工艺装备设计说明书设计题目：学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：三班指导教师：王晓霞学生姓名：刘若曾2012 年 6 月日目录第 1章机械加工工艺规程设计1.1 零件的工艺分析1.1.1 拨叉的用途1.1.2 拨叉的工艺分析1.2 确定毛坯、绘制毛坯图1.2.1 确定毛坯的制造方法1.2.2 确定毛坯尺寸公差和机械加工余量1.2.3 绘制零件毛坯图1.3 拟定拨叉工艺路线1.3.1 定位基准的选择1.3.2 表面加工方法的确定1.3.3 加工阶段的划分1.3.4 工序顺序的安排1.3.5 确定零件加工工艺路线1.4 机床设备及工艺装备的选用1.4.1 机床设备的选用1.4.2 工艺装备的选用1.5 加工余量、工序尺寸和公差的确定1.6 切削用量、时间定额的计算1.7 填制工艺卡片。
第 2 章夹具设计2.1 确定夹具的定位方案,设计定位元件(包括)定位误差分析2.2 确定夹具的夹紧方案,设计夹紧机构2.3 确定夹具对刀及导引元件；2.4 绘制夹具总图2.5 确定并标注有关尺寸、配合和技术要求2.6 夹具操作说明结论致谢参考文献附录1附录2[1]袁哲俊，李旦.机械制造工艺学.北京:机械工业出版社,2007.3拨叉机加工工艺与铣夹具设计及其三维造型第 1 章课程设计1.1零件分析1.1.1拨叉的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。
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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
零件上方的φ20mm孔与操纵机构相连，二下方的φ50mm半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。
通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
两件零件铸为一体，加工时分开。
1.1.2拨叉的工艺分析零件材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性搞，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.小头孔Ф250+0.023；2.大头半圆孔Ф550−0.4及其端面；3.16×8槽；4.Ф40外圆斜面；5.大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm；6.槽端面与小头孔中心线的垂直误差为0.08mm.由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后依次作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
确定毛坯的制造方法已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
确定毛坯种类：零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。
确定毛坯的尺寸公差及加工余量“CA6140车床拨叉”零件的材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量约为2.2kg，生产类型为大批量，铸造毛坯。
根据以上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、工序吃春及毛坯吃春如下：（1）沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25mm、φ55mm端面），查《工艺手册》表2.2-4取φ20mm、φ50mm端面长度最小余量为2.5（均为双边加工）。
铣削加工余量为：a)粗铣：1mm b）精铣：0mm（2）内孔（φ55mm已铸成孔），查《工艺手册》表2.2-2.5，取φ55mm已铸成长度余量为3mm，即已铸成孔φ49mm。
工序尺寸加工余量为：a)钻孔：2mm b）扩孔：0.125mm c）铰孔：0.035mm 精铰：0mm(3)其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。
因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。
1.2.3绘制零件毛坯图1.3拟定拨叉工艺路线1.3.1定位基准的选择定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。
基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
（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φ40的外表面和底面为粗基准加工φ22孔的上表面。
（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。
因此选择精加工过的φ55mm孔为精基准，限制四个自由度。
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的上表面和镗过的孔为主要的定位精基准。
1.3.2表面加工方法的确定任何一种加工方法能获得加工精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围，但只有在某一个较窄的范围才是经济的，这个范围的加工精度就是经济加工精度。
要考虑工件材料的性质要考虑弓箭的结构形状和尺寸大小要考虑生产率和经济性要求要考虑工厂或车间的现有设备情况和技术条件1.3.3 加工阶段的划分粗加工有两个好处：一是粗加工后可及早发现毛坯的缺陷，及时修补或报废；二是零件表面的精加工安排在最后，可防止或减少表面损伤。
已知此拨叉的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排，加工过程划分阶段：工序适当集中。
加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装1.3.4 工序顺序的安排？1.作为精基准的表面应该在工艺过程一开始就进行加工，因为后续工序中加工其他表面时要用它来定位。
2.在加工精基准面时，需要用粗基准定位。
3.在加工重要表面前，对精基准应进行一次修正，以利于保证重要表面的加工精度。
1.3.5 确定零件加工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。
1.工艺路线方案一工序一粗、精铣φ55圆两端面。
工序二铣断，使之成为两个零件。
工序三铣16×8槽工序四铣φ40斜面。
工序五加工Ф25小头孔。
2.工艺路线方案二工序一铣断，使之成为两个零件。
工序二加工φ25小0孔。
工序三铣16×8槽工序四车φ55半圆与两端面。
工序五铣Ф40外圆斜面3.工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是先加工Ф55圆与两端面，以便于后续加工，并利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，然后在铣床上把所有系的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦，最后加工孔；方案二是先切开工件，分别加工，然后加工小头孔，再铣、再车、再铣······显然，工序上不如方案一效率高。
但由于圆与槽都与小头孔有垂直度要求，可以先加工小头孔，后加工槽；圆应该利用两件合铸的优势，所以还是先加工Ф55大圆。
故可以将工序定位：工序Ⅰ粗，精车Ф55圆与两端面工序Ⅱ铣断，使之成为两个零件工序Ⅲ加工Ф25小头孔工序Ⅳ铣16×8槽工序Ⅴ铣Ф40外圆斜面这样看起来工序简洁且保证了垂直度的要求，还能充分利用两件合铸的优势。
以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程综合卡片”。
1.4 机床设备及工艺装备的选用1.4.1 机床设备的选用1.4.2 工艺装备的选用1.5 加工余量、工序尺寸和公差的确定”CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.5kg，生产类型大批量，铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25，φ55端面）。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ25，φ50端面长度余量均为2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0mm2. 内孔（φ55已铸成孔）查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ55已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为49mm。
工序尺寸加工余量：钻孔 2mm扩孔 0.125mm铰孔 0.035mm精铰 0mm3. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。
因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。
1.6 切削用量、时间定额的计算工序一 粗，精车φ55圆与两端面。
1. 加工条件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：粗，精铣φ55圆以及上下端面。
机床：CA6140卧式铣床。
刀具：YW2内圆车刀 YW3端面车刀 2. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =1.5mm ，一次走刀即可完成所需长度。
2）每齿进给量 机床功率为7.5kw 。
查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z 。
由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z 。
3）查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm 。
查《切削手册》表3.8，寿命T=180min 4）计算切削速度 按《切削手册》，V c =v pvv e v z v p m vo v K Zu a y f X a T q d C 算得 V c ＝98mm/s ，n=439r/min,V f =490mm/s据CA6132铣床参数，选择n c =475r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度Vc =3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc =V fc /n c z=475/(300*10)=0.16mm/z 。
5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc 。
故校验合格。
最终确定 a p =1.5mm ，n c =475r/min,V fc =475mm/s ，V c =119.3m/min ，f z =0.16mm/z 。
6）计算基本工时t m ＝L/ V f =(32+80)/475=0.09min 。
工序二 铣断，使之成为两个零件 1. 加工条件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：铣断，使之成为两个零件 机床：X 铣床刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀工序三 加工φ25小头圆孔工件材料：. ：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：加工Ф25小头孔 机床：立式钻床选择钻头 ：选择高速钢麻花钻钻头Ф25mm ，钻孔至Ф23妹妹，扩孔至Ф24.8mm ，铰孔至Ф29.94mm ，精铰至Ф25mm 2.选择切削用量（1）决定进给量查《切削手册》 r mm f /86.0~70.0= 35.12030<==dl所以，r mm f /70.0=按钻头强度选择r mm f /75.1= 按机床强度选择r mm f /53.0=最终决定选择机床已有的进给量r mm f /48.0= 经校验max 6090F F f <= 校验成功。