课程设计说明书
系别机电工程系
专业机械设计制造及其自动化
方向机电一体化
课程名称《制造技术基础课程设计》
学号
姓名张森
指导教师
题目名称 CA6140车床拨叉
设计时间 2011年3-6月
2011 年 5 月日
目录
一、序言............................... 错误！未定义书签。
二、零件的工艺分析及生产类型的确定..... 错误！未定义书签。
三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图. 错误！未定义书签。
四、选择加工方法，制定工艺路线......... 错误！未定义书签。
五、工序设计........................... 错误！未定义书签。
六、确定切削用量及基本时间............. 错误！未定义书签。
七、专用机床夹具设计................... 错误！未定义书签。
八、设计心得........................... 错误！未定义书签。
九、参考文献........................... 错误！未定义书签。
十、附图............................... 错误！未定义书签。
序言
一、序言
机械制造技术基础课程设计在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一次实践性教学环节。这次课程程设计是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机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好基础。
由于能力有限，经验不足，设计中还有血多不足之处，希望各位老师多加指教。
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二、零件的工艺分析及生产类型的确定
1.零件的作用
本次设计所给的零件是CA6140车床变速齿轮拨叉，用于双联变换齿轮的啮合，输出不同的转速，已达到变速的目的。该拨叉应用在CA6140车船的变速箱变速机构中机构中。拨
孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双叉头以φ22mm孔套在变速叉轴上，并用销钉经8mm
联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换转速，从而改变车床的主轴转度。
该拨叉在改换转速时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔mm（H7）和锁销孔φ8mm，在设计工艺规程时应重点予以保证。
图1-1 拨叉零件图
2.零件的技术要求
CA6140车床拨叉技术要求表1-1
该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为48~58HRC；为保证拨叉调速时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔的垂直度要求为0.05mm，其自身的平面度为0.08mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，调速位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为φ8mm。
综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定较合理，符合该零件在变速箱中的功用。
3.零件的工艺分析
CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：
①以φ22mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ40mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ22H7mm通孔。
②以φ73mm和φ55mm孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ73H12的孔，φ55H12的孔，以及φ73H12的两个端面。
主要是φ73H12和φ55H12的孔。
③以M8螺纹孔为中心的加工表面。
这一组加工表面包括：M8的螺纹孔。
主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
（1）Φ40孔端面与φ22H7孔垂直度公差为0.05mm.。
（2）Φ55H12的孔与φ22H7的孔垂直度公差为0.07mm。
由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。
3
④以圆柱销孔φ8H7为中心的加工表面。 4.确定零件的生产类型
零件的年产纲领可按下式计算11N Qm b （+a%）(+%）
N ——零件的生产纲领（件/年） Q ——产品的年产量（台、辆/年）
M ——每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆） a%——备品率，一般取2%~4% b%——废品率，一般取0.3%~0.7%
N=8500台/年1件/台（1+3%）（1+0.5%）=8799件/年
拨叉重量为1.0Kg ，查表1-2知，拨叉属轻型零件；由表1-3知，该拨叉的生产类型为 大批生产。
表1-2 不同机械产品的零件质量型别
表1-3机械加工零件生产类型的划分
表2-3机械加工零件生产类型的划分
三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
1. 选择毛坯
该零件材料为HT200。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，毛坯选用铸件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型为大批生产，为提高生产率和铸件精度，宜采用金属模机器造型。毛坯的拔模斜度为5度。 2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
①铸件基本尺寸 机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量。
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求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸，长80mm ，宽73mm ，高50mm ，故最大轮廓尺寸为80mm 。
此零件的加工方法为金属型铸造，根据表2-1可以确定毛坯的加工余量等级为F,因此可通过表2-2确定铸件机加工余量（RMA ）对所有加工表面取同一个数值，由表2-8（4）查最大轮廓尺寸为80mm 、机械加工余量等级为F 级，得RMA 数值为1mm ，查表2-3可得到毛坯的公差等级为CT8。Φ8的销孔和M10的螺纹孔由于孔太小，铸成实心。Φ40的圆柱面不需要机加工。
②确定毛坯尺寸，如图2-1和表2-4所示。
表2-1毛坯铸件典型的机械加工余量等级
表2-2 要求的铸件机械加工余量（RMA ） /mm
表2-3 大批量生产的毛坯铸件的公差等级
通过以上各表个以下三个表达式可得出拨叉毛坯尺寸如表2-4。 单侧作机加工 R=F+RMA+CT/2
圆柱形或双侧作机加工 R=F+2RMA+CT/
2
内腔作机加工R=F-2RMA-CT/2
表2-4拨叉毛坯尺寸公差及加工余量/mm
图2-1
③铸件质量根据零件的成品质量1Kg ，估算为=2.6Kg。
④绘制毛坯图，如图2-2所示。
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图2-2
四、选择加工方法，制定工艺路线
1.定位基准的选择
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φ22021.00+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，
限制5个自由度。φ40的一个端面作主要定位面，达到完全定位,然后进行加工。
②精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题，选用φ22021
.00
+的孔和一个端面作为精基准。
2. 零件表面加工方法的选择
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本零件的加工加工面有内圆、内孔、端面、销孔，螺纹孔等，材料为HT200。以及公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工法选择如下。
①φ22021
.00
的孔根据GB1800-79规定其公差等级为IT7，表面粗糙度为
Ra1.6μm ，
需进行钻扩拉。
②φ40圆柱的两个端面，50mm ，未标注公差尺寸，公差等级IT7，表面粗糙度Ra3.2μm ，需进行粗洗半精洗
洗。
③φ55的拨叉脚小内表面，公差等级IT9，表面粗糙度Ra3.2μm ，需进行粗镗半精镗。
④φ7拨叉脚大内表面，公差等级IT12，表面粗糙度Ra6.3μm ，需进行粗镗。 ⑤φ8mm 销孔，公差等级IT7，表面粗糙度Ra1.6μm ，需进行钻粗铰
。
⑥拨叉脚左端面25mm ，未标注公差尺寸，公差等级IT7，表面粗糙度Ra3.2μm ，需进行粗洗半精洗
洗。
⑦拨叉脚右端面，公差等级IT7，表面粗糙度Ra3.2μm 需进行粗洗半精
洗
洗。 ⑧拨叉脚端面
，公差等级IT7，表面粗糙度Ra6.3μm 需进行粗洗
洗。
⑨螺纹孔M8，公差等级IT8，表面粗糙度Ra3.2μm ，需进行钻铰，丝锥攻内螺纹。
3. 制定工艺路线
工序一 对铸件进行退火处理。 工序二 初检，检查毛坯是否存在缺陷。
工序三 以φ40外圆为粗基准，粗铣、半精洗和精铣φ22孔上端面，并且保证上端面
与φ22孔的轴线垂直度为0.05mm 。
工序四 以φ22孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰φ22孔,孔的精度达到IT7。 工序五 以φ22孔为精基准，粗铣、精铣φ73孔上下表面，保证端面相对孔的垂直
度误差不超过0.07mm 。
工序六 以φ22孔为精基准，粗铣、精铣φ55孔上下表面，保证端面相对孔的垂直
度误差不超过0.07mm 。
工序七 以φ22孔为精基准，粗铣φ73孔，保证空的精度达到IT12。 工序八 以φ22孔为精基准，粗铣半精铣φ55孔，保证空的精度达到IT12。
工序九以拨叉头端面孔为精基准，钻φ8孔（装配时钻铰锥孔）。
工序十以拨叉头两端面为精基准，钻φ6孔，攻M8螺纹。
工序十一把产品切开。
工序十二对拨叉脚进行热处理——拨叉脚两端面局部淬火。
工序十三对切断的拨叉脚进行磨削。
工序十四钳工去毛刺。
工序十五清洗
工序十六终检，按零件图样要求全面检查。
五、工序设计
1.选择加工设备与工艺装备
⑴选择机床根据不同的工序选择机床
①工序二、三、五、十二、十三是粗铣和精铣。各工序工步不多，大批量批生产，故选用立式铣床就能满足要求。本零件外廓尺寸不大，精度要求一般，则选用常用的X51立式铣床。
②工序四、十四、十五是钻扩铰。选用四面组合钻床。
③工序六、七、八、九、十、十一是粗铣和精铣。各工序工步不多，大批量生产，故选用双面卧式车床。
④工序十二、十三是粗镗和精镗。各工序工步不多，大批量生产，故选用立式镗床。
⑵选择家具本零件所有工序均使用专用夹具。
⑶选择刀具根据不同的工序选择刀具。
①再铣床上的加工工序，一般采用硬质合金铣刀。采用YT类硬质合金，粗加工用YT15,半精加工用YT15，精加工用YT30。零件要求铣切深度为10mm，铣刀直径应为40～80mm。
②在钻床上的加工工工序，钻φ8孔和钻φ6孔，由于在圆柱面上钻孔，则选用复合钻钻孔，钻φ22的选用麻花钻来完成。
③为了保证一些重要表面的精度，要在镗床上完成一些镗削，选用一些镗刀。
④为了保证φ22孔的精度，还要选用相应的扩孔钻和铰孔钻来完成。
⑤要对φ6的孔攻内螺纹，选用相应的丝锥。
⑵选择量具本零件属于大批量生产，一般情况下选用量规和一些高生产率的专用检具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，选择如下。
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①选择各端面测量工具，选用游标卡尺。 ②选用各内圆表面测量工具，选用专用量规。 ③选用加工孔量具。
φ
mm 孔经钻、扩、铰、精铰。
i.钻φ22mm 孔选用度数值为0.01mm 、测量范围5～30mm 的内径千分尺。 ii.扩孔φ22mm 孔，可选用读数值0.01mm 、测量范围18～35mm 的内径百分表。 iii.铰φ22mm 孔，可选用读数值0.01mm 、测量范围18～35mm 的内径百分表。
iv.精铰φ22mm 孔，由于孔的精度要求较高，加工是每个工件都要进行测量，故宜选用极限量规。根据孔径选用锥柄圆柱塞规。 ④加工φ8mm 和φ6mm 孔。经过钻得到。
i.钻φ8mm 和φ6mm 孔选用度数值为0.01mm 、测量范围5～30mm 的内径千分尺。 2. 确定工序尺寸
⑵确定φ22mm 孔的工序尺寸如表4-1
表4-1 / mm
工序四——钻--扩--粗铰--精铰φ22mm 孔
由表可查得，精铰余量=0.06mm ；粗铰余量
=0.14mm ；扩孔余量
=1.80mm ；钻
孔余量
=20mm 。查表可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT 10；
扩：IT12；钻：IT 13。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.021mm ；粗铰：0．084mm ；扩：0.21mm 钻：0.33mm 。
综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：
mm ；粗铰：
mm ；扩孔：
mm ；钻孔：
mm ，它们的相互关系如图4-1。
图4-1
六、确定切削用量及基本时间
2.工序四的切削用量及基本时间的确定
⑴切削用量 本工序为孔加工。已知加工材料为HT200，=200MPa ，硬度241～285HBS ；所选机床为立式钻床Z525，工件卡在两块V 型块之间。
①钻孔工步 ,取=20mm ，选取该工步的没转进给量f=0.225r/mm ，切削速度=18 m ／min ，由公式1000/n v d π=可求得该工序钻头转速为n=286.62r ／min ，查表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r ／min 。再将此转速代入公式1000/n v d π=，可求出该工序的实际钻削速度v ＝n πd ／1000＝392×π×20／1000＝24.6m ／min 。
②扩孔工步，取=1.8mm ，选取该工步的没转进给量f=0.6r/mm ，切削速度=10m ／min ，由公式1000/n v d π=可求得该工序钻头转速为n=140.09r ／min ，查表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r ／min 。再将此转速代入公式1000/n v d π=，可求出该工序的实际钻削速度v ＝n πd ／1000＝195×π×21.8／1000＝13.4m ／min 。
③粗铰工步，取=0.14mm ，选取该工步的没转进给量f=1.0r/mm ，切削速度=8m ／min ，由公式1000/n v d π=可求得该工序钻头转速为n=116.12r ／min ，查表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r ／min 。再将此转速代入公式1000/n v d π=，可求出该工序的实际钻削速度v ＝n πd ／1000＝140×π×21.8／1000＝9.6m ／min 。
④精铰工步，取=0.06mm ，选取该工步的没转进给量f=1.2r/mm ，切削速度=9m ／
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min ，由公式1000/n v d π=可求得该工序钻头转速为n=130r ／min ，查表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=140r ／min 。再将此转速代入公式1000/n v d π=，可求出该工序的实际钻削速度v ＝n πd ／1000＝140×π×22／1000＝9.7m ／min 。 ⑵基本时间
②工序四——钻、扩、粗铰、精铰φ22mm 孔
钻孔工步，钻孔的基本时间可由公式12/()/j t L fn l l l fn ==++求得。式中l ＝50mm ；
2l ＝1mm ；=
=8.3mm ；f ＝0.225mm ／r ；n ＝392r ／min 。将
上述结果代人公式，则该工序的基本时间j t ＝（50mm ＋8.3mm ＋1mm ）／（0．225mm ／r ×392r ／min ） ≈0.67min ＝40.2s 。
扩孔工步，扩孔的基本时间可由公式12/()/j t L fn l l l fn ==++求得。式中l ＝50mm ；
2l ＝3mm
；
=
=2.5mm ；f ＝0.6mm ／r ；n ＝195r
／min 。将上述结果代人公式，则该工序的基本时间j t ＝（50mm ＋2.5mm ＋3mm ）／（0．6mm ／r ×195r ／min ） ≈0.47min ＝28.4s 。
粗铰工步，铰圆柱孔的基本时间可由公式12/()/j t L fn l l l fn ==++求得。式中l ＝50mm
；
=
=
=0.07mm
，
2
l ＝13mm
；
=
=2.3mm ；f ＝1.0mm ／r ；n ＝140r ／min 。将
上述结果代人公式，则该工序的基本时间j t ＝（50mm ＋2.3mm ＋13mm ）／（1.0mm ／r ×140r ／min ） ≈0.47min ＝27.9s 。
精铰工步，同上由公式12/()/j t L fn l l l fn ==++求得。式中l ＝50mm
；
=
=
=0.03mm
，
2
l ＝13mm
；
=
=2.1mm ；f ＝1.2mm ／r ；n ＝140r ／min 。将上
述结果代人公式，则该工序的基本时间j t ＝（50mm ＋2.1mm ＋13mm ）／（1.2mm ／r ×140r ／min ） ≈0.39min ＝23.2s 。 ⑵辅助时间a t 的计算
辅助时间f t 与基本时间j t 之间的关系为f t =(0.15~0.2) j t ，取f t =0.15j t ，则各工序的辅助时间分别为：
工序四钻孔工步的辅助时间：f t =0.15×40.2s ＝6.03s ； 工序四扩孔工步的辅助时间：f t =0.15×28.4s ＝4.26s ； 工序四粗铰工步的辅助时间：f t ＝0.15×27.9s ＝4.16s ； 工序四精铰工步的辅助时间：f t ＝0.15×23.2s=3.48s ； ⑶其他时间的计算
除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于本例中拨叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间b t 是作业时间的2％～7％，休息与生理需要时间x t ，是作业时间的2％～4％，本例均取为3％，则各工序的其他时间（b t ＋x t ）可按关系式（3％＋3％）×（j t ＋f t ）计算，它们分别为：
工序四钻孔工步的其他时间：b t ＋x t ＝6％×（40.2s ＋6.03s ）＝2.78s ； 工序四扩孔工步的其他时间：b t ＋x t ＝6％×（28.4s ＋4.26s ）＝1.96s ； 工序四粗铰工步的其他时间：b t ＋x t ＝6％×（27.9s ＋4.16s ）＝1.92s ； 工序四精铰工步的其他时间：b t ＋x t ＝6％×（23.2s ＋3.48s ）＝1.6s ； ⑷单件时间dj t 的计算
工序四的单件时间dj t 为四个工步单件时间的和，其中 钻孔工步dj t 钻＝40.2s ＋6.03s ＋2.78s ＝49.01s ； 扩孔工步
＝28.4s ＋4.26s ＋1.96s ＝34.62s ；
粗铰工步dj t 粗铰=27.9s ＋4.16s ＋1.92s ＝33.98s ； 精铰工步dj t 精铰＝23.2s ＋3.48s ＋1.6s=28.28s ； 因此，工序四的单件时间dj
t =
dj t 钻+dj t 粗铰+dj t 精铰
=49.01s 十34.62s ＋
33.98s+28.28s ＝145.89s 。
将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。
七、专用机床夹具设计
本夹具是为工序四钻φ22mm孔设计的夹具。为了提高生产效率本工序在立式钻床上加工一个φ22mm的孔。所设计的夹具装配图及工序见图如图6-1所示。有关说明如下。
⑴定位方案工件以第三道工序加工完以后的端面和φ40mm的圆柱面为定位基准，采用两块长条形支撑板(B16160JB/T8029.1-1999)和V（A420 JB/T8018.4-1999）查表6-1型块组合的定位方案，其中支撑板限制三个自由度，V型块限制两个自由度。
⑵夹紧机构根据生产率要求，运用手动加紧可以满足。采用一位螺旋压板和一位固定压板夹紧机构，通过拧紧加紧螺杆，使可动压板向不动压板移动而压紧工件，实现加紧，有效的提高了工作的效率。压板夹紧力主要作用是防止工件在切削了的作用下所产生的振动。手动螺旋加紧是可靠的，免去夹紧力的计算。
⑶导向装置由于此零件为大批量生产，所以选用如图的快换钻套（20F730 JB/T 8045.3-1999），如图6-1。
⑷夹具与机床的连接元件采用两个标准定位键A18h11 JB/T 8016-1999，固定在夹具体地面的平行直线位置的键槽位置中，从而确定钻床夹具相对于机床进给方向的正确位置，并保证定位键的宽度与机床工作台T形槽相匹配的要求，采用四个螺栓把夹具体和工作台固定在一起。
图6-1
⑸夹具体工件的定位元件和夹紧元件有连接座连接起来。
⑹使用说明安装工件时，顺时针转动螺纹丝杠，是压板后撤，把工件装在由两个V 型块和支撑板上完成定位，在逆时针转动丝杠是压板前移压紧工件，为了使支撑板与钻头不发生干涉，支撑板防止放置应尽量贴紧两块压板并且支撑板之间的距离应大于所加工孔的直
15
径。
⑺结构特点该夹具结构简单，操作方便，适用于建工精度不太高的场合。夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一个正确的安装位置，以便进行钻削加工。
表6-1
八、设计心得
为期几周的机械制造工艺学课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导下，得以顺利完成本次课程设计，课程设计作为《机械制造技术基础》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的兴趣。
本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
机械制造基础这门课程提高了我独立分析问题,解决问题的能力。理论与实践的相结合也培养了实际动手能力.基本掌握了部件零件加工方法和步骤.进一步巩固以前多门课程的
知识.通过这次的实践,我基本掌握了机械制造基础中的相关内容,并能熟练查阅机械设计手册和夹具设计手册等相关的资料.此外在建模水平得到了巩固和提高. 熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及生产实践、实践中获得的知识，正确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，初步具备设计以各种等复杂零件的工艺规程的能力。不过,在一些方面的知识还没有完全掌握,,如夹具设计的细节上还没熟练,但是我相信以后通过自己的努力肯定能学得更多更好。
总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。
由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！
九、参考文献
[1] 赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社
[2] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院编机床夹具设计手册上海：上海科学技术出版社，1979
[3] 艾兴，肖诗纲主编切削用量手册北京：机械工业出版社
[4] 金属切削手册上海：上海科学文化技术出版社
[5] 余骏一邹青主编机械制造技术基机械工业出版社
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《机械制造基础》期末考试复习题 一、填空题 1．金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）或（破坏）的能力。 2．金属塑性的指标主要有（伸长率）和（断面收缩率）两种。 3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。 4．常用测定硬度的方法有（布氏硬度测试法）、（洛氏硬度测试法）和维氏硬度测试法。5．疲劳强度是表示材料经（无数次交变载荷）作用而（不引起断裂）的最大应力值。6．受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是（冲击韧性）。 二、选择题 1．表示金属材料屈服强度的符号是（ B ）。 A.σ B.σ s C.σ b D.σ -1 2．表示金属材料弹性极限的符号是（ A ）。 A.σ e B.σ s C.σ b D.σ -1 3．在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（ B ）。 A.HB B.HRC C.HV D.HS 4．金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（ A ）。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性 三、简答题 1．说明下列符号的含义及其所表示的机械性能指标的物理意义： σ s ，σ b ，HRC，180HBS 10/1000/30 。 答：σ s ：屈服强度的表示符号。屈服强度指材料产生屈服现象时的最小应力值。 σ b ：抗拉强度的表示符号。抗拉强度指材料被拉断前所能承受的应力值。 HRC：洛氏硬度。 180HBS 10/1000/30 ：表示用直径为10mm的淬火钢球在1000kgf的载荷作用下时间保持30s所测得的布氏硬度值为180。 2．何谓金属的疲劳和蠕变现象?它们对零件的使用性能有何影响? 答：机械零件经常受到大小和方向作周期性变化的载荷作用（交变载荷），零件所承受的最大应力值虽远小于其屈服强度，但经过多次循环后，零件在无显著的外观变形情况下却会发生断裂，称为金属的疲劳断裂。 金属在高温长时间应力作用下，即使所加应力小于该温度下的屈服强度，也会逐渐产生明显的塑性变形直至断裂的现象称为蠕变。 四、计算题 一根标准试样的直径为10 mm、标距长度为50 mm。拉伸试验时测出试样在26 kN时屈服，出现的 最大载荷为45 kN。拉断后的标距长度为58 mm，断口处直径为7.75 mm。试计算试样的σ s 、σ b 。 解： 第2章钢的热处理 一、填空题 1．普通钢热处理的四个基本环节是（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。 2．常见钢的退火种类有：完全退火，（等温退火）、（球化退火）和（去应力退火）。 3．钢的化学热处理常用的工艺方法有（渗碳）、（氮化）和（碳氮共渗）三种。 4．完全退火主要应用于（亚共析钢）。 5．球化退火主要适用于（过共析钢），该类钢经球化退火后能适当（降低）硬度，改善切削加工性
课程设计说明书 系别机电工程系 专业机械设计制造及其自动化 方向机电一体化 课程名称《制造技术基础课程设计》 学号 06080729 姓名张森 指导教师 题目名称 CA6140车床拨叉 设计时间 2011年3-6月 2011 年 5 月日
目录 一、序言 (1) 二、零件的工艺分析及生产类型的确定 (2) 三、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (4) 四、选择加工方法，制定工艺路线 (8) 五、工序设计 (10) 六、确定切削用量及基本时间 (12) 七、专用机床夹具设计 (15) 八、设计心得 (17) 九、参考文献 (18) 十、附图 (19)
序言 一、序言 机械制造技术基础课程设计在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一次实践性教学环节。这次课程程设计是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机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好基础。 由于能力有限，经验不足，设计中还有血多不足之处，希望各位老师多加指教。
二、零件的工艺分析及生产类型的确定 1.零件的作用 本次设计所给的零件是CA6140车床变速齿轮拨叉，用于双联变换齿轮的啮合，输出不同的转速，已达到变速的目的。该拨叉应用在CA6140车船的变速箱变速机构中机构中。拨 孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双叉头以φ22mm孔套在变速叉轴上，并用销钉经8mm 联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换转速，从而改变车床的主轴转度。 该拨叉在改换转速时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔mm（H7）和锁销孔φ8mm，在设计工艺规程时应重点予以保证。 图1-1 拨叉零件图 2.零件的技术要求 CA6140车床拨叉技术要求表1-1
何谓切削用量三要素？它们与切削层参数有什么关系？ 切断刀的前角后角主偏角副偏角刃倾角 什么是积屑瘤？它对加工过程有什么影响？如何控制积屑瘤的产生？ 答：在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工一般钢料或其它塑性材料时，常在前刀面切削处粘有剖面呈三角状的硬块。其硬度通常是工件材料硬度的2～3倍，能够代替切削刃进行切削。这部分冷焊在前刀面的金属称为积屑瘤。 积屑瘤对切削过程的影响：1）实际前角增大。它加大了刀具的实际前角，可使切削力减小，对切削过程起积极的作用。积屑瘤愈高，实际前角愈大。2）使加工表面粗糙度增大。积屑瘤的底部则相对稳定一些，其顶部很不稳定，容易破裂，一部分连附于切屑底部而排出，一部分残留在加工表面上，积屑瘤凸出刀刃部分使加工表面切得非常粗糙，因此在精加工时必须设法避免或减小积屑瘤。3）对刀具寿命的影响。积屑瘤粘附在前刀面上，在相对稳定时，可代替刀刃切削，有减少刀具磨损、提高寿命的作用。但在积屑瘤比较不稳定的情况下使用硬质合金刀具时，积屑瘤的破裂有可能使硬质合金刀具颗粒剥落，反而使磨损加剧。 控制积屑瘤的主要方法有：1）降低切削速度，使温度较低，粘结现象不易发生；2）采用高速切削，使切削温度高于积屑瘤消失的相应温度；3）采用润滑性能好的切削液，减小摩擦；4）增加刀具前角，以减小切屑与前刀面接触区的压力；5）适当提高工件材料硬度，减小加工硬化倾向。 影响切削力的主要因素有哪些？试论述其影响规律。 答：实践证明，切削力的影响因素很多，主要有工件材料、切削用量、刀具几何参数、刀具材料刀具磨损状态和切削液等。 1）工件材料 （1）硬度或强度提高，剪切屈服强度增大，切削力增大。 （2）塑性或韧性提高，切屑不易折断，切屑与前刀面摩擦增大，切削力增大。 2）切削用量 （1）背吃刀量（切削深度）ap、进给量增大，切削层面积增大，变形抗力和摩擦力增大，切削力增大。 （2）切削速度vc ：加工塑性金属时，切削速度Vc对切削力的影响规律如同对切削变形影响一样，它们都是通过积屑瘤与摩擦的作用造成的。切削脆性金属时，因为变形和摩擦均较小，故切削速度Vc改变时切削力变化不大。 3）刀具几何角度 （1）前角：前角增大，变形减小，切削力减小。 （2）主偏角：主偏角Kr在30°-60°范围内增大，由切削厚度hD的影响起主要作用，使主切削力Fz减小；主偏角Kr在60°-90°范围内增大，刀尖处圆弧和副前角的影响更为突出，故主切削力Fz增大。 (3)刃倾角λs：λs对Fz影响较小，但对Fx、Fy影响较大。λs 由正向负转变，则Fx 减小、Fy增大。 4）其它因素 （1）刀具棱面：应选较小宽度,使Fy减小。 （2）刀具圆弧半径：增大，切削变形、摩擦增大，切削力增大。
《机械制造基础》复习题 一、填空题 1、强度是金属材料在力的作用下抵抗和断裂的能力。 2、依据凝固区的宽窄，铸件的凝固方式分为、和。 3、按照产生原因，铸件内应力可分 为：和。 4、自由锻的工序可分为：、和 三大类。 5、拉深中常见的废品有：和。 6、焊接热影响区可分为：、、 和。 7、普通手工电弧焊的焊条由和两部分组 成。 8、刀具的磨损过程可分 为、、三个阶段。 9、对于钢铁零件，外圆面切削加工的主要方法 是：和。 10、影响铸铁石墨化的主要因 素和。 11、工程上常用硬度指标有_________ 和 __________ 两种。 12、合金的收缩经历_________ 、_________ 和 ________三个阶段。 13、造型方法可分为造型和造型两大类。 14、影响铸铁石墨化的主要因素是和。 15、金属的可锻性取决于和。 16、模锻中，模膛根据功用的不同，分为和__________。 17、冲压生产的基本工序有___________ 和 __________两大类。 18、焊接电弧包括________、_________ 和__________三个区域。 19、埋弧自动焊中，和的作用相当于电焊条的焊芯和药 皮。 二、判断对错
1、影响合金流动性最显著的因素是化学成分。（） 2、铸件凝固过程中，糊状凝固的合金缩孔倾向大，缩松倾向小。（） 3、铸件内应力产生的主要原因是收缩受阻。（） 4、铸造模样表面上设计起模斜度是为了便于模样在砂型中固定（） 5、铸件分型面应该尽可能的多。（） 6、设计落料模时，应先按照落料件确定凸模刃口尺寸。（） 7、塑性金属变形后的纤维组织可以采用热处理的办法消除。（） 8、锻造为了提高金属的锻造性能，锻件的锻造温度越高越好。（） 9、设计模锻模膛时，只有终锻模膛有飞边槽。（） 10、随钢中含碳量增加，其可焊性变差。（） 11、焊接热影响区组织、性能在焊接前后没有变化。（） 12、弯曲时应尽可能使弯曲线与板料纤维垂直。（） 13、为了提高焊接质量，应尽量采用异种材料进行焊接。（） 14、只有在切削塑性金属材料时，才会产生积屑瘤。（） 15、顺铣时，会造成工件在进给方向的窜动。（） 16、磨削可以用来加工钢铁以及铝、铜等有色金属。（） 17、粗加工时，刀具后角应取较小值。（） 18、金属材料的加工性能与工艺方法有关。（） 19、冲裁变形时板料首先进行弹性变形。（） 20、锻造加工只是适合塑性金属材料加工。（） 21、碳钢通常在油中淬火，而合金钢在水中淬火。（） 22、合金结晶温度范围越小，合金的流动性越好。（） 23、灰铸铁一般都要安置冒口和冷铁，使之实现同时凝固。（） 24、冷却速度越快越易得到灰口铸铁。（） 25、浇注时铸件的重要平面应朝下。（） 26、砂型铸造时，木模尺寸应与铸件尺寸完全相同。（） 27、铸件壁厚小于“最小壁厚”，容易产生浇不足、冷隔现象。（） 28、设计制造零件时，应使零件的最大正应力方向与纤维方向垂直。（） 29、常言道“趁热打铁”，就是说铸铁是可以锻打的。（） 30、只要在压力加工过程中对工件加热，就属于热变形。（） 31、落料和冲孔是使坯料沿封闭轮廓分离的工序。（） 32、拉深系数越小，表明拉深件直径越小，变形程度越小。（） 33、直流正接就是工件接电源正极，焊条接负极。（）
材料 1.什么叫合金？他们各自常用的判别指标有哪些？了解拉伸曲线，常见力学性能指标的名称及含义？ 所谓合金，就是由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素融合在一起形成具有金属特性的物质。 金属材料的力学性能有哪些指标？ 主要指标有强度，塑性，硬度，冲击韧度等。 什么叫强度（塑性、韧性、硬度）？ （1）所谓强度,是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力.（2）金属发生塑性变形但不破坏的能力称为塑性.（3）硬度是衡量金属材料软硬程度的指标,是指金属抵抗局部弹性变形,塑性变形,压痕或划痕的能力.（4）金属材料在冲击载荷的作用下,抵抗破坏的能力称为冲击韧度. 他们各自常用的判别指标有哪些？ 强度的判别指标有1,在弹性变形范围内的最大载荷F,2,,最小屈服载荷Fs,3，最大载荷Fb. 塑性的判别指标有伸长率，断面收缩率。 硬度的判别指标有布氏硬度HBW，洛氏硬度HRC，维氏硬度HV。冲击韧度的判别指标有冲击韧度值。 2.什么叫结晶？ 一切物质从液态到固态的转变过程，统称为凝固。若凝固后的固态物质是晶体，则这种凝固过程又称为结晶。 什么叫过冷现象？ 在实际生产中，金属的实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度T0，这种现象称为过冷现象。理论结晶温度与实际结晶温度的差值，称为过冷度，用ΔT表示，即ΔT = T0 - T1。 常见金属的晶格结构有哪些？ 1），体心立方晶格。2），面心立方晶格。3），密排六方晶格。 什么叫同素异构转变？（纯铁的冷却（同素异构转变）曲线）？ 金属在在固态下随温度的改变，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的变化，称为金属的同素异构转变。 3、什么叫钢的热处理？ 钢的热处理是指钢在固态下，采用适当方式进行加热，保温和冷却，以改变钢的内部组织结构，从而获得所需性能的一种工艺方法。 热处理可分为哪些种类？ 普通热处理：退火、正火、淬火、回火。表面热处理：表面淬火：感应淬火、火焰淬火、激光淬火、接触电阻加热淬火化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属. 退火（概念：将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺称为退火。特点：缓慢冷却分类及常用钢类：完全退火（亚共析成分的碳钢和合金钢）、等温退火（合金钢和大型碳钢）、球化退火（共析、过恭喜碳钢及合金工业钢）、均匀退火（高合金钢）、去应力退火。）正火（概念：正火是将钢加热到Ac3或者Accm以及30~500C,保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。特点：冷却速得稍快，过冷度较大。）淬火（概念：将钢加热到Ac3或者Ac1以上某温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。目的：为了得到马氏体组织，再经回火，是刚得到需要的使用性能，以充分发挥材料的潜能）。回火（概念：钢件淬火后，在加热到Ac1点一下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。目的：1.获得共建所需要的性能，2.消除淬火冷却应力，降低钢的脆性。3.稳定工件组织和尺寸。）分类及常用钢类：低温回火（高碳钢）中温回火（各种弹性元件）高温回火（结构零件）调质：工业上常把淬火和高温回火相结合的热处理工艺称为“调质” 表面热处理的目的？ 表面热处理是通过对工件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热处理工艺,其目的是获得高硬度的表面层和有利的内应力分布，以提高工件的耐磨性能和抗疲劳性能 常见的化学热处理有哪些？ 化学热处理方法有渗碳（有液体、固体、气体渗碳）、渗氮、碳氮共渗、渗金属、离子镀、化学气相沉积、TD处理、PQP处理等 什么叫铸铁的石墨化？ 铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程。铸铁组织形成的基本过程就是铸铁中石墨的形成过程 影响石墨化因素有哪些？ 化学成分的影响，冷却速度的影响，铸铁的过热和高温静置的影响。 根据C在铸铁中的存在形式，铸铁常分为哪几类？ 根据C在铸铁中的存在形式，铸铁常分为：白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁。 其中常见的灰口铸铁有哪几种？能够解释常见钢、铸铁的牌号？ 常见的有：灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁。 铸铁的石墨化过程：铸铁组织中石墨的形成过程成为铸铁的石墨化过程。石墨的存在形式：灰铸铁中石墨呈片状；球墨铸铁中的石墨呈球状；可锻铸铁中的石墨呈团絮状；蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状。 Q235-A F 普通碳素钢。2)T8A 优质碳素工具钢T1碳素工具钢3)45 优质碳素钢40Cr合金结构钢4)H62焊条钢5)HT200灰口铸铁QT400-18 球墨铸铁6)W18Cr4V高速工具钢7)GCr15轴承钢 能够画出铁碳相图，并能分析亚共析钢、共析钢、过共析钢结晶过程中的组织转变情况。
机械加工工序卡片生产类型大批生产工序号 2 零件名称车床套零件号 零件重量同时加工零件 数 1 材料毛坯 牌号硬度型式重量 45 HB190～ 210 圆钢 设备夹具和辅助工具名称型号 三爪卡盘 车床CA6140 工序工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （mm） 走刀 次数 切削 深度 (mm) 进给量 (mm/z) 主轴 转速 （r/ min） 切削 速度 (mm/s ) 基本工 时min 2 1 2 3 夹φ75外圆，粗车一端面，车 外圆φ42.4，长43，外圆φ45.4， 长41，外圆φ70，长5 钻内孔φ23 扩孔φ24.8 掉头装夹，粗车相同参数 切断 45°硬质合金 车刀 Φ23麻花钻 Φ24.8扩孔钻 切断刀 游标卡尺43 45 5 90 90 35 6 4 2 1 1 1 3 3 2 0.6 0.6 0.6 0.20 0.56 500 500 560 200 250 117.8 117.8 122.1 14.45 17.85 1.92 1.60 0.06 2.65 0.714 10.1
卧式铣床X62W 工序工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （mm） 走刀 次数 切削 深度 (mm) 进给量 (mm/r) 主轴转 速 （r/mi n） 切削 速度 (m/mi n) 基本工 时min 5 1 铣开挡5H9，保证尺寸2 6 φ63三面 刃铣刀游标 卡尺 9 1 4 0.06 750 148 0.04 机械加工工序卡片生产类型大批生产工序号 6 零件名称车床套零件号
零件重量同时加工零件数 1 材料毛坯 牌号硬度型式重量 45 HB190～ 210 圆钢 设备夹具和辅助工具名称型号 专用钻床夹具摇臂钻床Z35 工序工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （mm） 走刀 次数 切削 深度 (mm) 进给量 (mm/r) 主轴转 速 （r/mi n） 切削 速度 (mm/r ) 基本工 时min 6 1 钻孔φ7，钻锥孔φ13 φ7麻花 钻 φ13x90 度锪钻游标 卡尺 4.5 2 1 1 4.5 2 0.20 0.20 530 530 11.65 11.65 0.108 0.047 0.155 机械加工工序卡片生产类型大批生产工序号7 零件名称车床套零件号
第七章习题及答案 7-1试述生产过程、工序、工步、走刀、安装、工位的概念。 答：制造机械产品时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。 工序是指一个（或一组）工人在一个工作地点或一台机床，对同一个或同时对几个工件进行加工所连续完成的那一部分工艺过程。 工步是指在一个工序中，当加工表面不变、加工工具不变的情况下所连续完成的那部分工艺过程。 在一个工步内，如果被加工表面需切去的金属层很厚，一次切削无法完成，则应分几次切削，每进行一次切削就是一次走刀。 安装是指工件在加工之前，在机床或夹具上占据正确的位置（即为定位），然后加以夹紧的过程称为装夹。工件经过一次装夹完成的工序称为安装。 工件在机床上所占据的每一个待加工位置称为工位。 7-2什么是机械加工工艺过程？什么是机械加工工艺规程？ 答：机械加工工艺规程（简称工艺规程）是将机械加工工艺过程的各项内容写成文件，用来指导生产、组织和管理生产的技术文件。 工艺过程是生产过程中的主要部分，是指在生产过程中直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和材料性能，使其成为半成品或成品的过程。 7-3试指明下列工艺过程中的工序、安装、工位及工步。坯料为棒料，零件图如图题7-3所示。 1）卧式车床上车左端面，钻中心孔。 答：车左端面、钻中心孔分别为工步。 2）在卧式车床上夹右端，顶左端中心孔，粗车左端台阶。 答：夹右端，顶左端中心孔为装夹，粗车左端台阶为工步。 3）调头，在卧式车床上车右端面，钻中心孔。 答：车右端面、钻中心孔分别为工序。 4）在卧式车床上夹左端，顶右端中心孔，粗车右端台阶。 答：夹左端，顶右端中心孔为装夹。车右端台阶为工步。 5）在卧式车床上用两顶尖，精车各台阶。 答：两顶尖定位为装夹，精车左、右端台阶为工步。 图题7-3 7-4拟定机械加工工艺规程的原则与步骤有哪些？工艺规程的作用和制定原则各有哪些？ 答：制定工艺规程的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。 制定工艺规程的步骤： 1）分析研究部件或总成装配图样和零件图样；
《机械制造基础技术》综合练习题 一、单项选择题 1.零件设计图纸上用来表示各表面相互位置所依据的那些点、线、面是————————， 在机械加工及装配过程中所采用的基准是—————————。 （1）工序基准（2）装配基准（3）工艺基准（4）设计基准 2.在尺寸链的组成环中，若某环的变动引起封闭环的同向变动，该环被称为—————— —。若某环的变动引起封闭环的反向变动，该环被称为——————。 （1）减环（2）增环（3）封闭环（4）组成环3.————————、—————————为尺寸精度，——————————、— —————————为位置精度。 （1）长度（2）平行度（3）同轴度（4）高度（5）圆度 4.影响切削加工表面硬化的因素很多，一般说来，塑形变形越大，则————越严重；切 削温度越高，则———————作用加强。 （1）硬化（2）弱化（3）强化（4）中性化 5.使加工表面层达到所需的精度和表面质量而应切除的金属表层称为____________, 相 邻两工序的工序尺寸之差称为——————。平面加工的属于——————，外圆加工的属于————————。 （1）单边余量（2）双边余量（3）工序余量（4）加工余量 6.工件在机床或夹具中定位，其6个自由度被完全限制的定位叫__________ ,其6个自由 度没有被完全限制的定位叫__________ ,其1个或几个自由度被几个定位支承点重复限制的定位叫___________ 。 （1）重复定位（2）完全定位（3）部分定位（4）欠定位 7.在相同工艺条件下，加工一批零件时所产生的大小和方向相同的误差是__________ ， 所产生的大小和方向按加工顺序作有规律变化的误差是_________ ，所产生的大小和方向变化无规律的误差是__________ 。 （1）加工误差（2）随机误差 （3）变值系统误差（4）常值系统误差 8.机床的几何精度主要指机床有关部件之间的__________和__________ 。 （1）测量精度（2）位置精度（3）接触精度（4）运动精度 9.抑制机械加工中强迫震动的主要方法是减少或消除__________ 、提高工艺系统的 _________ 等。 （1）激振力（2）强度（3）刚度（4）切削力 10.车床主轴的纯轴向窜动对_______ 和————————的形状精度有影响，主轴的纯径 向摆动对________ 和——————————的形状精度有影响。 （1）车罗纹（2）车端面（3）车圆柱面（可以重复选用） 二、判断题（你认为下列命题是否正确，对正确的打“√”；错误的打“×”） 1.不经选择就能互相替换的零件，就是具有互换性的零件。（） 2.零件的实际尺寸愈接近其基本尺寸就愈好。（） 3.实际尺寸较大的孔和实际尺寸较小的轴相装配，就形成间隙配合。（）
机械制造基础期末复习指导 第四部分机械制造工艺 知识容（摘自考核说明） 涵盖第十章夹具、第十一章机械加工质量和第十二章工艺规程的基本知识的教学容 重点：机床夹具的分类、组成及作用、定位原理和定位类型、工件的夹紧机械加工精度、影响加工精度的原因 机械加工工艺过程的基本概念、机械加工工艺规程 理解：机械加工工艺的基本概念、基本理论。 掌握：六点定位原则及夹紧机构的概念和功能。 制定机械加工工艺规程的基本原则和方法、步骤。 了解：机床夹具的组成。 机械加工精度的概念。 在生产中影响机械加工的精度的主要因素。 复习知识要点 机床夹具：在机械加工中，为了保证工件加工精度，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称。 六点定位原理（原则）：用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度（沿 x、 、轴的转动自由度）的方法，使工件 y y z x、 、轴线方向的移动自由度；称为绕z 在夹具中的位置完全确定。应理解教材中图10-2 工件的六点定位的解释。 夹具设计的核心元件：用以确定工件在夹具中的正确位置的元件定位元件。 工件定位中的几种情况： ?完全定位工件的六个自由度全部被限制的定位，称为完全定位。当工件在x、 、三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时采用这种定位方式。如图y z 10-3所示。 ?不完全定位根据工件的加工要求，对某些并不需要限制工件的自由度进行定位。在保证加工要求情况下的不完全定位是合理的定位方式。 ?欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度被限制的定位。欠定位是不允许的。 ?过定位同一个自由度被几个支承点重复限制的定位(也称重复定位、超定
位)。当以形状精度和位置精度很低的面作为工件定位基准时，不允许出现过定位；对精度较高的面作为定位基准时，为提高工件定位的刚度和稳定性，在一定条件下允许采用过定位。 夹紧的基本要求： 必须的要求：夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧力，同时又不应产生过大的夹紧变形，不允许产生振动和损伤工件表面。对于手动夹紧机构要有可靠的自锁性；机动夹紧装置要统筹考虑其自锁性和稳定的原动力。 还要尽量满足1．夹紧动作迅速，操作方便、安全省力。2．结构应尽量简单紧凑，工艺性要好。 夹紧力的确定：夹紧力包括方向、作用点、大小三个要素。 ?夹紧力的方向：夹紧力的方向应朝向主要限位面，以保证工件的定位精度。夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。夹紧力的方向应使工件变形尽可能小。 ?夹紧力的作用点：夹紧力作用点应正对定位元件或落在定位元件的承围，以保证工件的定位不变。夹紧力的作用点应处在工件刚性较好部位，以减小夹紧变形。夹紧力应尽可能靠近加工表面。 ?夹紧力的大小的略计算：以主切削力为依据与夹紧力建立静平衡方程式，解此方程来求夹紧力大小。 基准：零件上用以确定其它点、线、面的位置所依据的那些点、线、面为基准。在图纸上分设计基准和工艺基准。 ?设计基准：在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准，称设计基准。。 ?工艺基准：零件在加工、测量、装配等工艺过程中所使用的基准统称为工艺基准。工艺基准可分为： 1 装配基准在零件或部件装配时用以确定它在部件或机器中相对位置的基准。 2 测量基准用以测量工件已加工表面所依据的基准。 3 工序基准在工序图中用以确定被加工表面位置所依据的基准。所标注的加工面的位置尺寸称工序尺寸。 4 定位基准用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所依据的基准。 在生产中，通常是以工件上的几个表面同时作为定位基准，采取组合定位方式。最常用的就是以“一面两孔”作为定位基准，相应的定位元件是支承板和两定位销（或其中一个为削边销），俗称“一面两销”定位，。 定位误差：包括基准不重合误差和基准位移误差。 ?基准不重合误差：定位基准与工序基准不重合而造成的加工误差。 ?基准位移误差：由于定位元件的制造公差和最小间隙的影响，定位基准与限位基准不能重合，导致的误差。 机械加工质量：包括加工精度和表面质量。 机械加工精度：零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参
机械制造基础课程设计 设计题目：制订轴承端盖工艺及直径为10mm孔夹具设计 班级： 学生： 指导教师：
目录 设计任务书 一、零件的分析……………………………………… 二、工艺规程设计…………………………………… （一）、确定毛坯的制造形式…………………… （二）、基面的选择……………………………… （三）、制订工艺路线…………………………… （四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 才的确定…………………………………………… （五）、确定切削用量及基本工时……………… 三、夹具设计………………………………………… 四、参考文献………………………………………… 订做机械制造基础课程设计工艺及夹具设计- 1 -
一、零件的分析 （一）零件的工艺分析 轴承端盖具有密封，定位的作用，因此结合面要有比较高的表面质量，孔系加工也要求有比较高位置精度和形状精度，这个零件从零件图上可以看出，所有加工表面是以?16mm为中心的，包括：?32H7mm及倒角，尺寸为?11mm，?7mm的沉头孔及螺纹孔，M5螺纹底孔，?11mm，?10mm进油孔，以及?56mm圆柱面，?16mm孔与?56mm柱面同心度为0.025； 由以上分析可知，对于这些加工表面而言，我们首先加工出?56mm外圆柱面，并以此为粗基准加工出关键部分孔?16mm，并以此为基准加工其它表面，并且保证其它表面与孔之间的位置精度要求。 二、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200，考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金属模砂型铸造。 （二）基面的选择 1 基准选择原则 ①粗基准的选择 选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则： 1) 选择重要表面为粗基准 2) 选择加工余量最小的表面为粗基准 3) 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准以便工件定位可靠、夹紧方便。 4) 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。 订做机械制造基础课程设计工艺及夹具设计- 2 -
《机械制造基础》课程教学大纲 课程代码：010331008 课程英文名称：Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology 课程总学时：40 讲课：36 实验：4 上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化 大纲编写（修订）时间：2010.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程以机械制造工程基础为主线，力图达到强化工程基础原理、扩大专业讲授知识面、反映专业新技术和发展趋势、加强学生专业基础能力和专业适应能力的培养和提高。通过学习，使学生掌握金属切削过程的一般现象和基本规律，掌握机械加工工艺规程制订的基本技能，学会分析工程中出现的加工质量问题的原因和解决的方法。能根据具体条件，合理选择各种刀具及其切削用量。使学生在实际工作中能够寻找出改善加工表面质量，提高切削加工生产率和降低成本的基本途径。并能运用所学的知识分析和解决生产实践中出现的一些有关问题。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．使学生掌握金属切削加工的基本理论，能按加工条件选择合理的刀具材料、几何参数、切削用量。了解常用刀具的类型、结构特点、使用范围并能正确地选择使用。 2．通过学习掌握设计机械零件加工工艺规程的基础知识，掌握加工方法的选择、切削用量的确定、了解专用机床夹具的设计方法。 3．掌握影响机械加工精度的因素和提高加工精度的工艺理论和方法。 （三）实施说明 1．要求课堂讲解内容简练、清晰，概念正确，突出重点、难点，取舍得当，举例合适。 2．严格遵守教学大纲要求组织教学内容。 3．作业是检验学生学习情况的重要教学环节，为了帮助学生掌握课程的基本内容，适当安排一定数量的分析讨论案例。 4．实验是教学的一个主要环节，用于基本实验的时间为6学时，每次实验每小组4人，使每个学生均有亲自操作的机会。 5．开展实际工程案例教学，充分利用多媒体等现代化教学手段 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程先修课程为：工程力学、金属材料及热处理、工程制图、互换性及技术测量、机械设计、机械原理。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．工艺规程设计综合练习举例讲解工艺规程设计设计过程使学生掌握工艺规程设计设计基本能力 2．实验: 实验内容学时分配 一、车刀几何角度的测量 2 目的：弄清车刀各几何角度的定义及其在图纸上的标注方法：掌握测量车刀几何 角度的方法 二、误差统计和分析实验 目的：作X-R控制图了解工序质量管理的意义；学会判断工艺过程的稳定性； 2 初步掌握分析零件加工精度的影响因素
工程材料 一、判断题1．冲击韧性就是试样断口处单位面积所消耗的功。（√）2．一般来说，金属材料的强度越高，则其冲击韧性越低。（√） 3．一般来说，材料的硬度越高，耐磨性越好。（√） 4．HBW是洛氏硬度的硬度代号。（×） 5．金属材料的使用性能包括力学性能、铸造性能。（×） 6．硬度实验中，布氏硬度测量压痕的深度。（×） 7．硬度实验中，洛氏硬度测量试样表面压痕直径大小。（×） 8．断后伸长率和断面收缩率越大，表示材料的塑性越好。（√） 9．布氏硬度用于测量淬火后零件的硬度。（×） 10．洛氏硬度用于测量退火后零件的硬度。（×） 11．晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。（√） 12．理想晶体的内部都或多或少地存在有各种晶体缺陷。（×） 13．室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。（×） 14．纯金属结晶时形核率随过冷度的增大而不断增加。（×） 15．金属型浇注比砂型浇注得到的铸件晶粒粗大。（×） 16．（×）。晶粒粗大铸成薄壁件与铸成厚壁件 17．厚大铸件的表面部分与中心部分晶粒粗大。（×） 18．α-Fe属于面心立方晶格晶格类型。（×） 19．金属Cu、Al都是面心立方晶格。（√） 20．金属实际结晶温度小于理论结晶温度。（√） 21．在铁碳合金平衡结晶过程中，只有成分为0.77%C的合金才能发生共析反应。（×） 22．一般来说，金属中的固溶体塑性较好，而金属间化合物的硬度较高。（√） 23．铁素体和奥氏体都是碳在α-Fe中的间隙固溶体。（×） 24．奥氏体是硬度较低、塑性较高的组织，适用于压力加工成形。（√） 25．渗碳体是硬而脆的相。（√） 26．铁和碳以化合物形式组成的组织称为莱氏体。（×） 27．铁素体是固溶体，有固溶强化现象，所以性能为硬而脆。（×）28．钢铆钉一般用高碳钢制作。（×） 29．金属在固态下由于温度的改变而发生晶格类型转变的现象，称为同素异构转变。（√） 30．纯铁在770℃时发生同素异构转变。（×） 31．表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织与性能。（×）． 32．共析钢加热奥氏体后，冷却时所形成的组织主要取决于钢的加热温度。（×） 33．低碳钢或高碳钢件为便于进行机械加工，可预先进行球化退火。（×）
机械制造基础考试复习题 及答案 The latest revision on November 22, 2020
《机械制造基础》复习题及答案 一、填空题： 1、金属材料的性能主要包括使用性能和工艺性能两个方面。 2、金属材料在外力作用下所表现出来的性能称为力学性能。 3、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗_变形__和_断裂__的能力。 4、硬度可通过硬度试验测定，常用的有布氏硬度和洛氏硬度两种。 5、金属材料的常用强度指标为屈服点和抗拉强度。 6、金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。 7、通常把金属从液态向固态的转变称为结晶。 8、金属的品格类型主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三大类 9、通常固态合金中形成固溶体、金属化合物和机械混合物三类组织。 10、珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 11、铁素体碳在α-Fe中固溶体。 12、金属在固态下晶格类型随温度（或压力）发生变化的现象称为同素异构转 变。 13、金属材料热处理主要有钢的普通热处理和钢的表面热处理。 14、常用的两种表面热处理方法是_表面淬火和_化学热处理___。 15、普通热处理通常是指对工件进行整体的热处理。
16、普通热处理按加热温度和冷却方法不同，常用的有退火、正火、淬火和回 火等。 17、热处理时须将钢加热到一定温度，便其组织全部或部分转变为奥氏体。 18、钢件的加热温度主要由钢的化学成分确定。 19、常见的退火方法有.完全退火、球化退火和去应力退火三种。 20、常见的淬火方法有-单介质淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火和贝氏体等 温淬火。 21、根据钢的热处理原理可知，当过冷奥氏体快速冷却至Ms点以下时，会发生 马氏体_转变。 22、调质的热处理工艺是淬火＋高温回火。 23、常见的化学热处理是渗碳、渗氮、碳氮共渗。 24、按用途不同碳素钢可分为碳素结构钢和碳素工具钢。 25、低合金结构钢是在低碳钢的基础上加入少量合金元素炼成的。 26、.常用的刃具钢有低合金工具钢和高速工具钢-。 27、在合金调质钢中加入铬、锰、镍等合金元素，主要是为了增加钢的淬透 性。 28、铸铁是含碳量大于2．11%的铁碳合金. 29、碳在铸铁中的存在形式有石墨和渗碳体。 30、灰铸铁中按石墨存在的形态不同分灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁__。
《机械制造基础》期末复习模拟题 一、填空题 1、工程材料通常分为金属，非金属和复合材料三大类。 2、金属材料在外载荷的作用下抵抗和的能力称为强度。 3、在生产中应用广泛的测定硬度的方法有和测试法。 4、铸钢件在铸造后必须经过，以消除组织缺陷， 5、钢的化学热处理常用的工艺方法有、和三种。 6、按处理工艺特征不同，合金结构钢又分为和等。 7、合金工具钢按用途一般分为、和。 8、特殊性能钢包括、和等。 9、孕育铸铁常用来制造要求较高，且变化较大的重要零件。 10、根据铝合金的成分及加工成形特点，常用的铝合金可分为和两类。 11、砂型铸造中根据机械化程度的不同，造型、造芯分别可由和完成。 12、砂型铸造中常用的手工造型方法有、、和活块造型等。 13、铸造工艺参数的确定主要有：、、、。 14、冲压生产的基本工序有和两大类。 15、弧焊机分为与两类。 16、零件材料选择的一般原则是首先应满足零件的，其次要考虑材料及。 17、钢的热处理工艺由、和三个阶段组成，一般来说，它不改变热处理工件 的，而改变其。 18、采用低碳合金钢做重要的轴类零件需要通过热处理来获得优秀的材料性能，因此通常需要对零件毛坯进行 ____ ___，以 ____ __，并获得良好的加工性能。加工中间进行__ ____，在加工中需要安排对___ ___ 的_ _和最后__ ____。 19、影响刀具耐用度的因素主要有、和等。 20、在铁碳合金中，莱氏体是由和所构成的机械混合物。 21、按照工艺范围机床可分为、和。 22、工艺基准可分为下述几种：（1），（2），（3），（4）。 23、根据药皮所含氧化物的性质，焊条分为和两类。 24、灰铸铁在工业上应用于制造、要求和的零件。
机械制造基础试题及答案 《机械制造基础》试题及答案 一、单选题（共30道试题，共90分。 1.钻孔有两种基本方式，其一是钻头不转，工件转，这种加工方式容易产生（B ）误差。 A.轴线歪斜 B.锥度 C.轴线歪斜和锥度 D.轴线歪斜和腰鼓形 2.（C ）时，前角应选大些。 A.加工脆性材料 B.工件材料硬度高； C.加工塑性材料 D.脆性或塑性材料 3.主要影响切屑流出方向的刀具角度为（C ） A.前角 B.后角 C.刃倾角 D.主偏角 4.减小主偏角，（A ）。 A.使刀具寿命得到提高 B.使刀具寿命降低 C.利于避免工件产生变形和振动 D.对切削加工没影响 5.下列刀具材料中，适宜制作形状复杂机动刀具的材料是
（B） A.合金工具钢 B.高速钢 C.硬质合金钢 D.人造聚晶金刚石 6.成批加工车床导轨面时，宜采用的半精加工方法是（A） A.精刨 B.精铣 C.精磨 D.精拉 7.（B ）时，选用软的砂轮。 A.磨削软材料 B.磨削硬材料 C.磨削断续表面 D.精磨 8.机床主轴齿轮（B ）要求高些。 A.传递运动的准确性 B.传动的平稳性 C.载荷分布的 均匀性D.侧隙 9.精加工时，应选用（ C ）进行冷却。 A.水溶液 B.乳化液 C.切削油 D.温度较高的水溶液 10.加工? 100勺孔，常采用的加工方法是（C ） A.钻孔 B.扩孔 C.镗孔 D.铰孔 11.在切削平面内测量的角度有（D ） A.前角 B.后角 C.主偏角 D.刃倾角 12.车床刀架的横向运动方向与车床回转轴线不垂直，车出的工件将呈现出（D ）。 A.腰鼓形和锥度。 B.腰鼓形 C.锥度 D.端面中凸形 13.数控机床主要适用的场合是（B ） A.定型产品的大批量生产 B.多品种小批量生产 C.中等精度的定型产品 D.修配加工 14.主运动是由工件执行的机床有（ A ）
电大期末考试备考题库机械制造基础习题集参 考答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
附录A：《机械制造基础》习题集参考答案 第一篇工程材料习题集 一．名词解释题 间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。 再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。 淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。 枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。 时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显着提高的现象。 同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。 临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。 热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。 二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。 共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。 比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。
置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。 变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。 晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。 固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。 形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。 残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。 调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。 淬硬性：钢淬火时的硬化能力。 过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A 温度之下尚未分解的奥氏体。 1 本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。 C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。 CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。 马氏体：含碳过饱和的α固溶体。 热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。 热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。
机械制造基础课程设计书明书 课程名称：机械制造基础课程设计 题目名称：设计“阶梯轴”的机械加工工艺班级： 姓名： 学号： 指导老：
工序号工序名称工序内容 1 备料锻造 2 车 1 三爪卡盘夹持工件，车端面见平，钻中心孔。 用尾顶尖顶住，粗车三个台阶，直径、长度均 留2mm余量. 2调头，三爪卡盘夹持工件另一端，车端面， 保证总长259mm，钻中心孔。用尾顶尖顶住， 粗车另外四个台阶，长度、直径均留2mm余 量 3 热处理调质处理硬度24~28HRC 4 钳修研中心孔 5 粗车 1 双顶尖装夹半精车三个台阶，长度达到尺 寸要求，螺纹大径车到 mm，其余两个台阶直径上留 0.5mm余量，切槽三个，倒角三个 2调头，双顶尖装夹半精车余下的五个台阶。 mm及mm 台阶车到图样规
定的尺寸。螺纹大径车到mm， 其余两个台阶直径上留0.5mm余量，切槽三 个，倒角四个 6 修中心孔用金刚石或硬质合金顶尖加压修研 7 精车双顶尖装夹，车一端螺纹M24×1.6-6g 调头，车另一端M24×1.6-6g 8 划线划出键槽及?5位置 9 铣铣两个键槽及一个止动垫圈槽，键槽深度比图 样规定尺寸大0.25mm，作为外圆磨削的余量 10 磨磨外圆Q、M并用砂轮端面靠磨台肩H、I 调头，磨外圆N、P，靠磨台肩G 11 检验按图纸检验 工序说明： 1、该零件先以外圆作为粗基准，车端面和钻中心孔，再以中心孔为定位基准粗车外又以粗车外圆为定位基准加工孔，此即为互为基准原则，使加工有一次比一次精度更高的定位基准面。
2、螺纹因淬火后，在车床上无法加工，如先车好螺纹后再淬火，会使螺纹产生变形。因此，螺纹一般不允许淬硬，所以在工件的螺纹部分的直径和长度上必须留去碳层。 3、为保证中心孔精度，工件中心孔也不允许淬硬。 4、为保证工件外圆的磨削精度，热处理后需安排研磨中心孔的工序，并要求达到较细的表面粗糙度。 5、为消除磨削应力，磨后安排低温时效工序。