拔叉831005设计说明书

1、机械制造工艺课程设计说明书题目：设计拔叉的机械加工工艺规程学院：装备制造学院班级：机械09-1姓名：王新宇指导教师：完成日期：2013年3月6日前言机械制造指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。机械制造业为整个国民经济提供技术装备,其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零

2、件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。所以加工工艺的优秀与否就决定了产品加工质量的好坏、生产效率的高低以及工人操作各类机床加工装备时的难易程度。机械加工工艺规程就是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。本次机械制造工艺课程设计的内容是“拔叉-831005”的机械加工工艺规程设计。由于学生水平有限，说明书中难免存在疏漏及不

3、当之处，希望各位老师予以指导。目录封面1前言2目录3一、设计目的4二、零件分析4（一）零件简介4（二）零件的作用4（三）零件的工艺分析4三、工艺规程设计5（一）确定毛坯的制造形成5（二）基准的选择5（三）制定工艺路线6（四）机械加工余量6（五）确定切削用量及基本工时7工序：车削A面7工序：拉花键孔9工序：粗铣、精铣B面10工序：铣削8+0.030mm槽11工序：铣削180+0.12mm槽12工序：磨削18mm槽12设计小结13参考文献14一、设计目的本次机械制造工艺课程设计是在完成机械制造工艺学理论课程以及大部分专业课程后，在进行了金工实训的基础上进行的课程设计。是对所学课程一次深入的综合性总

4、复习，更是一次理论联系实际的适应性训练。通过本次课程设计锻炼学生的自我分析解决问题的能力，为以后的毕业设计及未来从事的工作打下一个良好的基础。二、零件的分析（一）零件简介汽车变速箱上的部件，与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。机床上的拨叉是用于变速的，主要用在操纵机构中。就是把2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。即改变车床滑移齿轮的位置，实现变速。或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。（二）零件的作用题目给定的零件是CA6140拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动

5、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。（三）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25+0.230mm的六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两端的2150到角和距中心线为27mm的平面。2.以工件右端面为基准的加工槽8+0.030mm的槽、18+0.0120mm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。

6、三、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形成零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，保证零件的工作可靠，生产纲领为大批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取铸造成型。经查金属机械加工工艺人员手册表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为30.8mm。（二）基准的选择1.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。2.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。（三）制定工艺路线确定个表面的加工方法主要是根据个表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济度而定。1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒

7、两端15倒角，以40mm圆柱面为粗基准。2.拉花键，以A面为基准。3.铣削槽B面，以花键的中心线及A面为基准。4.铣削8+0.030mm的槽，以花键的中心线及A面为基准。5.铣削18+0.0120mm的槽，以花键的中心线及A面为基准。（四）机械加工余量 CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为1.0 kg，b =160MPa HBS 生产类型为由大量生产，采用铸造。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：1.A面的加工余量 A面有30.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除2.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

8、寸为22 0+0.28。（孔加工余量的分配参照金属机械加工工艺人员手册）钻孔20mm扩孔21mm拉花键 花键孔以外径定心取2z=1mm（加工余量参照金属机械加工工艺人员手册 ）3.B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：0.2mm粗铣加工余量：2.8mm（五）确定切削用量及基本工时工序：车削A面1.粗车 1）加工条件：工件材料：灰口铸铁HT200，b =145MPa，铸造。加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2m。机床：转塔式六角卧式车床。2）计算切削用量：（1）已知长度方向的加工余量为30.8mm ，实际端面的最大加工余量为3.8mm

9、，故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT12级，取-0.46 mm 。（2）进给量：由刀杆尺寸为16mm25mm,mm时，以及工件直径为60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取60mm）因f=0.6-0.8mm/r，取f=0.6mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.750.85。所以实际进给量f=0.60.8=0.48 mm/，取f0.53。3）计算切削速度：切削速度的计算公式：V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158，xv=0.15，yv=0.4，M=0.2，kmv=1.15，kkv=0.8，kkrv=0.8，ksv=1.04 kBV=0.81Vc =1

10、58/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97=46.9(m/min)（参照切削简明手册）4）切削工时： 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：（1）Tm=（L+L1+L2+L3）/nwxf=0.33（min）（2）L=（65-0）/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0（参照工艺手册）2.精车1）粗加工余量：0.5mm。2）进给量：f=0.15-0.25mm/r，按c3163-1车床说明书0.16 mm/r。切削速度计算公式：V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( 600.220.150.1

11、6 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min)3）切削工时：Tm=（L+L1+L2+L3）/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是钻孔，所以留下20mm的台阶L=（65-20）/2=22.5 mm、L1=3、L2=0、L3=0。3.钻孔、扩孔、倒角。1）钻孔a、按机床进给强度决定进给量：f=0.62mm/n.b、切削速度：=21m/min,n=1000V/ D=334.4由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min，取280n/min。取n=280m/min，实际=17 m/min。(参照切削用量简明手册

12、)d、基本工时：Tm=L/nf=（80+10）/280x0.62=0.32 （min） Tm=L/nf=（80+10）/280x0.62=0.32 （min） 2）扩孔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f都不变，仍取Tm=0.32 ，因表面粗度要求不高选择手动进给。3）倒角 取61.8N.M，主电机功率11由CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67kmC.机床功率足够，所用切削用量符合要。（参照切削用量简明手册）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0.06mm,拉削速度v=0.06m/s（3.6m/min）切削工时

13、t=Zblk/1000vfzZZb 单面余量1.5mm（由21mm拉削到25mm）； L 拉削表面长度，80mm； 考虑校准部分的长度系数，取1.2；k 考虑机床返回行程系数，取1.4 ；v 拉削速度（m/min）；fz 拉刀单面齿升；Z 拉刀同时工作齿数，Z=l/p；P 拉刀齿距。P=（1.25-1.5）sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127其本工时：Tm=1.5801.21.4/10003.60.067=0.13（min）工序：粗铣、精铣B面加工要求：粗铣B面，精铣B面，Ra=3.2。用标准镶齿圆柱铣刀粗铣，加工余量3mm加工工件尺寸：宽度：4

14、0mm 长度：28mm1. 粗铣1）切削用量 留精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ac2.80.8，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根据表3.5得每转进给量0.5mm/r就能满足要求，但考虑到62W功率为7.5kw，所以每转进给量0.6mm/r。2）决定切削速度Vc：Z=8, aP=40-70mm, ac=2.80.8, fz=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv) Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.8

15、2,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=23.7(m/min) n=1000V/d=(1000x23.7)/(3.14x50)=151r/min，取n=160r/minVc=3.14nd/1000=(160x3.14x50)/1000=25.1m/min ，Vf=nf=160x0.6=96mm/min 取Vf=80mm/min 实际fz=Vf/(nxz)=0.0625mm/z3） 基本工时：Tm=（L+L1+）/Vf=（28+14）/80=0.525（min）L1+=14mm2. 精铣

16、1）切削用量：精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度 ae0.2mm，0.62） 决定切削速度Vc：ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=33.1m/min n=1000V/d=(1000x33.1)/(3.14x50)=211r/min，取n=210r/minVf=nf=210x0.6=126mm/min取VF=125mm/min实际fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z3）基本工时：Tm=（L+L1+）/Vf=（28+14）/125=0.336（min）L1+=14mm工序：铣削8+0.030mm槽加工要求：尺寸8+0.

17、030mm, 长度L=40mm1）选择切削量由于槽的深度为8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm已知f=0.15-0.3mm/r，取f=0.3mm/r 切削量：fz=0.3/16=0.018mm/z（参照切削用量简明手册）2）决定切削速度Vc、每齿进给量VfVc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(Tm

18、xapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =82.86m/minn=1000Vc/do=100082.86/3.1463=418.87r/min取nc=375r/min实际速度Vc=donc/1000=74.2m/min 取Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min取Vf=110mm/min得fzc=110/37516=0.018mm/z3） 基本工时：Tm=（L+L1+）/Vf=（40+14）/110=0.49（min） L1+=14mm工序：铣削180+0.12mm槽1）选择刀具：铣刀2）选择铣削用量由于槽的宽度为18mm, 故二次走完，ae=23mm、ap=10mm

19、、f=0.5mm/r取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z（参照切削用量简明手册表）3）确定切削速度Vc和每齿进给量Vf：Vc=（Cvxdoxqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=（Cvxdoxqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）Kv =98.6m/minn=1000Vc/ do=100098.6/3.14100=314r/min取nc=300r/min实际速度Vc= donc/1000=94.2m/min 选Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min取Vf=150mm/min得fzc=150/30024=0.020mm/z4） 基本工：Tm=（L+L1+）i/Vf=（40+20）X2/150=0.8（min）L1+=20mm i=2（走两次）工序：磨削18mm槽加工要求：保证尺寸18mm 1）切削用量的选择：砂轮转速n砂=3000r/min，v砂=2.5m/s进给量：f