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1、 目 录设计任务书1设计说明书正文2序言2一、零件分析2二、工艺规程设计2（一）确定毛坯的制造形式2（二）定位基准的选择3（三）制定工艺路线3（四）机械加工余量 ，工序尺寸及毛坯尺寸的确定4（五）确定切削用量及基本工时5三、课程设计心得15四、参考文献15论文附全套 CAD 图纸，如需联系作者序 言 机械制造工艺学课程设计是在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
2、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）（一） 零件的作用零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉零件（见零件图 1）。它位于车床变 速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按工作者的要求工作，并获得所需的 速度和扭矩的作用。零件下方的 22mm 孔与操纵机构相连，而上方的 55mm 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过下方的力拨动上方的齿轮变速。 两件零件铸为一体，加工时再铣开。（二）（二） 零件的工艺分析零件的工艺分析拨叉类零件属
3、于薄壁型零件，形状复杂而不规则。零件的装配基准为滑杆 孔，其加工精度要求高，同时与工作面（叉口两侧面）要求有较高的位置精度。 该类零件在加工和使用过程中都要重点考虑零件的变形问题。设计人员为了提 高零件抗变形的能力，在壁的一侧设计有一定高度的加强筋，从而使该类零件 没有一个较为平整的基面可用来做为粗基准，所以给精基准的加工带来了较大 困难。另外，拨叉叉口的设计基准往往采用拨叉另一头的滑杆孔，两者距离较 远。且在加工定位时往往相互依赖。因此，在加工制造过程中，一方面受薄壁 件受力变形的影响，另一方面，又因两者距离较远，定位面又极小，定位精度 受到严重影响，定位的准确性很差。再加上设计时为了保证拨
4、叉的准确安装和 使用性能可靠，滑杆头与叉口端面的垂直度要求较高，从而使这些关键的质量 要求很难保证。CA6140 车床拨叉零件主要加工表面为：1.车 55mm 孔，表面粗糙度 Ra 值 3.2m2.钻扩铰 22mm 的孔，表面粗糙度 Ra 值 1.6m二、 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式（一）确定毛坯的制造形式零件材料为 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 较复杂且为薄壁零件，且零件年产量为 4000 件，为大批大量生产，故选择精密 铸造毛坯，毛坯精度为级，两件铸为一件。（二）定位基准的选择（二）定位基准的选择定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基准选择
5、得合理可以使加工质 量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造 成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（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，现选取下端面不加工表面作为粗基 准，限制三个自由度，加工 40mm 上端面，55mm 和 22mm 的孔。（2）精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的 22mm 孔为精基准，限制四个自由度。（三）制定工艺路线（三）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、
6、尺寸精度及位置精度等技术 要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以考虑采用 万能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。制定工艺路线： 由于生产类型为中批生产，故采用组合机床及专用工具， 并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，适应降低生 产成本 工艺路线方案一: 工序 1 铸造毛坯 工序 2 钻扩两孔 22 工序 4 粗镗 半精镗孔 55 工序 5 粗铣 半精铣 40 端面 工序 6 粗铣 半精铣 55 端面 工序 7 粗铣 40 圆柱侧面 工序 8 钻孔 8 及 M8 底孔 工序 9 攻螺纹 M8 工序
7、 10 半精绞 精绞两孔 22 工序 11 切断 工序 12 去毛刺 清洗 工序 13 终检 入库 工艺路线方案二: 工序 1 铸造毛坯 工序 2 粗车 40 上端面工序 3 粗车 55 两端面 工序 4 精车 40 上端面 工序 5 精车 55 两端面 工序 6 钻 扩 粗铰 精铰 22 孔 工序 7 粗镗 精镗 55 孔 工序 8 钻孔 8 及 M8 底孔 工序 9 攻螺纹 M8 工序 10 切断 工序 11 去毛刺 清洗 工序 12 终检 入库 工艺方案比较分析: 上述两方案:方案一 是先加工内孔 22, 再以 22 孔为基准加工底面，然后加工 55 内 孔,而方案二以底面为粗基准加工端
8、面再以精加工各面及 22 内孔.由方案二，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。 工序 1 备料 工序 2 铸造毛坯 工序 3 清砂 工序 4 热处理 工序 5 粗车 40 上端面， 以 40 底面为基准。X51 立式铣床和专用夹具。精车 40 上端面 以 40 底面为基准。X51 立式铣床和专用夹具 工序 6 粗车 55 上端面， 以 40 底面为基准。C365L 立式车床和专用夹具。 精车 55 上端面 以 40
9、 底面为基准。C365L 立式车床和专用夹具 工序 7 粗车 55 下端面， 以 40 上端面为基准。C365L 立式车床和专用夹具 精车 55 下端面 以 40 上端面为基准。C365L 立式车床和专用夹具 工序 8 钻 扩 22 孔 以 40 上端面和 40 外圆为基准，选用 Z525 摇臂钻床和专 用夹具 粗铰 精铰 22 孔 以 40 上端面和 40 外圆为基准，选用 Z525 摇臂钻床和专 用夹具 工序 9 粗镗 精镗 55 孔 以 22 孔基准 选用 T60 卧式镗床和专用夹具。 工序 10 钻孔 8 及 M8 底孔 以 22 端面和零件中线为基准选用 Z525 摇臂钻床及专用夹
10、工序 11 攻螺纹 M8 以 22 端面和零件中线为基准选用 Z525 摇臂钻床及专用夹 工序 12 切断 以 22 端面及底面为基准选用 x61 卧式铣床床和专用夹具 工序 13 去毛刺 清洗 工序 14 终检 入库(四)、机械加工余量 ，工序尺寸及毛坯尺寸的确定： 拨叉零件材料为 HT200 HB170240，毛坯重量约 1.0Kg 生产中批采用金属型铸造毛坯 依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸 如下： 1 由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工 2 铸件的圆角半径 按表 2.2.1 选则金属型铸造 R=3-5mm 拔模斜度外表
11、面 0o30 毛坯热处理方式为自然失效处理以消除铸造应力 3 两内孔 22,考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将 40 圆柱 铸成实心的 4 两内孔精度要求 IT7 参照机械制造工艺设计简明手册 （以下简称工艺手册 ）表 2.3-8 确定工序尺寸及余量为： 钻孔 ： 20扩孔 ： 21.8 2Z=1.8mm 半精绞: 21.94 2Z=0.14mm 精绞: 22 2Z=0.06mm 5 内孔 55 毛坯为铸孔,内孔精度要求 IT12 表面粗糙度为 Ra3.6,参照工艺手册表 2.3-10 确定工序 尺寸及余量为: 一次 粗镗 51 2Z=3 二次 精镗 55 2Z=11、圆柱表
12、面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：工序余量加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度最小最大铸件4CT128 . 251粗镗3IT12250. 00546.32.755.855IT12精镗1IT1011. 00553.21.91.25钻20IT1111. 002019.8920扩1.8IT10084. 008 .216.31.7161.910粗铰0.14IT8021.0 094.213.20.1070.22422IT7精铰0.06IT7021. 00221.60.0390.0932、平面工序尺寸：工序 名 称 加工余量
13、基本尺寸 经济精度 工序余量最小 最大 2 粗 车 40 上端面 4 50.5 12 1.60 6.8 精 车 40 上端面 0.5 50 11 0. 35 1.16 3 粗 车 55 孔上端面 2 23 12 1.65 6.5 精 车 55 孔上端面 0.5 20.5 10 0.47 1.124 粗 车 55 孔下端面 2 21 12 1.75 6.5 精 车 55孔下端面 0.5 20 10 0.47 1.12 (五)：确定切削用量及基本工时工序 6 粗精车 40 上端面， 以 40 底面为基准。粗车 40 上端面， 以 40 底面为基准。1）加工机床：C365L；刀具：刀片材料为 YT15.刀杆尺寸 16mm*25mm.选择刀具前角 015 后角 08，主偏角 Kr=90，副后角 0=10，mmr5 . 02）确定进给量：根据切削手册表 2.23，当刀杆尺寸 16mm*25mm.，ap=4mm,ap3mm-5 mm，以及工件直径为 40mm 时f=0.3-0.4mm/r按 C365L 使用说明书 f=0.4mm/r.3)计算切削速度：根据切削手册表 1.27，切削速度的计算公式（寿命选 T=60min).vyx pmCv ckfaTv vv式中 C =242，v15. 0vx35. 0vy2 . 0m，即见切削手册表 28. 1vk97. 0,81. 0,
