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1、机械制造工艺学课程设计说明书题目：CA6140车床拨叉831003零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班级：机自本一姓名：王文凯学 号：08050101039指导教师：连黎明平原大学2011-6-10#新乡学院机电工程学院机械设计制造及其自动化专业课程设计任务书题目：CA6140车床拨叉831003零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计内容：1、零件图1张2、毛胚图1张3、机械加工工艺过程综合卡片1份4、工艺装备的装配图和零件图折合约2张A0号图纸5、课程设计说明书1份班级：机自本一姓名：王文凯学 号： 080501010392011-6-10目录一、序言 4二、零件的分析 42、1零件的作用
2、42、2零件的工艺分析 42、3零件的特点 5三、工艺规程设计 5（一）确定毛坯的制造形式 5（二）基面的选择 5（三）制定工艺路线 5（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6（五）确定切削用量及基本工时 6四、夹具的设计 14五、结论 16六、参考文献 16一、序言机械制造工艺学设计是在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末来将从事的工作进行一次适应 性训练，从中锻
3、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。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。2.1零件的作用题目给定的零件是CA6140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进行工作。 宽度为18mm的槽尺寸精度要求很高，因为在b拔 叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为18mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。2.2零件的工艺分析CA6140拔叉（型号：831003）共有3组加工表面：、零件两端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面为粗基准加工右端面，再
4、以前端面为精基准加工左端面；、以花键中心线为基准的加工面：这一组面包括？25H7的六齿方花键孔、？22H12的花键底孔、两端的2X150倒角和距花键中心线为22mm的上顶面；、以工件右端面为基准的18H11mm的槽、上顶面的2-M8通孔和？5锥孔。 经上述分析可知，对于后两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹 具加工另一组表面。2.3零件的特点拔叉831003的毛坯为铸造件，在零件图上只有 2处位置误差要求，即上顶面与花 键中心线的平行度误差W 0.10,18H11槽的两侧面与花键中心线的垂直度误差w 0.08二、工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑到
5、零件在工作过程中有交变载荷和冲击载荷，因此选用 锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。生产纲领定为中批生产且零 件轮廓尺寸并不很大，故可采取模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑也是 应该的。（二）、基面的选择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，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会 造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。因为要保证花间道中心线垂直于右端面， 所以40的外圆表面为 粗基准。（2） 精基准的选择。为保证定位基准和工序基准重合，加工 2 M85锥孔、18H11 槽以零件
6、的左端面和花键的中心线为精基准，铣上顶面以花键中心线为精基准。（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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床除此以外好应当考虑经济效果，以便2、工艺路线方案二工序10:粗、精铣后端面；工序20:钻、扩花键底孔 22H12工序30:倒角1.5 X 15 ；工序40:拉内花键25H7;工序50:粗、精铣18H11底槽；工序60:粗、精铣上顶面；工序70:钻2M8通孔并攻丝，钻5锥孔；工序80:挫圆角；工序90:去毛刺，清洗； 工序100:终检。配以专用夹具，并尽量使工序集中来提
7、高生产率。 使生产成本尽量下降。1、工艺路线方案一工序10:粗、精铣后端面；工序20:钻、扩花键底孔 22H12工序30:倒角1.5 X 15 ;工序40:粗、精铣上顶面；工序50:粗、精铣18H11底槽；工序60:钻2M8通孔并攻丝，钻 5锥孔；工序70:拉内花键25H7;工序80:挫圆角；工序90:去毛刺，清洗； 工序100:终检。3、两套工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一把拉内花键25H7放在粗、精铣18H11底 槽之后，这样后面的工序50、工序60、工序70很难对工件进行定位和夹紧。造成生产 率的下降。而工艺路线二把花键底孔 22H12钻削出来并倒角后紧接着就拉内花
8、键 25H7。这样后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧，即以花键中心线进行定位、进 行螺旋夹紧。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠。通过以上两种工艺路线的优缺点分析。最后确定工艺路线二为该零件的加工路线，工艺过程详见加工工序卡片。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140拨叉（编号831003）”零件材料为HT20Q毛坯重量约为0.84kg。生产类 型为中批量生产。采用铸造毛坯。根据上述原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸以 及毛坯尺寸如下：1、后端面加工余量后端面有3 0.8mm的加工余量，足以把铸铁的硬质表面层切除。后端面粗铣一次、 精铣一
9、次。粗铣加工余量2.8mm工序经济精度等级IT11、公差值0.22mm精铣加工余 量0.2mm工序经济精度等级IT7、公差值0.035mm表面粗糙度Ra3.2um工序基本尺 寸 80mm2、矩形花键底孔要求以花键外径定心，故先钻中心孔。再扩最后拉削内孔尺寸为22H12（见零件图）。参照金属机械加工工艺人员手册表 359确定孔加工余量的分配：钻孔20mm工序经济加工精度等级IT11、公差值0.13mm扩孔22H12mm工序经济加工精度等级IT10、公差值0.084mm粗糙度Ra6.3um 拉内花键，花键孔以外径定心，拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册 取 2Z=1mm3、18H11底槽的
10、加工余量槽底面粗铣余量为35mm槽侧面的铣削余量为17.9mm工序经济精度等级为IT12、 公差值0.25mm槽底面表面粗糙度 Ra6.3um精铣的加工余量为侧面余量 0.1mm工序 经济精度等级为IT9、公差值为0.021mm侧面粗糙度为Ra3.2um4、上顶面的加工余量此工序为两个工步：、粗铣上顶面、精铣上顶面粗铣加工余量为2.8mm工序经济加工精度等级为IT11、公差值0.22mm精铣加工余量为0.2mm工序经济加工精度等级为IT7、公差值0.035mm表面粗 糙度 Ra3.2um（五）确定切削用量及基本工时 工序10:以40外圆为基准，粗、精铣后端面。1、加工条件：工件材料：HT20Q
11、 b =0.16GR HB = 190 241 HBS ,铸造。 加工要求：粗、精铣后端面，尺寸保证 80mm机床：X51型立式铣床 刀具材料：镶齿铣刀2、计算切削用量： 工步1:粗铣背吃刀量为ap = 2.8mm进给量的确定：机床的功率510Kw工件夹具系统的刚度为中等条件，按切削 用量简明手册中表3.3选取该工序的每齿进给量为fz= 0.2mm/z。铣削速度：参考机械制造技术基础课程设计指导教程得，选用镶齿铣刀，其中在d/z=80/10的条件下选取。铣削速度为v=40m/min。有公式 n = 1000r可以得到:n d1000 40I丨80= 159.15 r/min。#由于手册中的X5
12、1型立式铣床的主轴转速为n =160r/min，所以，实际铣削速度为:ni【dv 二1000160 3.14 801000=40.19m/min 。基本时间t:根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角 =90 ）的基本时间计算公式:t 二 _11_12。其中，丨=75mm， l2 = 1 3mm，取 l2 = 2mm， a 40mm。则有: fmzl1 =0.5(d - d2 - a。2) (1 3) =0.5(80 - .802 -402 ) 2 = 7.36mm。fmz = f n = fz z n =0.2 10 160 = 320mm/minl l1 l2f mz75 7.36 2320二 0
13、.264 min15.82s工步2:精铣背吃刀量的确定ap = 0.2mm。3.3，按表面粗糙度为Ra =3.2um的进给量的确定：由切削用量简明手册中表 条件选取，该工序的每转进给量为 f = 0.8mm/r。铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，雳=80/10 , f =0.08mm/z的条件选取，铣削速度v为v = 57.6mm/min。由公式n = 1000可以求得铣刀转速 n dn =229.3r/min。参照机械制造技术基础课程设计指导教程中4-15的X51立式铣床的主轴转速，选取转速为n =210r/min。再将此转速代入上面公式。可以求得：= 52.78mm/min
14、。，可以求得该工基本时间的确定：根据机械制造技术基础课程设计指导教程中表 5-43中面铣 刀铣平面（对称铣削、主偏角 kr =90 ）的基本时间公式t =丨h l2mz序的基本时间，其中 l = 75mm， l2 = 1 3mm，取l2 =2mm， ae = 40mm， h = 7.36mm， 得：fmz = f n = 0.8mm/ r 210r/min = 168mm/min丄l丨275 2 7.36168t - -0.502 min : 30.13s。mz工序20:以40mn外圆为基准钻、扩花键底孔 22H12mm1、加工条件：工件材料：HT20Q b =0.16GFa HB = 190 241HBS,铸造。加工要求：钻花键底孔，尺寸保证 20mm机床：Z 525型立式钻床刀具材料：高速钢直柄麻花钻 20mm扩孔钻22mm3、计算切削用量： 工步1:钻20mn花键底孔背吃刀量：ap =20mm进给量的确定：选取该工步的每齿进给量f =0.3mm/r。切削用量的计算：因为该工件的材料为HT200所以选取切削速度为v=22m/min。 由式n二100可以求得：n d1000 22n350.32r/ mi nI丨 20参照机械制造技术基础课程设计指导教程中表 4-9所列的Z525型立式钻床的主轴转速。先取n =392r/min ,再将n
