01264).24mm工序9:鉗工去毛刺，并到0.5X45°角。工序10:終檢5確定機械加工余量及毛坯尺寸、設計毛坯圖5.1 確定加工余量由于該撥叉才有啥新機器造型，材料為可鍛鑄鐵，且為大

8、批量生產，查機械制造工藝設計簡明手冊可選鑄件的尺寸公差等級為10級，又鑄件基本尺寸在63-100范圍內，故取鑄件尺寸公差數值為3.2，鑄件機械加工余量單側為4mm,雙側為3mm5.2 確定毛坯尺寸本零件的外表面均屬于雙側切削，主要以粗加工為主，故取粗加工余量為3mm但撥叉兩側面需進行半精加工，取半精加工余量為1mm可得毛坯尺寸表如下。其余尺寸可以直接鑄造出來。其毛坯圖如下。表1副變速撥叉毛坯尺寸零件尺寸雙側余量機加工余量鑄件尺寸703076公-0.126_0.24311440*4303414產3085.3 確定圓角半徑11由于米用砂型鑄造，所以圓角計算公式R=1-，(A+A)mm2,取5101

9、1一(A+B)=一父(25+24)定5mm,所以本鑄件內外圓角取R=5mm對于特殊包置1010小24mmiI柱與撥叉連接處的圓角要求為R=2mm故可直接取其為2mm5.4 確定拔模角根據機械制造工藝設計簡明手冊可查得，砂型鑄造外表面拔模斜度為0°30',內表面拔模斜度為1°。5.5 確定分模位置本零件較復雜，分型面為不同平面組合而成5.6 確定毛坯的熱處理鑄造完毛坯后應安排正火處理，以消除殘留的鑄造應力，以減少加工中的變形，同時改善加工性。副變速撥叉毛坯圖6工序設計6.1 選擇加工設備與工藝裝備6.1.1 選擇機床(1) 工序1、2是粗銃。各工序的步數不多，成批生產

10、不要求很高的生產率，故選擇立式銃床就能滿足要求，本零件外輪廓尺寸不大，精度要求不高，選用最常用的X51。(2) 工序3為孔加工，且一次定位需完成三個工步，可選用Z525的四聯鉆床，并采用隨行夾具。(3) 工序4為粗銃，且工步數較少，精度要求不高，選用最常用的X51。(4) 工序5、6為半精銃，工步數較少，精度要求不高，選用最常用的X51。(5) 工序7粗銃，精度要求不高，選用最常用的X51。(6) 工序8為鉆孔，精度要求不高，選用最常用的Z525。6.1.2 選擇夾具在各工序中由于是大批量生產，所以都采用專用夾具。6.1.3 選擇量具本零件屬于大批生產，一般采用通用量具，對于精度要求高，不易測

11、量的可采用專用夾具。6.1.3.1 選擇各軸向測量量具工序2中要保證小24圓柱兩端面的距離為70mm且未標注公差，取IT14級，T=0.74mm按計量器具的不確定度選擇該表面加工時所用的量具，由于它所對應的不確定允許值為0.054mm所以可選分度值為0.05mm的游標卡尺。即取測量范圍為0-150mm分度值為0.05mm的游標卡尺。在此工序中，還要保證撥叉兩叉頭的厚度為8mm未標注公差，取IT14級，T=0.36mm不確定允許值為0.029mm所用的量具為分度值為0.02mm的游標卡尺。即取測量范圍為0-150mm分度值為0.02mm的游標卡尺。兩個外部軸向測量在同一工序中，故可采用其中一個精

12、度較高的游標卡尺即可，故選用范圍為0-150mm分度值為0.02mm的游標卡尺。工序6中，加工撥叉的右側，且保證與小24mnH柱右端面的距離為5mm由于未標注公差，取IT14級，T=0.30mm其不確定允許值為0.016mm,故選用的量具為分度值為0.01mm的游標卡尺，測量范圍為0-100mm工序7中加工撥叉的左側，且保證撥叉厚度為6；.24mm此時可采用專用量具，通規、止數如下：6.1.3.2 選擇加工孔用量具工序3中加4H9經過鉆、擴、較三次孔加工，鉆孔至12mm擴孔至13.8209mm錢孔至1400043mm(1) 鉆孔時采用標準鉆頭，且其精度要求低，可不需要量具；(2) 擴孔時，按計

13、量器具的測量方法極限誤差選擇量具，由于公差等級為IT9,則K=20%Am=KT=0.2M0.09=0.018mm3可選擇測量范圍為50-100mmffi游標卡尺，分度值為0.01mm(3) 較孔時，由于精度要求較高，加工每個工件都要進行測量，故宜選擇極限量規，其具體尺寸如下：通規、止規工序8中，鉆48.7mm的內孔時由于采用標準鉆頭，且其精度要求低，可不6.1.3.3 選擇加工所用的量具銃槽時，由于采用了標準刀具，平時無需測量，但刀具磨損到一定時候時，應進行測量以便及時更換刀具，此時可以選擇通用量具。槽的精度為13級，T=0.27mm,其不確定允許值為0.016mm故選用的量具為分度值為0.0

14、1mmW游標卡尺，測量范圍為0-100mm6.2 確定工序尺寸確定工序尺寸的一般方法，由表面加工的最后工序往前推，最后工序的工序尺寸按零件圖的要求標準。當無基準轉換時，統一表面多車加工的工序尺寸（或工步）的加工余量有關。當基準不重合時，工序尺寸應用尺寸鏈計算。6.2.1 確定內孔的工序尺寸內孔表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關。前面已確定零件各工序的加工余量，現由后往前計算工序尺寸。中間工序尺寸的公差按加工方法的經濟精度確定。本零件各內孔的各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度如下表所示。表2內孔的各工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度工表面加工序雙邊余量工序尺寸及公差表面粗糙度鉆

15、擴錢鉆擴錢44擴錢14H960.90.1小12M3.8109*1400.°43Ra25amRa6.3amRa3.2m8.74.35小8.7Ra25am一一6.2.2確定軸向工序尺寸圖3工序軸向尺寸6.2.2.1 確定各加工面的工序尺寸表3各加工面的工序尺寸工序加工表面總加工余量工序加工余量11、3023123304316510651076106.2.2.2 確定工序尺寸L26、L12、L35該尺寸在工序6和工序2中應達到零件的圖樣要求，則，L26=64：24mmL12=70mmL35=5mm6.2.2.3 確定工序尺寸L25、L22、LL31該尺寸只與加工余量有關，所以L25=L26

16、+1=7mmL22=L25+1=8mmL11=L12+3=73mmL31=L35-1=4mm1.1 .2.4確定工序尺寸L4尺寸L4徐階工藝尺寸鏈來確定。工藝尺寸鏈如圖4所示。圖4含尺寸L4的工藝尺寸鏈尺寸L4的基本尺寸：L4(基)=70-5-3-50.5mm=11.5mm尺寸L4的上偏差：EI(L4)=-(-0.12)-(-0.15)=0.27mm尺寸L4的下偏差：ES(L4)=-0.06-0.15=-0.21mm所以L4的尺寸為：L4=11.5127mrm此尺寸為槽14H13mm勺中心線距外圓柱左端面的距離。7確定切削用量及時間定額1.2 銃*24mn#圓柱兩端面以及兩叉頭左右兩側加工條件

17、：被加工材料KTH350-10其最小抗拉強度為330MPa最低延伸率為10的黑心可鍛鑄鐵。零件大小為x=70mmy=85mm加工要求：粗銃巾24右端面，加工余量為3mm1、刀具選擇：選擇硬質合金端銃刀YG8銃刀直徑80mm背吃刀量ap<4,pae<60,齒數12。2、切屑深度：因為加工余量較小，一次走刀即可完成。即aD=3mm。p3、選用銃床：查機械制造技術基礎課程設計指南，選用X51立式銃床，同時查得主軸轉速：100r.min/電動機功率：4.5kw。4、確定切削速度和工作臺每分鐘進給量fMzo查機械制造技術基礎課程設計指南表2-17中公式計算Vc二由?-0口：pkv查表mxvy

18、zUvPvapfzaezCv=548,kv=1,T=120min,m=0.33,ap=3,Xv=0.17yv=0.1具=2,川=0.22Vc=74.8m/min5、工時定額的確定完成零件加工的一個工序的時間定額公式：Td=Tj+Tf+又+Tx+Tz/N其中Td-單件時間定額；Tj-基本時間；Tf-輔助時間；Tb-布置工作時間；TX-休息及生理需要時間；Tz-準備與終結時間；N-一批零件的數量。基本時間：Tj+l1+l2il=0.5(d7d2-a2)+2/2=3計算可得fMzTj=0.4min.輔助時間：Tf=0.2Tj=0.08min.布置工作時間：Tb=0.05*0.48=0.024min.

19、休息及生理需要時間Tz=0.03*0.480.02min準備與終結時間在中批量生產中可以忽視工時定額T=0.53min1.3 力口工M4H9內孑L加工條件：被加工材料KTH350-10其最小抗拉強度為330MPa最低延伸率為10的黑心可鍛鑄鐵，孔直徑為14mm鉆孔至12mm擴孔至13.8mm較至14mm1,選擇刀具：鉆孔時，高速鋼，鉆頭直徑12mm擴孔時，高速鋼，擴孔刀直徑13.8mm較孔時，YG8較刀直徑為14mm進名&量f<0.3mm/r,切削速度VcGdozvTmapxfyv查機械制造技術基礎課程設計指導表，算得 vc = 12.1m/min擴孔時，硬質合金，擴孔刀直徑13

20、.8mm2,選用鉆床：查機械制造技術基礎課程設計指導表，選用立式鉆床Z525。主軸最大行程175mm主軸轉速97r/min,主軸最大轉矩245.25N,功率2.8kw。3,時間定額的確定完成零件加工的一個工序的時間定額公式：Td=Tj+Tf+七十Tx+Tz/N其中Td-單件時間定額；Tj-基本時間；Tf-輔助時間；Tb-布置工作時間；Tx-休息及生理需要時間；Tz-準備與終結時間；N-一批零件的數量鉆孔的基本時間：Tj=tj;l1=Dcotkr+2山=3；計算可得:jfnfn2Tj=3.8min輔助時間：Tf=0.2Tj=0.76min.布置工作時間：Tb=0.05*3.8=0.19min.休

21、息及生理需要時間Tz=0.03*3.80.11min準備與終結時間在中批量生產中可以忽視。工時定額Td=TjTf幾TxTz/N=4.86minLlLLD-d.一擴孔的基本時間：Tj='=ll1l2;l1=D9cotkr+2;l2=3;計算可得:fnfn2Tj=5.1min輔助時間：Tf=0.2Tj=1.02min.布置工作時間：Tb=0.05*5.1=0.26min.休息及生理需要時間Tz=0.03*5.10.15min準備與終結時間在中批量生產中可以忽視。工時定額Td=TTf又TxTz/N=6.53min較孔的基本時間：Tj=上="j；li=2cotkr+2;l2=3;計算

22、可得:fnfn2Tj=4.9min輔助時間：Tf=0.2Tj=0.98min.布置工作時間：Tb=0.05*4.9=0.25min.休息及生理需要時間Tz=0.03*4.90.15min準備與終結時間在中批量生產中可以忽視。工時定額Td=TjTfTbTxTz/N=6.28min加工44H9mmi所用的額定工時為：T=17.6min1.4 加工帕.7mml加工條件：被加工材料KTH350-10其最小抗拉強度為330MPa最低延伸率為10的黑心可鍛鑄鐵，孔直徑為8.7mm直接鉆孔至8.7mm1,選擇刀具：鉆孔時，高速鋼，鉆頭直徑8.7mm進名&量f<0.3mm/r,切削速度 Vc =

23、cvdfy kvTmap f v查機械制造技術基礎課程設計指導表2-13算得V=12.1m/min。c2,選用鉆床：查機械制造技術基礎課程設計指導表5-64,選用立式鉆床Z525。主軸最大行程175mm主軸轉速97r/min,主軸最大轉矩245.25N,功率2.8kw03,時間定額的確定完成零件加工的一個工序的時間定額公式：Td=Tj+Tf+又+Tx+Tz/N其中單件時間定額；Tj-基本時間；T輔助時間；工-布置工作時間；Tx-休息及生理需要時間Td;Tz-準備與終結時間；N-一批零件的數量。鉆孔的基本時間：Tj“"Dcotkr+2/2=3;計算可得：jfnfn2Tj=2.3min輔

24、助時間：Tf=0.2Tj=0.46min.布置工作時間：Tb=0.05*2.3=0.12min.休息及生理需要時間Tz=0.03*2.3=0.07min準備與終結時間在中批量生產中可以忽視。工時定額Td=TjTfTbTxTz/N=2.95min加工87H13mml所用的額定工時為:2.95min1.5 銃槽1、加工情況：銃槽寬：14mm槽長度：19mm槽7泵度16mm被加工材料KTH350-10其最小抗拉強度為350MPa最低延伸率為10的黑心可鍛鑄鐵。2、選用刀具：YG8®質合金盤銃刀。銃刀直徑為80mm寬度14mm齒數20。3、選機床：查機械制造技術基礎課程設計指南表5-74,選

25、用X62型臥式銃床。機床功率為7.5kw。每齒進給量為0.06-0.1mm/z。取f=0.08mm/z。確定切屑速度和工作臺每分鐘進給量fMz。查機械制造技術基礎課程設計指南表2-17中公式計算Vc =Cvd。_ mxvyz uv PvT apfz ae zkv式中,-18 -Cv=48.qv=0.25,xv=0.1,yv=0.2,uv=0.3pv=0.1,m=0.2,T=120min,ap=16mm,fz=0.8mm/z,ae=14mm,z=20,d=125mm,kv=1.0計算得v=25.4m/minn=54=64.68r/min二 125根據X62型臥式銃床工作臺進給表，選擇n=60r/min=1r/s,則實際的切削速度v=0.36m/s,工作臺每分鐘進給量為：fMz=0.08*20*60=96mm/min根據X62型臥式銃床工作臺進給表，選擇fMz=75mm/min。則實際的每齒75進給重為fz=0.063mm/z20*605,工時定額的確定完成零件加工的一個工序的時間定額公式：Td=Tj+Tf+又+Tx+Tz/N其中Td-單件時間定額；Tj-基本時間；Tf-輔助時間；又-布置工作時間；Tx-休息及生理需要時間；