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1、目 录（3号黑体居中）第1章 课程设计 1 1.1零件分析 1 1.1.1零件的作用 1 1.1.2零件的工艺分析 1 1.2零件工艺规程设计 2 1.2.1毛坯的制造形式 2 1.2.2基准面的选择 21.2.3制定工艺路线 31.2.4机械加工余量、工序尺寸以毛坯尺寸的确定 61.2.5确定切削用量及基本工时 71.3绘制零件图和编制工序卡311.3.1绘制零件图311.3.2编制工艺文件31第2章 综合训练 33 2.1专用夹具设计33 2.1.1定位基准的选择 33 2.1.2切削力及加紧李的计算 33 2.1.3夹具设计及操作的简要说明35参考文献43 总结44拨叉机加工工艺与铣夹具
2、设计及其三维造型第 1 章 课程设计1.1零件分析1.1.1零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，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的作用。零件上方的20mm孔与操纵机构相连，二下方的50mm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。两件零件铸为一体，加工时分开。1.1.2零件的工艺分析CA6140车床上的拨叉831008共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1.以20mm为中心的加工表面这一组加工表面包括：20的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个
3、M8的螺纹孔。下端有一个47的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。2.以50mm为中心的加工表面这两组表面有一定的位置度要求,即50的孔上下两个端面与20的孔有垂直度要求。（1） 50mm的孔的上、下表面与20mm的孔的垂直度误差为0.07mm。（2） 20mm的孔的上、下表面与20mm的孔的垂直度误差为0.05mm。（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的孔内表面的粗糙度误差为1.6um，精度为IT7。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。1.2零件工艺规程设计1.2.1毛坯的制造形
4、式图1-1 拨叉毛坯图1.2.2基准面的选择一个好的机构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足内花键加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格低的机床。在选择各表面、内花键及槽的加工方法时，要综合考虑以下因素：（1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。（2）根据生产类型选择，在大批
5、量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。（3）考虑被加工材料的性质。（4）考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。（5）此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，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。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
6、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20mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个32mm作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基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，此处不再重复。1.2.3制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性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
7、使生产成本尽量下降。1、 定位基准的选择 本工序以两个20mm内孔上表面做粗基准定位，粗、精加工20mm和50mm孔下底面。 用下底面做精基准定位，粗、精加工内孔。 用下底面做基准定位钻孔及攻螺纹。 用20mm孔上表面做基准定位铣下底面处的小斜面。2、 零件表面加工方法的选择 20mm和50mm孔的下底面的表面粗糙度为3.2，没有公差要求，故采用铣削能达到要求。 20mm和50mm孔的上表面的表面粗糙度为3.2，公差等级为IT7-IT8，采用铣削同样能达到要求。 20mm和50mm孔内孔表面粗糙度为3.2，公差等级为IT7，采用扩孔和铰孔能达到要求。 8mm锥孔在装配时采用钻铰，故只需先钻孔就
8、行了。 4mm的螺纹孔先采用钻孔，再攻螺纹。 20mm外表面下面的两个小斜底面的表面粗糙度为12.5，采用铣削能达到要求。 切断，采用4mm的铣刀直接切断。3、 制定工艺路线1）工艺路线方案一工序一 粗、精铣20mm孔上端面。工序二 钻、扩、铰、精铰20mm、50mm孔。工序三 粗、精铣50mm孔上端面工序四 粗、精铣50mm、20mm孔下端面。工序五 切断。工序六 钻4mm孔（装配时钻铰锥孔）。工序七 钻一个4mm孔，攻M6螺纹。工序八 铣47凸台。工序九 检查。上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。2）工艺路线方案二工序一 粗、精铣20mm孔上端面。工序二
9、 粗、精铣20mm孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰20mm孔。工序四 钻、扩、铰、精铰50mm孔。工序五 粗、精铣50mm孔上端面工序六 粗、精铣50mm孔下端面。工序七 切断。工序八 钻4mm孔（装配时钻铰锥孔）。工序九 钻一个4mm孔，攻M6螺纹。工序十 铣47凸台。工序十一 检查。上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。3)工艺路线方案三工序一 以32mm外圆为粗基准，粗铣20mm孔下端面。工序二 精铣20mm孔上下端面。工序三 以20mm孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20mm孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。工序四 以2
10、0mm孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50mm孔，保证空的精度达到IT7。工序五以20mm孔为精基准，粗铣50mm孔上下端面。工序六 以20mm孔为精基准，精铣50mm孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07mm。工序七 切断。工序八 以20mm孔为精基准，钻4mm孔（装配时钻铰锥孔）。工序九 以20mm孔为精基准，钻一个4mm孔，攻M6螺纹。工序十 以20mm孔为精基准，铣47凸台。工序十一 检查。虽然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整）。多次加工50mm、20mm孔是精度要求所致。工序设计选择加工设备与
11、工艺装备1） 选择机床 根据不同东西工序选择机床 工序1和工序2，因为要求不大，所以采用铣床能直接加工出来。 工序3和工序4，采用钻、铰能达到要求，可以在数控铣床、加工中心、镗床中加工。 工序5和工序6采用钻床。 工序7和工序8采用铣床，精度要求不高。2） 选择夹具全部采用装用夹具3） 选择刀具 工序1和工序2可以采用大直径立铣刀。 工序3和工序4内孔加工先用扩孔钻扩孔，其次用铰刀铰内孔。 工序5用钻头钻孔。 工序6先用钻头钻孔，在用丝锥攻螺纹。 工序7用铣刀铣小斜面。 工序8用4的铣刀铣断。4） 选用量具 工序1和工序2采用游标卡尺和螺旋千分尺测量。 工序3和工序4采用游标卡尺测量。1.2.
12、4机械加工余量，工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190210HB，毛坯重量2.2kg，生产类型为大批量，铸造毛坯。又由机械制造工艺设计简明手册（以下简称为工艺手册表1.3-1查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级，查表2.2-4得，加工余量等级为G级，选取尺寸公差等级为IT10。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）沿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2.2-4取20mm、50mm端面长度最小余量为2.5（均为双边加工）。铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b）精铣：1mm
13、毛坯尺寸及公差为：（350.3）mm （170.25）mm（2）内孔（50mm已铸成孔），查工艺手册表2.2-2.5，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：2mm b）半精镗：1mm毛坯尺寸及公差为：（480.3）mm （50）mm(3)其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。1.2.5确定切削用量及基本工时工序一 以32mm外圆为粗基准，粗铣20mm孔上下端面。（1）加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣20mm孔上下端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀。W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。由切削用量简明手册（后简称切削用量）表3.1查得铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10时,取刀具直径do=80mm。又由切削手册表3.2，选择刀具前角o5后角
