课程设计（工艺）说明书

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前言 ................................................................................................................................ 1 一、零件的分析 ............................................................................................................ 1 1.1零件的作用 .......................................................................................................... 1 1.2零件的工艺分析 .................................................................................................. 1 1.3零件的生产类型 .................................................................................................. 1 二、工艺规程设计 ........................................................................................................ 1 2.1确定毛坯的制造形式 .......................................................................................... 2 2.2基面的选择 .......................................................................................................... 2 2.1.1 粗基准的选择 ............................................................................................. 2 2.1.2 精基准的选择 ............................................................................................. 2 2.3制定工艺路线 ...................................................................................................... 2

2.3.1

工艺路线方案 ................................................................................................ 2

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 .................................................. 3

2.4.1

外圆表面（Φ24） ......................................................................................... 3 2.4.2

外圆端面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（Φ14端面） .......... 3

2.4.3φ14已铸成φ11的孔 ................................................................................ 3 2.4.4 叉头面距端面长度加工余量 ..................................................................... 4 2.4.5铣凸耳内表面余量 .................................................................................... 4 2.4.6 叉头两相对内表面的加工余量 ................................................................. 4 2.4.7 扩φ8.7孔的余量 ..................................................................................... 4 2.4.8 其他尺寸直接铸造得到 ............................................................................. 4 2.5确立切削用量及基本工时 ................................................................................. 4 2.5.1工序一 .......................................................................................................... 5 2.5.2 工序二 ......................................................................................................... 6 2.5.3 工序三 ......................................................................................................... 6 2.5.4 工序四 ......................................................................................................... 7 2.5.5 工序五 .......................................................................错误！未定义书签。

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2.5.6 工序六 .......................................................................错误！未定义书签。三、专用夹具设计 .................................................................................................... 10 3.1问题的提出 ........................................................................................................ 10 3.2夹具设计 ............................................................................................................ 10 3.2.1 定位基准的选择 ....................................................................................... 10 3.2.2 切削力和夹紧力计算 ............................................................................... 11 3.2.3 定位误差分析 ........................................................................................... 13 3.2.4 夹具设计及操作的简要说明 ................................................................... 14 参考文献 ...................................................................................................................... 15

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前言

机械制造工艺学课程设计是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学习中占有重要的地位。

就我个人而言，通过这次工艺课程设计，使我能够熟悉运用了相关手册图表，对识图、制图、运算及编制文件各个方面都得到了长足的进步，同时我也把这次课程设计当做一次很真实的岗前练兵，希望能通过这次课程设计，能够使我面对问题时能够更理性，更勇敢。

这个题目不仅仅是我一个人的，这是我们两个人的成果，这使我第一次感到了团队我们配合的很默契，也很成功，尽管结果可能不像老师预期的那样好，但是我们都已经很尽力了，只因基础知识不够扎实，水平有限，希望指导老师帮助指导。

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一、零件的分析

1.1零件的作用

题目所给的零件是铣床的副变速拨叉。它位于铣床变速机构中，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。零件上方的φ14孔与操纵机构相连，二下方的叉头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。 1.2零件的工艺分析

该零件属叉架类零件，它加工的表面不是很多，各表面的加工精度和粗糙度都容易获得。叉口相对两凸耳呈108度分布，其径向设计基准是φ14mm孔的轴线，轴向设计基准是φ24mm外圆表面。该零件的表面精度要求不是很高，很好加工。 1.3零件的生产类型

根据设计题目知：结合生产实际，备品率α和废品率β分别取为10%。得年生产纲领N = 3000件/年。

零件是机床上的拨叉，查表2—1可知其属轻型零件，生产类型为中批生产。

二、工艺规程设计

2.1确定毛坯的制造形式

零件材料为KHT350-10。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 2.2基面的选择

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基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择。

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ24孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这个φ24作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。

（2）精基准的选择。

主要应该考虑基准重合的问题。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，此处不再重复。

2.3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技

术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,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

工序一以φ24外圆及两凸耳端面定位，粗铣有叉头的端面，粗铣两叉

头外表面。

工序二粗镗φ14孔，半精镗φ14孔，精镗φ14孔。

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工序三反转工件以叉头表面和φ14圆孔定位加工另一端面。

工序四以外圆φ24定位，粗铣凹槽的两内表面。

工序五以精镗后的φ14孔与短面定位，粗铣两叉头内表面，半精铣两叉头内表面并倒角。工序六扩φ8.7的孔。工序七钳工去毛刺。工序八终检。

上面工序可以适合大多数生产，再看另一方案。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

“铣床副拨叉”；零件材料为KHT350-10，硬度300-450HB，生产类型为中

批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

（1）外圆表面（φ24）

考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。

（2）外圆端面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ14端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表3.1～26，取 φ25，端面长度余量均为2（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 2mm

（3）内孔（φ14已铸成φ11的孔）

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查《工艺手册》表2.2～2.5，为了节省材料，取φ14孔已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为5.5mm。

工序尺寸加工余量：

粗镗：双边余量2.0mm 精镗：双边余量1.0mm （4）叉头面距端面长度加工余量

铸出叉头端面至φ24端面的距离为8mm，余量为1mm。工序尺寸加工余量：粗铣端面余量 1 mm 。另一端工序加工余量：粗铣端面余量1mm 。（5）铣凸耳内表面余量

粗铣余量：两面都为1.5mm （6）叉头两相对内表面的加工余量粗铣：两表面都为1.0mm (7) 扩φ8.7孔的余量扩孔双边余量0.7mm （8）其他尺寸直接铸造得到

由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。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认。 2.5确立切削用量及基本工时

工序一以φ24外圆为粗基准，粗铣φ24孔端面。（1）加工条件

工件材料：KHT350,σb =500MPa ,HB=300~450,铸造。加工要求：粗铣φ24孔端面。

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机床： XA5032型卧式铣床。

刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,

齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝0°后角α＝15°，副后角αo’=10°，刀齿斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1.5mm。

（2）切削用量 1）铣削深度

因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）每齿进给量

机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.08~0.15mm/z。选较小量f=0.15 mm/z。 3）查后刀面最大磨损及寿命查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

4）计算切削速度按《切削手册》，查得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s计算切削速度按《2》表14，vc? V=98mm/s

n=439r/min

Vfcvd0qvpvkv mTapxvfzyvaeuvz=490mm/s

5）计算基本工时

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粗铣两端面用时T1＝8s。粗铣叉头的两侧面用时为T12=4s

工序二粗镗，半精镗φ14孔。

（1）加工条件

工件材料：KHT350-10,σb =500MPa HB=300~450,铸造。加工要求：粗镗，半精镗φ14孔。机床： C620-1型卧式车床。

刀具： W18Cr4V硬质合金钢镗刀,牌号YG15，直径10mm圆形镗刀。 a p=1，f=0.12-0.16mm/r ，v=380r/min 粗镗孔时间，T2=70s，半精镗φ14孔

机床： C620-1型卧式车床。

刀具： W18Cr4V硬质合金钢镗刀,牌号YG15，直径10mm圆形镗刀。 a p=0.5，f=0.15mm/r ，v=380r/min 半精镗φ14孔时间，T21=70s

工序三加工另一端面加工条件

工件材料：KHT350,σb =500MPa ,HB=300~450,铸造。加工要求：粗铣φ24孔端面。机床： XA5032型卧式铣床。

刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,

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齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝0°后角α＝15°，副后角αo’=10°，刀齿斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1.5mm。（2）切削用量 1）铣削深度

因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）每齿进给量

机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.08~0.15mm/z。选较小量f=0.15 mm/z。 3）查后刀面最大磨损及寿命

查《机械切削用量手册》表8，寿命T=180min 4）计算切削速度按《2》表14，vc? V=1.84

n=7.32

Vfcvd0qvpvkv mTapxvfzyvaeuvz=6.44

5）计算基本工时

粗铣两端面用时T1＝8s。粗铣叉头的两侧面用时为T12=4s 工序四加工凹槽内表面

机床： XA5032型卧式铣床。刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号 YG15。跟据表5-113，铣刀几何形状为γ0=12，后角α＝8°，主刃Kr=90°,,副刃Kr’=5°。

i.被吃刀量：ap=1/2mm。

ii.确定进给量f 跟据表1-116，选择f=0.3mm/r。

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iii.选择铣刀磨钝标准及耐用度

跟据表5-119，铣刀后刀面磨损量最大取为0.4mm耐用度T=30min。

iV.确定切削速度v 根据表5-120，当用YT15硬质合金到加工σb =300-450Mpa ap<1.4mm，f<0.38mm/r时，切削速度v=156m/min。 v=156×0.81×1.15=145.3m/min vc=?d0n(2) 基本时间粗铣时间T=8s。

工序五加工叉头内表面

机床： XA5032型卧式铣床。

刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝0°后角α＝15°，副后角αo’=10°，刀齿斜角λs=－15°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1.5mm。（2）切削用量 1）铣削深度

因为切削量较小，故可以选择ap=1mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）每齿进给量

机床功率为10kw。查《切削手册》f=0.08~0.15mm/z。选较小量f=0.15 mm/z。 3）查后刀面最大磨损及寿命

1000 n=390r/min

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查《机械切削用量手册》表8，寿命T=180min 4）计算切削速度按《2》表14，vc? V=1.84

n=7.32

Vf=6.44 5）计算基本工时

粗铣两端面用时T1＝4s。

工序六以φ8.7孔上端面为基准，钻、扩φ8.7孔，孔的精度达到IT10。（1）选择钻床及钻头

选择Z5125A钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=8mm，钻头采用双头刃磨法。（2）选择切削用量 1）决定进给量

由do=8mm,查《2》表5 按钻头f?0.47~0.57mm/r

按机床强度查[1]表10.1-2选择f?0.056~1.8mm/r 最终决定选择机床已有的进给量f?0.48mm/r。 2）耐用度

查[2]表9

T=4500s=75min

3）切削速度

查《1》表10.1-2

cvd0qvpvkv mTapxvfzyvaeuvz中北大学课程设计说明书

n=50-2000r/min 取n=1000r/min.

（3）计算工时

tm1?L32?11??0.089minnf0.48?1000

由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩钻：选高速钢扩孔钻 n?1000r/min f?0.7~0.8mm/r d0?8.7mm tm2?L32?11??0.06minnf0.75?1000

3、夹具设计

设计工序——钻，扩φ8.7孔的夹具。 3.1问题的提出

本夹具要用于钻，扩φ8.7孔，对槽φ8.7孔的要求有：精度等级为IT12级，深度43mm 精度等级为IT12级，孔两侧面粗糙度为12.5。因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证孔的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。

3.2夹具设计

3.21定位基准的选择

拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设

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计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。Φ19的圆柱和其一端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择φ19的圆柱和其上一侧面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以φ19圆柱和其上端面作为定位夹具。

为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。

3.22切削力和夹紧力计算

（1）刀具：

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=8mm，机床： Z5125A钻床，

由[3] 所列公式得 F?CFapXFqVfzzaeFzwFyud0n

查表 9.4—8 得其中：修正系数kv?1.0

CF?30 qF?0.83 XF?1.0

yF?0.65 uF?0.83 aP?8 z=24 wF?0 代入上式，可得 F=1200.5N

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因在计算钻削力时，须把安全系数考虑在内。

安全系数 K=K1K2K3K4 其中：K1为基本安全系数1.5 K2为加工性质系数1.1 K3为刀具钝化系数1.1 K4 为断续切削系数1.1

所以 F??KF?1775.7N