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1、第一章 机械加工工艺规程设计 第一节 序言我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。 第二节 零件的分析（一） 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22孔与操纵机构相连，二下方的55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
2、零件铸为一体，加工时分开。（二） 零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求1.小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺 2.大头半圆孔55 3.小头孔端面、大头半圆孔上下73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加小头孔端面，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
3、求采用常规的加工工艺均可保证。 第三节 工艺规程设计 (一) 确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：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，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册（后称指导手册）选用铸件尺寸公差等级CT9级。(二) 基面的选择 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
4、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22 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40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，应该进行尺寸互算。（3）加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。(4）工序的集中和分散本拨叉选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而
5、且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。(5) 加工原则:1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准拨叉下端面2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原则. 4）遵循“先面后孔”原则.（三） 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夹具,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。工艺路线方案一：工序
6、1： 以40的上平面为基准加工下表面。工序 2： 以40下表面粗铣上表面。工序 3：铣40上平面，保证表面粗糙度3.2工序 4：钻22的孔。工序5：绞22的孔，保证表面粗糙度1.6。工序 6：粗镗55的孔。工序 7：半精镗55的孔，保证表面粗糙度3.2。工序 8： 粗镗55孔的上端面。工序 9： 半精镗 55孔上端面，保证表面粗糙度3.2。工序10：粗镗55孔的下端面。工序11：半精镗 55孔下端面，保证表面粗糙度3.2。为保证设计尺寸20在工序6至工序9应该进行尺寸链换算，由于零件的定位基准是40的上表面，进行尺寸链换算如下：（1）确定自由公差等级（查机械制造工艺设计简明手册P27页 表1.
7、424）（2）确定封闭环，工序尺寸，尺寸链图。 列竖式：计算工序尺寸A： 增环： 50 0 -0.1 减环： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封闭环： 5 0.294 -0.03 由计算可得A的基本尺寸为5，上偏差.为0.294，下偏差为0.03时，才能保证设计尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01A工序 12： 钻锥孔8及M8底孔。工序 13：攻丝 精绞8孔，保证粗糙度1.6。 在加工M8螺纹时，为保证工序基准和定位基准重合，需要进行尺寸链换算。 （1）确定自由公差等级（查机械制造工艺设计简明手册P27页 表1.424）（2）确定封闭环，工
8、序尺寸，尺寸链图。 列竖式：计算工序尺寸A： 增环： 30 -0.36 -0.52 减环： 10 +0.36 0 封闭环：20 0 -0.52 只有A的基本尺寸为30，上偏差为-0.36，下偏差为-0.52是才的保证M8螺纹的位置。100-0.36A200-0.52工序14： 切断。工序15： 检验 工艺路线芳案二：工序 1： 以40的上平面为基准加工下表面。 工序 2： 以40下表面粗铣下表面。工序 3：铣40上平面，保证表面粗糙度3.2工序4：粗镗55的孔。工序5：半精镗55的孔，保证表面粗糙度3.2。 工序6：钻22的孔。工序7：绞22的孔，保证表面粗糙度1.6。工序 8：粗镗55孔的上
9、端面。工序9：半精镗 55孔上端面，保证表面粗糙度3.2。工序10：粗镗55孔的下端面。工序11：半精镗 55孔下端面，保证表面粗糙度3.2。为保证设计尺寸在工序6 -工序9应进行尺寸链换算.（1）确定自由公差等级（查机械制造工艺设计简明手册P27页 表1.424）（2）确定封闭环，工序尺寸，尺寸链图 列竖式：计算工序尺寸A： 增环： 50 0 -0.1 减环： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封闭环： 5 0.294 -0.03 由计算可得A的基本尺寸为5，上偏差.为0.294，下偏差为0.03时，才能保证设计尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-
10、0.01A工序 12： 钻锥孔8及M8底孔。工序 13：攻丝 精绞8孔，保证粗糙度1.6。为保证加工M8螺纹时，工序基准与定位基准重合，进行尺寸链换算. （1） 确定自由公差等级（查机械制造工艺设计简明手册P27页 表1.424）（2） 确定封闭环，工序尺寸，尺寸链图。 列竖式：计算工序尺寸A： 增环： 30 -0.36 -0.52 减环： 10 +0.36 0 封闭环：20 0 -0.52 只有A的基本尺寸为30，上偏差为-0.36，下偏差为-0.52是才的保证M8螺纹的位置。100-0.36A200-0.52工序14： 切断。工序15： 检验。3. 工艺方案的比较及分析：上述两方案:方案一
11、：是先加工内孔22, 再以22孔为基准加工55内孔,而方案二：先镗孔55,以底面及22外圆面为基准，再以55内孔及上平面加工22孔。由零件图可知22孔的设计基为准55孔的中心线，所以加工22孔时定位基准最好为55孔的中心线，可保证其加工的位子精度，符合大批生产要求,方案二较为合理。最终工艺路线工序 1： 以40的上平面为基准加工下表面。工序 2： 以40下表面粗铣下表面。工序 3：铣40上平面（以22孔外表面及底面为基准，选用X5032立式升降台铣床和专用夹具）工序4：粗镗55的孔。（以40上平面及22内孔为基准，选用TGX4132B立式单柱坐标镗床和专用夹具）工序5：半精镗55的孔，保证表面
12、粗糙度3.2。工序6：钻22的孔（以40上平面及22孔外表面为基准，选用Z3025摇臂钻床和专用夹具）工序7：绞22的孔，保证表面粗糙度1.6。工序 8： 粗镗55孔的上端面。（以40上平面及22的内孔为基准）工序 9： 半精镗 55孔上端面，保证表面粗糙度3.2。工序10：粗镗55孔的下端面。工序11：半精镗 55孔下端面，保证表面粗糙度3.2。工序 12： 钻锥孔8及M8底孔。（以40上平面及22的内孔为基准）工序13：攻丝 精绞8孔，保证粗糙度1.6。工序14： 切断。工序15： 检验。（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:1、圆柱表面工序尺寸：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：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工序余量最小最大55IT12铸件7.0CT12粗镗4.0IT126.30.956.8半精镗3.0IT103.22.93.2520IT7钻20IT1117.8918扩1.8IT106.31.7161.910粗铰0.14IT83.20.1070.224精铰0.06IT71.60.0390.0932、平面工序尺寸工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小
