CA6140拨叉831006课程设计说明书.doc

东华理工大学长江学院课程设计报告课程设计题目：设计“拨叉（CA6140）831007”零件的机械加工工艺规程（年产量4000件） 学生姓名：杨文峰专 业：机械工程及自动化班 级：083111学 号：08311126指导教师：张克义 2011年5月24日东华理工大学机械制造工艺学课程设计任务书 题目: 设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺规则 内容：1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3. 机械加工工艺过程综合卡片 5张 4. 课程设计说明书 1份 序言 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及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。 我觉得这个课程这门课对我以后的学习和工作都有重要意义，是对我的专业知识的考验，是理论和实践的结合。这门课程让我对书本中的知识点有了更深的认识。 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。零件的25孔与操纵机构相连，55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25； 2大头半圆孔及其端面；3168槽；440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。见零件图1-1。图1-1零件图二、 工艺规程设计 (一)确定毛坯的制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。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。（二）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，(1) 选择重要表面为粗基准(2) 选择不加工表面为粗基准(2) 选择不加工表面为粗基准(4) 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准。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：基准重合原则；基准统一原则；自为基准原则；互为基准原则。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25小头孔为精基准。图2-1 毛坯图（三）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 车55圆与两端面。工序 铣断，使之为两个零件。工序 铣168槽。工序 铣40外圆斜面。工序 加工25小头孔。2工艺路线方案二工序 铣断，使之为两个零件。工序 加工25小头孔。工序 铣168槽。工序 车55半圆与两端面。工序 铣40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55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55大圆。故可以将工序定为：工序 粗，精车55圆与两端面。工序 铣断，使之为两个零件。工序 加工25小头孔。工序 铣168槽。工序 铣40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”。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的确定“CA6140车床拨叉”，零件材料为HT200，硬度190210HB，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（25，55端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.22.5，取25，55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（55已铸成孔）查工艺手册表2.22.5，取55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。（五）确立切削用量及基本工时工序一 粗，精车55圆与两端面1. 加工条件工件材料：HT200;b =0.16GPa; HB=190241铸造。加工要求：粗、精铣55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=0.140.24mm/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1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min。4）计算切削速度 按切削手册，切削速度的计算公式为：V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。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V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/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PcmPcc。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tmL/ 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,b =0.16GPa HB=190241,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。（1） 决定进给量 查切削手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择X60机床已有的进给量 经校验 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1.52.0mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度.计算工时工序三 加工25小头孔1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：加工25小头孔机床：立式钻床Z535选择钻头：选择高速钢麻花钻头25mm，钻孔至23mm， 扩孔至24.8mm，铰孔至24.94mm，精铰孔至25mm 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切削手册 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 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0.50.8mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。.计算工时 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： 铰孔： 精铰： 工序四 铣168槽1. 加工条件工件材料：HT200，b =0.16GPa HB=190241，铸造。加工要求：铣168槽机床：X60铣床选择钻头：高速钢镶齿三面刃铣刀（1）决定进给量查切削手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 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0.81.2mm，寿命，扩孔后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.91.4mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.60.9mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度.计算工时所有工步工时相同。工序五 铣40外圆斜面1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：铣168槽机床：X60铣床选择钻头：高速钢镶齿三面刃铣刀。（1）决定进给量查切削手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择X60机床已有的进给量 经校验 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0.81.2mm，