CA6140车床拨叉831002设计说明书

1、机械制造工艺学课程设计说明书设计题目 设计“ CA6140 车床拨叉，型号861002”零件的机械加工工艺及工艺设备目录序言1 .零件的分析 1（1） 零件的作用.1（2） 零件的工艺分析 .22 .工艺规程的设计3（1） 确定毛坯的制造形式.3（2） 基面的选择.,.3（3） 制定工艺路线.3（4） 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定,.5（5） 确立切削用量及基本工时 .73 .夹具设计.13（1） 问题的提出13（2） 夹具设计.134 .参考文献 .17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 .这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程

2、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。就我个人而言，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。一、零件的分析（1） 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。零件上方的625孔与操纵机构相连，二下方的660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。

3、（2） 零件的工艺分析CA6140 车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以625mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：小25H7mm的孔，以及 小42mm的 圆柱两端面，其中主要加工表面为6 25H7mm通孔。2. 以660mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：6 60H12的孔，以及6 60H12的两个端面。主要是 660H12的孔。3. 铳16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mmJ槽的底面， 16H11mrmJ槽两侧面。4. 以M22X 1.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M22X 1.5的螺纹孔，长32mm勺端 面。主要加工

4、表面为M22K 1.5螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：(1)小60孔端面与 小25H7孔垂直度公差为0.1mm.。(2) 16H11mm的槽与小25H7的孔垂直度公差为 0.08mm。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工 后表面为基准加工另外一组。工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为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。(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。 基面选择得正 确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则， 加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大

5、批 报废，是生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。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粗基准。根据这个基准选择原则，现选取小25a21孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个 小42作主要定位面，限制5个自由度， 再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位，然后进行铳 削。(2)精基准的选择。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时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不 再重复。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点 ,应当是使零件的几何形状、尺寸精度,

6、在生产纲领已确定的, 可以考虑采用万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一 粗、钻、扩、较、精较（|）25、660孔工序二 粗、精铳（|）60、625孔下端面。工序三粗、精铳小25孔上端面工序四粗、精铳（|）60孔上端面工序五切断。工序六铣螺纹孔端面。工序七钻小22孔（装配时钻较锥孔）。工序八攻M22X1.5螺纹。工序九粗铣半精铣精铣槽所在的端面工序十粗铣半精铣精铣 16H11 的槽。工序十一检查。上面的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铳平面再加工孔，那样会更能容易满足零件的加工

7、要求，效但同时钻两个孔， 对设备有一定要求。 且看另一个方案。侬一二三四五六七八九十十路 7 7工艺路线方案二 工序一 工序二 工序三 工序四 工序五 工序六 工序七 工序八 工序九 工序十 工十一2.粗、精铳小25孔上端面。粗、精铳小25孔下端面。钻、扩、较、精较（|）25孔。钻、扩、较、精较（|）60孔。粗、精铳小60孔上端面粗、精铳小60孔下端面。切断。铣螺纹孔端面。钻小22孔（装配时钻较锥孔）。攻M22X 1.5螺纹。粗铣 半精铣 精铣槽所在的端面工序十二粗、半精铣精铣 16H11 的槽。工序十三检查。上面工序可以适合大多数生产， 但是在全部工序中间的工序七把两件铣断，对以后的各工序的

8、加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。再看另一方案。3. 工艺路线方案三工序一粗、精铳小25孔上端面。工序二粗、精铳小25孔下端面。工序三钻、扩、较、精较 小25孔。工序四钻、扩、较、精较小60孔。工序五粗、精铳小60孔上端面工序六粗、精铳小60孔下端面。工序七铣螺纹孔端面。工序八钻小22孔（装配时钻较锥孔）。工序九攻M22X1.5螺纹。工序十粗铣半精铣 精铣槽所在的端面。工序十一粗、半精铣精铣 16H11 的槽。工序十二切断。工序十三检查。此方案仍有先钻孔再铣平面的不足， 所以这个方案仍不是最好的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素，得到以下我的工艺路线。4. 工艺路线方案四工序一 以64

9、2外圆为粗基准，粗铳 小25孔下端面。工序二 精铳625孔上下端面。工序三 以625孔上端面为精基准，钻、扩、较、精较小25孔,孔的精度达到IT7。工序四 以625孔为精基准，粗铳 小60孔上下端面。工序五 以625孔为精基准，精铳 小60孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。工序六 以625孔为精基准，钻、链、较 小60孔，保证 空的精度达到 IT8 。工序七 以625孔为精基准，铳螺纹孔端面。工序八 以625孔为精基准，钻 小20孔（装配时钻较锥 孔） 。工序九 以625孔为精基准，钻一个 小20孔，攻M22X 1.5 螺纹。工序十 以625孔为精基准，铳槽端面。工序十一 以

10、625孔为精基准，铳16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08。工序十二两件铣断工序十三检查。虽然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整）。多次加工小60、小25孔是精度要求所致。以上工艺过程详见图3。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定”CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200,硬度190210HB, 毛坯重量1.45kg,生产类型为中批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家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（M2）考虑其零件外圆表面为非加工表面， 所以

11、外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。2 .外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（I）25, 小60端面）。查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表3.126,取（|）25,小60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 2mm半精铣 0.7mm3 .内孑L （660已铸成小50的孔）查工艺手册表 2.22.5 ,为了节省材料，取 小60孔已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为50mm。工序尺寸加工余量：钻孔 5mm扩孔0.5mm铰孔0.1mm精铰0mm同上，零件小25的孔也已铸出 小15的孔。工序尺寸加工余量：钻孔至 623余量为8mm扩孔

12、钻1.8mm粗铰孔0.14mm精铰孔0.06mm4 . 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线47mm勺距离，余量为3mm工序尺寸加工余量：粗铣端面2.1 mm半精铣0.7 mm精铣 0.2 mm5 . 螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至（|）25孔轴线且垂直轴线方向40mm勺距离，余量为 4 mm工序尺寸加工余量：粗铣顶面 3.1 mm半精铣 0.7 mm精铣 0.2 mm6 . 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产， 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 以0 42外圆为粗基准，

13、粗铳 0 25孔上下端面1. 加工条件工件材料：HT200, bb =0.16GPa HB=200241 铸造。加工要求：粗铳小25孔上下端面。机床：X53 立式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6 。铣削宽度ae<=60，深度*<=4,齿数z=10，故据切削用量简明手册（后简称切削手册 ）取刀具直径do=80mm 。选择刀具前角丫0 = 0°后角ao=15。，副后角ao'=10。，刀 齿斜角入s=15° ,主刃Kr=60° ,过渡刃Kr £ =30° ,副 刃Kr -5 °过渡刃宽be=1

14、.5mm。2. 切削用量1）铣削深度因为切削量较小， 故可以选择ap=1.3mm， 一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为10kw。查切削手册f=0.080.15mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.15 mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命查机械切削用量手册表8，寿命 T=180min4）计算切削速度按 2表14，V=1.84n=7.32Vf =6.445)计算基本工时tm = L/ V f=(90+36)/6.44=6.99min。工序二精铳0 25孔上下端面。1 . 加工条件工件材料：HT200,（7 b =0.16GPa HB=200241,铸造。加工要求：精铳 小25上

15、下端面。机床： X6140 卧式铣床。刀具： W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。铳削宽度 ae<=60，深度ap<=4,齿数z=10，故据切削用量简明手册 （后简称切削手册 ）取刀具直径do=80mm 。选择刀具前角丫。= + 5°后角ao = 8° ,副后角ao'=8° ,刀 齿斜角入s=10° ,主刃Kr=60° ,过渡刃Kr 8 =300 ,副 刃Kr'=5°过渡刃宽be=1mm。2 .切削用量1)铳削深度因为切削量较小，故可以选择 ap=1.0mm, 一次走刀即可 完成所需长度。2)每齿进

16、给量机床功率为7.5kw。查切削手册表5 f=0.140.24mm/z。由于是对称铳，选较小量 f=0.14 mm/zo3)查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表8,寿命T=180min4)计算切削速度 按切削手册表14,查得Vf=6.44mm/s, 5)计算基本工时tm = L+18 X 2/ Vf=(2+18 .2)/6.44=5.9min。工序三以0 25孔上端面为精基准，钻、扩、较、精较0 25孔，孔的精度达到IT7。1 .选择钻床及钻头选才? Z5125A钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm,钻头采用双头刃磨法，2 .选择切削用量(1)决定进给量由 do=23mm,查

17、71; 2» 表 5按钻头 f =0.47 0.57mm/r按机床强度查1表10.1-2选择f =0.056 1.8mm/r最终决定选择机床已有的进给量 f =0.48mm/r(2)耐用度查2表9T=4500s=75min(3)切削速度查 «1» 表 10.1-2n=50-2000r/min 取 n=1000r/min.3.计算工时tm180 12 =0.19minnf 0.48 1000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。扩校和精较的切削用量如下：扩钻：选高速钢扩孔钻n =1000r / minf = 0.7 0.8mm/ rd0

18、= 24.8mmtm2L _ 80 12 nf - 0.75 1000=0.12min钱孔：选高速钢钱刀n=1000r/minf =1.32.6mm/rd0 = 24.94mmtm3Lnf80 121.3 1000=0.07 min精较：选高速钢钱刀n=1000r/min f =1.32.6mm/rd0 -25H7tm4Lnf80 121.3 1000=0.07 minTm - tm1 t m2 tm3 tm4 - 0. 45 min工序四以0 25孔为精基准，钻、粗链、精链0 60孔,保证孔的精度达到IT7。1 .选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=55mm,钻头采用双头刃磨法。选择

19、Z5163A 钻床 n=22.41000r/min, f=0.0631.2mm/r.2 .选择切削用量(1)决定进给量查«2»表5钻头进给量 f =1.01.2mm/r按钻头强度选择f =1.0mm/r 按机床强度选择f = 0.9mm/r最终决定选择Z5163A机床已有白进给量f=0.8mm/r(2)计算工时选择 n=600r/min 所以 tm =(12 +23)/600. 0.8 = 0.07min3 .选择链刀选择高速钢链刀，粗链时do=59.9mm选择卧式链床T68,粗镇时 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r精键时 v=15-30 m/min

20、,f=0.15-0.5 mm/r工序五粗铳半精铳精铳梢16H11的端面1 .选择机床刀具选择立式铳床X53K硬质合金钢Yab端铳刀ap =602 .切削用量查 2 表 5f=0.140.24mm/rT=180min 取 f=0.15mm/r v=1.84m/minn=7.32r/min Vf = 6.44m/min3 .计算工时, L 3 24tm1 = - =4.19snf 6.44半精铳, L 2 24tm2 = T = 4.04snf 6.44Tm =tm1 tm2 = 8.23s工序六精铳梢16H11本道工序精铳槽之前已进行了粗铳和半精铳工步，此工序精 铳槽须满足各技术要求包括：槽宽1

21、6H11,槽深8H12,槽两 侧面粗糙度为3.2,槽底面粗糙度为6.3。1 .选择机床及刀具机床x61W型万能铳床刀具错齿三面刃铳刀铳槽do=16mm查1表8国家标准 GB1118 D=160mm d=40mmL=16mm 齿数 z=242 .计算切削用量(1) 由1表9.4 1和3查得 走刀量f=0.67 mm/r(2)铳刀磨钝标准和耐用度由1表9.4 6查得 磨钝标准为0.20.3表9.47查得 耐用度为 T=150min(3)切削速度由1式3.2_'0%km -1-m XV o YVO uV_PV vT a p a f aw z查表9.4-8得其中：修正系数kv = 1.0CV

22、=40 qv =0.2 Xv =0.1Yv =0.4uv =0.5 pv =0.1 m=0.5aff 0.67=0.028mmz 24代入上式，可得aw = 6 ap = 8v=49.5m/min=0.82m/s(4)确定机床主轴速度1000vns = = 6.5r/s = 390.5r/min二 dw由3按机床选取主轴转速为6.33 r/s所以实际切削速度为nw 二dwv w w =3.27m/s=196.2m/m i n 10003 .计算切削工时TmL l y ;=-y=32.77svfaf zn工序七铳螺纹孔顶面1 .选择机床及刀具机床：X53K立式铳床。刀具：硬质合金钢端铳刀，牌号Y

23、G6。2 .切削用量1)铳削深度因为切削量较小，故可以选择o)=1.5mm, 一次走刀即可 完成所需长度。2)刀具耐用度查2表寿命T=180min。3)计算切削速度查2得 Vc=0.38mm/s, n=1.53r/min,Vf=1.42mm/stmLnf1.5 828.20-1.16s工序八两件铳断夹具设计设计工序精铣槽 16H11 的夹具。（一） 问题的提出本夹具要用于精铳槽16H11,对槽16H11的要求有：槽宽16H11 精度等级为 IT12 级，槽深 8H12 精度等级为 IT12 级，槽两侧面粗糙度为3.2，槽底面粗糙度为6.3。本道工序只精铣一下槽即达到各要求，因此，在本道工序加工

24、时，我们应首先考虑保证槽的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。夹具设计1定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。25的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的6

25、25孔和其端面作为定位 精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的625孔的端面作为定位夹具。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。2切削力和夹紧力计算（1）刀具：高速钢错齿三面刃铳刀6 160mm z=24机床： x61W 型万能铣床由 3 所列公式 得CFapXCqVwFd 0 n查表9.48得其中：修正系数kv =1.0CF =30 qF =0.83 XF =1.0Yf =0.65 Uf =0.83 ap =8wF = 0代入上式，可得 F=889.4N因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内安全系数 K=K1K2K3K4其中：Ki为基本安全系数1.5K 2为加工性质系数1.1K3为刀具钝化系数1.1K4为断续切削系数1.1所以 F' = KF =1775.7N(2)夹紧力的计算选用夹紧螺钉夹紧机 由N(3 + f2 )= KF'其中f为夹紧面上的摩擦系数，取G = f2F=Pz+GG为工件自重z=24= 0.25f1f2FN = =35 5.4N夹紧螺钉：公称直径d=20mm,材料45钢 性能级数为6.8 级B；-b=6 1 0 (M P a O s=8 = 4 8 M Pa10螺钉疲劳极限：；二=0.32; b =0.32 600 =192MPa极限应力幅：: