机械制造工艺学课程设计说明书题目：设计CA6140拨叉（831005）零件的加工工艺规程及备工艺装（年产量为4000件）班级：姓名：指导教师：完成日期：目录一、零件工艺性分析 (1)1.1、零件的作用 (1)1.2、零件的工艺分析 (1)二、机械加工工艺规程设计 (2)2.1、确定毛坯的制造形成 (2)2.2、基准的选择 (2)2.2.1粗基准的选择 (2)2.2.2精基准的选择 (2)2.3、制定工艺路线 (2)2.3.1工艺路线方案一 (3)2.3.2工艺路线方案二 (3)三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 (4)3.1、毛坯余量及尺寸的确定 (4)3.2、确定工序 (4)四、夹具的设计 (12)4.1、提出问题 (12)4.2、设计思想 (13)4.3、夹具设计 (13)4.3.1定位分析 (14)4.3.2切削力、夹紧力、切屑用量和切屑速度的计算 (14)4.3.3夹具操作说明 (15)五.体会 (15)六．参考文献 (16)一、零件工艺性分析1.1、零件的作用题目给定的零件是CA6140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进行工作。
宽度为18+0.012mm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18+0.012mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
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零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。
由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。
经查《金属机械加工工艺人员手册》表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。
2.2基准的选择2.2.1 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。
2.2.2精基准的选择为保证定位基准和工序基准重合，以零件的下低面为精基准。
2.3、制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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。
2.3.1. 工艺路线方案一工序：1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。
2.粗、精铣削B面。
mm的槽。
3.铣削8+0.03mm的槽。
4.铣削18+0.0125.拉花键。
2.3.2.工艺路线方案二工序：1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。
以Ф40mm圆柱面为粗基准。
选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。
2.拉花键。
以花键中心线及右端面为基准，3.铣削槽B面。
以花键的中心线及下低面为基准。
选用X62W卧式铣床加专用夹具mm的槽。
以花键的中心线及下低面为基准。
选用X62W卧4.铣削8+0.03式铣床加专用夹具。
mm的槽。
以花键的中心线及下低面为基准。
选用X62W5.铣削18+0.012卧式铣床加专用夹具。
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2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和下低面作为3.4.5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。
三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定零件材料为HT200，毛坯重量为1.0 kgσ=160MPa HBS。
根据《机械b加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采用模锻锻模造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：3.1.毛坯余量及尺寸的确定1.下端面的加工余量：下端面有3±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。
+0.28，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见零件图，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。
钻孔Φ20mm，扩孔Φ21mm，拉花键，花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取 2Ζ=1mm3.右端面的加工余量。
此工序分2个工步1、粗铣右端面 2、精铣右端面。
精加工余量为0.2mm，粗铣加工余量为2.8mm3.2、确定工序工序Ⅰ：车削下底面。
1．加工条件。
工件材料：灰口铸铁HT200。
σb=145 MPa。
铸造。
加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2µm 机床C3163-1。
转塔式六角卧式车床。
刀具：刀片材料。
r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=152、计算切削用量。
（1）已知长度方向的加工余量为3±0.8mm 。
实际端面的最大加工余量为3.8mm 。
故分二次加工（粗车和半精车）。
长度加工公差IT １２级取-0.46 mm （入体方向）（2）进给量、根据《切削简明手册》（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm×25mm,ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取Φ60mm）ƒ=0.6-0.8mm/ｒ.按C３１６３－１车床说明书取ƒ=0.6mm/n。
由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85 所以：实际进给量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ按C３１６３－１车床说明书ƒ＝0.53ｍｍ／ｒ（3）计算切削速度。
按《切削简明手册》表 1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）刀具材料YG6V=Cv/(T m·ap xv·f yv) ·kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Ko见《切削手册》表1.28kmv=1.15 kkv =0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.53 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/πdw=229.8（r/min）按C３１６３－１车床说明书ｎ＝200 r／min所以实际切削速度V=40.8m/min（5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0工序II 精车下底面1)已知粗加工余量为0.5mm。
2)进给量 f. 根据《切削用量简明手册》表 1.6 ， f=0.15－0.25mm/r 按C３１６３－１车床说明书ｆ＝0.16 mm/r计算切削速度按《切削用量简明手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）V=Cv/(T m·ap xv·f yv) ·kv=158/( 600.2·20.15·0.16 0.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=83.85(m/min)3)确定机床主轴转速. nw=1000vc/ πdw =410.8（r/min）按C3163－１车床说明书取nw=400（r/min）实际切削速度V=57.1m/min4)切削工时，查《工艺手册》表6.2-1Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min）由于下一道工序是钻孔，所以留下Ø20mm的台阶，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=0工序III 钻花键孔钻头选择：见《切削用量简明手册》表2.2钻头几何形状为（表2.1及表2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：ｄ＝Ф20ｍｍβ=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm ,ao=12°, Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根据《切削用量简明手册》表2-9确定f=0.48ａ、按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当σb＝210MPa ｄ0＝20.5mm 可确定f=0.75。
按C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n.ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命表2.21，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6 寿命T=45min.ｃ、切削速度由《切削用量简明手册》，表2.15得Ｖ=21m/min n=1000V/ D=334.4 由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 实际Ｖ=17 m/minｄ、基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)入切量及超切量由表2.29. 查出Ψ+△=10mm所以Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)工序IV 扩花键孔刀具直径do=21mm；刀具几何参数同上。
由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n 和f都不变，所以Tm同上 Tm=0.32倒角刀具15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。
工序V 车倒角刀具：专用刀具。
此工步使用到专用刀具与手动进给。
检验机床功率按《切削用量简明手册》表 1.2４＝160～245HBS可以查出当σｂａｐ≤2.8ｍｍｆ≤0.6ｍｍ／ｒＶｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw按C３１６３－１车床说明书主电机功率Ｐ＝11ｋｗ可见Ｐｃ比Ｐ小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按《切削用量简明手册》表 2.21当ｄｏ＝21 ｍｍｆ＝0.64 ｍｍ查得转矩Ｍ＝61.8 N.M《切削用量简明手册》表由表2.32 得功率公式ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按C３１６３－１车床说明书主电机功率Ｐ＝11ｋｗ可见ＰC比Ｐ小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要工序VI 拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿为0.06mm,拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工时t=Z b lηk/1000vf z Z单面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)；式中： ZbL 拉削表面长度，80mm；η考虑校准部分的长度系数，取1.2；k 考虑机床返回行程系数，取1.4 ；v 拉削速度（m/min）；拉刀单面齿升；fzZ 拉刀同时工作齿数，Z=l/p；P 拉刀齿距。