机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：设计拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计者指导教师前言通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如《公差于配合》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺》等)。
让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；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！在些次设计中我们主要是设计拨叉的铣床夹具。
在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。
在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点，在此表示感谢！一．设计的目的：机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。
同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。
通过课程设计达到以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。
通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。
二．零件的分析（一）、零件的作用：题目给定的零件是拨叉（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18+0.0120mm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+0.0120mm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?25+0.230mm的六齿方花键孔、?22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。
2.以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽经上述分析可知，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、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。
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。
(二)制定工艺路线。
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。
3.铣削8+0.030mm的槽。
4.铣削18+0.0120mm的槽。
5.拉花键。
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A面为基准，3.铣削槽B面。
以花键的中心线及A面为基准。
选用X62W卧式铣床加专用夹具4.铣削8+0.030mm的槽。
以花键的中心线及A面为基准。
选用X62W卧式铣床加专用夹具。
5.铣削18+0.0120mm的槽。
以花键的中心线及A面为基准。
选用X62W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A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。
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。
拨叉材料为HT200。
毛坯重量为 1.0 kgσb=160MP a HBS 生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模。
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。
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.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(五)确定切削用量及基本工时。
工序Ⅰ：车削A面。
1．加工条件。
工件材料：灰口铸铁HT200。
σb=145 MP a。
铸造。
加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，R a=3.2μm机床C3163-1。
转塔式六角卧式车床。
刀具：刀片材料。
r =12. a o=6-8 b= -10 o=0.5 K r=90 n=15 2、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）?=0.6-0.8mm/ｒ.按C３１６３－１车床说明书取?=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?＝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=C v/(T m·a p x v·f y v) ·kv其中：C v=158 x v=0.15 y v=0.4 M=0.2修正系数K o见《切削手册》表 1.28k mv=1.15 k kv=0.8 k krv=0.8 k sv=1.04 k BV=0.81∴Vc =158/( 600.2·20.15·0.530.4) ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97=46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000v c/dw=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T m=(L+L1+L2+L3)/n w x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=02、精车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·a p x v·f y v) ·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. n w=1000v c/ d w =410.8（r/min）按C3163－１车床说明书取n w=400（r/min）实际切削速度V=57.1m/min4)切削工时，查《工艺手册》表 6.2-1T m=(L+L1+L2+L3)/n w xf=22.5/400x0.16=0.35（min）由于下一道工序是钻孔，所以留下?20mm的台阶，所以L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=03、钻孔、扩孔、倒角。
（1）、钻孔钻头选择：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,a o=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d o=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/n f=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)入切量及超切量由表 2.29. 查出Ψ+△=10mm所以T m=L/n f=(80+10)/280x0.62=0.32 (min)（2）、扩孔刀具直径d o=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 T m=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。
（3）、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可以查出当σｂ＝160～245HBSａｐ≤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＝M c V c/30d o=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Ⅱ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式中： Z b单面余量1.5mm(由Φ21mm拉削到Φ25mm)； L 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）；f z拉刀单面齿升；Z 拉刀同时工作齿数，Z=l/p；P 拉刀齿距。