机械制造基础(二)课程设计

提交的资料
4、图纸 （1）绘制加工零件的三维图（正等轴测图，A4）
（2）绘制该零件毛坯图1张（A4）
（3）指定工序的专用夹具装配图1张（A1） （4）专用夹具的主要零件图1张（A3，指导教师指定）
（5）焊接图1张（A3）
案例分析1（毛坯锻造）
目
§1 零件分析
1.1 零件的作用
录
§4 专用钻床夹具设计
时间进度
序号
7 8
设计内容
整理课程设计说明书 答辩
参考进度
1天 1天
提交的资料
1、课程设计说明书
内容包括五大部分：零件图分析；确定毛坯；工艺规程设计； 专用夹具设计；焊接工艺设计。要求字数不少于8000字，大于30页 需手写。
2、机械加工工艺规程卡片 （1）该零件的机械加工工艺过程卡片 （2）该零件机械加工工艺过程指定工序的工序卡（指导老师指定 的1道工序） 3、焊接工艺卡片 （1）通用焊接工艺卡（指导老师指定的1道焊缝）
§1 零件分析
§ 1.2 零件的工艺分析 拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相 邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；
0.021 0.015 300 mm 孔和 80 mm 孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，
以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚两端面、变速 0.015 0.021 叉轴孔 300 mm 和锁销孔 80 mm ）外，其余表面加工精度均较低，不需 要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要 工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经 济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。
根据上述诸因素，由表2.13确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，见 表§ 2.1 。
§2 确定毛坯类型绘制毛坯简图
§ 2.3 绘制拨叉锻造毛坯图
由表§ 2.1所得结果，绘制毛坯简图，如图§ 2.1所示。
图
§2.1
拨 叉 毛 坯 简 图
§3 工艺规程设计
§ 3.1 定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基 准。 1、精基准的选择
0.021 mm( H 7) 和锁销 该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔 300 0.015 孔 80 mm( H 7) 在设计工艺规程时应重点予以保证。
§1 零件分析
§ 1.3 确定零件的生产类型 依题目可知：产品的年产量为8000台/年，每台产品中该零件数量为1件 /台；结合生产实际，备品率 和废品率 分别取3%和0.5%，该零件年产量 为：
4.1 夹具设计任务 4.2 拟订钻床夹具结构方案与绘制夹具草图 4.3 绘制夹具装配总图 4.4 夹具装配图上标注尺寸、配合和技术要求 4.5 夹具专用零件图设计绘制
1.2 零件的工艺分析
1.3 确定零件的生产类型
§2 确定毛坯类型绘制毛坯简图
2.1 选择毛坯
2.2 确定毛坯的尺寸公差和加工余量
2.3 绘制拨叉锻造毛坯简图
5、焊接工艺设计
6、撰写说明书
时间进度
序号 1 2 3 4 5 设计内容 熟悉题目、准备各种资料、分析零件图、确定生产 类型和毛坯、绘制毛坯图 工艺过程设计，包括拟订机械技工工艺路线、选择 机床和工装、填写机械加工工艺过程卡等工作 参考进度 1天 1.5天 2天 1.5天 2.5天
工序设计，包括确定加工余量、工序尺寸及公差、 切削用量，填写工序卡片
机床夹具设计，包括定位方案、夹紧方案、定位元 件选择、方案对比 夹具装配图草图绘制，包括草图绘制、其他零件设 计校核等工作 夹具装配图加深、尺寸标注、技术要求制定、标题 栏、明细栏的填写等工作、夹具主要零件图设计 根据要加工零件或者夹具体绘制焊接图
6
7 8
1.5天
1.5天 1.5天
选择其中一道焊缝确定焊接过程、工艺参数、检验要求， 填写焊接工艺卡
3、工艺规程设计
内容和步骤
4、专用夹具设计
• 明确夹具设计的任务（注意夹具是针对某一道 工序设计，由指导老师指定工序） •分析定位方案、夹紧方案 •拟订夹具结构方案，确定定位、夹紧、对刀、导 向等装置，并绘制夹具草图 •定位误差计算、夹紧力计算 •绘制夹具装配总图，并标注尺寸、配合及技术要 求 • 绘制夹具专用零件图 • 针对需要加工零件或者夹具体采用焊接的方法来加 工，绘制焊接图（教师自行指定） •针对其中一条焊缝编写焊接工艺卡（教师自行指定 ）
3、通过设计使学生树立正确的设计理念，懂得合理的设计 应该是技术上先进，经济上合理，并且在生产实践中是可 行的。 4、通过编写设计说明书，提高学生的技术文件整理、写作 及组织编排能力，为学生将来撰写专业技术及科研论文打 下基础。
内容和步骤
1、零件图分析 • 明确零件的作用（要求画出加工零件的三维图和二维图） • 分析零件的工艺性，即掌握零件的结构形状、材料等情况 ，形成总体构思；分析零件上哪些表面需要加工，明确各主 要加工表面 • 确定零件的生产类型
S mt 6 6 6 0.47 mN l b h 158mm 120mm 86mm 7.8 106 kg / mm3 12.7
由于0.47介于0.32和0.63之间，故该该拨叉的形状复杂系数属S2级。 （参见指导书P23） 4、锻件材质系数 由于该拨叉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。（参见指导书P34）
§ 2.1 选择毛坯
由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧 度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该拔叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属 大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的材 料为45号钢，起模斜度为5°。 § 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
1、锻件的公差等级
0.015 0.021 叉轴孔 300 mm 的轴线是拨叉脚端面和锁销孔 80 mm 的设计基准， 0.021 拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔 300 mm 的 0.015 mm ，实 轴线和拨叉头左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔 80 现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外， 由于拨叉件刚度较差，受力易产生弯曲变形，选用拨叉头左端面作精基准， 夹紧力作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧 稳定可靠。
§3 工艺规程设计
§ 3.1 定位基准的选择
2、粗基准的选择 选择变速叉轴孔 30mm 的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用 30mm 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作为粗基准加 工左端面，可以为后续工序准备好精基准。 § 3.2 拟订工艺路线 工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分 加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验 及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工的质量和效率，而且 影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。 因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研 究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方 案。
2、加工阶段的划分 该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段分成粗加工、半精加工和精加 工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头左端面和叉轴孔）准备 好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求； 然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面的粗铣、操纵槽内侧 面和底面。在半精加工阶段，完成拨叉脚两端面的精铣加工和销轴孔 8mm 的钻、铰加工；在精加工阶段，进行拨叉脚两端面的磨削加工。 3、工序的集中与分散 选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产， 可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中 原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加 工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
2、毛坯的确定
• 选择和确定毛坯的种类、制造方法 • 确定毛坯的尺寸公差、加工余量 • 绘制毛坯简图
• 拟订工艺路线，包括定位基准选择、选择各加工面的 加工方法和加工方案、加工阶段划分、热处理和辅助工 序的安排、工序顺序安排、工艺方案比较。 • 选择机床及工艺装备（夹具、刀具、量具） • 确定各工序间的加工余量、工序尺寸和公差 • 计算切削用量 •工时的确定 •填写工艺过程卡片和工序卡片
由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。 2、锻件质量 由机械加工后拨叉件的质量为4.5kg，可初步估计机械加工前锻件毛坯 的质量为6kg。Biblioteka §2 确定毛坯类型绘制毛坯简图
§ 2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
3、锻件形状复杂系数 对拨叉零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度 和高度，即l=158mm,b=120mm,h=86mm；该拨叉锻件的形状复杂系数为：
§3 工艺规程设计
§ 3.2 拟订工艺路线
1、表面加工方法的确定 根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表2.25平面加工 方案的经济精度和表面粗糙度；查表2.24孔加工方案的经济精度和表面粗糙 度，确定拨叉零件各表面的加工方法，如表§ 3.1所示。
§3 工艺规程设计
§ 3.2 拟订工艺路线
机械制造基础（二）
课程设计
丁海涛 2014.3
主要内容
课程设计的目的 内容和步骤 时间进度 提交的资料
案例分析
课程设计的目的
1、通过课程设计，加深学生对机械制造技术基础课程的理 解，培养学习全面综合地应用所学知识去分析和解决机械 制造中的问题的能力。
2、通过设计提高学生的自学能力，使学生熟悉机械制造中 的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺 规程设计,夹具设计和焊接图等方面的资料，并学会结合生 产实际正确使用这些资料。