GUANGXI UNIVERSITY机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：设计CA6140车床拨叉（0407）零件的机械加工工艺规程及其工艺装备（年产量4000件）设计者指导老师教研室2011年07月06日GUANGXI UNIVERSITY广西大学机械制造工艺学课程设计任务书题目：设计CA6140车床拨叉零件（0407）的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量4000件）内容：1、零件图1份2、机械加工工艺过程综合卡片1份3、夹具结构设计装配图1份4、夹具零件图1份4、课程设计说明书1份院系、专业班级名称机械工程及自动化082班学生姓名指导教师院长GUANGXI UNIVERSITY车床CA6140拨叉零件（0407）零件图GUANGXI UNIVERSITY目录序言 (3)一、设计题目 (3)二、生产类型 (3)三、零件分析1、零件的作用 (3)2、零件的工艺分析 (4)四、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状 (4)五、工艺规程设计 (4)1、定位基准的选择 (4)2、零件表面加工方法的选择 (5)3．制订工艺路线 (6)4、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 (8)5、确定切削用量及基本工时 (11)六、夹具设计 (32)七、参考文献 (35)八、总结 (36)GUANGXI UNIVERSITY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、设计题目：设计CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。
二、生产类型为该零件年产量为4000件，属于中批量生产。
三、零件分析1、零件的作用：题目给定的零件是CA6140车床上直径接近φ55mm的传动轴上的拨叉。
主要作用一是传递扭矩，使车床获得运行的动力；二是当车床需要变速时，可经过拨叉变换需要工作的齿轮从而改变了传动路线，零件上的φ55的孔，使拨叉拨动齿轮从而得到所需传动路线，而与φ22mm孔相配合的拨叉轴通过M8的螺纹孔和两个锥销孔φ8传递扭矩。
GUANGXI UNIVERSITY2、零件的工艺分析：CA6140车床拨叉共有五组加工表面，它们之间有一定的位置要求。
现分析如下：22+mm （1）、以φ22mm孔为中心的加工表面：这一组加工表面包括：两个的φ021.0022+mm孔的轴线相垂直的两个端面，在圆柱面上的两孔，距离尺寸为50mm的与φ021.0022+mm的孔和它的两端平面以为主要加工个ø8mm锥孔，及一个M8螺纹孔，其中φ021.00平面。
GUANGXI UNIVERSITY（2）、以φ55mm 孔为中心的加工表面：这组加工表面包括：一个φ4.0055-mm 的孔，距离尺寸为07.0021.020--mm 的与孔φ021.0022+mm 孔的轴线相垂直的两个φ3.0073+mm 孔及端面。
这两组加工两面之间有着一定的位置要求，主要是：第一组加工表面中的两外端平面与孔φ021.0022+mm 孔中心线的垂直度公差为0.05mm ；第二组加工表面中的两外端平面与孔φ021.0022+mm 中心线垂直度公差为0.07mm ；由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，先加工以孔φ021.0022+mm 孔中心的那组加工表面，再借助夹具加工另一组加工表面，并保证它们的位置精度。
四、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状考虑到车床拨叉工作条件不差，即无交变载荷，又属间歇工作，零件材料为HT200灰铸铁。
由于零件为中批量生产，可采用金属型浇注铸造，以提高生产率并保证毛坯精度。
由于零件形状较简单，因此毛坯形状可与零件形状尽量相近， 22φ孔、螺纹孔和锥孔不铸出。
毛坯尺寸通过确定加工余量后决定，那时再设计、绘制毛坯图。
五、工艺规程设计1、定位基准的选择 （1）粗基准的选择根据“保证不加工表面与加工表面相互位置精度”的粗基准选择原则，现选φ40的两小头侧表面与零件底面作粗基准。
底面为定位面，限制X 、Y 轴转动，Z 方向移动，三个自由度；两小头侧面用短V 块定位，限制X 、Y 方向位移和Z 轴旋转，三个自由度。
（2）精基准的选择主要应考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，详见后。
2、 零件表面加工方法的选择GUANGXI UNIVERSITY本零件的加工面有端面、内孔、内螺纹、锥孔、缺口等，材料HT200。
参考《机械制造工艺简明手册》可知：（1）、φ021.0022+mm 内孔：公差等级IT7，表面粗糙度Ra1.6μm ，毛坯为实心，未冲孔。
采用钻→扩→粗铰→精铰（表1.4-7）。
（2）、φ4.0055-mm 内孔：公差等级IT12，表毛坯为铸孔，，表面粗糙度Ra1.6μm ，采用粗车→半精车（表1.4-7）。
（3）、φ021.0022+mm 孔的外端面：两端面间距为50mm 公差等级为自由公差，面粗糙度Ra3.2μm ,采用粗车→半精车。
表(1.4-8)。
（4）、φ4.0055-mm 孔端面：端面间距为07.0021.020--mm ，公差等级为IT11至IT12之间，表面粗糙度Ra3.2μm ，两端面对φ021.0022+mm 内孔轴线的垂直度要求IT8至IT9之间，采用粗车→半精车（表1.4-8）。
（5）、切断面：断面表面粗糙度Ra6.3μm ,公差为自由公差，采用粗铣(表1.4-8)。
（6）、锥孔：两个径向孔为自由公差等级，表面粗糙度Ra1.6μm ,采用钻铰（表1.4-7）。
（7）、M8内螺纹：精度等级为自由公差等级，表面粗糙度Ra6.3μm ,采用钻底孔→攻螺纹（表1.4-7，1.4-14，1.4-17）。
3．制订工艺路线：制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用一般机床配以适当夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本昼下降。
（1）工艺路线方案一:GUANGXI UNIVERSITY工序1 车Φ40mm端面，车Φ73mm上沉头孔，车Φ55mm内圆，钻，扩铰Φ22mm孔。
工序2 车Φ73mm下沉头孔。
工序3 中检。
工序4 铣断铸件.工序5 钻螺纹底孔φ6.7。
工序6 攻螺纹M8mm。
工序7 钻锥孔工序8 终检（2）工艺路线方案二:工序1 粗车半精车Φ40mm端面，工序2 钻扩铰Φ22mm孔。
工序3 粗车半精车Φ55mm内圆。
粗车半精车Φ73mm下沉头孔工序4 粗车半精车Φ73mm上沉头孔工序5 铣断铸件.工序6 中检。
工序7 钻M8mm螺纹底孔φ6.7。
工序8 攻螺纹M8mm。
工序9 钻锥孔工序10 去毛刺，清洗。
工序11 终检入库（3）工艺方案比较分析:上述两方案:方案一二就是前两个工序有区别，虽然方案一可以在一台机床上加工更多的工步，但在加工过程中需要移动工件，Φ22mm的位置精度较难得到保GUANGXI UNIVERSITY证，再者是夹具的设计较复杂，虽然方案二需要把工件移到钻床上加工，但只要有专用夹具，Φ22mm的位置精度也可以得到很好的保证。
因此方案二为合理。
具体工艺过程如下：工序1: 粗车、半精车Φ40mm端面；以φ40的两小头侧面和底面作粗基准完全定位，选用C620—1卧式车床专用夹具。
工序2: 钻扩铰φ22孔。
以上道工序已加工的φ40的端面和φ40 的两头侧面作精基准完全定位，选用Z550立式钻床专用夹具。
工序3: 粗车半精车φ55内孔，粗车、半精车Φ73mm下沉头孔。
以上道序已加工的φ40的端面和两φ22孔作精基准完全定位，选用C620 —1卧式车床专用夹具。
工序4 : 粗车、半精车Φ73mm上沉头孔。
以已加工的φ40的端面和两φ22孔作精基准完全定位，选用C620—1卧式车床专用夹具。
工序5 : 铣断铸件.采用X61W普通铣床专用夹具。
以已加工的φ40的端面和两φ22孔作精基准完全定位，工序6 ：中检，检测各个工艺尺寸，不合格的舍弃或重加工。
工序7 ：钻攻M8mm螺纹底孔φ6.7。
以已加工的φ40的端面和φ22孔和φ55的内圆孔表面孔作精基准完全定位工序8 ：攻螺纹M8mm。
以已加工的φ40的端面和φ22孔和φ55的内圆孔表面作精基准完全定位，采用Z550立式钻床专用夹具。
工序9 ：钻锥孔底孔，以已加工的φ40的端面和φ22孔和φ55的内圆孔表面作精基准完全定位采用Z550立式钻床专用夹具。
工序10: 去毛刺，清洗GUANGXI UNIVERSITY工序11: 终检 入库4、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图（1）确定毛坯余量、毛坯尺寸及其公差、设计、绘制毛坯图铸件的机械加工余量按（GB6414-86）和（GB/T11351-89）确定，确定时，根据零件重量来初步估算毛坯铸件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数，由《工艺手册》表2.2-4和2.2-5查得各孔及端面的加工余量。
查得单边尺寸公差等级为CT8, 加工余量等级为MA-F ；双边尺寸公差等级为CT8，加工余量等级为MA-F 。
本零件“CA6140拨叉”材料为HT200，硬度为151至229HBS ，毛坯重量估算约1.2kg,生产类型为大批量生产，采用金属型铸造毛坯。
① 内孔表面（φ55mm ）毛坯余量：查《工艺手册》表2.2-5和2.2-4得直径余量2Z=5mm(φ55mm 孔需粗车、半精车），另查表2.2-1得：φ55mm 孔直径公差为2.0mm ，即毛坯尺寸为φ0.10.151+-mm 。
②φ40mm 小头的端面毛坯余量：查《工艺手册》表2.2-5和2.2-4得单边余量Z=2.5mm （该端面需粗车、半精车），另查表2.2-1得长度方向尺寸公差为1.8mm,即长度方向毛坯尺寸为9.09.05.52+-mm 。
③φ021.0022+mm 两孔毛坯为实心，未冲出孔。
（2）、确定工序余量、工序尺寸及其公差：本零件的各加工表面的加工方法（即加工工艺路线）已在前面根据有关资料 确定。
本零件的各加工表面的各工序（或工步）的加工余量除粗加工工序（或工步）加工余量之外，其余工序（或工步）加工余量可根据《工艺手册》表2.2-5，2.2-4和GUANGXI UNIVERSITY2.2-1等确定，粗加工工序（或工步）加工余量不是由表中查出确定，而为加工总余量（毛坯余量）减去其余（后续）工序（或工步）各加工余量之和。