CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺及工艺设备1

XXXXX大学

机械制造工艺学课程设计任务书

题目：设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加工

工艺规则及工艺装备

内容：L零件图1张

2.毛坯图1张

...3,机械加工工艺过程综合卡…1张

.4.结构设计装配图.1张

.5.结构设计零件图.1张

..6.课程设计说明书

.1张

班级

学生

指导教师

教研室主任

2003年1月

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、解次问题的能力，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。

、零件的分析

（一）零件的作用

（二）题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构巳

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620孔与操纵机构相连，二下方的

巾50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。

（三）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620为中心的加工表面

这一组加工表面包括：4）20的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置

要求，孔壁上有一个装配时钻钱的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端有一个

47°的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。

2.以650为中心的加工表面

这一组加工表面包括：小5（）的孔，以及其上下两个端面。

这两组表面有一定的位置度要求，即（1）50的孔上下两个端面与＜1）20

『必的孔有垂直度要求。

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HT200o考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零衅

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620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32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

制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位

置精度等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工卡具，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、精铳巾20孔上端面。

工序二钻、扩、钱、精锐620、力50孔。

工序三粗、精铳巾50孔上端面

工序四粗、精铳巾50、620孔下端面。

工序五切断。

工序六钻64孔(装配时钻较锥孔)。

工序七钻一个。4孔，攻M6螺纹。

工序八铳47°凸台。

工序九检查。

上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一个

方案。

2.工艺路线方案二

工序一粗、精铳巾20孔上端面。

工序二粗、精铳巾2()孔下端面。

工序三钻、扩、较、精较<1>20孔。

工序四钻、扩、较、精较650孔。

工序五粗、精铳巾50孔上端面

工序六粗、精饶小50孔下端面。

工序七切断。

工序八钻64孔(装配时钻较锥孔)。

工序九钻一个小4孔，攻M6螺纹。

工序十铳47°凸台。

工序十-检查。

上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。

综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。

3.工艺路线方案三

工序一以632外圆为粗基准，粗铳62()孔下端面。

工序二精铳620孔上下端面。

工序三以620孔上端面为精基准，钻、扩、较、精锐620孔，保证垂直度

误差不超过0.05mm,孔的精度达到07。

工序四以e20孔为精基准，钻、扩、被、精钦650孔，保证空的精度达到

IT7o

工序五切断。

工序六以小20孔为精基准，粗铳050孔上下端面。

工序七以。2()孔为精基准，精铳65()孔上下端面，保证端面相对孔的垂

直度误差不超过0.07。

工序八以620孔为精基准，钻小4孔(装配时钻较锥孔)。

工序九以。20孔为精基准，钻一个64孔，攻M6螺纹。

工序十以020孔为精基准，铳47°凸台。

工序H^一检查。

虽然工序仍然是十一步，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（实际铳削只有两次，而且刀具不用调整）。多次加工

65（）、620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

端盖零件材料为HT200,硬度190〜210HB,毛皮重量2.2kg,生产类

型大批量，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.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（667,边长

正方形端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2〜2.5,

取小67,边长正方形端面长度余量均为2.5（均为双边加工）

车削加工余量为：

粗车1mm

精车0.2mm

2.内孔628已铸成孔

查《工艺手册》表2.2〜2.5,取“28已铸成孔长度余量为3,即铸成孔

半径为22mmo

工序尺寸加工余量：

粘孔2mm

扩孔0.16mm

3.外圆。67

查《工艺手册》表2.2〜2.5,4）67,直径余量均为2.5

工序尺寸加工余量：

粗车1.5mm

精车0.3mm

4.端盖尺寸76nm

铳削加工余量为：

粗铳1mm

精铳0.2mm

由于本设计规定的零件为大批量生产，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632外圆为粗基准，粗铳620孔上下端面。

1.加工条件

工件材料:HT200,ob=0.16GPaHB=19()〜241,铸造。

加工要求：粗铳小20孔上下端面。

机床:X6140卧式铳床。

刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。既削宽度ae<=6(),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=80mmo选择刀具前角丫。=+5°后角Q0=8°,副后角a(/=8°,刀

齿斜角入s=-10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kre=30°，副刃Kr'=5°过渡刃

宽b£=lmmo

2.切削用量

1)铳削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成

所需长度。

2)每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由

于是对称铳，选较小量f=0.14mm/z。

3)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为5mm。

查《切削手册》表3.8,寿命T=180min

4)计算切削速度按《切削手册》，Vc=

算得Vc=98mm/s,n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA6132铳床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V

c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=V

fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。

5)校验机床功率查《切削手册》Pcc=l.lkw,而机床所能提供功率为

Pcm>PcCo故校验合格。

最终确定叩二1.5mm,nc=475r/min,Vfc=475mm/s,Vc=l19.3m/min,f

z=().16mm/Zo

6)计算基本工时

tm=L/Vf=(32+80)/475=0.09min。

工序二精铳@20孔上下端面。

1.加工条件

工件材料:HT200,。b=0.16GPaHB=190〜241,铸造。

加工要求：精铳小20上下端面。

机床:X6140卧式铳床。

刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。究削宽度aev=60,深度ap<=4,

齿数z=l(),故据《切削用量简明手册》(后简称《切削手册》)取刀具直径

do=80mmo选择刀具前角丫0=+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£=30°,副刃Kr'=5°过渡刃

宽b£=lmmo

2.切削用量

1)铳削深度因为切削量较小，故可以选择叩一次走刀即可完

成所需长度。

2)每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14〜0.24mm/z。由

于是对称铳，选较小量f=0.14mm/z。

3)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为5mm。

查《切削手册》表3.8,寿命T=180min

4)计算切削速度按《切削手册》，查得Vc=98mm氐

n=439r/min,Vf=490mm/s

据XA6132铳床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V

c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为fzc=V

fc/ncz=475/(300*10)=0.I6mm/z。

5)校验机床功率查《切削手册》Pcc二l.lkw,而机床所能提供功率为

Pcm>Pcc。故校验合格。

最终确定叩nc=475r/min,Vfc=475mm/s,Vc=l19.3m/min,f

z=0.16mm/zo

6)计算基本工时

tm=L/Vf=(32+80)/475=0.09mino

工序三以620孔上端面为精基准，钻、扩、较、精较62()孔，保证垂直度

误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。

1.选择钻.

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm,钻头采用双头刃磨法，后角ao

=12°,二重刃长度b£=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度

OOO

2.选择切削用量

(1)决定进给量

查《切》f=OJO-0.86mm/r%=3%。=1.5<3

所以，

按钻头强度选择/=1.75mm/r按机床强度选择/=0.53机〃2"

最终决定选择机床已有的进给量/=0.48mm/r经校验

Ff=6090<Frnax校验成功。

(2)钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度(查《切》)为0.5~0.8mm,寿命.

(3)切削速度

查《切》匕=18mm/r修正系数K7V=1.0KMV=1.0Ktv=1.0

Kxv=\.G7C1V=1.0Kiipv=10故匕

ns=।映'=318.3"min

叫

查《切》机床实际转速为〃c=272"min

故实际的切削速度匕.=包生=15.4"2机/广

£1000

(4)校验扭矩功率

M<.=60NmM,n=144.2N〃?所以

故满足条件，校验成立。

3.计算工时

A=30i10=01()min

mnf272x1.45

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：

较孔:

匕=15.4m/min此处省略NN

NNNNN

NNN

NN

字

工序六以620孔为精基准，粗铳。5()孔上下端面。

1.加工条件

工件材料:HT200,ob=0.16GPaHB=190〜241,铸造。

机床:XA5032卧式铳床。

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=12,故据《切削手册》取刀具直径do=125mm。

2.切削用量

1)快削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完

成所需长度。

2)每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14-0.24mm/zo由

于是对称铳，选较小量f=0.14mm/zo

3)查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为5mm。

查《切削手册》表3.8,寿命T=18()min

4)计算切削速度按《切削手册》，查得Vc=

n=281r/min,Vf=378mm/s

据XA6132铳床参数，选择nc=3()0r/min,Vfc=375mm/s,则实际切削速度V

c=3.14*80*475/1000=117.8m/min,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=0.10mm/z<,

5)校验机床功率查《切削手册》，而机床所能提供功率为

Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw□故校验合格。

6)计算基本工时

tm=L/Vf=(72+9)/375=0.216min.

工序七以小20孔为精基准，精铳小50孔上下端面，保证端面相对孔的垂

直度误差不超过0.07o

1.加工条件

工件材料:HT200,ob=0.16GPaHB=190~241,铸造。

机床:XA5032卧式铳床。

刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6o铳削宽度ae>60,深度ap<=4,

齿数z=12,故据《切削手册》取刀具直径do=125mm0

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）每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》选仁0.5mm/z。

3）查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7,后刀面最大磨损为

查《切削手册》表3.8,寿命T=180min

4）计算切削速度按《切削手册》，将f降一级为仁0.5mm/zo查得Vc

=110mm/s,n=252r/min,Vf=577mm/s

据XA6132铳床参数，选择起二2351701吊'e二600111111/5,则实际切削速度V

c=600.4,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=0.21mm/z0

5）校验机床功率查《切削手册》，而机床所能提供功率为

Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw0故校验合格。

6）计算基本工时

tm=L/Vi=（72।9）/375=0.216min.

结果ap=l.（）mm,f=0.21mm/z,nc=235r/min,VfC=60（）.4mm/s.

工序八以620孔为精基准，钻64孔（装配时钻较锥孔）。

1.选择钻.

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm,后角QO=16°,二重刃长度

。。O

2.选择切削用量

（1）决定进给量

查《切》/=0.18-022mm/r

按钻头强度选择f=0.50mm/r按机床强度选择f=0.53mm/r

最终决定选择机床已有的进给量/=0.22〃〃%/〃经校验校验成功。

（2）钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5〜0.8mm,寿命.

（3）切削速度

查《切》vc=lSnvn/r修正系数K7V=1.0KMV=1.0Ktv=1.0

Kxv=1.0KXv=1.0Kapv=10故匕.=18/m?/r。

查《切》机床实际转速为0=1360"min

故实际的切削速度匕.==17.1wn/r

1000

（4）校验扭矩功率

故满足条件，校验成立。

3.计算工时

=0.02min

nf1360x0.22

工序九以620孔为精基准，钻一个64孔，攻M6螺纹。

1.选择钻.

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm,后角。。=16°,二重刃长度

OOO

2.选择切削用量

（1）决定进给量

查《切》f=0.18~022771m/r

按钻头强度选择f=0.50mm/r按机床强度选择f=053mm/r

最终决定选择机床已有的进给量f=0.22mm/r经校验校验成功。

（2）钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5〜0.8mm,寿命.

（3）切削速度

查《切》vc=\Smm/r修正系数K7V=1.0KMV=1.0=1.0

Kxv=1.0K5=1.0Kapv=10故匕,=18mm/r。

--------=1432r/min

查《切》机床实际转速为&=1360r/min

故实际的切削速度匕=叫必=17.1〃皿/『

c1000

（4）校验扭矩功率

故满足条件，校验成立。

3.计算工时

L_4+2

=0.02min

m-1360x0.22

螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他