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1、运运 城城 学学 院院机械制造工艺学课程设计任务书机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：设计题目： 设计设计“CA6140“CA6140 车床车床”拨叉零件的机械加工拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备工艺规程及工艺装备班 级： 机电 0903 学 生： 乔文景 学 号： 2009090327 指导老师： 续海峰 2012 年 06 月 26 日2机械制造工艺学课程设计说明书机械制造工艺学课程设计说明书题目题目 设计设计“CA6140“CA6140 车床车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备备内容内容 1.1.零件图零件图 一张一张2 2毛坯图毛坯图 一一
2、张张3 3机械制造加工工艺过程综合卡片机械制造加工工艺过程综合卡片 一一张张4 4铣床夹具装配图铣床夹具装配图 一一张张5 5钻床夹具装配图钻床夹具装配图 一一张张3一一设计的目的：设计的目的：机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的
3、方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。二二零件的分析零件的分析（一） 、零件的作用：题目给定的零件是 CA6140 拨叉（见附图 1）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进行工作。宽度为 18+0.0120mm 的槽尺4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
4、 18+0.0120mm 的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。（二） 、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这一组面包括 25+0.230mm 的六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两端的 2X150到角和距中心线为 27mm 的平面。2. 以工件右端面为基准的 8+0.030 mm 的槽和 18+0.120mm 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。二、工艺规程设计二、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，因此选用
5、锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。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。毛坯零件图如下图：5（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。方案一工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。2. 粗、精铣削 B 面。3. 铣削 8+0.030mm 的槽。4. 铣削 1
6、8+0.0120mm 的槽。5. 拉花键。方案二工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 以 40mm 圆柱面为粗基准。选用 C3163-1 转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。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。选用 X62W 卧式铣床加专用夹具4. 铣削 8+0.030mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用6X62W 卧式铣床加专用夹具。5. 铣削 18+0.0120mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用X62W 卧式铣床加专用夹具。方案分析：上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中 2
7、.3.4 工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的 3.4.5 道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和 A 面作为 3.4.5 道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片”(二)机械加工余量。CA6140 的拨叉材料为 HT200。毛坯重量为 1.0 kgb =160MPa HBS 生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模。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.
8、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寸为 22 0+0.28，见零件图，参照金属机械加工工艺人员手册 表3-59 确定孔加工余量的分配。7钻孔 20mm扩孔 21mm拉花键 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2=1mm3. 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。精加工余量为 0.2mm粗铣加工余量为 2.8mm(四)确定切削用量及基本工时。工序 ：车削 A 面。1加工条件。工件材料：灰口铸铁 HT200。 b=145 MPa。铸造。加工要求：粗、半
9、精车 A 面并保证 28mm 的工序尺寸，Ra=3.2m机床 C3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 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 。故分二次加工（粗车和半精车） 。长度加工公差 IT 级 取-0.46 mm （入 体方向） （2）进给量、根据切削简明手册 （第 3 版）表 1.4 当刀杆尺寸为816mm25mm,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）=0.6-0.8mm/.按 C 车床说
10、明书 取 =0.6 mm/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/按 C 车床说明书 0.53（3）计算切削速度。按切削简明手册表 1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选 T=60min）刀具材料 YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系数 Ko见切削手册表 1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97=
11、46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）按 C 车床说明书 200 rmin所以实际切削速度 V=40.8m/min （5）切削工时，按工艺手册表 6.2-1 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9及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=02、精车1) 已知粗加工余量为 0.5mm。2) 进给量 f. 根据切削用量简明手册表 1.6 ， f=0.150.25mm/r 按 C 车床说明书 0.16 mm/r计算切削
12、速度 按切削用量简明手册表 1.27，切削速度的计算公式为（寿命选 T=60min）V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min)3) 确定机床主轴转速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按 C3163 车床说明书 取nw=400（r/min）实际切削速度 V=57.1m/min4) 切削工时，查工艺手册表 6.2-1 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，所
13、以 L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=03、钻孔、扩孔、倒角。10（1） 、钻孔钻头选择：见切削用量简明手册表 2.2钻头几何形状为（表 2.1 及表 2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：20 =30，2=118，2=70，b=3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm，=4mm。根据切削用量简明手册表 2-9 确定 f=0.48、按机床进给强度决定进给量：根据表 2.9 ,当b210MPa 020.5mm 可确定 f=0.75。按 C3163-1 车床说明书 取 f=0.62mm/n.、 决定钻头磨钝标准及寿命 表 2.21，当 do=20mm、钻头最大磨损
14、量取 0.6 寿命 T=45min.、切削速度 由切削用量简明手册 ，表 2.15 得 =21m/minn=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 、 基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 +=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2） 、扩孔刀具直径 do=21mm；刀具几何参数同上。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11间，n 和 f 都不变，所以 Tm 同上 Tm=0.32 倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动
