题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）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进行工作。宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。

（二）零件的工艺分析

CA6140拨叉共有两组加工表面。

1.以花键孔的中心线为基准的加工面

这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。

2.以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽

经上述分析可知，对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。

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《机械制造工艺及设备设计指导手册》324页表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9级。

2 确定铸件加工余量及形状：

《机械制造工艺及设备设计指导手册》325页表15-7，选用加工余量为MA-G级，并查表15-8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：（附毛坯图）

3绘制铸件零件图：（附零件图）

全部文件.gif

零件图.gif

毛胚图.gif

装配图.gif

夹具体.gif

对刀块.gif

心轴.gif

内容简介：: 学生姓名：包强学号： 1230120301 专业：机械点子工程指导教师：张中然题目：制定拔叉零件的加工工艺，设计 18 铣槽的铣床夹具内容序号文件名称数量 1 说明书页 2 夹具图纸张 3 加工过程卡片张 4 加工工序卡张 5 学生姓名：包强学号： 1230120301 专业：机械点子工程指导教师：张中然题目：制定拔叉零件的加工工艺，设计 18 铣槽的铣床夹具机械加工工序卡产品型号零（部）件图号共 1 页产品名称零（部）件名称第 1 页 3 . 间工序号工序名称材料牌号 9 坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床 1 夹具编号夹具名称切削液专用夹具工序工时准终单件序号工步内容工艺装备主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 切削深度 (走刀次数时间定额机动辅助 1 粗铣 1800。 012 300 0 537 2 精铣 1800。 012 300 0 537 编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学机械加工工序卡产品型号零（部）件图号 1 共 6 页产品名称拨叉零（部）件名称拨叉第 1 页车间工序号工序名称材料牌号 1 1 坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数转塔式六角车床 1 夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件序号工步内容工艺装备主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 切削深度 (走刀次数时间定额机动辅助 1 粗车端面 A 90 度车刀 200 2 精车端面 A 90 度车刀 400 3 钻花键底孔 20中心钻 280 17 0 1 4 扩花键底孔 21扩孔钻 280 17 1 5 倒角 2 45度偏刀 2 2 编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学机械加工工序卡产品型号零（部）件图号 2 共 6 页产品名称拨叉零（部）件名称拨叉第 2 页间工序号工序名称材料牌号 2 2 坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数拉床 1 夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件序号工步内容工艺装备主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 切削深度 (走刀次数时间定额机动辅助 1 拉六齿方型花键高速钢拉刀 200 1 编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学机械加工工序卡产品型号零（部）件图号 3 共 6 页产品名称拨叉零（部）件名称拨叉第 3 页间工序号工序名称材料牌号 3 3 坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床 1 夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件序号工步内容工艺装备主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 切削深度 (走刀次数时间定额机动辅助 1 粗铣 B 面高速钢面铣刀 160 1 2 精铣 B 面高速钢面铣刀 210 编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学机械加工工序卡产品型号零（部）件图号 4 共 6 页产品名称拨叉零（部）件名称拨叉第 4 页车间工序号工序名称材料牌号 4 4 坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床 1 夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件序号工步内容工艺装备主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 切削深度 (走刀次数时间定额机动辅助 1 铣 800。 03槽高速钢直齿精密级三面刃铣刀 375 8 1 编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学机械加工工序卡产品型号零（部）件图号 5 共 6 页产品名称拨叉零（部）件名称拨叉第 5 页 3 . 间工序号工序名称材料牌号 5 5 坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床 1 夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件序号工步内容工艺装备主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 切削深度 (走刀次数时间定额机动辅助 1 铣 1800。 12 高速钢直齿精密级三面刃铣刀 300 1 2 铣 1800。 12 高速钢直齿精密级三面刃铣刀 300 1 编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期哈尔滨理工大学机械加工工序卡产品型号零（部）件图号 6 共 6 页产品名称拨叉零（部）件名称拨叉第 6 页车间工序号工序名称材料牌号 6 6 坯种类毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数铸件 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床 1 夹具编号夹具名称切削液通用夹具工序工时准终单件序号工步内容工艺装备主轴转速 (r/切削速度 (m/进给量 (mm/r) 切削深度 (走刀次数时间定额机动辅助 1 磨宽为 1800。 12槽 0127 3000 0 编制（日期）审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号第 1 页产品名称零（部）件名称共 1 页材料牌号坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数 1 每台件数 1 备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件 1 备料铸件 2 热人工时效 3 粗车粗车拨叉两端面转塔式六角车床 90 度车刀、游标卡尺、通用夹具 19 8s 4 半精车半精车拨叉两端面转塔式六角车床 90 度车刀、游标卡尺、通用夹具 21 0s 5 钻钻、扩花键底孔 21 转塔式六角车床中心钻、扩孔钻、卡尺、塞规 6 倒角倒角 2 转塔式六角车床 45偏刀 7 拉花拉六齿方型花键拉床高速钢拉刀、游标卡尺 8 粗铣粗铣槽 B 面式铣床高速钢面铣刀、游标卡尺、专 31 5s 9 精铣精铣槽 B 面式铣床高速钢面铣刀、游标卡尺、专 20 16s 10 铣铣 800。 03 动车槽式铣床高速钢直齿精密级三面刃铣 29 4s 11 铣铣 1800。 012 式铣床高速钢直齿精密级三面刃铣 48 0s 12 磨磨宽为 18 00。 012槽磨床专用夹具 13 去毛刺钳工台平锉 14 终检塞规、百分表、卡尺等编制（日期）审核（日期）会签（日期）、处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械制造技术课程设计说明书设计题目：制定拔叉零件的加工工艺，设计 18 铣槽的铣床夹具专业：机械电子工程班级：机电 11 学号： 1230120301 姓名：包强指导教师：张中然机械工程系 2015年 11 月 20 日哈尔滨理工大学课程设计说明书 1 目录一 1 二 3 3 3 三 4 四 5 五 . 夹具设计 14 六 . 总结 17 七 . 参考文献 18 哈尔滨理工大学课程设计说明书 2 一、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。哈尔滨理工大学课程设计说明书 3 二、零件的分析（一）零件的作用题目给定的零件是叉（见附图 1）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进行工作。宽度为 18+槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为 18+槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。（二）零件的工艺分析叉共有两组加工表面。 1. 以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括 25+六齿方花键孔、 22+键底孔两端的 2角和距中心线为 27 2. 以工件右端面为基准的 8+8+经上述分析可知，对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。哈尔滨理工大学课程设计说明书 4 三 . 确定毛坯 1 确定毛坯种类：零件材料为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。查机械制造工艺及设备设计指导手册 324 页表 15用铸件尺寸公差等级。 2 确定铸件加工余量及形状：机械制造工艺及设备设计指导手册 325 页表 15用加工余量为，并查表 15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：（附毛坯图） 3 绘制铸件零件图：（附零件图）哈尔滨理工大学课程设计说明书 5 四、工艺规程设计基准的选择。粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以40 的外圆表面的粗基准。精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的 A 面为精基准。制定工艺路线。方案一工序：粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。哈尔滨理工大学课程设计说明书 6 粗、精铣削 B 面。铣削 8+ 铣削 18+ 拉花键。方案二工序：粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。以 40用塔式六角车床及三爪卡盘夹具。拉花键。以 A 面为基准，铣削槽 B 面。以花键的中心线及 A 面为基准。选用式铣床加专用夹具铣削 8+槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用铣削 18+槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用式铣床加专用夹具。方案分析：上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和 A 面作为工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片” 机械加工余量。拨叉材料为坯重量为 1.0 b =160生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模。根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下： A 面的加工余量 A 面有 3 够把铸铁的硬质表面层切除矩形花键底孔。要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为 22 0+零件图，参照金属机械加工工艺人员手册表 3定孔加工余量的分配。钻孔 20孔 21花键哈尔滨理工大学课程设计说明书 7 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2 =1 面的加工余量。此工序分 2 个工步 1、粗铣 B 面 2、精铣 B 面。精加工余量为铣加工余量为五 )确定切削用量及基本工时。工序：车削 A 面。 1加工条件。工件材料：灰口铸铁 b=145 造。加工要求：粗、半精车 A 面并保证 28床塔式六角卧式车床。刀具：刀片材料。 r =12. b= o= 0 n=15 2、计算切削用量。（ 1）已知长度方向的加工余量为 3 实际端面的最大加工余量为故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差级取（入体方向）（ 2）进给量、根据切削简明手册（第 3 版）表刀杆尺寸为 1625 ，以及工件直径为 60（由于凸台 B 面的存在所以直径取 60 = . 按车床说明书取 = mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以 k=所以：实际进给量 f= 按车床说明书（ 3）计算切削速度。按切削简明手册表切削速度的计算公式为（寿命选 T=60 刀具材料 V=ap f 中： 58 M=正系数切削手册表 158/( 46.9(m/（ 4）确定机床主轴转速 000 r/ 按车床说明书 200 r 以实际切削速度 V=哈尔滨理工大学课程设计说明书 8 （ 5）切削工时，按工艺手册表由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备 L+2+nw x f= L=(652= 、 2、精车已知粗加工余量为进给量 f. 根据切削用量简明手册表 f=r 按车床说明书 mm/r 计算切削速度按切削用量简明手册表削速度的计算公式为（寿命选 T=60 V=ap f 158/( =m/确定机床主轴转速 . 000 r/ 车床说明书取 00（ r/ 实际切削速度 V=削工时，查工艺手册表 L+2+ 由于下一道工序是钻孔，所以留下 20台阶，所以 L=(652=22.5 . 3、钻孔、扩孔、倒角。（ 1）、钻孔钻头选择：见切削用量简明手册表头几何形状为（表表双锥修磨具刃，钻头参数： 20 =30 ， 2 =118 ， 2 =70 ， b =2 , =55 ,b=2=4 根据切削用量简明手册表 2定 f=、按机床进给强度决定进给量：根据表当 b 210 0 可确定 f= 按床说明书取 f=n. 、决定钻头磨钝标准及寿命表 0头最大磨损量取命 T=45、切削速度由切削用量简明手册，表 =21m/n=1000V/ D=由机床技术资料得和近的有 280n/9 和 400n/取 280n/ n=280m/实际 =17 m/、基本工时， (80+10)/ 入切量及超切量由表查出 + =10 所以 (80+10)/ （ 2）、扩孔刀具直径 1具几何参数同上。由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间， n和以上倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。（ 3）、倒角刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。检验机床功率按切削用量简明手册表可以查出当 160 245 41 车床说明书主电机功率 11 可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表 21 查得转矩切削用量简明手册表由表功率公式 C 00 车床说明书主电机功率 11 可见 C 比小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要工序拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿为拉削速度 v=s(切削工时 t=k/1000中：单面余量 215 L 拉削表面长度， 80 考虑校准部分的长度系数，取 k 考虑机床返回行程系数，取 v 拉削速度（ m/ 拉刀单面齿升；哈尔滨理工大学课程设计说明书 10 Z 拉刀同时工作齿数， Z=l/p； P 拉刀齿距。 P=()2拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/12 7 其本工时 80 000 7=工序粗铣，精铣 B 面。加工要求：粗铣 B 面，精铣 B 面，用标准镶齿圆柱铣刀粗铣加工余量 3床： 62W 加工工件尺寸：宽度： 40度： 28. 粗铣选择刀具根据切削用量简明手册表削宽度 5。直径为0齿数，由于采用标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数（表 0 6 切削用量留精铣的加工余量为以本道工步切削宽度于加工表面精度要求 .2 每转进给量 mm/r 就能满足要求，但考虑到 62W 功率为床为中等系统刚度和 62W 铣床说明书所以每转进给量 r 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表刀刀齿后刀面的最大磨损量为齿铣刀 0 刀具寿命 T=120 决定切削速度根据切削用量简明手册表定 Z=8, 0 fz=f/z=z ( 0,v=0.3,.2,.5,.3,m=m=v=c=(23.7(m/ n=1000V/ d=(151r/ 根据铣床说明书选 n=160r/c=000=(1000=Vf=6mm/选 0mm/际 f/(z 5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 1m/ 1 切削功率的修正系数：哈尔滨理工大学课程设计说明书 11 故根据铣床说明书，机床主轴允许的功率为故因此所决定的切削用量可以采用。 f=80m/60r/c=z 6) 基本工时根据切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/80= =14. 精铣 1）选择刀具刀具与上道工步是同一把刀。 2）切削用量精铣的加工余量为以本道工步切削宽度）决定切削速度根据切削用量简明手册表定 (n=1000V/ d=(211r/据铣床说明书选 n=210r/f=26mm/25mm/f/( 4）基本工时基本工时根据切削用量简明手册表 m=(L+ )/28+14)/125= =14序铣削 8+ 加工工件尺寸： 8+ 长度 L=40工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级工余量 8 用乳化液冷却机床：择刀具：由加工尺寸公差所以铣刀精度为精密级刀参数： L=8D=63 d=22 4 5 2 Z=16 选择切削量由于槽的深度为 8故一次走完， mm 切削用量简明手册表确定 f=r 现取f=r 6=z 3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册最大磨损量为表定刀具寿命： T=100中 4) 决定切削速度每齿进给量切削用量简明手册公式 ( 哈尔滨理工大学课程设计说明书 12 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 63=据铣床说明书选 75r/际速度 000=选根据铣床说明书选选10mm/10/375 16=z 机床功率：根据切削用量简明手册表式圆周力由表 28 得 0 ，，c=(0 X 8 X 8/ 63 X 375 = M= 103=M 000=据铣床说明书，功率足够。 6) 基本工时基本工时根据切削用量简明手册表 m=(L+ )/40+14)/110= =14序铣宽为 180+加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽 180+L=40工余量 23于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走， 3， 0 选择刀具铣刀参数： L=10 D=100mm d=30mm 5 2 Z=24 选择铣削用量由于槽的宽度为 18故二次走完， 3mm 0切削用量简明手册表确定 f=r 现取 f=r 4=z 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册最大磨损量为表定刀具寿命： T=100中哈尔滨理工大学课程设计说明书 13 4）确定切削速度每齿进给量：决定切削速度每齿进给量切削用量简明手册公式 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 100=314r/据铣床说明书选 00r/际速度 000=选 50mm/ 根据铣床说明书选选50mm/50/300 24=z 5）基本工时基本工时根据切削用量简明手册表 m=(L+ ) i/40+20)50= =20mm i=2(走两次 ) 工序磨 18 保证尺寸 18选择砂轮。见切削手册第三章中磨料选择各表，结果为 40 127 其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，所以选用为粒度为 46#，硬度为软 2 级。平型砂轮，其尺寸为 16 6 40（ D d H）。切削用量的选择。砂轮转速 3000r/机床说明书 )， v 砂 =s 进给量 f=50mm/单行程削工时。当加工 1 个表面时 L+y+ ) i K/50= 最后，将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一起填入机械加工工艺卡片中，见附后表。哈尔滨理工大学课程设计说明书 14 五、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序 090 铣 18。本夹具将用于卧式铣床，刀具为三面刃立式铣刀 . (一 )问题的提出本夹具是用来铣 18 ,零件图中槽的宽度有公差要求 ,且三面都有粗糙度要求，因此这个槽的深度也有一定的公差要求因此本工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率 ,降低劳动强度 ,而精度也有一定要求。哈尔滨理工大学课程设计说明书 15 (二 )夹具设计 1 定位基准选择由于槽的宽度有公差要求 ,因此应以右端面为主要定位基准利用轴孔的中心轴作为辅助定位基准时 ,另外为了防止工件转动，为限制次自由度，应该以健限制工件旋转，另辅助一左端面为辅助定位，防止工件左右移动，因此为了满足这些定位要求，设计压板结构，既可以满足轴向力的要求，又可方便工件的装夹。 . (1)刀具：高速钢直齿三面刃铣刀。 D=80Z=18 9 . 8 1 . . . .f f F e fz f zC a y a u 0 , 1 . 0 , 0 . 6 5 , 0 . 8 3 , 0 , 0 . 8 3C f X f y F u F w F q F 1 6 , 8 , 0 . 1 5 , 0 . 6 7 .p e f F Za m m a m m a K 9 . 8 1 3 0 1 6 0 . 1 5 0 . 6 5 8 0 . 8 3 1 8 0 . 8 1F z K f z =2448N 校核定位销：2r 哈尔滨理工大学课程设计说明书 16 241 1 1 0

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