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1、哈尔滨工业大学（威海）机械制造工艺学课程设计任务书题 目：设计 CA6140车床拨叉 831006的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量为 10000件）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 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 张学生姓名： 学 号： 专 业： 系 别： 指导教师： 职称： 二 零 一 一 年 月 日摘 要本次设计的零件是 CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴回转运动按照工作者的要求工作。它是在传动系统中拨动滑移齿轮以实现系统调速和转向。设计时对拨叉零件的加
2、工工艺和夹具设计，其零件为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其他部分，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对与加工大头孔、槽和钻小头孔斜面小孔的工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。关键词: 工艺分析； 毛坯制造； 工艺规程； 夹具设计目 录绪论 1零件的工艺分析1.1零件的作用及原理分析1.2零件的工艺性分析2工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式2.1.1毛坯批量的确定2.1.2确定毛坯的制造形式2.2基面的选择2.2.1粗基准的选择2.2.2精基准的选择2.3制定工
3、艺路线2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定2.4.1毛坯余量及尺寸的确定2.4.2各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坏尺寸的确定2.5确定切削用量及基本工时2.5.1加工条件2.5.2计算切削用量3夹具的概述3.1夹具的现状几生产对其提出新的要求3.2现代夹具的发展发向3.3机床夹具及其功用 3.4机床夹具在机械加工中的作用3.5机床夹具组成和分类3.6机床夹具的分类3.7机床夹具设计特点3.8机床夹具的设计要求4夹具设计 4.1定位基准的选择4.2定位误差分析4.3切削力及夹紧力计算结论致谢参考文献绪论机械设计制造及其夹具设计时我们融会贯通四年所学的知识，将理论与实践相结合，对专
4、业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作的方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时，提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的
5、研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切削力的大小、批量生产的情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！1零件的工艺分析1.1 零件的作用及原理分析题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡作用，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作，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，下方的 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。1.
6、2 零件的工艺性分析拨叉零件尺寸比较小，结构形状较复杂。零件的材料采用 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。拨叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下：1.以 25 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括： 孔及其倒角，尺寸为 40*32 的与孔 的023.5 023.5水平中心线距离为 的平面，尺寸为 40*16*8 的与孔 垂直的矩形槽面，03.-2 023.5以及尺寸为 35*3 的与孔 的水平中心线呈 45的斜平面。0232.以 55 孔为中心的加工表面这一组加工表面包括： 孔及其倒角，尺寸为 与孔 中心线4.0506.-1824
7、.05相垂直的两平面。这两组加工表面之间有一定的位置要求，主要是：（1） 孔 外端面对孔 垂直度公差为 0.1mm；4.05023.5（2） 槽 40*16*8 的两侧面对孔 垂直度公差为 0.08mm。025 的孔的粗糙度值要求 1.6，需要精加工。因是大批量生产，所以采用钻 -扩-粗铰-精铰来保证其加工精度。叉口的两个端面有 3.2粗糙度的要求，采用先粗铣再精铣来满足精度的要求，同时保证两端面对 25 孔的垂直度。同时该零件上还需加工 4016 的槽，其粗糙度值为 6.3，所以一次铣销即可。但同时要满足该槽与 25 的孔的垂直度。2工艺规程设计2.1 毛坯的确定2.1.1 毛坯批量的确定表
8、 2-1 生产类型与生产纲领的关系生产纲领（台/件）或（件/年）生产类型 重型机械或重型零件（100kg）中型机械或中型零件（10100kg）小型机械或轻型零件（1000 5000 50000本次设计零件重量为 1.12kg,生产纲领为 10000 件/年，每日 1 班，所以此为大批量生产。2.1.2 确定毛坯的制造形式根据机械制造工艺设计简明手册零件材料为 HT200，采用铸造。根据机械加工工艺师手册 ，大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确
9、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，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使加工表面与加工表面的尺寸、位置符合图纸要求。（1）在选择粗基准时，应该以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系的精度。如果工件表面上有好几个不需要加工的表面，则应选择其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面，因而在加工时选择导
10、轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留细致的组织，以增加耐磨性。（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准，这样可以保证该面有足够的加工余量。（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确，夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜作粗基准，必要时需经初加工。因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择 40mm 圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个 V 形块限制自由度，达到完全定位。2.2.2 精基准的选择（1）基准重合原则，即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避
11、免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。（2）基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多数表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。（3）互为基准的原则，选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。（4）自为基准原则，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。本次设计的拨叉零件主要因该考虑基准重合的问题。当设计基
12、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，此处不在重复。2.3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级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的情况下，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。最终方案：工序：钻、扩、粗铰、精铰 25孔。以 40外圆和其端面为基准，选用Z525立式钻床加专用夹具。工序：钻扩孔 55。利用 25的孔定位，选用 Z525立式钻床和专用夹具。工序：精、细镗 孔。利用 25的孔定位，选用 T740型卧式金钢镗4.05床
13、和专用夹具。工序：粗铣 55孔的端面，以 25孔为定位，选用 X63卧式铣床加工。工序：粗、精铣 353的上表面。以 25的孔和 55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序：粗、精铣与孔 的中心线距离为 的平面，以 25的孔和023.503.-255的叉口定位，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。工序：粗、精铣 4016的槽，以 25的孔定位，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。工序：切断 55的叉口，用宽为 4的切断刀，选用 X5020A立式铣床加专用夹具。工序：精铣 55二孔端面，保证尺寸 ，以以 25的孔定位，选用06.-182X5020A立式铣床加专用夹具。工序：检验
14、。以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺卡片” 。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为 HT200，硬度 170220HBS，毛坯重量约 1.12kg。根据机械制造工艺设计简明手册 （以下简称工艺手册 ）知生产类型为大批生产，采用金属模铸造毛坯。根据上述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毛坯余量及尺寸的确定毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样，从而为工件毛坯的制造作准备，该工序在这里不做详细说明，主要说明一下毛坯尺寸及相应公差的确定，以便毛坯制造者参考。根据工艺手册 ，结合加工表面的精度要求和工厂实际，要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。 （1）加工 353的上表面的加工余量及公差。同上方法得：2
