设计“CA6140车床拨叉型号84008”零件的机械加工工艺及工艺设备课程设计

1、机械制造技术基础课程设计说明书设计题目 设计“CA6140车床拨叉，型号84008”零件的机械加工工艺及工艺设备学 校：姓 名： 学 号： 指导教师： 目录 序言一 零件的分析（一） 零件的作用 .1（二） 零件的工艺分析.1二 工艺规程的设计2（一） 确定毛坯的制造形式.2（二） 基面的选择.2（三） 制定工艺路线.3（四） 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定.4（五） 确立切削用量及基本工时.4三 夹具设计.9（一） 问题的提出9（二） 夹具设计.9四 参考文献.12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.这是我们在进行毕业设计之前

2、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。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（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。零件上方的25孔与操纵机构相连，二下方的60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）

3、 零件的工艺分析该零件图共有四处加工表面，且有一定位置要求。分述如下：1. 以25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圆柱端面，其中主要加工表面为25H7mm通孔。2. 以60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面。主要是60H12的孔。3. 铣16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。4. 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。

4、这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.。（2） 16H11mm的槽与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25H7mm通孔表面，再以这组加工后的表面为基准加工其他表面。该零件是机床上的拨叉，生产类型为中批生产。二、 工艺规程设计(一) 确定毛坯的制造形式1、选择毛坯 该零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不太复杂，故选择铸件毛坯。2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）、铸件的公差等级 选择灰铸铁砂型铸造公差等级为CT10（2）、求最大轮廓尺寸 根据零件图的最大轮廓尺寸

5、为170mm（3）、求机械加工余量等级 查机械制造技术基础课程设计指南P121表5-5得机械加工余量等级为F。（4）、求机械加工余量RMA 查书P120表5-4得机械加工余量为2mm。（5）、求毛坯基本尺寸 25孔、M22螺纹孔铸成实心，25孔只加工一个端面，查机械制造手册故 长度R=F+RMA+CT/2=80+2+2/2=83 90X32面R=F+RMA+CT/2=44+2+2/2=47 60要加工两个端面和孔，直径R=F-2RMA-CT/2=60-2*2-2/2=55长度R=F+2RMA+CT/2=12+2*2+2/2=1732X32面R=F+RMA+CT/2=36+2+2/2=39其他表

6、面均由铸造直接加工完成。毛坯图的绘制（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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，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25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42作主要定位面，限制4个自由度，剩余两个自由度不影响加工,然后进行铣削。（2）精基准的选择。考虑到基准重合。设计

7、基准与工序基准重合，故后面的工序均用精铣后的25内孔作为基准。（3）零件表面加工 本零件的加工面有内孔，端面，平面，以公差等级和表面粗糙度要求，查阅机械制造技术基础课程设计指南 确定其加工方法选择选择如下： 1、 25左端面 为未注公差尺寸，且不和其他面配合，没有粗糙度要求，故采用粗铣即可。2、 2500.021内孔加工 公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra 1.6um，需钻，粗铰，精铰。3、 6000.03孔右端面 与25孔轴中心有垂直度要求，将25孔轴中心做定位基准，公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra 3.2um，故需粗铣和半精铣。4、 6000.03内孔 公差等级为IT12，表面粗糙度为

8、Ra 3.2um，故需粗镗和半精镗5、 6000.03孔左端面 与25孔轴中心有垂直度要求，将25孔轴中心做定位基准，公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra 3.2um，故需粗铣和半精铣。6、 槽端面 有公差尺寸要求44-0.30，表面粗糙度为Ra 6.3um，故只需粗铣和半精铣即可。7、 槽 公差等级为IT11和IT12，表面粗糙度为Ra 6.3um，Ra 3.2um，需粗铣和半精铣。8、 螺纹孔端面 为未注公差尺寸，表面粗糙度为Ra 6.3um，故需粗铣和精铣。9、 螺纹孔 钻螺纹孔底孔，10、 焊接加强筋（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、尺寸精度及位置精度等

9、技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,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。工艺路线方案工序一 以42外圆为粗基准，粗铣25孔作左端面。工序二 钻、扩、粗铰、精铰25孔内孔。工序三 以25孔为精基准，粗铣60孔右端面。工序四 以25孔为精基准，精铣60孔右端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。工序五 以25孔为精基准，粗镗、精镗60孔，保证孔的精度达到IT12。工序六 以25孔为精基准，粗、精铣60孔左端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.1。工序七 以25孔为精基准，粗、精铣槽端面工序

10、八 以25孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08工序九 以25孔为精基准，铣螺纹孔端面。工序十 以25孔为精基准，钻一个20.5孔，攻M22×1.5螺纹。工序十一 两件铣断工序十二 焊接加强筋工序十三 去毛刺工序十四 检查。（四）机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定1、选择加工设备与工艺装备（1）、选择机床 根据工序选择普通的钻床、X60卧式铣床（书P152）。（2）、选择夹具 （3）、选择刀具（4）、选择量具2、确定工序尺寸 （1）、确定42左端面的工序尺寸 只需粗铣，故总余量为3mm。（2）、确定25内孔的工序尺寸 查书P137表5-42得：钻23

11、，扩孔钻24.8，粗铰24.94，精铰25。（3）、确定82右端面的工序尺寸 查书P140得：半精铣余量为1mm，粗铣余量为1.5mm，总余量2.5mm。（4）、确定60内孔的工序尺寸 查书P138得：粗镗第一次57mm，粗镗第二次59mm，精镗后60mm。（5）、确定82左端面的工序尺寸 查书P140得：半精铣余量为1mm，粗铣余量为1.5mm，总余量2.5mm。（6）、确定32X90面的工序尺寸 查书P140得：精铣余量为1mm。粗铣余量为2mm。（7）、确定槽的工序尺寸 查书P137、140得：第一次粗铣3mm，第二次粗铣2mm、第三次粗铣2mm、精铣1mm。（8）、确定32X32面的工

12、序尺寸 查书P140得：精铣余量为1mm，粗铣余量为2mm，总余量3mm。（9）、确定M22X1.5螺纹孔钻头直径 查书P142得：钻头直径用20.5mm。（五）确立切削用量及基本工时工序一 以42外圆为粗基准，粗铣25孔左端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b >0.16GPa HBS=163-229,铸造。加工要求：粗铣25孔左端面。机床： X60卧式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6（查金属切削加工-铣削P27）。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据机械制造技术基础课程设计指南（P196）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角o5

13、6;后角o8°，副后角o=9°，刀齿斜角s=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°过渡刃宽b=1.5mm。2. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=3mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为2.8kw。查机械制造技术基础课程设计指南P197得：f=0.10.2mm/z。由于是对称铣，选较大量f=0.13 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械制造技术基础课程设计指南P200，平均寿命T=180min4）计算切削速度 按机械制造技术基础课程设计指南P206， V

14、C=97m/minn=387r/min=433mm/min5）计算基本工时tmL/ Vf=50/433=0.12min。工序二 以25孔左端面为精基准，钻、扩、铰、精铰25孔，孔的精度达到IT7。 1. 选择铣床及钻头 选择X60卧式铣床，选择高速钢莫氏锥柄麻花钻钻头，粗钻时do=23mm，总长l=253mm，刃口长l1=155mm，莫氏圆锥2号。（P156） 2.选择切削用量 （1）决定进给量由do=23mm,查机械制造技术基础课程设计指南P189 按钻头f=0.70mm/z （2）耐用度查机械制造技术基础课程设计指南P190T=75min （3）切削速度和主轴转速查机械制造技术基础课程设计

15、指南P192，切削速度Vc=15m/min，所以计算得n=207r/min. 根据机床确定n=200r/min3.计算基本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：选高速钢扩孔钻 铰孔：选高速钢铰刀 精铰：选高速钢铰刀 工序三 以25内孔为精基准，粗、精铣82孔右端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b >0.16GPa HBS=163-229,铸造。加工要求：粗、精铣82孔右端面。机床： X60卧式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6（查金属切削加工-铣削P27）。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z

16、=10,故据机械制造技术基础课程设计指南（P196）取刀具直径do=100mm。选择刀具前角o5°后角o8°，副后角o=9°，刀齿斜角s=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr=30°,副刃Kr=1.5°过渡刃宽b=1.5mm。2. 粗铣切削用量1）铣削深度 选择粗铣ap=1.5mm，。2）每齿进给量 机床功率为2.8kw。查机械制造技术基础课程设计指南P197得：f=0.10.2mm/z。由于是对称铣，选较大量f=0.18 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械制造技术基础课程设计指南P200，平均寿命T=

17、180min4）计算切削速度 按机械制造技术基础课程设计指南P206， VC=86m/minn=322r/min=490mm/min5）计算基本工时tm1L/ Vf=100/490=0.2min。3. 精铣切削用量1）铣削深度 选择精铣ap=1mm，。2）每齿进给量 机床功率为2.8kw。查机械制造技术基础课程设计指南P197得：f=0.10.2mm/z。由于是对称铣，选较大量f=0.18 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械制造技术基础课程设计指南P200，平均寿命T=180min4）计算切削速度 按机械制造技术基础课程设计指南P206， VC=86m/minn=322r

18、/min=490mm/min5）计算基本工时tm2L/ Vf=100/490=0.2min。tm= tm1 +tm2=0.4min工序四 以25孔为精基准，粗镗、 精镗60孔，保证孔的表面粗糙度到达3.2um。选择镗刀选择高速钢镗刀， 粗镗时do=57mm选择卧式铣床X60,查机械制造技术基础课程设计指南P194得： 粗镗时 v=20-35 m/min,f=0.3-1.0 mm/r半精镗时 v=25-40 m/min,f=0.2-0.8 mm/r 精镗时 v=15-30 m/min,f=0.15-0.5 mm/r工序五 以25内孔为精基准，粗、精铣82孔左端面。1. 加工条件工件材料：HT20

19、0,b >0.16GPa HBS=163-229,铸造。加工要求：粗、精铣82孔左端面。机床： X60卧式铣床。刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6（查金属切削加工-铣削P27）。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据机械制造技术基础课程设计指南（P196）取刀具直径do=100mm。选择刀具前角o5°后角o8°，副后角o=9°，刀齿斜角s=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr=30°,副刃Kr=1.5°过渡刃宽b=1.5mm。2. 粗铣切削用量1）铣削深度 选择粗铣ap=1.5mm，。2）

20、每齿进给量 机床功率为2.8kw。查机械制造技术基础课程设计指南P197得：f=0.10.2mm/z。由于是对称铣，选较大量f=0.18 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械制造技术基础课程设计指南P200，平均寿命T=180min4）计算切削速度 按机械制造技术基础课程设计指南P206， VC=86m/minn=322r/min=490mm/min5）计算基本工时tm1L/ Vf=100/490=0.2min。3. 精铣切削用量1）铣削深度 选择精铣ap=1mm，。2）每齿进给量 机床功率为2.8kw。查机械制造技术基础课程设计指南P197得：f=0.10.2mm/z。由

21、于是对称铣，选较大量f=0.18 mm/z(P206)。3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械制造技术基础课程设计指南P200，平均寿命T=180min4）计算切削速度 按机械制造技术基础课程设计指南P206， VC=86m/minn=322r/min=490mm/min5）计算基本工时tm2L/ Vf=100/490=0.2min。tm= tm1 +tm2=0.4min工序六 粗铣 半精铣 精铣槽16H11的端面1. 选择机床刀具 选择立式铣床X60硬质合金钢YG端铣刀直径80mm，刀齿为10.2. 切削用量查机械制造技术基础课程设计指南P197得： f=0.10.2mm/rT=180min 取

22、f=0.13mm/r vc=110m/min n=439r/min 取n=400r/min3. 计算工时 精铣 工序七 铣槽16H11本道工序铣槽之前已进行了粗铣和精铣工步，此工序精铣槽须满足各技术要求包括：槽宽16H11，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 X61卧式铣床刀具 用YG6牌号直柄立铣刀（书P167）铣槽do=16mm，铣削宽度4mm，查机械制造技术基础课程设计指南P200得：T=60min，每齿进给量为0.1-0.15。取0.13 D=16mm d=16mm L=32mm 齿数z=42. 计算切削用量（1） 查机械制造技术基础课

23、程设计指南P204得 切削用量 Vc=14m/minn=279r/min，取n=300r/minVf=96mm/min（2） 铣刀磨钝标准和耐用度查机械制造技术基础课程设计指南P200得：T=60min，（3） 切削基本工时 3、粗铣和进铣和上面的切削用量一样，背吃刀量分别取3mm和1mm。工序八 铣螺纹孔顶面1. 选择机床刀具 选择立式铣床X60硬质合金钢YG端铣刀直径80mm，刀齿为10.2. 切削用量查机械制造技术基础课程设计指南P197得： f=0.10.2mm/rT=180min 取f=0.13mm/z vc=110m/min n=439r/min 取n=400r/min3. 计算工

24、时 精铣 工序九 用20.5钻头钻孔。工序十 用丝锥攻M22X1.5螺纹。工序十一 焊接加强筋三、 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铣槽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。 （二）夹具的设计1 定位基准的选择在进行铣槽加工工序时，由于和的孔已经加工。因此工件选择的孔一面与两孔作为定位基准。由一个长销穿在的孔加上此孔的一面就限制了五个自由度，再在的孔中间加上个削边销，就把自由度限制完了。即是一面两孔定位。2制定夹具方案本夹具的设计主要是用来对槽的加工，要求保证槽两侧的粗糙度达到要求。由于前面已经提到拨叉A零件的加工批量大，因此在本道工序在加工时，主要考虑的是产品的劳动生产率，同时还要保证零件的加工精度。所以在设计专用夹具时就要在保证零件的加工精度的前提下，尽量使零件的装夹方便，以提高劳动生产率，降低生产成本。其具体方案如下:由于在前面的工序中孔和平面都已经加工，并都达到了一定的精度要求，在加工