机械制造技术基础课程设计指导书

('机械制造技术基础课程设计指导书辽宁工程技术大学二OO八年三月前言2目录第一章概述…………………………………………1第一节课程设计的目的………………………………………………1第二节课程设计的要求………………………………………………1第三节课程设计的时间安排…………………………………………5第四节课程设计的成绩考核…………………………………………5第五节其他要求………………………………………………………6第六节课程设计内容及步骤…………………………………………6第二章课程设计实例………………………………24第一章概述3第一节课程设计的目的本课程设计是重要的实践教学环节之一。是在完成生产实习，学完机械制造技术基础和其它专业课程之后进行的。学生通过该课程设计，将所学理论与生产实践相结合，得到解决问题和分析问题能力的初步培养,另外也为以后搞好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练。通过该课程设计，学生应在下述各方面得到锻炼：1．使学生具有制定工艺规程的初步能力。能综合运用机械制造技术基础和其他课程的基本理论和方法，正确的制定一个零件的机械加工工艺规程。2．具有设计专用夹具的初步能力，提高结构设计能力。3．结合工艺设计内容，能够熟练的应用工艺计算方法，正确的进行工艺计算，如工艺参数、切削力、切削功率、切削速度、定位误差、夹紧力等。4．进一步提高查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。5．通过设计的全过程，使学生学会进行工艺设计的程序和方法，培养独立思考和独立工作的能力。第二节课程设计的要求机械制造技术基础课程设计题目一律定为：××零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计。课程设计题目由指导教师指定，经教研室主任审查签字后发给学生。生产纲领为中批或大批生产。设计的要求包括如下几个部分：1．绘制零件图1张2．毛坯图1张3．编制机械加工工艺过程综合卡片1张4．编制零件的机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片）1张5．绘制夹具装配图（A0或A1）1张6．绘制夹具体零件图1张7．编写课程设计说明书（约6000——8000字）。1份说明书主要包括以下内容（章节）（1）．目录（2）．摘要（中外文对照的，各占一页）4（3）．零件工艺性分析（4）．机械加工工艺规程设计（5）．指定工序的专用机床夹具设计（6）．方案综合评价与结论（7）．体会与展望（8）．参考文献课程设计说明书格式见附录1第三节课程设计的时间安排本课程设计要求在3周内完成。1.第l～2天查资料，熟悉题目阶段。2.第3～7天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的工艺过程综合卡片和机械加工工艺卡片。3．第8～10天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4．第11～13天，完成夹具总装图的绘制。5．第14～15天，零件图的绘制。6．第16～18天，整理并完成设计说明书的编写。7．第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8．第20～21天，答辩第四节课程设计成绩的考核课程设计的全部图纸及说明书应有设计者及指导教师的签字。未经指导教师签字的设计，不能参加答辩。由相应教师组成答辩小组，设计者本人应首先对自己的设计进行5分钟的讲解，然后进行答辩。每个学生的答辩总时间，一般不超过15分钟。课程设计成绩根据平时的工作情况，工艺分析的深入程度，工艺装备的设计水平，图纸的质与量，独立工作能力以及答辩情况等综合衡量，由答辩小组讨论评定。成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设5计过程中勤奋好学、有创新思想；良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显；及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够：不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。第五节其他要求1．要求学生在“制造技术基础课程设计”阶段，全力以赴完成课程设计任务，并经常与指导教师沟通，指导教师要认真负责，及时掌握学生的设计进度和情况，使设计有条不紊地进行，直到圆满完成设计任务。2．按照学校规定，设计资料（含电子文档）交学院统一存档。3．课程设计说明书一律用B5纸、纵向打印，书写格式参见附录1。第四节课程设计内容及步骤机械制造工艺设计题目决定设计内容。其内容应根据本专业的培养目标，使学生受到必要的基本训练。在选题时应充分考虑实现综合训练，要求题目具有一定的先进性，最好结合生产实际。这类题目是按指定零件制定其机械加工工艺规程，设计指定工序的专用机床夹具。零件最好是工厂正在改进的生产产品。设计内容主要包括如下内容：（1）．分析研究零件的工作图（2）．确定毛坯的类型、制造方法（3）．编制机械加工工艺规程（4）．机床夹具设计（5）．编写设计计算使用说明书1．对零件进行工艺分析，画零件图。学生在得到设计题目之后，应首先对零件进行工艺分析，其主要内容包括，①对零件的作用及零件图上的技术要求进行分析；②对零件主要加工表面的尺寸，形状及位置精度，表面粗糙度、以及设计基准等进行分析；6③对零件的材质，热处理及机械加工的工艺性进行分析。画被加工件零件图的目的是加深对上述问题的理解，并非机械地抄图，．绘图过程应是分析认识零件的过程。零件图上如有遗漏、错误、工艺性差或不符合标准的地方，应提出修改意见，经指导教师认可后，在绘图时加以改正。学生应按机械制图国家标准仔细绘制，，除特殊情况经指导教师同意外，均按1，1比例画出。零件图标题栏如图1-1所示。如果有条件，可以在计算机上对零件进行三维造型、创建二维工程图，然后打印，效果更佳。图1-1零件图标题栏2.选择毛坯的制造方式。毛坯分为铸件、锻件、焊接件和型材等。选择毛坯应该以生产批量的大小、零件的复杂程度，加工表面及非加工表面的技术要求等几方面来综合考虑。正确地选择毛坯的制造方式，可以使得整个工艺过程经济合理，故应慎重进行。在通常情况下，应主要以生产性质来决定。其工作步骤为：①根据生产类型、零件结构、形状、尺寸、材料等选择毛坯种类和制造方式②确定各加工表面的总余量（毛坯余量）及毛坯尺寸公差；③绘制毛坯图。a）毛坯图的表示毛坯总余量确定以后，便可绘制毛坯图。其表示方法如下:以实线表示毛坯表面轮廓，以双点划线表示经切削加工后的表面，在剖视图上可用交叉线表示加工余量；毛坯图上的尺寸值包括加工余量在内。可在毛坯图上注明成品尺寸（基本尺寸）但应加括号；在毛坯图上可用符号表示出机械加工工序的基准；在毛坯图上注有零件检验的主要尺寸及其公差，次要尺寸可不标注公差；7在毛坯图上注有材料规格及必要的技术要求、如材料及规格、毛坯精度、热处理及硬度、硬度、圆角半径、分模面、拔模斜度、内部质量要求（气孔、缩孔、夹砂）等。b）毛坯图的绘制方法毛坯图的绘制方法①用粗实线表示毛坯表面形状，以双点划线表示经切削加工后的表面；②用双点划线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将确定的加工余量叠加在各相应被加工表面上，即得到毛坯轮廓，用粗实线表示。注意画出某些特殊余块，例如热处理工艺夹头、机械加工用的工艺搭子等。比例1：1。③和一般零件图一样，为表达清楚某些内部结构，可画出必要的剖视图＿、剖面图。对于由实体上加工出来的槽和孔，不必专门剖切，因为毛坯图只要求表达清楚毛坯的结构。3.制订零件的机械加工工艺路线。①制定工艺路线。在对零件进行分析的基础上，制订零件的工艺路线。对于比较复杂的零件，可以先考虑几个加工方案，经分析比较后，再从中选择比较合理的加工方案。②选择定位基准，进行必要的工序尺寸计算。根据粗、精基准选择原则，合理地选定各工序的定位基准。当某工序的定位基准与设计基准不相符时，则需对它的工序尺寸进行换算。③选择机床及工、夹、量，刃具。机床设备的选用应当既要保证加工质量，又要经济合理。在成批生产的条件下，一般是采用通用机床和专用工夹具。④加工余量及工序间尺寸与公差的确定。根据工艺路线的安排，要求逐工序、逐表面的确定加工余量。其工序间尺寸公差，按经济精度确定。一个表面的总加工余量，应为该表面各工序间加工余量之和。在本设计中，学生可根据指导教师的决定，利用计算法计算出一～二个表面的各工序加工余量、公差及总余量与公差。其余各表面的余量及公差，则可利用查表法直接从《机械制造工艺设计手册》或本课程设计指导书的附本（第？章）中查得。⑤切削用量的确定。在机床、刀具，加工余量等已确定的基础上，要求学生用公式计算出—道工序的切削用量，其余各工序的切削用量可由本课程设计指导书的附本（第？章）或《切削用量简明手册》中查得。8⑥计算时间定额。本设计作为一种对时间定额确定方法的了解，可只确定1~2道工序的单件时间定额，可采用查表法或计算法确定。⑦画毛坯图。在加工余量已确定的基础上画毛坯图。毛坯的轮廓要求用实线绘制，零件的实际尺寸用双点画线绘出，比例取1：1。同时，应在图上标出毛坯的尺寸、公差、技术要求、毛坯制造的分模面、圆角半径和拨模斜度等。⑧填写机械加工工艺过程卡片及工序卡片。将前述各项内容以及各工序加工简图一并填入规定的过程卡片及工序卡片上。卡片的格式见图1-2和图1-3(或者将各数据及加工设备填入机械加工工艺过程综合卡片上。卡片的尺寸规格见图1-4)。表1-21，注意修改错误图1-2机械加工工艺过程卡片9图2机械加工工艺过程表1-22，注意“厂名”改为“校名”图1-3机械加工工序卡片10图1-4机械加工工艺综合卡片a)工序简图可按比例缩小，并尽量用较少的投影绘出。简图中的加工表面用粗实线表示。对定位、夹紧表面应以规定符号标明。最后，应标明各加工表面11在本工序加工后的尺寸，公差及表面粗糙度。b)工序简图中定位、夹紧符号应符合机械制造工艺标准(应采用最新的)规定，定位符号、定位点的表示方法、图形比例见图1-5。定位、夹紧符号线条按机械制图规定的图线宽度b/2~2b/3，符号高度应和工艺图中数字高度一致。表1-1~表1-5由JB/T5061-91标准摘录的相关内容，可作为参考。(a)(b)图1-5定位符号、定位点的表示方法（摘自JB/T5061-91）(a)定位符号(b)定位点的表示方法及图形比例表1-1定位支承符号固定式圈中应加点（参表1-5）12表1-2辅助支承符号表1-3夹紧符号“手动夹紧”应加点（参表1-5）表1-4常用装置符号13（续）14可再参，《邹青》P7表1-5，2后2行15表1-5定位、夹紧符号与装量符号综合标注示例5、6、7两列图串位了：5-左-6右，6-左-7右，7-左-5右，16（续）17（续）18（续）19可再参，《邹青》P7表1-5，3后2行4.工艺装备的结构设计。要求学生设计加工给定零件所必需的夹具1套。具体的设计项目可根据加工的需要，由学生本人提出并经指导教师同意后确定。所设计的夹具零件数以20～40件为宜，即应具有中等以上的复杂程度。夹具的设计过程，实际上就是按工序要求实现工件的定位和夹紧结构化的过程。夹具的定位要满足以下三方面：工件在夹具中的正确定位、夹具相对刀具的正确定位以及夹具相对机床的正确定位。结构设计的具体步骤如下：①⑴确定设计方案，绘制结构原理示意图。设计方案的确定是一项十分重要的设计程序。方案的优劣往往决定了夹具20设计的成功与失败。因此，必须充分地进行研究和讨论，以确定最佳方案，而不应急于绘图，草率从事。学生在确定夹具设计方案时应当遵循的原则是：确保加工质量，结构尽量简单，操作省力高效,制造成本低廉。如果单独拿出这四条原则来分析，有些是互相矛盾的。而设计者的任务，就是要在设计实践中，综合上述四条原则，进行通盘考虑。亦即灵活运用所学的知识，结合实际情况，注意分析研究，考虑互相制约的各种因素，确定最合理的设计方案。②选择定位元件，计算定位误差。在确定设计方案的基础上，应按照加工精度的高低，需要消除不定度的数目以及根据粗、精加工的需要，按有关标准正确地选择定位元件。选择好定位元件之后，还应对定位误差进行计算。计算结果如超差时，需要改变定位的方法或提高定位元件、定位表面的制造精度，以减少定位误差，提高加工精度。有时甚至要从根本上改变工艺路线的安排，以保证零件的加工能顺利进行。③计算所需的夹紧力，设计夹紧机构。设计时所进行的夹紧力的计算，实际上是经过简化了的计算。这种简化主要是考虑零件在切削力、夹紧力的作用下，按照静力平衡条件而求得的理论夹紧力。为了保证零件装夹的安全可靠，实际所需的夹紧力应比理论夹紧力大。为此应对理论夹紧力乘以安全系数K。K的大小可由有关手册中查得，一般K：1.5~2.5。具体程序可见本书第？章。应该指出，由于加工方法，切削刀具以及装夹方式千差万别，在有些情况下，夹紧力的计算是没有现成的公式可以套用的。所以需要同学们根据过去所学的理论进行分析研究，以决定合理的计算方法。夹紧机构的功用就是将动力源的力，正确地、有效地施加到工件上来。同学可以根据具体情况，选择并设计杠杆、螺旋、偏心和铰链等不同的夹紧机构，并配合手动，气动或液动的动力源，将夹具的设计工作逐步完善起来。④画夹具装配图画夹具装配图是夹具设计工作中重要的一环。同学在画夹具图时，应当注意和遵循以下几点。a)本设计中，要求按1:1的比例画夹具总装图。被加工零件在夹具上的21位置，要用双点画线表示，夹紧机构应处于“夹紧”的位置上。b)注意投影的选择。应当用最少的投影将夹具的结构完全清楚地表达出来。因此在画图之前，应当仔细考虑各视图的配置与安排。c)所设计的夹具，不但机构要合理，结构也应当合理，否则都不能正常工作。如图1-6a所示，是属于机构不合理的一例：一个圆形零件用V形块定位，并用二个压板夹紧。由于这个夹具是用双向正反螺杆带动二个压板作自动定心夹紧，因此这个零件存在有重复定位，因而夹具在机构上是不合理的。图1-6是经过修改后的设计，零件仍由V形块定位，双头螺杆——压板系统可以沿横向移动，而且只起压紧作用，从而解决了重复定位问题。图1-6夹具机构例图图1-7所示为一个铰链夹紧机构的例子。从机构学的角摩考虑，它是合理的但是，当铰链机构中的滚子、销轴磨损或出现制造、装配误差时，滚子的移动会超过死点而最终导致机构的失效。因此这个夹具还有不合理之。如果在拉杆上增加一调整环节（如图1-8所示），那么这套夹具不但在机构上是合理的，在结构上也是合理的了。22图1-7铰链夹紧机构实例（在机构上是合理的但在结构上是不合理的）图1-8改进后的铰链夹紧机构实例（在机构上和结构上都是合理的）d)要保证夹具与机床的相对位置及刀具与夹具的相对位置的正确性。为此夹具上应具有定位键及对刀装置，这可在有关的夹具设计手册中查得。也可参本书的第？章。e)运动部件的运动要灵活，不能出现干涉和卡死的现象。回转工作台或回转定位部件应有锁紧装置，不能在工作中松动。f)夹具的装配工艺性和夹具零件(尤其是夹具体)的可加工性要好。g)夹具中的运动零部件要有润滑措施，夹具的排屑要方便。h)零件的选材、尺寸公差的标准以及总装技术要求要合理。为便于审查零23件的加工工艺性及夹具的装配工艺性，从教学要求出发，各零部件尽量不采用简化法绘制。装配图的标题栏规格、形式如图1-9图1-9装配图标题栏⑤画夹具体零件图通过夹具体将定位元件、对刀元件、夹紧元件、其他元件等所有装置连接成一个整体。夹具体还用于保证夹具相对于机床的正确位置，铣夹具要有定位键、车床夹具注意与主轴连接的结构设计、钻夹具注意钻模板的结构设计。a)夹具体设计应满足如下基本要求：足够的刚度和强度。设计夹具体时，应保证在夹紧力和切削力等外力作用下不产生过大的变形和振动。必要时，可在适当位置设置若干条加强筋。夹具安装稳定。机床夹重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装基面内。机床夹具高度越大，要求夹具体底平面面积越大。为使夹具安装基面与机床工作台接触良好，夹具体底平面应适当挖空。夹具体结构工艺性良好。便于清除切屑。b)夹具体材料及制造方法夹具体可用铸造或焊接方法制造。由于铸造夹具体具有工艺性良好、吸振性良好、可承受较大的切削力、夹紧力等力的作用特点，所以得到了较广泛的应用铸造夹具体材料，一般采用HT150或HT200两种。夹具体应进行时效处理，以消除内应力。c)夹具体外形尺寸24夹具体制造属单件生产，通常都是参照类似的结构，按经验类比法确定其结构尺寸。实际上在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置、对刀一导向元件以及其他辅助机构和装置在总体上的布置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。表1-1列出夹具体结构尺寸的经验数据。表1-2列出夹具体座耳结构尺寸。表1-1夹具体结构尺寸的经验数据夹具体结构部分经验数据具体壁厚h15~25mm夹具体加强肋厚度(0.7~0.9)h具体加强肋高度不大于5h夹具体壁与壁连接的铸造圆角R=1/5~1/10(h1+h2)）式中h1、h2—圆角相连处的壁厚表1-2夹具体结构尺寸的经验数据d)铸造夹具体的技术铸造夹具体的技术要求，一般有如下规定：铸件不许有裂纹、气孔、砂眼、缩松、夹渣等铸造缺陷；浇口、冒口、结疤、粘砂应清除干净；铸件在机械加工前应经时效处理；未注明的铸造圆角R(3一5)mm；铸造拔模斜度（铸件在垂直分型面的表面需有铸造斜度）；铸造夹具体零件的尺寸公差取值参见表1-3。表1-3铸造夹具体零件的尺寸公差255．编写设计说明书。学生在完成上述全部工作之后，应将前述的工作依先后顺序编写设计说明书一份。要求语言简练，文字通顺。课程设计说明书格式详见附录1。26第二章课程设计实例本章提供一个机械制造技术基础课程设计的实例，以期给学生提供一个符合设计要求的格式，其中包括设计说明书、工艺文件和设计图样。该零件是一个典型的盘套类零件，虽然简单，但其结构、技术要求、基准选择、工艺尺寸确定加工顺序安排、定位夹紧方法等诸方面既有其代表性，又颇具特色，几乎包含了机械制造技术基础课程的大部分内容。当然，希望学生不要拘泥于一种固定的格式，而应根据指导老师的要求，结合自己的题目做出有特色的设计。机械制造技术基础课程设计说明书27设计题目：拨叉零件机械加工工艺规程及加工φ20H8孔工艺装备设计者：班级学号：指导教师：辽宁工程技术大学年月日辽宁工程技术大学机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：设计“离合齿轮”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计“万向节活动叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备内容：1．零件图1张282．毛坯图1张3．机械加工工艺过程卡片1张4．零件的机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片）1张5．夹具装配图1张6．夹具体零件图1张7．课程设计说明书1份原始资料：1．被加工零件的零件图1张2．零件的生产纲领:4000件/年学生：班级学号：指导教师：系（教研室）主任：目录（略）序言机械制造技术基础课程设计是我们在学完了机械制造技术基础和大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕亚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。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。第一节零件的工艺分析及生产类型的确定一、零件的作用题目所给定的零件是CA6140车床主轴箱中运动输人轴I轴上的一个离合29图2-1离合器零件图齿轮（图2-1)，它位于工轴的右端，用于接通或断开主轴的反转传动路线，与其他零件一起组成摩擦片正反转离合器。它借助两个滚动轴承空套在Ⅰ轴上，只有当装在I轴上的内摩擦片和装在该齿轮上的外摩擦片压紧时，Ⅰ轴才能带动该齿轮转动。该零件的68K7mm孔与两个滚动轴承的外圈相配合，71mm沟槽为弹簧挡圈卡槽，94mm孔容纲内、外摩擦片，4~16mm槽口与外摩擦片的翅片相配合使其和该齿轮一起转动，6×1.5mm沟槽和4×5mm孔用于通人冷却润滑油。题目所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉（图2-1为其零件图），它位于传动轴的端部，主要作用之一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两叉头部位上有二个的孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向连轴节的作用。零件,外圆内为花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力用。30二、零件的工艺分析通过对该零件图的重新．绘制J知原民样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但基准孔068K7mm要求R80.8p.m有些偏高。一般8级精度的齿轮，其基准孔要求Ra1.6即可。该零件属盘套类回转体零件，它的所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度都不难获得。4~16mm槽口相对价68K7mm孔的轴线互成90°垂直分布，其径向设计基准是68K7mm孔的轴线，轴向设计基准是90mm外圆柱的右端平面。4×5mm孔在6×1.5mm沟槽内，孔中心线距沟槽一侧面的距离为3mm，由于加工时不能选用构槽的侧面为定位基推，故要精确地保证上述要求则比较困难，但这些小孔为油孔，位置要求不高，只要钻到沟槽之内接通油路即可，加工不成问题。应该说，这个零件的工艺性较好。万向节滑动叉这个零件从图2-1所示的零件图上可以看出，它一共有两组加工表面，而这二组加工表面之间有一定的位置要求，现将这二组加工表面分述如下：（1）以孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：二个的孔及其导角，尺寸为的两个与孔相垂直的平面，还有在平面上的4个螺孔。其中主要加工表面为的两个孔，这图2-1万向节滑动叉零件图注意将重量为5.3kg填进标题栏是用来安装滚针轴承以便安装十字轴的。（2）以花键孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：十六齿方齿花键孔，阶梯孔，以及小的外圆表面和31M60×1的外螺纹表面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：①花键孔与两孔中心联线的垂直度公差为100：0。20；②两孔外端面对该孔垂直度公差为0.1mm；③花键槽宽中心线与中心线偏转角度公差为2°。由以上分析可知，对于津二组加工表面而言，我们我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。三、零件的生产类型依据题目所给的原始资料可知，该零件的生产纲领为4000件/年，零件的重量为5.3kg，查表1-3和1-4邹书，可知其属于轻型零件，生产类型为中批生产。依设计题目知：Q=2000台／年，n=1件／合；结合生产实际，备品率a和废品率分别取为10％和1%。代人公式（2-1)得该零件的生产纲领N=2000×1×(1+10%)×(1+1%)=2222件／年零件是机床上的齿轮，质量为1.36kg,查表2-1可知其属轻型零件，生产类型为中批生产。第二节选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图一、毛坯的选择该零件材料为45钢。考虑到车床在车削螺纹工作中要经常正、反向旋转，该零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由子零件年产量为2222件，属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成形。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。二、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差参见本书第五章第一节，钢质模锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。321．锻件公差等级由该零件的功用和技术要求，确定其锻件公差等级为普通级。2．锻件质量mf根据零件成品质量1.36kg，估算为2.2kg。3．锻件形状复杂系数S该锻件为圆形，假设其最大直径为0121mm，长68mm，则由公式（2-4)皱可得：由于0.358介于0.32和0.63之间，故该零件的形状复杂系数S属S2级。4．锻件材质系数M由于该零件材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。5．零件表面粗糙度由零件图知，除68K7mm孔为以外，其余各加工表面均为。6．确定机械加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂系数查表2-13皱，得单边余量在厚度方向为1.7-2.2mm，水平方向亦为1.7-2.2mm，即锻件各外径的单面余量为1.7-2.2mm，各轴向尺寸的单面余量也为1.7-2.2mm。锻件中心两孔的单面余量按表2-14皱查得为2.5mm.7．确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度。的表面，余量要适当增大。分析本零件，除68K7mm孔为以外，其余各加工表面均为33，因此这些表面的毛坯尺止只需将零件的尺寸加上所查得的余量值即（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据中的小值。当表面需经粗加工和半精加工时，可取其较大值）。68K7mm孔需精加工达到，参考磨孔余量表2-14皱确定精镗孔单面余量为0.5mm。综上所述，确定毛坯尺寸见表2-1。表2-1离合齿轮毛坯（锻件）尺寸／mm8．确定毛坯尺寸公差毛坯尺才公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数从表2-10皱、表2-11皱中查得。本零件毛坯尺寸允许偏差见表2-2。表2-2毛坯尺寸允许偏差三、设计及绘制毛坯图1．确定圆角半径锻件的外圆角半径按表5-12要加崇书P127三确定，内圆角半径按表5-13要加崇书P127三确定。本锻件各部分的t/H为＞0.5-1，故34均按表中第一行数值。为简化起见，本锻件的内、外圆角半径分别取相同数值，以台阶高度H=16~25进行确定。结果为：外圆角半径r=6内圆角半径R=3锻件圆角半径也可以按如下办法简单确定：凸圆角半径等于单面加工余量加成品零件圆角半径或导角值；凹圆角半径，计算所得半径应圆整为标准值，以利于使用标准刀具。数值能保证各表面的加工余量。2．确定模锻斜度本锻件由于上、下模膛深度不相等，模锻斜度应以模膛较深的一侧计算。，按表5-11，外模锻斜度，内模锻斜度加大，取。模锻斜度也可简单地按照外壁斜度为7°，内壁斜度为10°来取。3．确定分模位置由于毛坯是H＜D的圆盘类锻件，应采取轴向分模了这样可冲内孔，使材料利用率得到提高。为了便于起模及便于发现上、下模在模锻过程币错移，选择最大直径即齿轮处的对称平面为分模面，分模线为直线，属平直分模线。4．确定毛坯的热处理方式钢质齿轮毛坯经锻造后应安排正火，以消除残余的锻造应力，并使不均匀的金相组织通过重新结晶而得到细化、均匀的组织，从而改善加工性。图2-2所示为本零件的毛坯图。35图2-2离合齿轮毛坯图第三节选择加工方法，制定工艺路线一、定位基准的选择本零件是带孔的盘状齿轮，孔是其设计基准（亦是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选68K7mm孔及一端面作为精基准。由于本齿轮全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，因此应选外圆及一端面为粗基准。外圆117mm上有分模面，表面不平整有飞边等缺陷，定位不可靠，故不能选为粗基准。二、零件表面加工方法的选择本零件的加面有外圆、内孔、端而、齿面、槽及小孔等，材料为45钢。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本书有关资料，其加工方法选择如下。1．90mm外圆面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为，需进行粗车和半精车（表1-6邹）。2．齿圈外圆面公差等级为IT11，表面粗糙度一为一，需粗车、、半精车（表1-6邹)。363．mm外圆面、公差等级为IT1，;表面粗糙度为粗车即可(表1-6邹)。4．选68K7mm内孔公差等级为IT7，表面粗糙度为，毛坯孔已锻出，为未淬火钢，根据表1-7邹，加工方法可采取粗镗、半精镗之后用精镗5．94mm内孔为未注公差尺惫乡券等壑矛IT14，表面粗糙度为，毛坯孔已锻出，只需粗镗即可（表1-7邹)。6．端面本零件的端面为回转体端面，尺寸精度都要求不高，表面粗糙度为及两种要求。要求的端面可粗车和半精车，要求的端面，经粗车即可（表1-8邹)。7．齿面齿轮模数为2.25，齿数为50，精度8FL，表面粗糙度为，采用A级单头滚刀滚齿即能达到要求（表5-18、表5-19）。8．槽槽宽和槽深的公差等级分别为IT13和IT14，表面粗糙度分别为和，需采用三面刃铣刀，粗铣、半精铣（表5-16）。9．5mm小孔采用复合钻头一次钻出即成。三、制订工艺路线齿轮的加工工艺路线一般是先进行齿坯的加工，再进行齿面加工。齿坯加工包括各圆柱表面及端面的加工。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。工序Ⅰ：以mm处外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆90mm及台阶面，粗车外圆117mm，粗镗孔68mm。工序Ⅱ：以粗车后的90mm外圆及端面定位，粗车另一端面，粗车外圆mm及台阶面，车6mm×1.5mm沟槽，粗镗94mm孔，倒角。37工序Ⅲ：以粗车后的外圆及端面定位，半精车另一端面，半精车外圆90mm及台阶面，半精车外圆价117mm，半精镗68mm孔，倒角。加工齿面是以孔68K7mm为定位基准，为了更好地保证它们之间的位置精度，齿面加工之前，先精镗孔。工序Ⅳ：以90mm外圆及端面定位，精镗68K7mm孔，镗孔内的沟槽，倒角。工序V：以68K7mm孔及端面定位，滚齿。4个沟槽与4个小孔为次要表面，其加工应安排在最后。考虑定位方便，应该先铣槽后钻孔。工序VI：以68K7mm孔及端面定位，粗铣4个槽。工序Ⅶ：以68K7mm孔、端面及粗铣后的一个槽定位，半精铣4个槽。工序Ⅷ：以68K7mm孔、端面及一个槽定位，钻4个小孔。工序Ⅸ：钳工去毛刺。工序X：终检。第四节工序设计一、选择加工设备与工艺装备1．选择机床（1）工序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是粗车和半精车。各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求不高，选用常用的C620-1型卧式车床（表4-1邹）。（2）工序VI为精镗孔。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度数值较小，需选用较精密的车床才能满足要求，因此选用C616A型卧式车床（表4-1邹）。38（3）工序V滚齿。从加工要求及尺寸大小考虑，选Y3150型滚齿机较合适（表5-79),（4）工序VI、Ⅶ是用三面刃铣刀粗铣及半精铣槽，应选卧式铣床。考虑本零件属成批生产，所选机床使用范围较广为宜，故选常用的X62型铣床能满足加工要求（表4-17邹）。（5）工序Ⅷ钻4个5mm的小孔，可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工，故选Z525型立式钻床（表4-8邹）。2．选择夹具本零件除粗铣及半精铣槽、钻小孔等工序需要专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。前四道车床工序用三爪自定心卡盘，滚齿工序用心轴。3．选择刀具（1）在车床上加工的工序，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精加工用YT15，精加工用YT30,为提高生产率及经济性，应选用可转位车刀（GB5343.1-1985,GB5343.2-1985)。切槽刀宜选用高速钢。（2）滚齿根据表5-18（需加）,采用A级单头滚刀能达到8级精度。滚刀的选择按表5-107（需加），选模数为2.25mm的Ⅱ型A级精度滚刀（GB6083-1985)。（3）铣刀按表3-2邹选镶齿三面刃铣刀（JB/T7953-1999)。零件要求铣切深度为15mm，按表3-2邹，铣刀的直径应为100~160mm。因此所选铣刀：半精铣工序铣刀直径d=125mm，宽L=15mm，孔径D=32mm，齿数z=20；粗铣由于留有双面余量3mm（表5-41)，槽宽加工到13mm，该标准铣刀无此宽度需特39殊订制，铣刀规格为d=125mm,L=13mm，D=32mm，z=20。（4）钻5mm小孔，由于带有90°的倒角，可采用复合钻一次钻出。4．选择量具本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考本书有关资料，选择如下。（1）选择各外圆加工面的量具。本零件各外圆加工面的量具见表2-3。表2-3外圆加工面所用量具加工91.5mm外圆面可用分度值0.05mm的游标卡尺进行测量，但由于与加工118.5mm外圆面是在同一工序中进行，故用表中所列的一种量具即可。（2）选择加工孔用量具。68K7mm孔经粗镗、半精镗、精镗三次加工。粗镗至，半精镗。①粗镗孔，公差等级为ITl1，从表5-108中选读数值O.Olmm、测量范围50~125mm的内径千分尺即可。②半精镗孔，公差等级为IT9，从表5-108中选读数值O.Olmm、测量范围50~100mm的内径千分尺即可。③精镗孔膛067k7mm孔，由于精度要求高，加工时每个工件都需进行测量，故宜选用极限量规。按表5-109，根据孔径可选三牙锁紧式圆柱塞规（GB/T6322-1986)。（3）选择加工轴向尺寸所用量具加工轴向尺寸所用量具见表2-4。40表2-4加工轴向尺寸所用量具/mm（4）选择加工槽所用量具槽经粗铣、半精铣两次加工。槽宽及槽深的尺寸公差的等级为：粗铣时均为IT14；半精铣时，槽宽为IT13，槽深为IT14。均可选用读数值为0.02mm、测量范围0~150mm的游标卡尺进行测量。（5）选择滚齿工序所用量具滚齿工序在加工时测量公法线长度即可。根据表5-111，选分度值为0.01mm,测量范围25~50mm的公法线千分尺（GB/T1217-1986).二、确定工序尺寸1．确定圆柱面的工序尺寸圆柱表面多次加工的工序尺寸只与加工余量有关。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件各圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见表2-5。表2-5圆柱表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度/mm2．确定轴向工序尺寸本零件各工序的轴向尺寸如图2-3所示。（1）确定各加工表面的工序加工余量。本零件各端面的工序加工余量见表2-6。41工序Ⅰ工序Ⅱ工序Ⅲ表2-6各端面的工序加工余量（2）确定工序尺寸、、、。该尺寸在工序中应达到零件图样的要求，则（尺寸公差暂定），，（3）确定工序尺寸、、。该尺寸只与加工余量有关，则（4）确定工序尺寸。尺寸需解工艺尺寸链才能确定。工艺尺寸链如图422-4所示。图中为零件图样上要求保证的尺寸12mm。为未注公差尺寸，其公差等级按IT14，查公差表得公差值为0.43mm，则。根据尺寸链计算公式：按前面所定的公差，而，不能满足尺寸公差的关系式，必须缩小的数值。现按加工方法的经济精度确定：则决定组成环的极限偏差时，留作为调整尺寸，按外表面、按内表面决定其极限偏差，则、及的中间偏差为的中间偏差43（5）确定工序尺寸。工序尺寸也需解工艺尺寸链才能确定。工艺尺寸链如图2-5所示。图2-4含尺寸的工艺尺寸链图图2-5含尺寸的工艺尺寸链图中为零件图样上要求保证的尺寸33mm。其公差等级按IT14，查表为0.62mm,则。解工艺尺寸链得⑥确定工序尺寸、及。按加工方法的经济精度及偏差人体原则，得，，。44',)