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1、中北大学中北大学课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书学生姓名：学 号：学院：机械工程与自动化学院专业：工业工程题目：指导教师：指导教师：温海骏温海骏职称职称: :讲师讲师2013 年 06 月 03 日中北大学课 程设 计 任 务书20122013 学年第 二 学期学院：机械工程与自动化学院专业：工业工程学 生 姓 名：学 号：课程设计题目：起 迄 日 期：06月 03 日06月 09 日课程设计地点：中北大学指 导 教 师：温海骏系主任：李瑞琴机械制造 技术基础课程设计说明书说明书设计题目：零件的机械加工工艺规程设计及 夹具设计 学生姓名：郭强学号：0914112105 专业：机械设计制
2、造及其自动化 指导老师： 晋中学院 2012 年 6 月 3 日目目 录录零件的分析零件的作用零件的工艺分析工艺规程的设计毛坯的制造形式基准面的选择粗基准的选择精基准的选择制定的工艺路线机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定确定切削用量及基本工时绘制零件图和编制工艺卡夹具设计夹具设计任务绘制夹具装配图1 1.零件分析1 1.1.1 零件的作用零件的作用题所给的是 CA6140 车床上的拨叉，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，获得所需的速度和扭矩。零件上方的20mm 的孔与操作机构相连，下方的50mm 的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
3、动下方的齿轮变速，两零件铸造为一体，加工时分开。1 1.2.2 零件的工艺分析零件的工艺分析CA6140 车床上的拨叉共有两处加工表面。其间有一定的位置要求，分述如下：1.2.1 以20mm 为中心的加工表面这一组加工表面包括：20mm 的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的8mm 的锥孔，一个 M6 的螺纹孔，和一个缺口。1.2.2 以50mm 为中心的加工表面这一组加工表面包括：50mm 的孔，以及其上、下端面；这两组表面有一定的位置要求；（1）50mm 的孔的上、下表面与20 的孔的垂直度误差为 0.07mm。（2）20mm 的孔的上、下表面与20 的孔的垂直度误差为 0.05
4、mm。（3）50mm、 20mm 的孔的上、 下表面以及50mm 的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um。（4）20mm 的孔的内表面的粗糙度误差为 1.6um，精度为 IT7。2. 工艺规程设计2.1 毛坯的制造形式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，零件结构又比较简单，故选择铸造毛坯。图一毛坯图2.2基准面的选择基准面的选择2.2.1 粗基准的选择对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对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， 根据这个基准原则，现取20mm 的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共
5、两个短 V 形块支承两个20mm 孔的外轮廓作主要定位面，以消除 3 个自由度，再用一个支承板支撑在72mm 的上表面，以消除 3 个自由度。2.2.2 精基准的选择主要应考虑基准重合问题。 当设计基准不重合时， 应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.3制定工艺路线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技术要求能得到合理的保证。 在生产纲领已确定为中批生产的条件下， 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。除此以外，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：退火工序二：粗、
6、精铣20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um工序三：以20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣20 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为 3.2 um,其上、下表面尺寸为 30mm，工序四：以20 mm的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰20 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 um，垂直度误差不超过 0.05mm工序五：以20 mm 的下表面为精基准，粗、半精镗50 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 3.2 um工序六；以20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣50 mm 的上表面，保证其与孔的垂直度误差不超过 0.07mm，其上、下表面尺寸为 12mm工序七：铣断工序八
7、：以20 mm 的孔为精基准，钻8 mm 的锥孔的一半4 mm，装配时钻铰工序九：以20mm 的孔为精基准，钻5mm 的孔，攻 M6 的螺纹工序十：以20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5um工序十一：检查上面的工序可以是中批生产， 但是其效率不高， 并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。经综合考虑，采用下面的方案二。工艺路线方案二：工序一；退火工序二：粗、精铣20 mm、50 mm 的下表面，保证其粗糙度为 3.2 um工序三：以20 mm 的下表面为精基准，粗、精铣20 mm、50 mm 的孔的上表面，保证其粗糙度为 3.2 um，20 mm 的上、下表面尺寸为
8、 30mm，50mm 的上、下表面尺寸为 12mm工序四：以20 mm的下表面为精基准，钻、扩、铰、精铰2 0 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 1.6 um，垂直度误差不超过 0.05 mm工序五：以20 mm的下表面为精基准，粗、半精镗50 mm 的孔，保证其内表面粗糙度为 3.2 um工序六：铣断工序七：以20 mm 的孔为精基准，钻8 mm 的锥孔的一半4 mm，装配时钻铰工序八：以20 mm 的孔为精基准，钻5 mm 的孔，攻 M6 的螺纹工序九：以20 mm 的孔为精基准，铣缺口，保证其粗糙度为 12.5 um工序十：检查2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定机械加工余量、工
9、序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140 车床拨叉”零件的材料为 HT200 硬度为 190210HB，毛坯重量为 2.2Kg,生产类型为中批量，铸件毛坯。又由（以下称 工艺手册 表 1.3-1 查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，表 2.2-4 查得加工余量等级为 G 级，选取尺寸公差等级为 CT10。根据以上资料及路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下：1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差（20mm、50mm 端面） 查工艺手册表 2.24 取20mm、50mm 端面长度余量为 2.5mm(均为双边加工)。铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mmb)精铣：1mm毛坯尺寸及公差为
10、： （35 土 0.3）mm（ 17 土 0.25）mm2、内孔（50mm 已铸成孔）查工艺手册表 2.22.5，取50mm 已铸成长度余量为3mm，即已铸成孔44mm。镗削加工余量为：a)粗镗：2mmb)半精镗：1mm毛坯尺寸及公差为： （48 土 0.3）mm（0.50 0.2550）mm3、其他尺寸直接铸造得到。2.5 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时2.5.1工序二：粗、精铣孔20mm、50mm 的下表面（1）加工条件工件材料：HT200。b=0.16GPaHBS=190210，铸件机床：XA5032 立式铣床刀具；W18Cr4V 硬质合金端铣刀W18Cr4V 硬质合金端铣
11、刀，牌号为 YG6，由切削用量简明手册 后称切削手册表3.1 查得铣削宽度 ae Pcc,故校验合格。最终确定 ap=1.5mmnc=475r/minvfc=600mm/minvc=119.3m/minfz=0.13mm/zf)计算基本工时m fLtV公式中： L=l+y+； 根据 切削手册 表 3.26， 可得 l+=12mm,所以 L=l+y+=32+12=44mm故mt=44/600=0.073min2)粗铣50mm 的下表面a)铣削50mm 的下表面与铣削20mm 的下表面的相关参数及其用量等都相同。即ap=1.5mmnc=475r/minvfc=600mm/svc=119.3m/mi
12、nfz=0.13mm/zb)计算基本工时m fLtV公式中： L=l+y+；根据切削手册表 3.26，可得 l+=0 所以 L=l+y+=72mm故mt=72/600=0.12min3)精铣孔20mm 的下表面a) 切削深度 因切削用量较小，故可以选择 ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸b)每齿进给量：由切削手册表 3.30 可知机床的功为 7.5KW，查切削手册表 3.5 可得 f=0.50.7mm/r，由于是对称铣，选较小量 f=0.7mm/rc)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（1.01.5）mm查切削手册表 3.8, 寿命 T=180mind)计算切削速度按切削手册表 3.27 中的公式：vov cvmpr pvzvvec d qvkT a x f y u a z也可以由表 3.16 查得cv=124mm/svf=395mm/minn=494r/min,根据 XA5032 铣床参数，选 n=475r/min vf=375mm/min , 则实际的切削速度为1000oc cd nv所以cv=3.14 80 475 1000=119.3m/min,实际进给量f c z v cvfnz所以zvf=375 475 10=0.08mm/ze)校验机床功
