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1、机械制造工艺学课程设计使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。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 25
2、孔与操 纵机构相连，二下方的1）60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。（二）零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1 .以6 25mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：6 25H7mm的孔，以及6 42mm 的 圆柱两端面，其中主要加工表面为6 25H7mm通孔。2 .以4）60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：6 60Hl2的孔，以及。60H12 的两个端面。主要是小60H12的孔。3 .铳16Hli的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16Hnmm的槽的 底面，的槽两侧
3、面。4 .以M22X1.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表 面包括：M22X1. 5的螺纹孔，长32111nl的端 面。主要加工表面为M22X1. 5螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：(1) 6 60孔端面与6 25H7孔垂直度公差为0. 1mm. o(2) 的槽与(1)25H7的孔垂直度公差为 0. 08mm。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。工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200 o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，故选择铸件毛坯。(二)基面的选择基面选择是工艺规程设计中的
4、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6 251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6 42 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，然后进行铳削。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
5、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。（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、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。1 .工艺路线方案一工序一粗、钻、扩、较、精较6 25、（1）60孔工序二 粗、精铳 小60、6 25孔下端面。工序三 粗、精铳25孔上端面工序四 粗、精铳。60孔上端面工序五 切断。工序六铳螺纹孔端面。工序七 钻6 22孔（装配时钻较锥孔）。工序八 攻M22X 1.5螺
6、纹。工序九 粗铳半精铳精铳槽所在的端面工序十 粗铳半精铳精铳16H11的槽。工序十一检查。上面的工序加工不太合理，因为由经验 告诉我们大多数都应 该先铳平面再加工孔，那样会更能容易满 足零件的加工要求，效 率不高，但同时钻两个孔，对设备有 一定要求。且看另一个方案。2 .工艺路线方案二6 25孔上端4）25孔下端、精钱6 25、精校4606 60孔上端面4）60孔下端工序一 粗、精铳 工序二 粗、精铳 工序三 钻、扩、 工序四 钻、扩、 工序五 粗、精铳工序六 粗、精铳 工序七 切断。工序八铳螺纹孔端面。欢迎下载#工序九 钻。22孔(装配时钻较锥孔)。工序十攻M22X 1.5螺纹。工序十一粗铳
7、半精铳精铳槽所在的端面工序十二粗、 半精铳精铳16H11的槽。工序十三检查。上面工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间 的工 序七把两件铳断，对以后的各工序的加工定位夹紧不方 便，从而 导致效率较低。再看另一方案。3 .工艺路线方案三工工工工工工工工工工一二三四五六七八九十十十十粗、精铳6 25孔上端面。粗、精铳6 25孔下端面。钻、扩、钱、精钱6 25孔。钻、扩、较、精较小60孔。粗、精铳4)60孔上端面粗、精铳4)60孔下端面。铳螺纹孔端面。钻422孔(装配时钻较锥孔)o攻M22X 1.5螺纹。粗铳半精铳精铳槽所在的端面。粗、半精铳精铳16H11的槽。切断。检查。此方案仍有先钻孔再铳平
8、面的不足，所以这个方案仍不 的工艺路线综合考虑以上各方案的各不足因素，得到以下我 艺路线。4 .工艺路线方案四工序一 以6 42外圆为粗基准，粗铳6 25孔下端工序二 精铳6 25孔上下端面。工序三 以6 25孔上端面为精基准，钻、扩、较、精 较6 25孔,孔的精度达到IT7O工序四 以6 25孔为精基准，粗铳4)60孔上下端面。 工序五 以6 25孔为精基准，精铳4)60孔上下端面, 保证端面相对孔的垂直度误差不超过0. Io工序六 以6 25孔为精基准，钻、链、较。60孔,保证空的精度达到IT8 o 工序七以6 25孔为精基准, 工序八 以6 25孔为精基准, 锥 孔）。铳螺纹孔端面。钻。
9、20孔（装配时钻钱钻一个6 20孔，攻1.5螺纹。工序十以 工序H一以巾25孔为精基准,6 25孔为精基准,铳槽端面。铳16Hli的槽保证槽的工序九 以6 25孔为精基准, M22X侧面相对孔的垂直度误差是0.08。工序十二两件铳断工序十三检查。虽然工序仍然是十三步，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（实际铳削只有两次，而 且刀 具不用调整）。多次加工660、 25孔是精度要求所致。以上工艺过程详见图3O（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定” CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200,硬度190 210HB,毛坯重量1.45kg,生产类型为中批量，铸造毛
10、坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工 余 量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 .外圆表面（6 42）考虑其零件外圆表面为非加工表 面，所以外圆表面为铸造 毛坯，没有粗糙度要求，因此 直接铸造而成。2 .外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（6 25,6 60 端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手 册）表3.126,取6 25, 6 60端面长度余量均为 2.5 （均为双边加工）铳削加工余量为：粗铳2mm半精铳0. 7mm3 .内孔（。60已铸成6 50的孔）查工艺手册表2.22.5 ,为了节省材料，取。60孔已铸成孔长度余量为3,即铸成孔半径为50mmo
11、工序尺寸加工余量：钻孑L 5mm扩孔0. 5mm钱孔 0. 1mm精较0mm同上，零件6 25的孔也已铸出1）15的孔。工序尺寸加工余量：钻孔至（1）23余量为扩孔钻 1.8 mm粗钱孔0. 14 mm精钱孔0. 06 mm4 .槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量 铸出槽端 面至中心线47mm的距离，余量为3mmo工序尺寸加工 余量：粗铳端面2. 1 mm半精铳0.7 mm精铳0. 2 mm5 .螺纹孔顶面加工余量 铸出螺纹孔顶面至6 25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4 mm工序尺寸加工余量：粗铳顶面3. 1 mm半精铳0. 7mm精铳0. 2 mm6 .其他尺寸直接铸造得
12、到由于本设计规定的零件为中批量 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。五）确立切削用量及基本工时 工序一以“42外圆为粗基准，粗铳6 25孔上下端1 .加工条件工件材料：HT200,。b =0. 16GPa HB=200、241,铸造。 加工 要求：粗铳6 25孔上下端面。机床：X53立式铳床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。铳削宽度 ae二60,深度ap=4,齿数z=10,故据切削用量简明 手册（后简称切削手册）取刀具直径 do=80mll1。选择刀 具前角Y o = 0后角a。= 15 , 副后角a-10。，刀 齿斜角入s=1
13、5 ,主刃 Kr=60。，过渡刃Kr e =30 ,副刃Kr -5。过渡 刃宽 b =1. 5mmo2 .切削用量1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择aP=l. 3mm, 一次走刀即可 完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为10kw。查切削手册f=0. 080. 15mm/zo 由于 是对称铳，选较小量f=0. 15 mm/zo3）查后刀面最大磨损及寿命 查机械切削用量手册表8, 寿命 T=180min4）计算切削速度按2表14,V=l. 84 n=7. 32Vf =6. 445）计算基本工时tm = L/ V f=（90+36） /6. 44=6. 99mino工序二精铳6 25孔上下端面
14、。1 .加工条件工件材料：HT200,。b =0. 16GPa HB=200241,铸造。加 工要求：精铳“25上下端面。机床：X6140卧式铳床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6O铳削宽度 ae二60,深度ap=4,齿数z=10,故据切削用量简明 手册（后简称切削手册）取刀具直径 do=80mm。选择刀具前角丫。=+ 5后角a。= 8 ,副后角a0J=8 ,刀齿斜角Xs=-10，主刃 Kr=60。，过渡刃Kr =30。，副刃Kr -5。过渡 刃宽 b 二 1mm。2 .切削用量1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择aP=l. 0mm, 一次走刀即 可完成所需长度。2）每齿进给
15、量机床功率为7.5kw。查切削手册表5f=0. 140. 24mm/z o由于是对称铳，选较小量f=0. 14 mm/zo3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表8,寿命 T=180min4）计算切削速度 按切削手册表14,查得Vf=6. 44mm/s,5)计算基本工时tm=L+18 2/ Vf=(2+18 2)/6. 44=5. 9mino工序三以6 25孔上端面为精基准，钻、扩、较、精较6 25孔，孔的精度达到IT7。1 .选择钻床及钻头选择Z5125A钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=23mm,钻头采用双头刃磨法，2 .选择切削用量（1）决定进给量由do=23mm,查2表5按钻头 f 0. 47 0. 57 mm/ r按机床强度查1表10.1-2选择f 0. 056 L 8mm / r最终决定选择机床已有的进
