CA6140车床拨叉零件加工工艺规程及铣8mm槽工艺装备设计（全套CAD图纸+设计说明书）
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ca6140
车床
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mm
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装备
设备
设计
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1.1零件的作用
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。
1.2零件的工艺分析：
该拨叉的需要加工部位技术要求 通过对拨叉零件图分析，主要加工部位见如下表:
项目 公差等级 偏差（mm） 粗糙度 定位基准
Ø25的六齿方花键孔 IT12 +0.023
0 1.6 花键孔中心线
Ø22的花键底孔 IT12 +0.28
0 6.3 花键孔中心线
两端的2*150倒角 6.3 花键孔中心线
尺寸8的槽 IT9 +0.03
0 1.6 右端面
尺寸18的槽 IT6 +0.012
0 3.2 右端面
另外确定该拨叉生产类型 根据要求，该零件为中批或大批量生产
- 内容简介：
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械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 4 拨叉 零件号 零件重量 时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 40 铸 件 设 备 夹具和辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 铣床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/z) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时 1 铣 800。 03槽 高速钢直齿精密级三面刃铣刀 量块 60 1 8 75 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 车床 零件名称 拨叉 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 金属型铸件 毛坯外形尺寸 110毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工序号 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 工 时（ 1 粗车右端面 转塔式六角车床 90 度车刀、游标卡尺 精车右端面 转塔式六角车床 90 度 车刀、游标卡尺 钻花键孔 立式钻床 20中心钻、 游标卡尺 扩花键孔 立式扩床 21扩孔钻、 游标卡尺 车倒角 2 转塔式六角车床 45度偏刀、 游标卡尺 6 拉六齿方型花键 立式拉床 高速钢拉刀、游标卡尺 铣 800。 03槽 床 高速钢直齿精密级三面刃铣刀、量块 铣 1800。 12 床 高速钢直齿精密级三面刃铣刀、量块 磨宽为 1800。 12槽 磨床 砂轮、量块 0 去毛刺 钳工台 平锉 11 清洗 清洗机 12 终检 塞规、卡尺等 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 I 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题 目 ：“ 床拨叉 ”零件的机械加工工艺 800。 03槽专用夹具设计 设计题目 设计“ 叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产） 二 (1) 被加工零件的零件图 1张 (2) 生产类型 :（中批或大批大量生产） 三、上交材料 1绘制零件图 1张 2毛坯图 1张 3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套 4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工艺卡片） 1套 5绘制夹具装配图（ 1） 1张 6绘制夹具中 1个零件图（ 2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张 7编写课程设计说明书（约 5000）。 1份 四、进度安排 本课程设计要求在 3周内完成。 第 l 2天查资料，熟悉题目阶段。 2第 3 7天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制 造方法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。 3第 8 10 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。 4第 11 13 天，完成夹具总装图的绘制。 5第 14 15 天，零件图的绘制。 6第 16 18 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 20 21 天，答辩 五、指导教师评语 该同学在课程设计过程中表现 认真，工艺路线 夹具设计方案 ，说明书及图纸质量 ，综合 评定其成绩为 。 成 绩： 指导教师 日 期 要 通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体 (如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等 )。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！ 在些次设计中我们主要 是设计 此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点，我系刘宏梅老师的大力帮助，在此表示感谢！ 机械制造工艺学课程设计 ,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理 论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。 3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。 V as a to , . s to on of us of In we in In of my to a of in on s my in is at a of in to of of a At to do to a to 1, in of of of VI a in of of to to 2, to of a of of of of 3, is of to to to of 目录 序言 .零件的分析 .零件机械加工工艺规程设计 .毛 零件表面加工方法 .加 工时段的划分 .工序的集中与分散 . .序尺寸及毛皮尺寸的确定 .毛坯余量及尺寸的确定 .确定机械加工余量和工序尺寸及切削用量 及间定额的计算 .夹具的设计 . 10 . 10 . 10 . 10 位误差分析 . 11 导元件的设计 . 11 . 11 4体会与张望 . 11 参考文献 1 序 言： 机械制造工艺学课程设计 ,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。 我希望能通过这次课程设计加深一下对先前学过的专业知识的理解和运用，培养独立的分析和解决工程 实践问题的能力和熟悉并运用手册、规程及图表资料编写技术文件的基本技能，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。 一、零件的分析 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。 该 拨叉的需要加工部位技术要求 通过对拨叉零件图分析，主要加工部位见如下表 : 项目 公差等级 偏差（ 粗糙度 定位基准 25的 六齿方花键孔 键孔中心线 22的花键底孔 键孔中心线 两端的 2*150倒角 键孔中心线 2 尺寸 8 的槽 端面 尺寸 18 的槽 端面 另外确定该拨叉生产类型 根据要求，该零件为中批或大批量生产 2 零件机械加工工 艺规程设计 坯的选择 零件材料 虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表 5等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为 3 坯零件图如下图： 基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不 加工表面作为粗基准。并且作为粗基准的表面应平整，无毛刺，飞边或其他表面缺陷。该零件属于一般轴类零件，选用拨叉头左端面及 40圆面做粗基准。采用 40外圆面定位加工内孔可保证壁厚均匀，采用拨叉头左端面 A 面做粗基准加工右端面可为后续工序准备好精基准。 基准的选 择 主要应该考虑基准重合的问题。根据该拨叉零件图的技术要求及装配要求，选择拨叉头的右端面和叉轴孔 220+为零件上很多表面都可以用它们做基准进行加工，叉轴孔 220+用其作精基准加工 操纵槽上表面及下表面，以及叉脚内表面。拨叉头右端面作精基准遵循了基准重合原则，因为该拨叉在轴向的尺寸多以该端面为设计基准 艺路线的拟定 3 根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查机械制造技术基础课程设计指导教程确定各表面加工方案，如下表所示。 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 加工方案 40 粗铣 半精铣 右端面 车 半精车 22的花键底孔 孔 扩孔 两端的 2*15倒角 倒角 25花键孔 削 尺寸 8的槽 削 尺寸 18 的槽 粗铣 精磨 工时段的划分 在选定拨叉各表面加工方法后，就需进一步确定这些加工方法在工艺路线中的顺序及位置，这就涉及加工阶段划分方面的问题。对于精度要求较高的表面，总是先粗加工后精加工，但工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。 该拨叉的加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工阶段。在粗加工阶段，以 40的外圆表面 为粗基准将精基准右端面（ A 面）准备好，使后续都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；粗铣拨叉 B 面（ 28 X 40平面）粗铣尺寸 18的槽。半精加工阶段，半精铣 40面 ,粗车右端面和完成拨叉 22 孔的钻、扩加工并进行花键槽的拉削加工；精加工阶段进行拨叉 18的磨削加工；进行 的槽 序的集中与分散 工序的集中与分散是确定工序内容多与少的依据，它直接影响整个工艺路线的工序数目及设备、工装的选用等。由于本次加工的拨叉的生产类型为大批量生产，确定选用工序集中的原 则组织工序内容，一方面可以采用万能、通用机床配以专用夹具加工，以提高生产效率；另一方面也可以减少工件的装夹次数，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度，并可以缩短辅助时间 订工艺路线及选择加工设备与工艺装备 通过对拨叉工艺路线的分析，参照有关文件确定各工序的加工设备及工艺装备， 4 见如下图： 序尺寸及毛皮尺寸的确定 坯余量及尺寸的确定 1. 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 220+ 见零件图，参照金属机械加工工艺人员手册 表 3孔 20孔 21花键 ，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 =12. 右端面的加工余量。 此工序分 2个工步 1、粗铣右端面 2、精铣右端面。精加工余量为 铣加工余量为 定机械加工余量和工序尺 寸及切削用量及间定额的计算 工序 1：车拨叉右端面 加工条件： 工件材料：灰口铸铁 b=145造。 加工要求：粗、半精车 8机床：车床 工序号 工序名称 机床设备 刀具及量具 1 粗车右端面 转塔式六角车床 90度车刀、游标卡尺 2 精车右端面 转塔式六角车床 90度车刀、游标卡尺 3 钻花键孔 立式钻床 20中心钻、 游标卡尺 4 扩花 键孔 立式扩床 21扩孔钻、 游标卡尺 5 倒角 2 转塔式六角车床 45度偏刀、 游标卡尺 6 拉六齿方型花键 立式拉床 高速钢拉刀、游标卡尺 7 铣 800。 03槽 床 高速钢直齿精密级三面刃铣刀、量块 8 铣 1800。 12床 高速钢直齿精密级三面刃铣刀、量块 9 磨宽为 1800。 12磨床 砂轮、量块 10 去毛刺 钳工台 平锉 11 清洗 清洗机 12 终检 塞规、卡尺等 5 刀具：硬质合金刀具（ 参数为： r =12. b= o= 0 n=15 计算切削用量： （ 1）已知长度方向的加工余量为 3 故 分 二 次 加 工 （ 粗 车 和 半 精 车 ）。 长 度 加 工 公 差 级 （方向：入体方向） （ 2）进给量、根据切削用量简明手册（第 3版）表 刀杆尺寸为 165 及工件直径为 60于凸台 B 面的存在所以直径取 60 = . 按 取 =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 （ 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 V=Tmap xvf 其中： 58 M=o 见切削手册表 所以 158/( 6.9(m/ （ 4）确定机床主轴转速 000r/ 按 床说明书 200 r 以实际切削速度V= （ 5）切削工时，按工艺手册表 L+2+nw x f= （其中 L=(652= 、 ） 辅助时间： 其 他 时 间 ：（ 总工时： 工序 2：精车右端面 6 （ 1）已知粗加工余量为 （ 2）进给量 f. 根据切削用量简明手册表 f=r 按 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 =Tmap xvf =158/( =m/ （ 3）确定机床主轴转速 . 000r/ 床说明书，取 00（ r/ 实际切削速度 V=（ 4）切削加工时，查工艺手册表 L+2+ 由于下一道工序是钻孔，所以留下 22阶， 所以L=(652= . 辅助 时间： 其他时间： x （ = 总时间： 工序 3：钻花键孔 钻头选择：见切削用量简明手册表 头几何形状为（表 双锥修磨具刃，钻头参数： 20 =30， 2 =118， 2 =70， 2 =55 ,b=2=4 根据切削用量简明手册表 2f=、按机床进给 强度决定进给量：根据表 当 b 210 0 可确定 f= 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/00n/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 7 所 (80+10)/ 工序 4 扩花键孔 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 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。 工 序 5 车倒角 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 以机床功率足够，所用切削用量符合要 工序 6 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 21削到 25 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； 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= 8 工序 7 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： ) 选择刀具：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 2) 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表 最大磨损量为 表 T=100) 决定切削速度 f、由切削用量简明手册 ( 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 1) 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= 000=据 铣床说明书，功率足够。 9 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 8 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 1) 选择刀具 铣刀参数： L=10 D=100mm d=30mm 5 2 Z=24 2) 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表 最大磨损量为 表 T=1004）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 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m= ( n=1000 000 100=314r/据 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 9 磨 18 ， 10 保证尺寸 181) 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）。 2) 切削用量的选择。砂轮转速 n 砂 =3000r/机床说明书 )， v 砂 =s 进给量 f=50mm/单行程 ) 切削工时。当加工 1个表面时 L+y+ ) i K/50= 3 夹具的设计 题的提出 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 经过与指导老师协商，决定设计第 4道工序 铣宽为 80+0。 03夹具将用与 具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。 本夹具主要用来铣宽为 80+0。 03于采用宽为 80+0。 022次铣削，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度 位方案的确定 ： 由零件图可知，宽为 80+0。 03设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（ A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（ A）和花键心轴的中心线为主定位基准。 削力及夹紧力计算 刀具：高速钢直齿 三面刃铣刀， 63Z=14 P B Z (见切削手册 3 解得 200 (N) 其中 2， t=8 s, B=8 D=63 Z=14, 98)计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数 K= k1 k2 k3 平切削分力 z =220 (N) 垂直切削分力 z=60 (N) 其中： 系数 1.5 .1 .1 ,= 200=400 (N) 11 实际加紧力为 100/00 (N) 其中 2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数， 2=母选用 生的加紧力为 W=2M/a+6 55)+3- 解得： W=1N) 其中： M=19000 a=2029, D=23d=16时螺母的加紧力 W 已大于所需的 800(N)的加紧力，故本夹具可安全工作。 位误差分析 由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。 导元件的设计 如前所述 ,在设计夹具时 ,应该注意提高劳动率 在螺母夹紧时采 用开口垫圈 ,以便装卸 ,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置 ,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。 具操作及维护简要说明 夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。 4 体会与展望 夹具课
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