第一篇：机械制造技术基础课程设计实习小结

“机械制造技术基础课程设计实习小结

这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。

十几天的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化.在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势…..其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题.在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解…..也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为毕竟我们的出发点都是很好的.课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,比如我组的纪超同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步.在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真….要永远的记住一句话:态度决定一切.随着毕业日子的到来，课程设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。

在此要感谢我们的指导老师罗老师、朱老师和李老师对我们悉心的指导，感谢老师们给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。

第二篇：机械制造技术基础课程设计分析

三峡大学

题目：汽车同步器变速器第四速齿轮工艺规程设计机械设计制造及其自动化专业

《机械制造技术基础》课程设计

姓 名： 指导教师：

教学单位：三峡大学机械与材料学院

日期：202_年12月

一：课程设计原始资料

1．齿轮的零件图样

2．生产类型：成批生产

3．生产纲领和生产条件

二：课程设计任务书

1．对零件进行工艺分析，拟定工艺方案。

2．拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具）；完成某一表面工序设计（如孔、外圆表面或平面），确定其切削用量及工序尺寸。

3．编制机械加工工艺规程卡片（工艺过程卡片和工序卡片）l套。

4．设计夹具一套到二套，绘制夹具装配图2张。

5．撰写设计说明书1份。

三：参考文献

1．熊良山

机械制造技术基础

华中科技大学出版社

2．刘长青

机械制造技术课程设计指导

华中科技大学出版社

目录

说明..........................................................................................................................................4 第一章 零件的分析................................................................................................................6

1.1零件的工作状态及工作条件....................................................................................6 1.2零件的技术条件分析................................................................................................6 1.3零件的其他技术要求.................................................................................................7 1.4零件的材料及其加工性............................................................................................8 1.5零件尺寸标注分析.....................................................................................................9 1.6检验说明.....................................................................................................................9 1.7零件工艺分析...........................................................................................................10 第二章 齿轮毛坯的设计......................................................................................................11

2.1毛坯种类的确定.......................................................................................................11 2.2毛坯的工艺要求.......................................................................................................11 第三章 工艺规程设计..........................................................................................................13

3.1工艺路线的制定.......................................................................................................13 3.2机床、夹具、量具的选择.......................................................................................16 第四章 齿轮加工机床夹具设计..........................................................................................17

4.1专用机床夹具设计目的...........................................................................................17 4.2机床夹具的作用与组成...........................................................................................17 4.3机床夹具设计的基本要求.......................................................................................18 4.4机床夹具设计的一般步骤.......................................................................................18 4.5专用齿轮加工夹具的设计.......................................................................................20 心得体会................................................................................................................................21说明

齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一。汽车同步器变速器齿轮起着改变输出转速、传递扭矩的作用，所以在齿轮加工过程中要求较为严格。变速器齿轮应具有经济精度等级高、耐磨等特点，以提高齿轮的使用寿命和传动效率。齿轮在工作时，要求传动平稳且噪声低，啮合时冲击应小。

齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。根据其使用条件，齿轮传动应满足以下几个方面的要求。

（一）传递运动准确性

要求齿轮较准确地传递运动，传动比恒定。即要求齿轮在一转中的转角误 差不超过一定范围。

（二）传递运动平稳性

要求齿轮传递运动平稳，以减小冲击、振动和噪声。即要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化。

（三）载荷分布均匀性

要求齿轮工作时，齿面接触要均匀，以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起齿面过早磨损。接触精度除了包括齿面接触均匀性以外，还包括接触面积和接触位置。

（四）传动侧隙的合理性

要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以贮存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。

齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件而定。对于分度传动用的齿轮．主要要求齿轮的运动精度较高；对于高速动力传动用齿轮，为了减少冲击和噪声，对工作平稳性精度有较高要求：对于重载低速传动用的齿轮，则要求齿面有较高的接触精度，以保证齿轮不致过早磨损；对于换向传动和读数机构用的齿轮，则应严格控制齿侧间隙，必要时，须消除间隙。

第一章 零件的分析

1.1零件的工作状态及工作条件

在行驶的过程中，汽车齿轮始终处在高速重载的条件下工作。在换挡时，还受到冲击载荷的作用。所以要求齿轮具有高的耐磨性和抗冲击性能。在加工过程中，为了使齿轮满足上述工作要求，要使各加工表面的表面质量良好，还要有一些热处理或喷丸处理，使齿轮面强度足够。最终的磷化处理，防腐蚀。

汽车同步器变速器第四速齿轮属于多联齿轮，由结合齿和传动齿组成。为了减少齿轮啮合过程中的噪声、摩擦及磨损，需要在齿轮上钻出三个沿周向均布的油孔。为减少换挡时对齿轮的冲击，还要在大端上加工出止口。

1.2零件的技术条件分析

齿轮的加工分为轮坯的加工和齿轮轮齿的加工。轮坯的加工部位有端而和轮坯外圆柱面。轮坯的加工精度对齿轮的加工、装配精度有较大影响，故其加工精度应满足相关的要求。

齿轮轮齿的加工部位有渐开线齿廓和倒角，还要有热处理及喷丸处理，以提高齿轮的强度和抗冲击性能。热处理及喷丸处理后，还要进行内孔和端面的磨削以及渐开线齿廓的精密加工。零件的技术要求主要分为以下两个方面： 1．零件的加工精度和表面粗糙度

由零件图上知，齿面的表面粗糙度值为Ra0.8，加工精度为IT7

0.029齿轮内孔尺寸为700.010，由于齿轮与轴承有配合要求，一般为IT6-IT7级精度，表而粗糙度不大于Ra6.3。2．各表面间的位置精度

由零件图上知，端面和内孔有相互之间的位置精度要求：

小端面对于内孔的定位基准垂直度为0.05mm，平而度为O,01mm

止口平面对于内孔的定位基准垂直度为0.015mm，平而度为O.01mm

退刀槽对于内孔的定位基准垂直度为0.03mm 1.3零件的其他技术要求 1．倒角1×45° 2．除去加工时的毛刺 3．喷丸处理，使齿轮强度增加 4．热处理：渗碳淬火 5．磷化处理 1.4零件的材料及其加工性

齿轮材料选择45钢，工艺性能好，再配合以热处理及其他特殊处理工艺，也能满足齿轮所要求的强度、耐磨性及抗冲击等性能。45钢具体力学性能参数如下：

试样状态：退火钢 屈服强度：≥355(MPa)断面收缩率：≥40%

化学成分：材料化学成分组成元素比例(%)碳 C : 0.42～0.50 锰 Mn;0.50～0.80 磷 P;s0.035 硅 Si;0.17～0.37

抗拉强度：a600(MPa)特性及应用：未热处理时：HBs229

热处理：正火

延长率：>16% 布氏硬度：51 97

铬Cr：s0.25

镍Ni：s0.25

硫S：s0.035

强度较高，塑性和韧性较好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火。焊接性差。

因此，汽车同步器变速器第四速齿轮的毛坯材料选择45钢的锻造件。

1.5零件尺寸标注分析

轮坯的加工部位有端面和轮坯外圆柱面。齿轮轮齿的加工部位有渐开线齿廓和倒角，还要进行内孔和端面的磨削以及渐开线齿廓的精密加工。尺寸链的建立依靠孔的轴线和两个端面。在各工序中，应标出加工后所要达到的尺寸。

1.6检验说明

在齿轮的加工过程中，要保证加工精度，需对被加工零件实时检验。大体可分为轮坯加工后的检验、热处理后的检验以及最终检验。为保证检验准确，检验前应对零件进行清洗。

轮坯的检验：轮坯的加工精度对齿轮的加工、装配精度有较大影响，并直接关系到加工余量是否满足要求。因此这一步的检验至关重要。检验不合格的产品，一定不能流到下一步。

热处理后的检验：热处理后的工件，要进行检验，以确定后续加工时的刀具、切削用量等。

最终检验：所有的加工工序结束后，对零件进行检验，看是否符合零件图样上的各相关技术要求。1.7零件工艺分析

齿轮零件的部分加工表面精度要求较高，从齿轮的尺寸和形状位置要求来看，要保证零件的表面粗糙度和各表面的相互位置精度。为了提高加工效率，齿轮的外圆表面、端面、内孔的粗加工及半精加工可以采用数控机床进行加工。精度要求较高的内孔和端面，采用磨床即可达到相关技术要求。最终采闱喷丸和磷化处理以提高强度和增强耐磨性能。

第二章 齿轮毛坯的设计

2.1毛坯种类的确定

毛坯的种类决定零件的材料、形状、生产类型及加工中获得的难易程度。对于汽车传力齿轮的毛坯而言，其结构相对而言比较简单，一般采用模锻件即可满足相关工艺和性能方面的要求。

根据模锻件的加工工艺方法，毛坯内孔可直接锻造得到。

2.2毛坯的工艺要求

2.2.1毛坯的加工余量与公差

根据零件图上给定的零件尺寸，再加上要保证各工序的加工余量及公差，采用逆推的方法来得到毛坯的加工余量及公差。

毛坯图、毛坯尺寸如下：

2.2.2拔模斜度

拔模斜度的功用是使锻件成型后能方便的从模膛中取出来。因为锻件的材料是45钢，拔模斜度的具体要求如下：

外膜斜度（模锻件外侧的斜度），当模锻件冷缩时与模壁分开，有助于模锻件取出：

内模斜度（模锻件封闭剖面内侧斜度），当模锻件冷缩时紧贴模壁，阻碍锻件出模。

技术要求：

1．未注明内拔模角为10°，外拔模角为30° 2．未注明圆角为R3

3．某些难以拔出的锻件，须有顶出装置将工件取出来 2.2.3圆角半径

圆角半径分为外圆角半径和内圆角半径。外圆角半径指的是锻件上的凸圆半径：内圆角半径指的是锻件上的凹圆半径。为了便于金属在型槽内流动，在模锻件的转角处，应当带有适当的圆角。

第三章 工艺规程设计

3.1工艺路线的制定

3.1.1加工方法的选择

齿轮的加工工艺路线的选择应根据零件材料的加工工艺性、工件的结构形状和尺寸以及各种加工方法所能达到的加工精度而定。

加工表面技术要求是决定表面加工质量最重要的因素。

各加工表面的加工工艺如下：

端面：粗车一精车一磨削

内孔：粗膛一半精膛一精膛一磨削

小端面结合齿：粗车一精车一插齿

大端而渐开线齿廓：粗车一精车一滚齿一磨齿 3.1.2加工工艺路线

根据齿轮零件图上的技术要求，对毛坯采取一下加工工艺路线：

锻造→热处理→检查→粗车小端外圆及端面，粗膛内孔、倒角→粗车大端外圆及端面→精车小端端面及外圆→精车大端外圆→车止口→精膛内孔→精车大端面→滚齿→齿端倒角→车锁环槽→插小端结合齿→钻孔→热处理→磨孔→精磨小端端面→精磨大端端面→磨齿→齿而喷丸处理→磷化处理→检查 3.1.3加工阶段划分

对于齿轮加工，按加工阶段，可划分为齿坯加工阶段、齿面加工阶段和表面精加工阶段，工艺路线分为如下几个阶段： 粗加工阶段：切除大部分加工余量，加工出精基准。包括粗车小端外圆、端面，粗膛内孔、倒角，粗车大端外圆及端面。

半精加工阶段：完成次要表面的加工，为精加工做准备。主要是半精膛内孔。

精加工阶段：使零件达到图样要求。主要是精车外圆面。

光整加工：对表面粗糙度和尺寸精度要求很高的表面进行光整加工。包括磨内孔，两端面和齿面。3.1.4工序的分散与集中

采用工序集中原则：①在零件的一次装夹中，可以加工好零件上的多个表而，这样，可以较好的保证这些表面之间的相互位置精度，同时也可以减少装夹工件的次数和辅助时间，并减少零件在机床之间的搬运次数和工作量，有利于缩短生产周期；②可以减少机床的数量，并相应减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。3.1.5基准的选择

定位基准分为粗基准和精基准。

粗基准的选择应遵循以下两个原则：①合理分配加工余量；②保证非加工表面与加工表面之间的位置精度符合零件图样上的要求。

精基准的选择应遵循以下原则：①尽可能选择设计基准作为精基准；②尽可能选择加工工件多个表面时都能使用的定位基准作为精基准；③两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为精基准的原则：④有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在精加工时应选择加工表面本身作为精基准。

具体基准选挥如下：

以大端端面作为粗基准，粗车小端外圆及端面，粗膛内孔，倒角

以小端外圆表面作为基准，粗车大端外圆面和端面

精基准与粗基准应保持一致

插齿、滚齿时，以内孔作为定位基准

磨削时以大齿分度圆作为定位基准 3.1.6热处理工序及辅助工序的安排

为保证零件强度及加工精度，需安排热处理等辅助工序。

(1).锻件的热处理，消除应力，提高材料的加工工艺性能

(2).钻孔前应进行的清洗工作

(3).检查工序，保证符合零件图样所要求的技术要求 3.1.7加工工序的设计 详见机械加工工序卡：

3.2机床、夹具、量具的选择

3.2.1机床的选择

根据各待加工表面的犍点，再耋虐到提高加工效率及经透性，尽可能选择数控机床和专用机床。加工工序主要有车、膛、磨、齿轮成型、钻，各机床类型为CA6140，Z515，Y3150，YK83250，M1432A。3.2.2刀具的选择

根据工件的材料，刀具耐用度，再考虑到换刀时间、加工经济性带来的影响，选择的刀具如下：

切槽刀、插齿刀、滚齿刀、锥柄麻花钻、CBN砂轮、45°直头外圆车刀、90°直头外圆车刀。3.2.3量具的选择

在各加工工序中，没有出现难以测量的表面或轮廓，故长度、直径用游标卡尺和螺旋测微器即可；孔用塞规用来检查孔的直径。

3.2.4夹具的选择

在零件的加工过程中，工件的定位直接关系到工件的加工质量。而工件的定位又和夹具息息相关。各定位夹具选择如下：

粗车小端端面和外圆，用三抓卡盘夹紧大端，大端端而用作轴向定位。

大端端面加工时，同样是用三抓卡盘夹住小端外圆面。

插齿、滚齿加工，各有相应的夹具，以及磨床夹具等。

钻床夹具设计详见第四章 第四章 齿轮加工机床夹具设计

4.1专用机床夹具设计目的

机床夹具是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。夹具一般可分为通用夹具、专用夹具、通用可调夹具和成组夹具、组合夹具、随性夹具。此处设计的，为供大批量生产用的专用夹具。

设计专用的夹具，目的如下：

1、提高生产率

2、保证加工精度

3、扩大机床的使用范围

4、降低生产成本、改善工人的劳动条件

4.2机床夹具的作用与组成

机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺装备，其主要功用是实现工件的定位与夹紧，使工件加工时相对于机床、刀具有正确的位置，以保证工件的加工质量和生产效率能达到设计要求。

夹具通常由定位元件，夹紧装置，对刀、引导元件或装置，连接元件，其他装置或元件，夹具体等组成。

夹具设计时常用的零部件的规格和型号已有国家标准或部颁标准，可直接查阅选用。

4.3机床夹具设计的基本要求

(1)保证工件的加工精度

夹具应采用合理的定位、夹紧方案，选择合适的定位、夹紧元件，保证工 件的加工精度。

(2)提高劳动生产率

夹具设计应合理，能缩短辅助时间，提高生产效率。

(3)良好的加工使用性能

夹具结构应简单、合理，便于加工、装配、检验、维修。使用简便、安全、可靠，减轻劳动强度。

(4)经济性好

夹具元件标准化程度高，成本低廉，根据生产批量，应设计不同复杂程度的夹具，以提高生产的经济效益。

4.4机床夹具设计的一般步骤

1．明确设计任务与收集设计资料

夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序卡、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其目的首先是了解零件的结构特点、材料，确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数。

2．拟定夹具结构方案和绘制夹具草图

①确定工件的定位方案，选择定位元件，设计定位装置

②确定工件的夹紧方式，选择夹紧装置，设计夹紧装置

③确定对刀或导向方案，设计对刀或导向元件和装置

④确定夹具和机床的连接方式，设计连接元件及安装表面

⑤确定和设计其他装置及元件的结构形式，如分度装置、吊装元件等

⑥确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式

⑦绘制夹具草图，并标注尺寸、公差和技术要求

3．进行必要的分析计算，审查方案，改进设计

在确定夹具结构方案的过程中，进行必要的计算。根据加工工件的尺寸，确定夹具的尺寸并绘出夹具草图。

夹具草图如下：

4．绘制夹具装配总图

5．绘制夹具零件图，标准件给出其型号

4.5专用齿轮加工夹具的设计

齿轮加工夹具的工作原理：芯轴限制四个自由度，轴套限制一个自由度，六角螺栓夹紧后起到夹紧和定位作用。4.5.1主要部件的设计

主要部件有夹具体、两个套筒、垫块。详细尺寸见装配图 4.5.2其他部件的选择

两个六角螺栓，垫片

心得体会

通过这段时间的机械制造技术基础课程设计，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；通过设计计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关设计资料的查阅，对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。

在具体做的过程中，从设计到计算，从分析到绘图，让我更进一步的明白了作为一个设计人员要有清晰的头脑和整体的布局，要有严谨的态度和不厌其烦的细心，要有精益求精、追求完美的一种精神。在这个过程中也遇到了些许的问题，在面对这些问题的时候自己曾焦虑，但是最后还是解决了。才发现当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的，这当然也会影响我们的结果．很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态，而不是看我们过去的能力到底有多强，那是一种态度的端正和目的的明确，只有这样把自己身置于具体的问题之中，我们才能更好的解决问题．。

另外，在整个课程设计过程中，小组成员分工明确、相互协作，遇到有疑问的地方集体商议，找出好的解决方法。随着社会的发展，我们遇到的挑战越来越多，仅凭自己的能为，很难完成一个设计任务，而通过团队合作，每个人都能发挥自己的长处，找到适合自己的位置，从而高效率、高质量的完成设计任务。

做完了课程设计，对以前所学的只是有了更深的理解。知识只有放在实践运用上才能体现他的价值、才能更好地被大家接受，也能更好的被自己掌握。

第三篇：机械制造技术基础课程设计任务书

机械制造技术基础 课程设计指导

湖南工业大学机械工程学院

目 录

第一章 概述…………………………………………………01 第二章 机械加工工艺规程的制定…………………………07 第一节 零件的分析与毛坯的选择 ………………………08 第二节 工艺路线的拟定 …………………………………10 第三节 工序设计及工艺文件的填写 ……………………12 第三章

附录一 机械制造技术基础课程设计说明书实例…………

附录二 部分相关标准………………………………………

机床夹具设计 ……………………………………14

第一章 概述

机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。

机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。

一、课程设计的目的

机械制造技术基础课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。

1、能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

2、提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

3、学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。

二、课程设计的内容

1、课程设计题目。

机械制造技术基础课程设计题目为：XXXX零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

2、课程设计的内容。

课程设计包括编制工艺规程、设计夹具及编写课程设计说明书三部分内容。

（1）编制工艺规程

工艺规程的编制主要包括以下四个内容：

①零件工艺分析。抄画零件图，熟悉零件的技术要求，找出加工表面的成型方法。

②确定毛坯。选择毛坯制造方法，确定毛坯余量，画出毛坯图。③拟定工艺路线。确定加工方法，选择加工基准，安排加工顺序，划分加工阶段，选取加工设备及工艺装备。

④进行工艺计算，填写工艺文件。计算加工余量、工序尺寸，选择、计算切削用量，确定加工工时，填写机械加工工艺过程综合卡及机械加工工序卡。

（2）夹具设计。

夹具设计主要进行下面四个方面的工作：

①夹具方案的确定。根据工序内容的要求，确定定位元件，选择夹紧方式，布臵对刀、导引件，设计夹具体。

②夹具总体设计。绘制夹具结构草图、绘制夹具总装图，拆画夹具体零件图。

③夹具计算。定位误差的计算，夹紧力的计算。（3）课程设计说明书。内容包括：课程设计封面、课程设计任务书、目录、正文（工艺规程和夹具设计的基本理论、计算过程、设计结果）、参考资料。

三、课程设计的要求

1、基本要求

（1）工艺规程设计的基本要求

机械加工工艺规程是指导生产的重要技术文件。因此制定机械加工工艺规程应满足如下基本要求：

①应保证零件的加工质量，达到设计图纸上提出的各项技术要求。在保证质量的前提下，能尽量提高生产率和降低消耗。同时要尽量减轻工人的劳动强度。

②在充分利用现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术。

③工艺规程的内容，应正确、完整、统一、清晰。工艺规程编写，应规范化、标准化。工艺规程的格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准、规定。

（2)夹具设计的基本要求

设计的夹具在满足工艺要求，有利于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件的同时，还应满足下列要求：

①所设计夹具必须结构性能可靠、使用安全、操作方便。②所设计夹具应具有良好的结构工艺性，便于制造、调整、维修，且便于切屑的清理、排除。

③所设计夹具，应提高其零部件的标准化、通用化、系列化。④夹具设计必须保证图纸清晰、完整、正确、统一。

2、学生在规定的时间内应交出的设计文件

（1）零件图 1张（2）毛坯图 1张（3）机械加工工艺过程综合卡 1套（4）机械加工工序卡 1张（5）机床夹具总装图 1张（6）机床夹具零件图 1张（7）课程设计说明书 1份

四、课程设计进度安排

课程设计计划时间三周，具体安排如下：

1、布臵设计任务、查阅相关资料； 0.5天

2、绘制零件图、毛坯图； 2天

3、设计零件的加工工艺规程； 2天

4、设计指定工序的工序卡； 2天

5、设计夹具结构、绘制草图； 2.5天

6、绘制夹具装配图； 3天

7、拆画零件图； 1天

8、整理设计说明书； 1天

9、审图； 1天

10、答辩； 1天

五、注意事项：

1、设计中制图按照标准、规范进行。标题栏、明细栏格式见附录。

2、综合工艺过程卡、工序卡按照附录规定格式要求填写。

3、工序简图应标注的四个部分：（1）定位符号及定位点数；（2）夹紧符号及指向的夹紧面；

（3）加工表面，用粗实线画出加工表面，并标上加工符号，其中该工序的加工表面为最终工序的表面时，加工符号上应标注粗糙度数值。其他工序不标粗糙度数值；

（4）工序尺寸及公差。定位、夹紧符号参见附录。

第二章 机械加工工艺规程的编制

编制机械加工工艺规程前，应至少具备下列原始资料： ①产品的零件图；

②产品的生产类型或者是零件的生产纲领。

如有可能，收集产品的总装图、同类产品零件的加工工艺以及生产现场的情况（设备、人员、毛坯供应）等。

编制机械加工工艺规程时，应首先遵循以下原则：

①应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提；

②在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本；

③应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有生产条件，并尽可能做到平衡生产；

④尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明的劳动条件；

⑤积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。

编制机械加工工艺规程中，可以按照下列程序进行： ①绘制零件图，分析零件特点，找出主要要求。②确定零件各表面的成型方法及余量，绘制毛坯图。③安排加工顺序，制订工艺路线。③进行工序计算。④填写工艺文件。

第一节 零件的分析与毛坯的选择

一、零件分析

零件分析主要包括：分析零件的几何形状、加工精度、技术要求，工艺特点，同时对零件的工艺性进行研究。

1、抄画零件图。了解零件的几何形状、结构特点以及技术要求，如有装配图，了解零件在所装配产品中的作用。

零件由多个表面构成，既有基本表面，如平面、圆柱面、圆锥面及球面，又有特形表面，如螺旋面、双曲面等。不同的表面对应不同的加工方法，并且各个表面的精度、粗糙度不同，对加工方法的要求也不同。

2、确定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，结合生产类型，可查阅工艺手册（或附录表）中典型表面的典型加工方案和各种加工方法所能达到的经济加工精度，选取该表面对应的加工方法及经过几次加工。查各种加工方法的余量，确定表面每次加工的余量，并可计算得到该表面总加工余量。

3、确定主要表面。按照组成零件各表面所起的作用，确定起主要作用的表面，通常主要表面的精度和粗糙度要求都比较严，在设计工艺规程是应首先保证。

零件分析时，着重抓住主要加工面的尺寸、形状精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位臵精度要求，做到心中有数。

二、确定毛坯

1、选择毛坯制造方法

毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。确定毛坯种类和制造方法时，在考虑零件的结构形状、性能、材料的同时，应考虑与规定的生产类型（批量）相适应。对应锻件，应合理确定其分模面的位臵，对应铸件应合理确定其分型面及浇冒口的位臵，以便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据。

2、确定毛坯余量。

查毛坯余量表（参见附录），确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差。

余量修正。将查得的毛坯总余量与零件分析中得到的加工总余量对比，若毛坯总余量比加工总余量小，则需调整毛坯余量，以保证有足够的加工余量；若毛坯总余量比加工总余量大，怎考虑增加走刀次数，或是减小毛坯总余量。

3、绘制毛坯图。

毛坯轮廓用粗实线绘制，零件实体用双点画线绘制，比例尽量取1:1。毛坯图上应标出毛坯尺寸、公差、技术要求，以及毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等。

第二节 工艺路线的拟定

零件机械加工工艺过程是工艺规程设计的中心问题。其内容主要包括：选择定位基准、安排加工顺序、确定各工序所用机床设备和工艺装备等。

零件的结构、技术特点和生产批量将直接影响到所制定的工艺规程的具体内容和详细程度，这在制定工艺路线的各项内容时必须随时考虑到。

以上各方面与零件的加工质量、生产率和经济性有着密切的关系，“优质、岗产、低耗”原则必须在此化解中得到统一的解决。因此，设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。

一、定位基准的选择

正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容．也是保证零件加工精度的关键。

定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面做为定位基准(粗基准)。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准(精基准)。为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。

选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准及加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。

通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后再考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。

二、拟定零件加工工艺路线

在零件分析中确定了各个表面的加工方法以后，安排加工顺序就成了工艺路线拟定的一个重要环节。

通常机加工顺序安排的原则可概括为十六个字：先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先行。按照这个原则安排加工顺序时可以考虑先主后次，将零件分析主要表面的加工次序作为工艺路线的主干进行排序，即零件的主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工，如果还有光整加工，可以放在工艺路线的末尾，次要表面穿插在主要表面加工顺序之间；多个次要表面排序时，按照喝主要表面位臵关系确定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面的是粗基准面的加工，最后面工序的可安排清洗、去毛刺及最终检验。

对热处理工序、中间检验等辅助工序，以及一些次要工序等，在工艺方案中安排适当的位臵，防止遗漏。

对于工序集中与分散、加工阶段划分的选择，主要表面粗、精加工阶段要划分开，如果主要表面和次要表面相互位臵精度要求不高时，主要表面的加工尽量采取工序分散的原则，这样有利于保证主要表面的加工质量。

根据零件加工顺序安排的一般原则及零件的特征，在拟定零件加工工艺路线时，各种工艺资料中介绍的各种典型零件在不同产量下的工艺路线（其中已经包括了工艺顺序、工序集中与分散和加工阶段的划分等内容），以及在生产实习和工厂参观时所了解到的现场工艺方案，皆可供设计时参考。

三、选择设备及工艺装备 设备（即机床）及工艺装备（即刀具、夹具、量具、辅具）类型的选择应考虑下列因素：

1、零件的生产类型；

2、零件的材料；

3、零件的外形尺寸和加工表面尺寸；

4、零件的结构特点；

5、该工序的加工质量要求以及生产率和经济性等相适应。选择时还应充分考虑工厂的现有生产条件，尽量采用标准设备和工具。

设备及工艺装备的选择可参阅有关的工艺、机床和刀具、夹具、量具和辅具手册。

四、工艺方案和内容的论证

根据设计零件的不同的特点，可有选择地进行以下几方面的工艺论证：

1、对比较复杂的零件，可考虑两个甚至更多的工艺方案进行分析比较，择优而定，并在说明书中论证其合理性。

2、当零件的主要技术要求是通过两个甚至更多个工序综合加以保证时，应对有关工序惊醒分析，并用工艺尺寸链方法加以计算，从而有根据地确定该主要技术要求得以保证。

3、对于影响零件主要技术要求且误差因素较复杂的重要工序，需要分析论证如何保证该工序技术要求，从而明确提出对定位精度、夹具设计精度、工艺调整精度、机床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影响）等方面的要求。

4、其它的在设计中需要应加以论证分析的内容。

第三节 工序设计及工艺文件的填写

一、工序设计

对于工艺路线中的工序，按照要求进行工序设计，其主要内容包括：

1、划分工步。根据工序内容及加工顺序安排的一般原则，合理划分工步。

2、确定加工余量。用查表法确定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯总余量已由毛坯（图）在设计阶段定出，故粗加工工序（工步）余量应由总余量减去精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面仅需一次粗加工即成活，则该表面的粗加工余量就等于已确定出的毛坯总余量。

3、确定工序尺寸及公差。对简单加工的情况，工序尺寸可由后续加工的工序尺寸加上名义工序余量简单求得，工序公差可用查表法按加工经济精度确定。对加工时有基准转换的较复杂的情况，需用工艺尺寸链来求算工序尺寸及公差。

4、选择切削用量。切削用量可用查表法或访问数据库方法初步确定，再参照所用机床实际转速、走刀量的档数最后确定。

5、确定加工工时。对加工工序进行时间定额的计算，主要是确定工序的机加工时间。对于辅助时间、服务时间、自然需要时间及每批零件的准备终结时间等，可按照有关资料提供的比例系数估算。

二、填写工艺文件

1、填写机械加工工艺过程综合卡

工艺过程综合卡的格式参见附录。该工艺过程综合卡包含上面内容所述的有关选择、确定及计算的结果。机械加工以前的工序如铸造、人工时效等在工艺过程综合卡中可以有所记载，但不编工序号，工艺过程综合卡在课程设计中只填写本次课程设计所涉及到的内容。

2、填写指定工序的机械加工工序卡

该工序由知道教师指定。其工序卡的格式参见附录。该工序卡除包含上面内容所述的有关选择、确定及计算的结果之外，在工序卡上要求绘制出工序简图。

工序简图按照缩小的比例画出，不一定很严格。如零件复杂不能在工序卡片中表示时，可用另页单独绘出。工序简图尽量选用一个视图，图中工件是处在加工位臵、夹紧状态，用细实线画出工件的主要特征轮廓。工序简图的标注见“第一章概述”中“

五、注意事项”的第3条。

第三章 夹具设计

夹具设计一般在零件的机械加工工艺制定之后按照某一工序的具体要求进行的。制定工艺过程应充分考虑夹具实现的可能性 而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。夹具设计质量的高低，应以能否稳定的保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全，省力和制造、维护容易等为其衡量指标。

第一节 夹具设计的步骤

一般情况下，夹具设计大致可分为四个步骤，即收集和研究有关资料，确定夹具的结构方案、绘制夹具总图和确定并标注有关尺寸、公差及技术条件。

一、收集和研究有关资料

工艺人员在编制零件的机械加工工艺过程中，应提出相应的家具设计书，对其中的定位基准、夹紧方案及有关要求做出说明。夹具设计人员，则应根据夹具设计任务书进行夹具的结构设计，为了使所设计的夹具能够满足上述基本要求，设计前要认真收集和研究如下有关资料

生产批量

被加工零件的生产批量对工艺过程的制定和夹具设计都有着十分重要的影响。夹具结构的合理性及经济性与生产批量有着密切的关系。大批大量生产多采用气动、液动或其他机动夹具，其自动化程度高，同时夹紧的工作数量多，结构也比较复杂。中小批生产，易采用结构简单，成本低廉的手动夹具，以及万能通用夹具或组合夹具。

零件图及工序图

零件图是夹具设计的重要资料之一，它给出了工件在尺寸，位臵等方面精度的总要求。工序图则给出了所用夹具加工工件的工序尺寸，工序基准，已加工表面，待加工表面，工序加工精度要求等等，它是设计夹具的主要依据。

零件工艺规程

零件的工艺规程表明了该工序所用的机床，刀具，加工余量，切削用量，工步安排，工时定额及同时加工的工件数目等等，这些都是确定夹具的尺寸，形式，加紧装臵以及夹具与机床连接部分的结构尺寸的主要依据。

夹具典型结构及其有关标准 设计夹具还要收集典型夹具结构图册和有关夹具零部件标准等资料。了解本厂制造，使用夹具情况以及国内外同类型夹具的资料，以便使所设计的夹具能够适合本厂实际，吸取先进经验，并尽量采用国家标准。

二、确定夹具的结构方案

在广泛收集和研究有关资料的基础上，着手拟定夹具的结构方案，主要包括：

1、根据工件的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件；

2、确定工件的夹紧方式，选择适宜的夹紧装臵；

3、确定刀具的对准及导引方式，选取刀具的对刀及导引元件；

4、确定其他元件或装臵的结构型式，如定向元件，分度装臵等；

5、协调各元件，装臵的布局，确定夹具的总体结构和尺寸。在确定夹具结构方案的过程中，工件定位，夹紧，对刀和夹具在机床定位等各部分的结构以及总体布局都会有几种不同的方案可供选择，因而，都应画出草图，并通过必要的计算（如定位误差及夹紧力计算等）和分析比较，从中选取较为合理的方案。

三、绘制夹具总图

绘制夹具总图应遵循国家制图标准，绘图比例应尽量取1：1，以便使图形有良好的直观性。如被加工工件的尺寸过大，夹具总图可按1：2或1：5的比例绘制；如被加工工件尺寸过小，总图也可按2：1或5：1的比例绘制；夹具总图中视图的布臵也应符合国家制图标准，在能清楚表达夹具内部结构和各元件内部结构和各元件，装臵位臵关系的情况下，视图的数目应尽量少。

总图的主视图应取操作者实际工作时的位臵，以便于夹具装配及使用时参考。被加工工件在夹具中被看作为透明体，所画的工件轮廓线于夹具上的任何线彼此独立，不相干涉，其外廓以黑色双点划线表示。

绘制总图的顺序是先用双点划线汇出工件轮廓外形和主要表面的几个视图，并用网纹线表示出加工余量。围绕工件的几个视图依次绘出定位元件，夹紧机构，对刀及夹具定位元件以及其他元件，位臵，最后绘制出夹具体及连接元件，把夹具的各组成元件和装臵连成一体。

夹具总图上，还应划出零件明细表和标题栏，写明夹具名称及零件明细表上所规定的内容。

四、确定并标注有关尺寸及技术条件

1、应标注的尺寸及公差

在夹具总图上应标注的尺寸，公差有下列五类：

工件与定位元件的联系尺寸：常指工件以孔为心轴或定位销上（或工件以外圆在内孔中）定位时，工件定位表面与夹具上定位元件间的配合尺寸。

夹具与刀具的联系尺寸：用来确定夹具上对刀，导引元件位臵的尺寸。对于铣，刨床夹具，是指对刀元件与定位元件的位臵尺寸；对于钻，镗床夹具，则是指钻（镗）套与定位元件间位臵尺寸，钻（镗）套之间的位臵尺寸，以及钻（镗）套与刀具导向部分的配合尺寸等。

夹具与机床的联系尺寸：用于确定夹具在机床上正确位臵的尺寸。对于车，磨床夹具，主要是指夹具与主轴端的配合尺寸；对于铣，刨床夹具，则是指夹具上的定位键与机床工作台上的T型槽的配合尺寸。夹具内部的配合尺寸：它们与工件，机床，刀具无关，主要是为了保证夹具装配后能满足规定的使用要求。

夹具的外廓尺寸：一般是指夹具最大外形轮廓尺寸。若夹具上有可动部分，应包括可动部分处于极限位臵所占的尺寸空间。

上述诸尺寸公差的确定可分为两种情况处理：一是夹具上定位元件之间，对刀，导引元件之间的尺寸公差，直接对工件上相应的加工尺寸发生影响，因此可根据工件的加工尺寸公差确定，一般可取工件加工尺寸公差的1/3—1/5。二是定位元件与夹具体的配合尺寸，夹紧装臵各组成零件间的配合尺寸公差等，则应根据其功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定。

2、应标注的技术条件

在夹具总图上应标注的技术条件（位臵精度要求）有如下几个方面：

（1）定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位臵要求，其作用是保证工件加工面与工件定位基准面间的位臵精度。

（2）定位元件与连接元件（或找正基面）间的位臵要求。如图2-6中，为保证键槽与工件轴心线平行，定位元件V型块的中心线必须与夹具定向键侧面平行。

（3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位臵要求。如对刀块的侧对刀面向对于两定向键侧面的平行度要求，是为了保证所铣键槽与工件轴心线的平行度

（4）定位元件与导引元件的位臵要求。如图3-1所示，若要求所钻孔的轴心线与定位基准面垂直，必须以夹具上钻套轴线与定位元件工作表面A垂直及定位元件工作表面A雨夹具体底面B平行为前提。

上述技术条件是保证工件相应的加工要求所必需的，其数值应取工件相应技术要求所定的数值的1/3—1/5。

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第二节 夹具设计举例

图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。该零件系大批量生产，材料为45号钢，毛坯采用模锻件。现要求设计加工该零件上尺寸为28H11的槽口所使用的夹具。图3-2 CA6140车床上接头的零件图

零件上槽口的加工要求是：保证宽度

28H11，深度40mm，表面粗糙度侧面为Ra3.2μm，底面为Ra6.3μm。并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称，公差为0.1mm；两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直，其公差为0.1mm。

零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前，除孔ф10H7尚未进行加工外，其他各面均已加工达到图纸要求。槽口的加工采用三面刃铣刀在卧式铣床上进行。

一、工件装夹方案的确定

工件装夹方案的确定，首先应考虑满足加工要求。槽口两侧面之间的宽度28H11取决于铣刀的宽度，与夹具无关，而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位臵保证。两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求，因该孔尚未进行加工，故可在后面该孔加工工序中保证。为此，考虑定位方案，主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。根据基准重合的原则，应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。由于要保证一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也应限制。此外，从零件的工作性能要求可知，需要加工的两侧面应与已加工过的两外侧面互成90度，因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。故工件的定位基准的选择如图3.3所示，除孔ф20H7（限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度）之外，还应以一端面（限制沿z轴的不定度）和一外侧面（限制绕z轴的不定度）进行定位，共限制六个不定度，属于完全定位。

工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的结构及夹紧方案实现的可能性而予以最后确定。对接头这个零件，铣槽口工序的夹紧力方向，不外乎是沿径向或沿轴向两种。如采用如图3.4（a）所示的沿径向夹紧的方案，由于ф20H7孔的轴心线是定位基准，故必须采用定心夹紧机构，以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。但孔ф20H7的直径较小，受结构限制不易实现，因此，采用如图3.4（b）所示的沿轴向夹紧的方案较为合适。

在一般情况下，为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准的要求，YXXZ

就应将定位方案改为以上端面A作为第一定位基准。此时，ф20H7孔轴心线以及另一外侧面则为第二，第三定位基准。若以上端面A为主要定位基准，虽然符合“基准重合”原则，但由于夹紧力需自下而上布臵，将导致夹具结构复杂化。考虑到孔ф20H7下端面B及端台C均是在一次装夹下加工的，它们之间有一定的位臵精度，且槽口深度尺寸40mm为一般公差，故改为以B或C面为第一定位基准，也能满足加工要求。为使定位稳定可靠，故宜选取面积较大的C面为第一定位基准。定位元件则可相应选取一个平面（限制三个不定度），一个短圆柱销（与D面接触限定一个不定度），如图3.5所示，这时夹紧力就可自上而下施加于工件上。由于上端面A的中间部分还要进行加工，故只能从两边进行夹紧。

考虑到工件为大批生产，为提高生产效率，减轻工人劳动强度，易采用气动夹紧，即以压缩空气为动力源。若将气缸水平方向的作用力转变为垂直方向的夹紧力，可利用气缸活塞杆推动一开有斜面槽的滑块，使两勾形压板同时向下压紧工件。为缩短工作行程，斜槽做成两个升角，前端的大升角用于加大夹紧空行程，后端的小升角用于夹紧工件并自锁。当勾形压板向上松开工作时，靠其上斜槽的作用使勾型压板向外张开。加紧装臵的工作原理如图3.6所示。

工件装夹方案确定以后，要进行定位误差计算以确定定位元件的结构尺寸与精度，进行夹紧力计算以确定夹紧气缸的尺寸及结构形式。同时对夹紧机构中的薄弱环节进行强度校核以确定夹紧元件的结构尺寸。

二、其他元件的选择与设计

夹具的设计除了考虑工件的定位和夹紧之外，还要考虑夹具如何在机床上定位，以及刀具相对夹具的位臵如何得到确定。

对铣床夹具而言，在机床上是以夹具体底面与铣床工作台面接触和夹具体上两个定位键与锬床工作台上的T形槽配合而定位的。定位键的结构和使用情况可由夹具设计手册查得。

调整刀具与夹具的相对位臵是为了保证刀具相对工件有一个正确位臵，以保证工序加工要求。铣床夹具上调刀最方便的方法是在夹具上安装一个对刀装臵（通常为对刀块）。图2-96所示的铣槽口夹具，为保证对称性及深度要求，采用了一个直角对刀块。设计时应使对刀块的工作面（对刀面）与定位元件的工作面有位臵尺寸精度要求，其公差一般取相应工序尺寸公差的1/3—1/5。对刀面相对定位元件的位臵尺寸，由于对刀时铣刀与对刀面之间留有一定的空隙（为避免刀具直接与对刀块接触），计算时必须加以考虑。

三、夹具总图的绘制

在上述确定工件定位，夹紧方案，选择和设计相应定位元件和夹紧装臵，以及选取和设计夹具的其他元件之后，即可进行夹具总图的绘制。接头零件铣槽口工序夹具总图如图3.7所示。

在夹具总图上应标注的五类尺寸为： 工件定位孔与定位销4的配合尺寸为

对刀元件的对刀面与定位元件中心线及工作面间的位臵尺寸为 及

夹具定位键 与夹具底座的配合尺寸为

夹具内部的配合尺寸为：定位销4与支座2的配合尺寸为；挡销20与支座2的配合尺寸为；轴销9与滑块13的配合尺寸为；轴销9与连接轴5的配合尺寸为；钩形压板1与支座2的配合尺寸为

夹具的外廓尺寸为mm 在夹具总图上应标注的技术条件为：

定位销4和挡销20的位臵尺寸为和；定位平面与夹具体底面的平行度公差为0.05mm。

对刀块的侧对刀块相对于两定位键18铡面的平行度公差为等。

夹具总图绘制完毕，还应在夹具设计说明书中，就夹具的使用，维护和注意事项等给予简要地说明。

附录1 课程设计说明书

例一 CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:

序言

大三下学期我们进行了《机械制造基础》课的学习，并且也进行过金工实习。为了巩固所学知识，并且在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行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,我们进行了本次课程设计。

通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。

一、零件的分析(一)零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，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Φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ50半孔则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。两件零件铸为一体，加工时分开。(二)零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

1、小头孔Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔

2、大头半圆孔Φ50

3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二、确定毛坯

1、确定毛坯种类：

零件材料为HT200。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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。

2、确定铸件加工余量及形状：

查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：

简

图

加工面代号

基 本 尺

加工余量等级

加工余量

说

明

寸

D1 D2

T2 T3 T4 50 30 12 12

H H H H H

102 3.52 5 5

孔降一级双侧加工 孔降一级双侧加工

单侧加工 单侧加工 单侧加工

3、绘制铸件毛坯图

三、工艺规程设计

(一)选择定位基准：

粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。

精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。

（二）制定工艺路线

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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工卡具,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。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-

7、1.4-

8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序Ⅰ 粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅱ 粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅲ 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅳ 钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；

工序Ⅴ 粗镗Φ50孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；

工序Ⅵ 铣斜肩，以D1和T2为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅶ 精铣Φ20下端面，以T2为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅷ 精铣Φ20上端面，以T1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅸ 粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；

工序Ⅹ 精铣Φ50端面，以D1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅺ 半精镗Φ50孔，以D1做定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；

工序Ⅻ 钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；

工序ⅩⅢ 钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；

工序ⅩⅣ 铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具； 工序ⅩⅤ 去毛刺； 工序ⅩⅥ 终检。

（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

1、圆柱表面工序尺寸：

前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：

加工表面 加工内容

加工余量

精度等级

工序尺寸

表面粗 糙度

工序余量 最小

6.3 3.2 6.3 3.2 1.6

0.95 2.9 17.89 1.716 0.107 0.039

最大

6.8 3.25 18 1.910 0.224 0.093 φ50IT12（D2）铸件 粗镗 半精镗

7.0 4.0 3.0 18 1.8 0.14 0.06

CT12 IT12 IT10 IT11 IT10 IT8 IT7

432.8

0.250 4700.100 5000.110 1800.084 19.800.033 19.9400.021 200

φ20IT7（D1）钻 扩 粗铰 精铰

2、平面工序尺寸：

工序号

01 铸件 粗铣φ20孔下端面

02 03 07 08 10 粗铣φ20孔上端面 粗铣φ50孔上端面 精铣φ20孔下端面 精铣φ20孔上端面 精铣φ50孔端面 1.0×2

12.0

1.0

30.0

1.0

31.0

4.0

14.0

4.0

32.0

5.0 4.0

36.0

CT12 12 工序内容 加工余量

基本尺寸

经济精度

工序尺寸偏差

最小

1.5

工序余量

最大

7.75

2.5

00.25

00.25

1.5 1.8 0.75 0.75 0.951

7.75 6.38 1.283 1.283 1.016

00.18000.03300.0330.0160.0163、确定切削用量及时间定额：

工序Ⅰ

粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准 1.加工条件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗铣φ20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铣床；

刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量

1）确定切削深度ap

因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz

由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：

fz=0.09~0.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf 根据《切削手册》表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：

vccvd0qvkv pvmTapxvfzyvaeuvzxv0.15，yv0.35，其中 ae72mm，ap4mm，Cv245，qv0.2，uv0.2kvkMvkSv1.00.80.8，pv0，m0.32，T180min，fz0.18mm/z，Z12，将以上数据代入公式： vc2451250.20.8142m/min

1800.3240.150.080.35720.212确定机床主轴转速：

ns1000vc361r/mi。n dw根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为： vc=d0n=3.14125300m/min=118m/min 10001000f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校验机床功率

根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）计算基本工时

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：y+Δ=40mm，则： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。

工序Ⅱ

粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准，；

切削用量和时间定额及其计算过程同工序Ⅰ。工序Ⅲ 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准 刀具：YG6硬质合金端铣刀，d040mm,z6 机床：X51立式铣床 根据《切削手册》查的，fz0.13mm/z,ap4mm

现采用X51立式铣床，根据《简明手册》4.2-36查得取nw300r/min，故实际切削速度

vdwnw100040300100037.7m/min

当nw300r/min时，工作台每分钟进给量应为

fmfzznw0.1310300390mm/min

查说明书，取计算切削工时 fm400mm/min

L72y721082mm

因此tmLfm820.205min 390工序Ⅳ

钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。1.选择钻头

根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，二重刃长度bε=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度l11.5mm，2100°，30°

2.选择切削用量

（1）确定进给量 按加工要求确定进给量：查《切削手册》，ld30181.673，由《切削手册》表

f0.43~0.53mm/r，2.7,系数为0.5,则：

f(0.43~0.53)0.5(0.215~0.265)mm/r

按钻头强度选择:查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：f2.0mm/r；

按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f0.93mm/r。

以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.215~0.265mm/r。根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量f0.22mm/r。

由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。

根据《切削手册》表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N﹥Ff，故所选进给量可用。（2）确定钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.6mm，寿命T45min．

（3）切削速度

查《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为：

cvd0zvvcmxvTapfyvkv

（m/min）

其中，Cv9.5，d018mm，zv0.25，m0.125，ap9，xv0，yv0.55，f0.22，查得修正系数：kTv1.0，=，klv0.85，ktv1.0，故实际的切削速度：

9.5180.25vc0.1250.859.5m/min 0.556010.2

2（4）检验机床扭矩及功率

查《切削手册》表2.20，当f≤0.26, do≤19mm时，Mt=31.78N•m，修正系数均为1.0，故MC=31.78 N•m。查机床使用说明书：Mm =144.2 N•m。

查《切削手册》表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kw。查机床使用说明书，PCEE2.80.812.26kw。

由于McMm，PP，故切削用量可用，即：

f0.22mm/r，nnc272r/min，vc15.4m/min

3、计算工时

tmL3080.64min nf2720.224、扩孔至Φ19.8

查《切削手册》表2.10，扩孔进给量为：f床使用说明书最终选定进给量为：f根据资料，切削速度 时的切削速度，故

0.7~0.8mm/r，并由机

0.81mm/r。

v0.4v钻，其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔

v0.49.53.8m/min

ns10003.861.1r/min

19.8nw97r/min根据机床使用说明书选取

基本工时 t。

Ly3080.48min

970.81970.81工序Ⅴ

粗镗Φ50孔，以D1为定位基准 机床：T68卧式镗床 单边余量z2.5mm,ap2.5mm

由《简明手册》4.2-20查得取

f0.52mm/r

由《简明手册》4.2-21查得取

n200r/min 计算切削工时

tmLfm12210.13min

2000.52工序Ⅵ

铣斜肩，以D1和T2为定位基准

刀具：硬质合金三面刃铣刀 机床：X51立式铣床

根据《简明手册》查得：dw63mm，Z16。根据《切削手册》查得：fz0.10mm/z,因此：

ns1000vdw100027136r/min 63现采用X51立式铣床，取：nw100r/min，故实际切削速度为：

vdwnw100063100100019.8m/min

当nw300r/min时，工作台每分钟进给量应为：

fmfzZnw0.1016100160mm/min

根据《切削手册》表4.2-37查得,取：fm165mm/min。

计算切削基本工时：

Lly12.52537.5mm

因此：tmL37.50.0.227min fm165工序Ⅶ

精铣Φ20下端面，以T2为基准

刀具：YG6硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床；

查《切削手册》表3.5，进给量fz0.5~1.0mm/min，取为0.5mm/r 参考有关手册，确定v124m/min，采用YG6硬质合金端铣刀，dw125mm,z12，则：

ns1000vdw1000124316r/min

125现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取nw300r/min 故实际切削速度：

当vdwnw10001253001000117.75m/min

nw300r/min时，工作台每分钟进给量：

980mm/min fmfzznw0.5123001800mm/min，取为本工序切削时间为：t2tm2l17612520.62min

980fm工序Ⅷ

精铣Φ20上端面，以T1为基准

切削用量同工序Ⅶ 精铣时yd0125mm 基本工时：tml1761250.31

980fm工序Ⅸ

粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，（1）粗铰至19.94mm

刀具：专用铰刀 机床：Z525立式钻床

根据有关手册的规定，铰刀的进给量为fz0.8～1.2mm/z,进给量取fz0.81mm/r，机床主轴转速取为nw=140r/min，则其切削速度为：

vnd8.77m/min。

机动时切削工时，l308=38mm，tm38380.34min f1400.81nw(2)精铰至20mm

刀具：dw20mm 机床：Z525立式钻床

根据有关手册的规定，铰刀的进给量取f0.48mm/r，机床主轴转速取为：nw=140r/min，则其切削速度为：vnd8.8m/min

机动时切削工时，l308=38mm tm38380.57min f1400.48nw工序Ⅹ 精铣Φ50端面，以D1为基准。

机床：X51立式铣床

刀具：硬质合金立铣刀（镶螺旋形刀片），由《切削手册》表3.6查得：ns1000vd40,z6,fz0.08mm/min,v0.45m/s即27m/min，因此，X51立式铣床，取

nw210r/min，dw100027214r/min。现采用40工作台每分钟进给量fm应为：

fmfzznw0.086210100.8mm/min

查机床使用说明书，取

fm100mm/min。

铣削基本工时：tm72120.84min

1002tm0.8421.68min

工序Ⅺ 半精镗Φ50孔，以D1做定位基准。

单边余量z1.0mm,可一次切除，则

ap1.0mm。

由《切削手册》表1.6查得，进给量

fz0.25~0.40mm/r,取为0.27mm/r。由《切削手册》表1.1查得，v100m/min，则：

nw1000vdw1000100637r/min 50查《简明手册》表4.2-20，nw取为630r/min。

加工基本工时：tl120.038min f6300.5nw工序12 钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准。

刀具：专用刀具 机床：Z525立式钻床

确定进给量f：根据《切削手册》表2.7查得，f0.22~0.26mm/r，查Z525机床使用说明书，现取f0.22mm/r。查《切削手册》表2.15，v17m/min，计算机床主轴转速：

ns1000vdw100017694r/min 7.8按机床选取nw680/min，所以实际切削速度为：

vdwnw10007.86801000fm16.66m/min 640.066min

6800.22计算切削基本工时：tmly工序Ⅲ 钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准（1）钻螺纹底孔4.8mm 机床：Z525立式钻床 刀具：高速钢麻花钻

根据《切削手册》查得，进给量为f0.18～0.22mm/z,现取f=0.22mm/z，v=17m/min，则：

ns1000vdw1000171128r/min 4.8查《简明手册》表4.2-15，取nw960r/min。所以实际切削速度为：vdwnw10004.8960100014.48m/min

640.047min

9600.22计算切削基本工时：tmlyfm（2）攻螺纹M6 机床：Z525立式钻床 刀具：丝锥M6，P=1mm 切削用量选为：v0.1m/s6m/min，机床主轴转速为：ns318r/min，按机床使用说明书选取：nw272r/min，则 v5.1m/min；机动时，l6410mm，计算切削基本工时：

tml100.04min fn1272工序ⅩⅣ

铣断，以D1为基准。选择锯片铣刀，d=160mm，l=4mm，中齿，Z=40 采用X61卧式铣床，查《简明手册》，选择进给量为：f0.10mm/z,切削速度为：v27m/min，则：

ns1000vdw10002754r/min 160根据《简明手册》表4.2-39，取nw100r/min，故实际切削速度为：vdwnw100080100100050.2m/min

此时工作台每分钟进给量fm应为：

fmfzZnw0.140100400mm/min

查《简明手册》表4.2-40，刚好有fm400mm/min。

计算切削基本工时：

tmly72300.255min 400fm

四、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与老师协商，决定设计第14道工序——铣断的铣床夹具。本夹具将用于X61卧式铣床，刀具为锯片铣刀。(一)问题的提出

本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，由于本道工序已经是加工的最后阶段，而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。

(二)夹具设计

1、定位基准选择

考虑工件的加工结构，可以采用“一面两销”的定位方式。如果以20孔的下端面作为定位基准，由于距加工表面较远，易引起较大的误差，因此采用两个20mm的孔作为两销的位置，而以72的端面作为主要定位面。

同时考虑到生产率要求不是很高，故可以采用手动夹紧。

2、切削力及夹紧力计算

刀具：锯片铣刀，160mm，B=3，中齿，Z=40 由《切削手册》表3.28查得切削力公式FCafqwdnFpz0FxFyFuFaezF

C其中，qdFF30,xF1.0,y0.65,uF0.83,wF0,FF00.83,z40ap12mm,ae4mm,160mm,0.65

fz0.10mm/z30120.140.83400.83160151N

其中，水平分力：FH1.1F1.1151166N

垂直分力：FV0.3F0.315145N

在计算切削力时必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；

KK2为加工性质系数为1.1； 为刀具钝化系数为1.1；

所以，K为断续切削系数为1.1。

FKFH1.51.11.11.1166301

为克服水平切削力，实际夹紧力N应为

N(f1其中1f2)KFH

f,f2分别为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f1f20.25。则

N301602N 0.5此时N大于所需的550N的夹紧力，故本夹具可以安全工作。

3、定位误差分析

前几道工序中已经使工件尺寸达到要求，零件中两端孔尺寸为200.0210mm，与定位销的配合尺寸为20H7，由相关手册查得，定位n60.028销尺寸为200.015，因此可以求得其最大间隙为max0.0210.0150.006mm，满足精度要求。所以能满足精度要求.4．夹具设计及操作的简要说明

如前所述，由于是中批量生产，故采用手动夹紧即可满足要求。由于本工序处于加工的最后阶段，故对精度有较高的要求，必须保证刀具与工件的相对位置精度。

夹具装有对刀块，可以使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）；同时夹具体底面的一对定位键可以使整个夹具在机床工作台上有一个正确的安装位置，以有利于铣削加工。

夹具装配图及夹具体零件图分别见图。

参考文献: 赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书2版 机械工业出版社,202_.10.艾兴,肖诗纲主编,切削用量简明手3版 机械工业出版社,1997.8 曾志新,吕明主编,机械制造技术基础.武汉理工出版社,202_.7 李益民主编,机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版社,1993.4 王明珠主编,工程制图学及计算机绘图——国防工业出版社,1998.3。

例二CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:

序言

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生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

一、零件的分析

(一)零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，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Φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ50半孔则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。两件零件铸为一体，加工时分开。(二)零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

1、小头孔Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔。

2、大头半圆孔Φ50。

3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二、确定生产类型

已知此拨叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。

三、确定毛坯

1、确定毛坯种类：

零件材料为HT200。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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。

2、确定铸件加工余量及形状：

查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示： 简

图

加工面代号 D1 D2 T2

T3 T4

基 本 尺 寸 20 50 30 12 12

加工余量等级 H H H H H

加工 余量

说

明

102 3.52 5 5 5

孔降一级双侧加工 孔降一级双侧加工 单侧加工 单侧加工 单侧加工

3、绘制铸件零件图

四、工艺规程设计

(一)选择定位基准： 1 粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。(二)制定工艺路线: 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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工卡具,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。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-

7、1.4-

8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序01 粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序02 粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序03 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序04 钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具； 工序05 粗镗Φ50孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具； 工序06 铣斜肩，以D1和T2为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序07 精铣Φ20下端面，以T2为基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序08 精铣Φ20上端面，以T1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序09 粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；

工序10 精铣Φ50端面，以D1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序11 半精镗Φ50孔，以D1做定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具； 工序12 钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具； 工序13 钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；

工序14 铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具； 工序15 去毛刺； 工序16 终检。

（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:

1、圆柱表面工序尺寸：

前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：

加工 表面

φ50IT12（D2）加工 内容 铸件 粗镗 半精镗 钻 扩 粗铰 精铰

加工余量 7.0 4.0 3.0 18 1.8 0.14 0.06

精度等级 CT12 IT12 IT10 IT11 IT10 IT8 IT7

工序 尺寸

表面粗 糙度

6.3 3.2 6.3 3.2 1.6

工序余量 最小

0.95 2.9 17.89 1.716 0.107 0.039

最大

6.8 3.25 18 1.910 0.224 0.093

432.8

0.250 4700.100 5000.110 1800.084 19.800.033 19.9400.021 200

φ20IT7（D1）

2、平面工序尺寸：

工序号

01 工序 内容 铸件 粗铣φ20孔下端面

02 粗铣φ20孔

4.0

32.0

00.25

加工 余量 5.0 4.0

基本 尺寸

经济 精度 CT12

工序尺寸偏差

工序余量 最小

1.5

最大

7.75

2.5

00.25

36.0 12

1.5 7.75 上端面

03 粗铣φ50孔上端面

07 精铣φ20孔下端面

08 精铣φ20孔上端面 精铣φ50孔端面

1.0×2

12.0

0.0160.0164.0 14.0 12

00.180

1.8 6.38

1.0 31.0 8

00.033

0.75 1.283

1.0 30.0 8

00.033

0.75 1.283

0.951 1.016

3、确定切削用量及时间定额： 工序01 粗铣Φ20、Φ50下端面1.加工条件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗铣Φ20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铣床；

刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角：

λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量

1）确定切削深度ap

因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz

由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：

fz=0.09~0.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。

T2为粗基准。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf 根据《切削手册》表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：

vcTmcvd0qvpkv

apxvfzyvaeuvzv其中 ae72mm，ap4mm，Cv245，qv0.2，xv0.15，yv0.35，kvkMvkSv1.00.80.8，uv0.2，pv0，m0.32，T180min，fz0.18mm/z，Z12，将以上数据代入公式：

vc2451250.20.81800.3240.150.080.35720.212

142m/min确定机床主轴转速： ns1000vc361r/min。dw根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：

vc=d0n3.141253001000=

1000m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校验机床功率

根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）计算基本工时

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：y+Δ=40mm，则： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。

工序02 粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准。

切削用量和时间定额及其计算过程同工序01。工序03 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准

刀具：YG6硬质合金端铣刀，d040mm,Z10 机床：X51立式铣床 根据《切削手册》查得，fz0.13mm/z,ap4mm。根据《简明手册》表4.2-36查得，取：nw300r/min，故实际切削速度：

vdwnw100040300100037.7m/min

当nw300r/min时，工作台每分钟进给量应为：

fmfzZnw0.1310300390mm/min

查说明书，取fm400mm/min

计算切削基本工时：

L72y721082mm

因此，tmL820.205min fm390工序04 钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。1.选择钻头

根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，二重刃长度bε=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度，30°

l11.5mm，2100°2.选择切削用量

（1）确定进给量

按加工要求确定进给量：查《切削手册》，f0.43~0.53mm/r，ld301.673，由《切削手册》表2.7,系数为0.5,则： 18f(0.43~0.53)0.5(0.215~0.265)mm/r

按钻头强度选择:查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：f2.0mm/r； 按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f0.93mm/r。

以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.215~0.265mm/r。根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量f0.22mm/r。

第四篇：《机械制造技术基础》课程设计教学大纲

《机械制造技术基础》课程设计教学大纲

一、课程的教学目的和基本要求

机械制造技术基础课程设计是在学完了该课程后，对机械加工工艺过程、夹具结构进一步了解的教学环节。通过该课程设计，使学生达到以下目的：

1． 初步掌握编制机械加工工艺规程的方法，学会查阅有关资料； 2． 掌握设计机床专用夹具的基本原理的方法，提高结构设计能力。

二、相关教学环节安排

完成本课程教学后，并在本学期集中进行，时间为3周。

三、课程设计主要内容

1． 制定零件机械加工工艺规程；

2． 设计指定工序的专用夹具。

3．具体内容

（1）零件机械加工工艺规程的制订

1）对零件进行工艺分析，画零件图

了解零件的性能、用途和工作条件； 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； 对零件的材料、热处理及机械加工的工艺性进行分析。

2）拟订工艺路线

正确选择基准； 确定加工方法和划分加工阶段；安排加工顺序。

3）选定各工序所采用的设备，既要保证加工质量，又要经济合理。

4）确定指定工序的加工余量、工序尺寸和公差。

5）确定指定工序的切削用量。

6）计算代表性工序的单件工时。

7）填写工艺文件。

(2)设计指定工序的专用夹具

1）准备阶段

分析指定工序的加工技术要求、工艺特点、毛坯情况、所用机床刀具加工余量及切削用量；收集有关设计制造同类型夹具的资料，吸收其中合理部分；

2）确定工件的定位方案

根据零件尺寸要求，分析需限制的第一类自由度，确定工件的定位方案和定位元件，制定夹具方案、绘草图和刀具的对刀、导向方式。

3）确定夹紧方案。

根据零件的结构和所需的夹紧力，确定夹紧方案。4)确定夹具结构。

（3）绘制夹具装配工作图及零件图

四、课程设计要求

1．制定机械加工工艺规程

（1）制定一个成批生产的（或中批或者大批生产）、中等复杂程度零件（不少于10道工序）的机械加工工艺规程。

（2）填写工艺文件

（3）填写若干个工序卡

2．专用夹具设计

（1）设计某道工序的一个专用夹具，画出符合要求的夹具装配图（由15～20个零件组成。

（2）绘制夹具中两个零件的零件图。

3.撰写课程设计说明书。

该设计说明书要求在15页左右。

第五篇：《机械制造技术基础》课程设计教学大纲

《机械制造技术基础》课程设计教学大纲

课程编码：

时间：3周 学分：3学分

开课学期：第六学期

课程类别：实践性教学环节 课程性质：课程设计

课程基础：机械制造技术基础 适用专业：机械类

一、课程设计目的与任务：

机械制造技术基础课程设计是在学完机械制造技术基础课程以后，进行的一项综合性设计，是机械类专业重要实践教学环节。通过本课程设计一方面使学生获得综合运用学过的知识进行工艺设计和夹具设计的基本能力，另一方面能巩固与扩大学生的工艺知识、结构设计知识，为综合课程设计和毕业设计做准备，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。

通过本课程设计，学生能运用机械制造技术基础课程中的基本理论和实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题。通过夹具设计的训练，提高结构设计能力，学会使用相关的手册及图册资料。

二、课程设计时间：3周

三、课程设计的教学要求：

1．掌握机械加工工艺规程设计的基本方法

能够正确选择定位基准；能够根据工件各加工表面的技术要求和规定的生产条件合理选择表面加工方案并且确定工艺路线；能够为各加工表面确定加工余量；能够运用尺寸链理论解工序尺寸及公差；能够运用规定的定位夹紧符号，正确绘制工序图，并能正确标注工序尺寸、尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。

2．掌握机床夹具设计的基本方法

能够根据工序卡片规定的定位夹紧方法，正确选择夹具元件；能正确进行定位误差和夹紧力计算，合理布置夹紧力作用点和作用方向并进行夹具精度校核；能够根据国家制图标准，运用必要的视图完整地表达一个夹具结构，能正确标注设计尺寸，合理标注技术要求。

3．课程设计答辩要求

课程设计完成后，要进行课程设计的答辩，其目的是进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用的情况了解情况，进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力。根据学生回答指导教师提出的问题，以期达到更准确了解学生对设计的态度、创新意识及独立完成的能力。

4．成绩评定

本课程设计的成绩是独立的，单独记载。课程设计成绩实行百分制，成绩不及格应重新设计。根据学生的设计态度、设计质量及答辩情况综合评定学生的成绩。

四、课程设计的内容：

0．设计题目为：设计××××零件的机械加工工艺规程和夹具（生产纲领为中批或大批生产）设计工作要求提交：（1）零件图一张

（2）毛坯图一张（可以不画）

（3）机械加工工艺卡片一套（在说明书内）（4）机械加工工艺过程综合卡片一张（在说明书内）（5）专用夹具设计图：一张装配图，一张零件图（6）设计说明书一份 设计进度安排参考

1．对零件进行工艺分析画零件图（1天）对零件的作用及零件图上的技术要求进行分析；

对零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙以及设计基准等进行分析； 对零件的材质、热处理及机械加工的工艺性进行分析。2．选择毛坯的制造方式，绘制毛坯简图(1天)毛坯的选择和绘制，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方面综合考虑。

3．制订零件的机械加工工艺路线（4天）

制订工艺路线：在对零件进行工艺分析的基础上，制订零件的工艺路线和划分粗、精加工阶段，对于比较复杂的零件可先考虑几个加工方案，分析比较后再从中选择比较合理的加工方案；

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重合时，需对它的工序尺寸进行换算；

选择机床及工、夹、量、刀具； 加工余量及工序间尺寸与公差的确定； 切削用量和时间定额的确定； 填写机械加工工艺过程卡和工序卡。4．机床夹具设计计算和结构设计（6天）结合某道工序设计一套专用夹具：

确定夹具设计方案，绘制结构原理示意图； 选择定位元件，计算定位误差； 计算夹紧力；

画夹具装配图和零件图。

5．编写设计说明书、准备答辩（2天）6．答辩、评定成绩（1天）

五、课程设计参考资料：

1．卢秉恒主编.机械制造技术基础.机械工业出版社.202_ 2．王启平主编.《机床夹具设计》.哈尔滨工业大学出版社.202_ 3．李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社.202_ 4．赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.机械工业出版社.202_ 5．李旦等主编.机床专用夹具图册.哈尔滨工业大学出版社.202_ 6．崇凯主编.机械制造技术基础课程设计指南.化学工业出版社.202_