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831007零件的机械加工工艺规程及工装设备设计者指导教师XX大学2015年1月21目录目录 (2)序言 ....................................................................................................................................................一、零件的分析 (3)零件的作用 (3)零件的工艺分析 (4)二. 确定生产类型 (4)三.确定毛坯 (5)四.工艺规程设计 (5)(一)选择定位基准： (5)（二）制定工艺路线 (6)（三）选择加工设备和工艺设备 (6)(四）机械加工余量、工序尺寸及工时的确定 (6)五、夹具设计 (14)(一)问题的提出 (14)(二)夹具设计 (14)(三)定位误差分析 (16)参考文献： (17)序言机械制造工艺学课程设计使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，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
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导。
一、零件的分析（一） 零件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φ22孔与操纵机构相连，二下方的φ55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。
（二） 零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，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0.02122+-Φ以及与此孔相通的8Φ的锥孔、8M 螺纹孔2. 大头半圆孔55Φ3. 拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm ，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm 。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此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。
二确定生产类型初步确定工艺安排为：。
中批量生产手动夹紧通用工艺装备三确定毛坯1 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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
查《机械制造工艺设计简明手册》38页表2.2-3选用铸件尺寸公差等级CT8级。
2 确定铸件加工余量及形状：《机械制造工艺设计简明手册》41页表2.2-5，选用加工余量为MA-G级，并查39页表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：3绘制铸件零件图四工艺规程设计(一)粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
(二)精基准的选择：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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。
零件图中还有对T3平面的垂直度要求，其基准为Φ22的中心线，故精加工平面T3时，先要加工出精基准Φ22孔。
（三）制定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。
再生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
方案一010 铸造毛坏（铸出Φ55孔,两件铸在一起,表面无夹渣,气孔）020 粗铣两头孔端面030 粗铣中间孔上端面040粗铣中间孔下端面050 精铣两头孔上端面060精铣中间孔上端面070 精铣中间孔下端面080 扩两端小头孔 090 精铰两端小头孔 100 粗镗中间孔 110半精镗中间孔120 精镗中间孔130 钻2-8Φ锥销孔及8M 螺纹孔，攻8M 螺纹 140 铣断 150 去毛刺 160 检验经老师细心指导，由于平面Φ40端面面，Φ55端面对垂直度有要求，其基准为Φ22孔的中心线，故对该三个平面精加工之前要精加工出Φ22孔，以此作为工艺基准。
故此工艺路线改为： 方案2010 铸造毛坏（铸出Φ55孔,两件铸在一起,表面无夹渣,气孔） 020 粗铣两头孔端面 030 粗铣中间孔上端面 040 粗铣中间孔下端面 050 扩两端小头孔 060 精铰两端小头孔 070 精铣两头孔上端面 080 精铣中间孔上端面 090 精铣中间孔下端面 100 粗镗中间孔 110 半精镗中间孔 120 精镗中间孔130 钻2-8Φ锥销孔及8M 螺纹孔，攻8M 螺纹 140 铣断 150 去毛刺 160 检验（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.6㎏,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。
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：1.外圆表面（Ф40mm 及Ф73mm 外表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT8即可。
又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对Ф40mm 的中心轴线的尺寸偏差为120±1.25的范围内。
2. 两小孔0.2122+Φ毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7~IT8之间，参照《切屑加工简明实用手册》表8-21确定工序尺寸及余量：扩孔：Ф20mm 2Z=1.8mm 铰孔：0.2122+Φmm 2Z=0.2mm3.中间孔（Ф55mm 及Ф73mm ）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册表1-13得：孔的铸造毛坯为Ф49，Ф73的孔是在Ф55孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm ，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。
参照《切屑加工简明实用手册》表8-95确定Ф73mm 工序尺寸及余量： 粗铣：Ф71mm Z=4mm 精铣：Ф73mm Z=1mm 参照《切屑加工简明实用手册》表8-95确定Ф55mm 工序尺寸及余量： 粗镗：Ф53mm 2Z=4mm 半精镗：Ф54mm 精 镗：Ф55mm4.螺纹孔及销孔此销尺寸铸造为实体。
参照《切屑加工简明实用手册》表8-70确定钻Ф8螺纹孔和Ф8圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。
4. 铣断（五）确定切削用量及基本工时工序010 粗铣Ф40mm 孔的两头的端面。
1. 加工条件工件材料：HT200，查<<工程材料》》，其硬度190～260HBS ，σb =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：粗铣两头端面至51mm 、粗铣大孔端面至30mm 。
机床：X52K 立式铣床参数。
刀具：涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm ，选择刀具前角γo ＝＋5°后角αo ＝8°，副后角αo ’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr ε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽b ε=1mm 。
2.计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =2mm ，一次走刀即可完成所需长度。
2）计算切削速度 按《机械制造工艺设计简明手册》V c =v pvv e v z v p m vo v K Z u a y f X a T q d C算得 V c ＝98mm/s ，n=439r/min,V f =490mm/s据X52K 立式铣床参数，选择n c =475r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度 V c =3.14×80×475/1000=1.06m/s,实际进给量为f zc =V fc /n c z=475/(300×10)=0.16mm/z 。
3)校验机床功率 查《机械制造工艺设计简明手册》Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc 。
故校验合格。
最终确定 a p =2mm ，n c =475r/min,V fc =475mm/s ，V c =1.06m/s ，f z =0.15mm/z 。
4）计算基本工时 t m ＝L/ V f =19.4s 。
工序020—040 粗铣中间孔上端面至Ф25mm ，周径至Ф71mm ；粗铣中 间孔下端面至22mm ，周径至Ф71mm ；精铣两头孔的端面至50mm ；精铣中间孔上端面至25mm ，周径至Ф73mm ；精铣中间孔下端面至周径至Ф73mm 。
1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190～260HBS ，σb =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：粗铣中间孔上端面至Ф25mm ，周径至Ф71mm ；粗铣中间孔下端面至22mm ，周径至Ф71mm ；精铣两头孔的端面至50mm ；保证粗糙度Ra=3.2μm ；精铣中间孔上端面至25mm ，周径至Ф73mm ；精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至Ф73mm ，保证端面粗糙度Ra=3.2μm ，保证孔壁粗糙度Ra=6.3μm 。
机床：X63卧式铣床。
刀具：涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm ，选择刀具前角γo ＝＋5°后角αo ＝8°，副后角αo ’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr ε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽b ε=1mm 。
2.计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =2mm ，一次走刀即可完成所需长度。
2）计算切削速度 按《简明手册》V c =v pvv e v z v p m vo v K Z u a y f X a T q d C算得 V c ＝98mm/s ，n=780r/min,V f =490mm/s据X52K 立式铣床参数，选择n c =750r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度 V c =3.14×80×750/1000=1.78m/s,实际进给量为f zc =V fc /n c z=750/(300×10)=0.25mm/z 。