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1、机械制造工艺学课程设计 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”零件的机 械加工工艺及工艺设备 设 计 者 指导教师 x 大学 208 年03月 29 日x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：1.零件图 1张2.毛坯图 1张3.机械加工工艺过程综合卡片 5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208年03月29日序言 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
2、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。 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。 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。零件的25孔与操纵机构相连，55半孔则是用于与所
3、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） 零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性 较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表 面之间的位置要求：1小头孔25023.00 + ；2大头半圆孔 4.005 + 及其端面；3168槽；440外圆斜面；5大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm；6.槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专 用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精
4、度 及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以 根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证 二、 工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式 已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产， 所以初步确定工艺安排为： 加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用 专用工装。 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，生产类型为大批生产，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。 基面选择的正确与合理， 可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会 问题百出，更有甚者，还会造成
5、大批报废，使生产无法正常进行。1） 粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面 时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以 与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。对本零件而言， 则应以零件的底面为主要的定位粗基准。2） 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据 “基准重合”原则和“基准统一”原则。对本零件而言，大头半圆孔两端 面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm，槽端面与小头孔中心线的垂直 度误差为0.08mm，则应以25小头孔为精基准。 （三）制定工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置 精度
6、等技术要求能达到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的情 况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具,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 车55圆与两端面 工序 铣断，使之为两个零件工序 铣168槽 工序 铣40外圆斜面 工序 加工25小头孔2工艺路线方案二 工序 铣断，使之为两个零件 工序 加工25小头孔 工序 铣168槽 工序 车55半圆与两端面 工序 铣40外圆斜面3工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一是先加工55圆与两端面，以便于 后续加工，并利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，然后在铣床上
7、把 所有铣的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦，最后加工孔；方 案二是先切开工件，分别加工，然后加工小头孔，再铣、再车、再铣 显然，工序上不如方案一效率高。但由于圆与槽都与小头孔有垂直度要求， 可以先加工小头孔，后加工槽；圆应该利用两件合铸的优势，所以还是先 加工55大圆。故可以将工序定为： 工序 粗，精车55圆与两端面 工序 铣断，使之为两个零件 工序 加工25小头孔 工序 铣168槽 工序 铣40外圆斜面 这样，看起来工序简洁且保证了垂直度的要求，还能充分利用两件合 铸的优势。 以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片” 。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “C
8、A6140车床拨叉”，零件材料为HT200，硬度190210HB，毛坯 重量约为1.5kg，生产类型为大批量生产，铸造毛坯。 根据以上原始资料及加工工艺， 分别确定各加工表面的机械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（25，55端面）。 查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.22.5， 取25，55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1mm精铣0mm2.内孔（55已铸成孔） 查工艺手册表2.22.5，取55已铸成孔长度余量为3，即铸成 孔直径为49mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔2mm扩孔0.125mm铰孔0.03
9、5mm精铰0mm3.其他尺寸直接铸造得到 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 粗，精车55圆与两端面1.加工条件 工件材料：HT200,b=0.16GPaHB=190241,铸造。 加工要求：粗，精铣55圆以及上下端面。 机床：卧式车床CA6140刀具：YW2内圆车刀YW3端面车刀2.计算切削用量1）铣削深度 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=0.140.24mm/z。 由于是对称铣，选较小
10、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1.01.5mm。 查切削手册表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，Vc= vpvvevzvpm vov KZuayfXaT qdC算得Vc98m/s，n=439r/min,Vf=490m/s据卧式车床CA6140铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475m/s,则实际 切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/in,实际进给量为fzc=Vfc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查切削手册Pc=1.1kw,而机床所能提供
11、功率为PcmPc。故校验合格。最终确定ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475m/s，Vc=119.3m/in，fz=0.16m/z。6）计算基本工时tmL/Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 铣断，使之为两个零件1.加工条件 工件材料：HT200,b=0.16GPaHB=190241,铸造。 加工要求：铣断，使之为两个零件 机床：X60铣床。 刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀 工序三 加工25小头孔1.加工条件 工件材料：HT200,b=0.16GPaHB=190241,铸造。 加工要求：加工25小头孔 机床：立式钻床Z535选择钻头：选择高速钢麻花钻头25mm
12、，钻孔至23m， 扩孔至 24.8mm，铰孔至24.94m，精铰孔至25mm2.选择切削用量 （1）决定进给量 查切削手册 rmmf /86.070.0 = 35.12030 = =dl所以， rmmf /70.0 = 按钻头强度选择 rmmf /75.1 = 按机床强度选择rmmf /53.0 = 最终决定选择机床已有的进给量 rmmf /48.0 = 经校验max6090FFf = 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8m，寿命min60 =T （3）切削速度 查切削手册 rmmvc /18 = 修正系数 0.1 =TVK 0.1 =MVK0.
13、1 =tvK 0.1 =Kxv 0.11 =vK 10 =apvK 故 rmmvc /18 = 。min/3.31810000 rdvns = = p 查切削手册机床实际转速为 min/272rnc = 故实际的切削速度 rmndvsc /4.151000 = = p （4）校验扭矩功率NmMc 60 = NmMm 2.144 = 所以 mcMM Ec PkwP = 0.27.1 故满足条件，校验成立。 .计算工时min10.045.12721030 = + = =nfLtm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 ： min/272
14、rn = rmmf /48.0 = min/4.15mvc =mmd 8.190 = 铰孔 ： min/272rn = rmmf /48.0 = min/4.15mvc =mmd 94.190 =精铰 ： min/272rn = rmmf /48.0 = min/4.15mvc =7200 ITd = 工序四 铣168槽1.加工条件 工件材料：HT200,b=0.16GPaHB=190241,铸造。 加工要求：铣168槽 机床：X60铣床 选择钻头：高速钢镶齿三面刃铣刀 （1）决定进给量 查切削手册 rmmf /2.10.1 = 按钻头强度选择 rmmf /2 = 按机床强度选择 rmmf /53.0 = 最终决定选择Z550机床已有的进给量 rmmf /40.0 = 经校验max245201260 FFf = = 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.81.2m，寿命min140 =T扩孔后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.91.4mm，寿命min
