机械制造工艺学课程设计设计说明书设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程（年产量为4000件）起止日期：2016 年12月19日至2016年12 月24 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院2016年12月24日目录一、零件分析 (1)1.1零件的功用分析 (1)1.2零件的工艺分析 (1)二、机械加工工艺规程制订 (2)2.1确定生产类型 (2)2.2确定毛坯的铸造形式 (2)2.3基面的选择 (2)2.4制定工艺路线 (3)2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (4)2.6确立切削用量及基本工时 (4)三、总结 (9)参考文献 (10)一、零件分析1.1零件的功用分析题目所给的零件是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。
零件的φ25孔与操纵机构相连，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。
1.2零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Φ25+0.023 02．大头半圆孔Ф55+0.4 0 及其端面；3．16×8槽；4．φ40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度误差为0.08mm。
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、机械加工工艺规程制订2.1确定生产类型按设计任务书，车床拨叉年产量为4000个/年，因此，根据表5-8，由生产纲领与生产类型的关系可确定该零件的生产类型为中批生产，其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应呈现中批生产的工艺特点，如多采用通用设备，配以专用的工艺设备等。
2.2确定毛坯的铸造形式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：加工过程阶段划分，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。
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，故选择铸件毛坯。
2.3基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。
1）粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。
对本零件而言，则应以零件的底面为主要的定位粗基准。
2）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。
对本零件而言，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm，槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08mm，则应以φ25小头孔为精基准。
2.4制定工艺路线制订工艺路线的出发点，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达到合理的保证。
在生产纲领已确定为大批量生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,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Ⅰ车φ55圆与两端面工序Ⅱ铣断，使之为两个零件工序Ⅲ铣16×8槽工序Ⅳ铣φ40外圆斜面工序Ⅴ加工φ25小头孔2.工艺路线方案二工序Ⅰ铣断，使之为两个零件工序Ⅱ加工φ25小头孔工序Ⅲ铣16×8槽工序Ⅳ车φ55半圆与两端面工序Ⅴ铣φ40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φ55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铣的工序全部弄完，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φ55大圆。
故可以将工序定为：工序Ⅰ粗，精车φ55圆与两端面工序Ⅱ铣断，使之为两个零件工序Ⅲ加工φ25小头孔工序Ⅳ铣16×8槽工序Ⅴ铣φ40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1“机械加工工艺过程综合卡片”2.5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，硬度190～210HB，毛坯重量约为1.5kg，生产类型为大批量生产，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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圆表面沿轴线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，φ55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，即铸成孔直径为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。
2.6确立切削用量及基本工时工序一粗，精车φ55圆与两端面1. 加工条件工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190-241,铸造。
加工要求：粗，精铣φ55圆以及上下端面。
机床：卧式车床CA6140刀具：YW2内圆车刀YW3端面车刀2. 计算切削用量1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=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=180min4）计算切削速度按《切削手册》Vc=据卧式车床CA6140铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/100=119.3m/min,实际进给量为fzc=Vfc/NcZ=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ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。
6)计算基本工时tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。
工序二 铣断，使之为两个零件1. 加工条件工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：铣断，使之为两个零件机床：X60铣床。
刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀工序三 加工φ25小头孔1. 加工条件工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190～241,铸造。
加工要求：加工φ25小头孔机床：立式钻床Z535选择钻头：选择高速钢麻花钻头φ25mm ，钻孔至φ23mm ， 扩孔至φ24.8mm ，铰孔至φ24.94mm ，精铰孔至φ25mm2.选择切削用量(1)决定进给量查《切削手册》f=0.70-0.86mm/r l/d=30/20=1.5<3,所以f=0.70mm/r 按钻头强度选择f=1.75mm/r 按机床强度选择f=0.53mm/r最终决定选择机床已有的进给量f=0.48mm/r 经校验Ff=6090<Fmax,校验成功。
(2)钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.5～0.8mm ，寿命T=60min(3)切削速度查《切削手册》vc=18mm/r 修正系数Ktv=1.0 Kmv=1.0 Kfv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0 Kapv=10 故Vc=18mm/r Ns=01000d v =318.3r/min查《切削手册》机床实际转速为Nc=272r/min 故实际的切削速度Vc=10000nsd π=15.4mm/r(4)校验扭矩功率Mc=60Nm Mm=144.2Nm 所以Mc<Mm Pc=1.7-2.0kw<Pe 故满足条件，校验成立。
3.计算工时 Tm=nf l =45.12721030⨯+=0.10min 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。
扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： n=272min/r f=0.48mm/r vc=15.4m/min d0=19.3mm 铰孔：n=272min/r f=0.48mm/r vc=15.4m/min d0=19.94mm精铰：n=272min/r f=0.48mm/r vc=15.4m/min d0=20IT7工序四 铣16×8槽1. 加工条件工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：铣16×8槽机床：X60铣床选择钻头：高速钢镶齿三面刃铣刀2.选择切削用量（1）决定进给量查《切削手册》f=1.0-1.2mm/r按钻头强度选择f=2mm/r 按机床强度选择f=0.53mm/r最终决定选择Z550机床已有的进给量f=0.40mm/r 经校验Ff=12260<24250=Fmax 校验成功。
（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.8～1.2mm 寿命T=140min 扩孔后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.9～1.4mm 寿命T=60min 铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查《切削手册》）为0.6～0.9mm 寿命T=120min（3）切削速度查《切削手册》Vc=20mm/r 修正系数Ktv=1.0 Kmv=1.0 Kfv=1.0 Kxv=1.0 Klv=1.0 Kapv=10 故Vc=20mm/r. Ns=01000d v π=132.6r/min 查《切削手册》机床实际转速为Nc=125r/min 故实际的切削速度Vc=10000nsd π=18.8mm/r3.计算工时 Tm=nf l =53.01251817⨯+=0.52min 所有工步工时相同。