拨叉工艺课程设计设计说明书

1前 言机械制造工艺学课程设计要求我们能够综合应用机械制图、机械制造工艺学、工程材料、机械设计、CAD/CAM 等专业基础课和主要专业课知识，经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性环节。本次课程设计特别强调对机械制造工艺学和工程材料这两门课程的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知识解决问题能力的练习。这次课程设计同样也会用到以前的金工实习和认知实习的相关知识，也可以说这是对两次实习效果的一次检验。通过这次课程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程。这次的工艺规程课程设计，我的题目是 CA6140车床拨叉的工艺规程设计。希望通过对车床拨叉加工工艺规程的设计，可以进一步学习机械制造工艺学并掌握简单零件的加工工艺设计。虽然这是大学以来的第二次课程设计，但毕竟还是第一次接触制造工艺设计，对知识掌握、熟悉程度以及综合运用还会存在问题，因此在设计中难免会有考虑不周全或错误的地方，希望老师多多批评和指正。2目 录设计任务书 1 设计题目 42 零件图 43 基本要求 44 设计的任务 55 填写工艺文件 5设计方案 1 零件分析 61.1零件的作用 61.2零件的工艺分析62 确定毛坯类型绘制毛坯简图 72.1选择毛坯 72.2确定毛坯尺寸72.3绘制拨叉毛坯简图83 工艺规程设计 93.1定位基准的选择93.2拟定工艺路线103.3加工设备及工艺装备的选用143.4加工余量、工序尺寸和公差的确定153.5切削用量及时间定额的计算173.6计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介 203.7工艺方案的比较与技术经济分析21小结 22参考文献 22附件 223设计任务书1、设计题目 CA6140车床拨叉2、零件图 图1 零件图3、基本要求1.选择刀具和确定切削用量的能力；2.掌握分析机床的基本知识，具有选择和使用机床的能力；43.掌握机械加工和装配的基本知识，具有合理选择零件加工方法和产品装配方法的能力；4.掌握制订机械加工工艺规程和产品工艺规程的方法和步骤，具有制订中等复杂程度零件的机械加工工业规程的能力；5.具有运用机械制造工艺的基本理论进行综合分析和解决机械加工过程中一般工艺问题的初步能力。4、设计的任务1.分析、了解产品性能、用途；2.了解制造规模、方式，生产条件3.制订制造方案；4.编写工艺（主要任务）；5.设计工装（可以在其他课程设计中进行）。6.写机械制造技术基础课程设计报告。7.所有设计资料文挡拷贝电子版一份上交。5、填写工艺文件1.填写要求是：内容完整，层次清楚，语言精练，字迹清晰。2.对工艺文件填写作如下规定 :(1) 机械加工工艺过程卡片中的工时定额可不填。(2) 机械加工工序卡片中的工序图。图中主视图应处于加工位置，用细实线将零件的主要轮廓画出来；用粗实线给出加工表面；用定位符号表示定位基准；用夹紧符号表示出夹紧表面；并标出本工序加工表面位置，注上工序尺寸与公差、表面粗糙度和有关的其他技术要求。 (3) 机械加工工序卡片中，工时定额只填写基本时间，工人技术等级此项不填。5设计方案1、零件分析1.1零件的作用这次要做的零件是拨叉。主要作用是：它位于车床变速机构中，主要起换档，是主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。1.2零件的工艺分析生产批量为中等批量生产，由生产批量可得到相关信息为：毛坯精度中等，加工余量中等；加工机床部分采用通用机床，部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式；广泛采用专用夹具，可调夹具；按零件产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采用专用刀具和量具；部分采用划线找正装夹，广泛采用通用或专用夹具装夹；有较详细的工艺规程，用工艺卡管理生产。从整体上看，零件的加工精度要求不高，只需要进行粗铣或者是粗刨即可。但是在U型槽的工作表面精度要求较高，须同时满足公差带要求15 、粗糙度要求Ra3.2、平行度、对称度以及垂直度等多项要求，需要利用成形的铣刀进行粗加工和精加工。另外，两个孔的精度要求较高。并且20所在孔的轴线为主要的设计基准，因此两孔需要先钻孔，然后扩孔，最后铰孔的加工过程，从而达到要求的精度。CA6140车床拨叉共有两处重要加工表面，其间有一定的位置要求，现在分述如下：1、精基准20H9 的加工以40 的端面和45X15 表面为粗基准对孔20H9 和20.5的加工，孔620H9 将作为精基准对其他表面进行加工。2、U型槽15 的加工以孔20H9 和40 的右端面为精基准对U型槽15 的加工。2、确定毛坯类型绘制毛坯简图2.1选择毛坯零件材料为HT200。考虑到机床在运行中要经常地变速，以及实现正反转，零件在工作工程中经常承受变载荷，又由于零件结构比较复杂，零件毛坯比较适合铸造成型。因此，应选用HT200，以保证足够的强度、硬度，从而保证零件的工作可靠性。由于零件批量生产，已经达到中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用砂型手工造型铸造。这从节约生产成本、提高利润的角度来说是应该的。2.2确定毛坯的尺寸1、铸件的公差等级由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。2、毛坯质量由机械加工后拨叉件质量为0.86公斤，可初步估计机械加工前铸件毛坯的质量为1公斤。3、铸件形状尺寸（1）铸造余量“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，硬度190210HB，毛坯重量0.86kg。从整体上看，零件的加工要求不高，表面粗糙度Ra大于等于12.5um,大部分表面粗超度要求为Ra25。从生产批量上看，该零件属于中批量生产。因此，综合考虑材料，加工要求和经济要求可知零件毛培采用砂型机械造型铸件。根据铸件的类型查可知：毛坯的加工余量等级如表1表1 单位：mm加工余量等级工艺方法灰铸铁砂型手工造型 11-13/H7根据上表，本次设计选取加工余量等级为。查表可知铸造余量如表2：表2 单位：mm公差等级CT 11 12 13加工余量等级 H基本尺寸 加工余量/100 4.5 6.0 7.5（2）工序余量查机械加工工艺设计手册中的表8-27平面的第一次粗加工余量可知：工件材料为灰铸铁且平面的最大尺寸介于50到120 mm之间时，平面的第一次粗加工余量为1.5到2.0 mm.工件材料为灰铸铁且平面的最大尺寸小于等于50 mm时，平面的第一次粗加工余量为1.0到1.5 mm。40端面、35X30端面、45X30端面由于40端面、35X30端面得加工精度要求均比较低，表面粗超度为Ra25，因此上述所有加工面只需要进行一次加工即可，由表8-27所查数据可知：40端面端面的加工余量为1.5-2.0 mm，35X30端面和 45X30端面的加工余量为1.0-1.5 mm。孔20H9和20.5以及M6和M8经查表铸造孔的直径最小为30，故孔20H9和20.5以及M6和M8所有的孔若采用铸造之后再进行机加工，由于加上余量之后孔太小，使得铸造的难度增加，反而不如机加工方便简单以及经济，因此所有孔均不直接进行铸造，而是采用钻孔等进行机加工。（3）铸件形状尺寸综合毛坯加工余量的要求和机械加工余量的要求，为了同时满足毛坯铸造要求和加工要求可知：40端面、35X30端面、45X30端面的余量应为毛坯加工余量，且应取单边余量3 mm.因此毛坯的余量应为单边余量3 mm。故毛坯形状尺寸为l=118，b=77.5，h=51。2.3绘制拨叉铸造毛坯简图83、工艺规程设计3.1定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会出现问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。定位基准有粗基准和经济准之分，通常先确定经济准，然后再确定粗基准。a、粗基准的选择零件加工时粗基准是必须选用的。在选用时要考虑如何保证各个加工表面有足够的余量，如何保证各个表面间的相互位置精度和自身的尺寸精度。因此，选择粗基准时，应遵循以下几个原则：以不加工表面为粗基准；选择毛坯余量最小的表面最为粗基准；选择零件上重要的表面为粗基准；选择零件上加工面积大，形状复杂的表面为粗基准；粗基准在同一尺寸方向上通常只能使用一次，不应重复使用，以免产生不必要的定位误差。按照有关粗基准的选择原则(选择零件的不加工平面为粗基准；若零件有若干个不加工平面时，则应以与加工表面面积较大的为粗基准)，选择 40 的右端面为粗基准。9b、精基准的选择精基准的选择应使工件的定位误差较小，能保证工件的加工精度，同时还应使加工过程操作方便，夹具结构简单。选择时应遵循以下原则：基准重合；一次安装的原则；互为基准的原则；自为基准的原则。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算。3.2制订工艺路线工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中与分散、加工书序的安排以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。它不但影响加工的质量和和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟定工艺路线是制定工艺规程的关键性一步，必须充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用外能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1、表面加工方法的确定根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的经济度和粗糙度能力，查阅机械制造工艺学和机械制造工艺手册得到各加工面的加工方法如（表3）：表3拨叉零件各表面加工方案 单位：mm加工表面 尺寸及偏差 尺寸精度等级 粗糙度 加工方案40左端面 40 无 Ra25 粗铣35X30左端面 35X30 无 Ra25 粗铣40右端面 40 无 Ra25 粗铣35X30右端面 35X30 无 Ra25 粗铣孔20 20 052.9级 Ra3.2 钻扩铰10孔20.5 20.5 01.11级 Ra3.2 钻扩铰孔20和20.5倒角 1X450 无 Ra25 锪钻45X30端面 45X30 无 Ra25 粗铣35X30上端面 35X30 无 Ra25 粗铣5X300平面 5X300 无 Ra25 粗刨U型槽15 15 11级 Ra3.2粗铣半精铣-精铣U型槽15周围倒角 1X450 无 Ra25 磨削M6 M6 无 Ra6.3 钻攻丝M8 M8 无 Ra6.3 钻攻丝M6倒角 0.7X1200 无 Ra25 锪钻M8倒角 1X1200 无 Ra25 锪钻2、加工阶段划分该拨叉交给你可将加工阶段划分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将经济准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣3035上端面，4515端面，粗刨端面，