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1、目录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: :讲师讲师目录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：温海骏目录系系主主任：任：李瑞琴李瑞琴目录序言序言 2一一、计算生产纲领，确定生产类型 2二二、零件分析 31、零件的作用 32、零件的工艺分析 3三三、确定毛坯的
2、制造方法，初步确定毛坯形状 4四四、工艺规程设计 41.定位基准的选择 42.零件表面加工方法的选择 53.制定工艺路线 54.确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 85.确定切削用量与基本用时 13五五、夹具设计 271、问题的提出 272、夹具设计的有关计算 283、夹具结构设计及操作简要说明 23六六、小结 31七七、致谢 32八八、参考文献 32目录序言这次的机械制造技术课程设计是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。是我们在进行毕业设计之前对所学各门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，是对我们所学过的知识的一次初步的整体性检验，让我
3、们对所学的专业课得以复习、巩固及应用，在理论与实践上实现有机的结合，因此，它在我们四年的大学生活学习中占有重要的地位。本次设计题目为设计 CA6140 车床拨叉零件的机械加工工艺规程及相关工序的专用夹具，即主要内容为零件的加工工艺规程和专用夹具的设计。机床夹具设计是工艺准备工作的重要内容之一，夹具设计的质量，对生产效率、加工成本以及生产安全等都有直接的影响。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、解决问题的能力，为今后参加企业工作、社会建设打下一个良好的基础。由于能力所限以及经验上的欠缺，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。
4、一、计算生产纲领，确定生产类型该零件是 CA6140 车床上的拨叉，该零件的年产量为 4000 件。设其备品率为 4%，机械加工废品率为 1%，则该零件的年生产纲领为：N=Qn(1+)=40001(1+4%+1%)= 4200(件/年)CA6140 车床上的拨叉年产量为 4200 件，根据生产类型与生产纲领之间的关系可知该产品为中批量生产。目录二、零件分析1、零件的作用我们小组选定的零件是 CA6140 拨叉（图 3，编号为 0403） 。拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动
5、力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。宽度为 18mm 的槽要求精度较高，假如精度不够，会使滑移齿轮与槽的配合过大或过小，会造成较大齿轮冲击，降低使用寿命。2、零件的工艺分析此零件共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求：（1）以25mm 轴线为中心的加工表面这一组加工表面包括：端面 15倒角，22mm 的花键底孔，25mm 的花键孔，键槽上表面，宽 18H11mm 槽底平面。（2）以左端面为基准加工的表面这一组加工表面包括： 2M8 螺纹孔， 5mm
6、的锥孔， 以及宽 18H11mm槽的两侧面。它们的位置要求是：上端面与25mm 的中心线的平行度公差为0.10mm， 宽 18mm 槽的俩侧面与25mm 的中心线的垂直度公差为 0.08mm。三、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状零件材料为 HT200，即灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求目录不高，有强肋，且工作条件较好既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度及生产纲领要求。零件形状简单， 因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近， 又因内孔很小，不可铸出。四、工艺规程设计（一）定位基准的选择定位基准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
7、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，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择 粗基准选择的表面应尽可能平整光洁、无飞边、无毛刺、无缺陷；按 照保证不加工表面与加工表面互为基准原则，选取相对精度较高的不加工 表面作为粗基准。以零件主视图的最顶面（三点定位） ，限制了 X、Y 方向 的旋转和 Z 向的移动；C 面（二点定位）限制了 X 向的移动和 Z 向的旋转； E 面（一点定位）限制了 Y 向的移动（在左视图中，孔的右向为 Y 正向， 螺纹孔往上为 Z 正向， 纸面向里为 X 的正向） ， 这样就可以达到了完全定位 了。 （
8、2）精基准的选择主要应考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算。上表面对25mm 花键孔轴线有平行度要求，槽 18H11mm 的两个侧面对25mm 花键孔轴线有垂直度要求，所以应以25mm 花键孔的轴线和左端面 D 面作为精基准。（二）零件表面加工方法的选择本零件的加工面为 D 面、花键底孔、花键、槽、A 面、内螺纹、15倒角等。零件材料为 HT200，硬度为 HBS170240。参考机械制造工艺设计简明手册表 1.4-6，1.4-7，1.4-8，1.4-14，1.4-17 等，其加工方法选择目录如下： （1） 加工 D 面 公差等级为 IT13，表面粗糙度为 Ra=6.
9、3m。采用粗车半精车的加工 方法（表 1.4-6） （2） 加工22mm 的花键底孔 公差等级为 IT11，表面粗糙度为 Ra=6.3m。毛坯为实心，未冲出孔。可采用钻扩孔的加工方法（表 1.4-7） 。 （3） 加工宽 18H11mm 的槽 公差等级为 IT11，两侧面粗糙度 Ra=3.2m，底面粗糙度 Ra=6.3m。宜 采用粗铣半精铣的加工方法（表 1.4-8） 。 （4） 加工上表面 未注尺寸公差，取经济公差等级为 IT11，表面粗糙度为 Ra=3.2m。采 用粗铣半精铣的加工方法（表 1.4-8） 。 （5） 加工25mm 花键 要求以花键底孔为外径定心， 表面粗糙度Ra=3.2m，
10、 经济公差度为IT9。 采用拉削加工（表 1.4-17） 。 （6） 加工 15的倒角 D 端面倒角采用车削方法来加工，E 端面用锪钻的办法来加工。 （7） 加工 M8 的螺纹孔、5mm 锥孔 精度等级为中等，表面粗糙度为 Ra=6.3m，采用钻底孔攻螺孔的加工方法（表 1.4-7） 。锥孔为配做，先钻最小孔径5mm 后待使用时再进行加工。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状 精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领 已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用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
11、虑经济效果，以便使 生产成本尽量下降。 经过全体组员讨论商议，总共提出了四种不同加工工艺路线方案： （1）工艺路线方案一: 工序：粗铣半精铣 D 端面、钻扩22mm 的花键底孔、 车 D 端面花键底孔 15倒角； 工序：粗铣半精铣 18H11mm 的槽； 工序：粗铣半精铣 A 表面；目录工序：钻螺纹孔 26.8mm、攻螺纹 2M8； 工序：锪钻 E 面花键底孔 15的倒角； 工序：拉花键孔； 工序：去毛刺终检。 （2）工艺路线方案二： 工序：粗车半精车 D 端面、钻扩22mm 的花键底孔、 车 D 端面花键底孔 15倒角； 工序：粗铣半精铣 A 表面； 工序：钻螺纹孔 26.8mm、攻螺纹 2M8； 工序：粗铣半精铣 18H11mm 的槽； 工序：锪钻 E 面花键底孔 15倒角； 工序
