设计题目：设计“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程（年产量5000件）目录前言一、零件的工艺性分析1.1 零件的作用1.2 零件的工艺分析二、机械加工工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形成2.2 基准的选择2.2.1 粗基准的选择2.2.2 精基准的选择2.3 制定工艺路线2.3.1 加工方法分析2.3.2 工艺路线方案一2.3.3 工艺路线方案二2.3.4 工艺路线方案分析三、机械加工余量毛坯尺寸的确定四、确定切削用量及基本工时五、参考文献前言通过对车床拨叉零件的机械加工工艺规程设计，汇总所学专业知识如一体(如《机械设计》、《金属工艺学》、《工程材料及热处理》、《互换性与技术测量》、《机械制图及画法几何》等)，让我们对所学的专业课得以巩固、复习及应用，使理论与实践有机结合，使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！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教。
机自091班 第5小组2012年5月28日一、零件的分析(一)零件的作用题目给定的零件是6140CA 拨叉（见附图1）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进行工作。
宽度为03.008+的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔 动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高 或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。
所以，宽度为03.008+的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
(二)零件的工艺分析CA6140拨叉共有两组加工表面：1、以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括mm φ250.0230+的三齿方花键孔、mm φ220.0280+花键底孔两端的2³150倒角和距中心线27mm 的平面。
2、以工件右端面为基准的槽mm 10.0120+8和槽mm 0.030+8。
经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。
二、机械加工工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形成零件材料HT200，考虑到此零件在密封箱体内工作，工作过程中所受的交变载荷和冲击性载荷较少，因此选用铸件，以降低加工成本，提高生产效率。
由于年产量为5000件，属于中批生产，而且零件的尺寸并不很大，故可采取金属型腔铸造。
经查《金属机械加工工艺人员手册》（以下简称《工艺手册》）表5-5确定右端待加工端面的加工余量为2mm ，上端待加工端面的加工余量为3mm。
毛坯零件图如下图。
(二)基准的选择1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。
2、精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面为精基准。
(三)制定工艺路线1、加工方法分析本零件的加工面有端面、内孔、花键、槽等，材料为HT200灰铸铁，参考《工艺手册》表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法选择如下：(1)右端面A根据GB1800-79规定毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5um，要达到零件的技术要求，公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2um，需要经过粗、精车。
(2)Φ22mm花键底孔：公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3um ，毛坯已铸造出孔Φ20mm ，故只需扩孔至Φ22mm 。
(3)上端面B零件技术要求表面粗糙度达到Ra3.2，而毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5，故需要采用粗、精铣。
(4)槽mm 03.008+零件技术要求槽的两侧端面表面粗糙度为Ra1.6um ，槽的底端面为Ra6.3um ，需要采用粗铣、精铣，就可以达到公差等级为IT8表面粗糙度Ra1.6um 。
(5)槽mm 012.0018+零件技术要求槽的各端面要达到的表面粗糙度为Ra3.2um ，需要采用粗铣、精铣。
(6)花键孔(3-mm 023.0025+∅³mm 028.0022+∅³mm 06.003.06++)要求花键孔为外径定心，两侧面表面粗糙度为Ra3.2um 底面表面粗糙度为Ra1.6um ，故采用拉削加工。
(7)两端倒角2³15°Φ25 mm 花键底孔两端处的2³15°倒角，表面粗糙度为Ra6.3um ，为了便于装夹与定位，所以花键底孔的两端的2³15°倒角分开两道工序进行加工。
2、工艺路线方案一工序Ⅰ：粗、精车A 端面，倒右端2³15°倒角。
工序Ⅱ：扩花键底孔Φ21.8mm 。
工序Ⅲ：粗、精铣削B 面。
工序Ⅳ：粗铣8+0.030mm 的槽。
工序Ⅴ：精铣8+0.030mm 的槽。
工序Ⅵ：粗铣18+0.0120mm 的槽。
工序Ⅶ：精铣18+0.0120mm的槽。
工序Ⅷ：拉花键。
工序Ⅸ：检查。
3、工艺路线方案二工序Ⅰ：粗、精车A端面，倒右端2³15°倒角。
工序Ⅱ：扩花键底孔Φ21.8mm。
工序Ⅲ：拉花键。
工序Ⅳ：粗、精铣削B面。
工序Ⅴ：粗铣8+0.030mm的槽。
工序Ⅵ：精铣8+0.030mm的槽。
工序Ⅶ：粗铣18+0.0120mm的槽。
工序Ⅷ：精铣18+0.0120mm的槽。
工序Ⅸ：检查。
4、工艺路线方案分析：上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序，但此方案中3-7工序很难对工件进行定位和加紧,。
方案二中，把花键放在第二道工序的后边，这样，方案二中的4-8道工序很容易对工件进行定位与夹紧，即以花键中心线和A面作为4-8道工序的定位基准。
此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。
以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”三、机械加工余量毛坯尺寸的确定(一)毛坯余量及尺寸的确定CA6140的拨叉材料为HT200，毛坯重量为1.0 kg，σb =200MP a，硬度为170-200HBS，生产类型为由大、中批量生产，采用金属型腔铸造。
根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1、A面的加工余量A面有2±0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除2、矩形花键底孔。
要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为Φ22+0.28，见零件图，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔0加工余量的分配。
扩孔Φ22mm3、B面的加工余量。
此工序分2个工步：(1)粗铣B面；(2)精铣B面。
精加工余量为0.2mm粗铣加工余量为2.8mm四、确定切削用量及基本工时(一)工序Ⅰ：粗、精车削A端面，倒角2³15°1、粗车A端面(1)加工条件工件材料：灰口铸铁HT200，MPa，铸造。
200σb加工要求：粗、精车A 端面并保证28mm 的工序尺寸，R a =3.2µm。
机床：转塔式六角卧式车床——C365L 。
刀具：刀片材料YG6，刀杆尺寸16³252m m ，刀片厚度4.5-6mm (2)计算切削用量 切削深度：已知长度方向的加工余量为2±0.8mm ，实际端面的最大加工余量为2.8mm ，故分二次加工（粗车和精车）。
粗车mm a p 3.1=，精车mm a p 7.0=。
进给量：根据《切削简明手册》表1.4 当刀杆尺寸为16mm ³25mm,ａｅ≤３mm 时，以及工件直径为Φ40mm 时，ƒ=0.4-0.5 mm/ｒ，根据C365L 车床说明书，选取ƒ=0.41 mm/r 。
切削速度：按《切削简明手册》表1.27 ，切削速度的计算公式为 V=C v /(T m²a p xv²fy v) ²kv其中C v =54.8，x v =,0，y v =,040，m=0.20，T=60 min,修正系数K v 见《切削手册》表1.28k mv =1.0,k kv =1.04,k krv =1.0,k sv =1.0,k BV =1.0∴ Vc =54.8/( 600.2²1.30²0.41 0.4) ²1.04=35.90(m/min)机床主轴转速：n s =1000v c/πdw=285.68（r/min ）根据C365L 车床说明书，选取ｎ＝322 r ／min 所以实际切削速度V=40.46 m/min ）切削工时：按《工艺手册》表6.2-1T j=(L+L 1+L 2+L 3)/(n w ²f)=0.189（min ）其中L=(40-0)/2=20mm ，L 1=3mm ，L 2=3mm ，L 3=02、精车A 端面 (1)加工条件工件材料：灰口铸铁HT200，MPa 200σb =，铸造。
加工要求：粗、精车A 端面并保证28mm 的工序尺寸，R a =3.2µm。
机床：转塔式六角卧式车床——C365L 。
刀具：刀片材料YG6，刀杆尺寸16³252m m ，刀片厚度4.5-6mm (2)计算切削用量 切削深度：已知长度方向的加工余量为2±0.8mm ，实际端面的最大加工余量为2.8mm ，故分二次加工（粗车和精车）。
粗车mm a p 3.1=，精车mm a p 7.0=。
进给量：根据《切削简明手册》表1.4 当刀杆尺寸为16mm ³25mm,ａｅ≤３mm 时，以及工件直径为Φ40mm 时，ƒ=0.4-0.5 mm/ｒ，根据C365L 车床说明书，选取ƒ=0.41 mm/r 。
切削速度：按《切削简明手册》表1.27 ，切削速度的计算公式为 V=C v /(T m²a p xv²fy v) ²kv其中C v =54.8，x v =,0，y v =,040，m=0.20，T=60 min,修正系数K v见《切削手册》表1.28k mv =1.0,k kv =1.04,k krv =1.0,k sv =1.0,k BV =1.0∴ Vc =54.8/( 600.2²1.30²0.41 0.4) ²1.04=35.90(m/min) 机床主轴转速：n s =1000v c/πdw=285.68（r/min ）根据C365L 车床说明书，选取ｎ＝322 r ／min所以实际切削速度 V=40.46 m/min切削工时：按《工艺手册》表6.2-1T j=(L+L 1+L 2+L 3)/(n w ²f)=0.189（min ）其中L=(40-0)/2=20mm ，L 1=3mm ，L 2=3mm ，L 3=03、倒角2³15°刀具：高速钢车刀。
根据《切削用量简明手册》表 1.24可以查出，当σｂ＝160～245HBS ，ａｐ≤2.8ｍｍ时，进给量 ｆ=0.05 mm/r ，切削速度 Ｖｃ=16 mm/min ，车床主轴转速 n s =1000v c/πD=245.65（r/min ）根据C365L 机床说明书，选取n=238 r/min实际切削速度 V=14.95 m/min切削工时(min)336.0)/()(1=⋅+=f n l l t w其中 mm l l 21==(二)工序Ⅷ：精铣槽18+0.0120 mm加工要求：加工工件尺寸，宽180+0.12mm ，长L=40mm ，加工余量23mm ，a e =23，a p =18mm车床：X62型铣床选择刀具：高速钢三面刃铣刀铣刀参数：L=18，D=125 mm ，Z=18，ro=15°,ao=12°an=6° 铣削用量:根据《切削用量简明手册》表3.3查得，f=0.5-1.2 mm/r ，现取f=0.9 mm/r ，则fz=0.9/18=0.05 mm/z铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据《切削用量简明手册》表3.7,得最大磨损量为0.25，由表3.8确定刀具寿命：T=100 min切削速度：根据《切削用量简明手册》3.27的公式)/(0pv U v e Yv z Xv p m v qv Z a f a T k d Cv Vc ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=其中，15.0,1.0,5.0,4.0,1.0,2.0,25=======m p u y x q C v v v v v v ，修正系数 96.0,0.1,0.1,94.0====kv Sv Mv Tv k k k k则Vc=12.76，车床主轴转速：n =1000³Vc/πdo=32.49 r/min根据X62型铣床说明书，选取 n=30 r/min实际铣削速度 V=πdo n c/1000=11.78 m/min基本工时：根据《切削用量简明手册》表3.5Mz j f i l l l T /)(21⋅++= 其中，min /27,1,4,502)-(,402001mm n z f f i mm l mm a d a l mm l z Mz =⋅⋅====+==则Tj=3.48 min参考文献[1] 黄平，朱文坚。