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1、机械制造技术基础课 程 设 计 说 明 书设计题目：设计“CA6140车床拨叉（零件号831005）”零件的机械加工工艺规程及机床夹具（2000件/年）开始日期： 完成日期： 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 学校名称： 重庆理工大学机械制造技术基础课程设计任务书设计题目：设计“ CA6140车床拨叉（零件号831005）”零件的机械加工工艺规程的编制及机床夹具（2000件/年）生产纲领：2000件/年内 容：1、零件图.1张 2、毛坯图.1张 3、机械加工工艺过程卡.1张 4、机械加工工序卡.1套 5、机床夹具装配图.1张 6、机床夹具专用零件图.1张 7、设计说明书.1份班级学号： 学
2、生： 指导教师： 目录序言4一、零件的分析4（一）零件的作用4（二）零件的工艺分析4二、工艺规程设计5（一）确定毛坯的制造形式5（二）基准的选择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8三、夹具设计22（一）任务的提出22（二）夹具的设计22第一节 定位方案的确定22 第二节 切削力及夹紧力计算23第三节 定位误差分析25第四节 夹具操作及维护简要说明25参考文献26序言机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的
3、全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。我希望能通过这次课程设计加深一下对先前学过的专业知识的理解和运用，培养独立的分析和解决工程实践问题的能力和熟悉并运用手册、规程及图表资料编写技术文件的基本技能，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。一、 零件的分析（一）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，获得所需的速度和扭矩的作用。拨叉头以22+0.280孔套在变速叉轴上，并用花键与变速叉轴连接，拨叉教夹在变换齿轮的槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，
4、拨叉脚拨动齿轮在化简轴上滑动以变换档位，从而改变主轴转速。该拨叉在变换档位时要承受弯曲应力及冲击载荷作用，因此该零件应有足够强度，刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为叉轴孔22+0.280，拨叉脚内表面及操纵槽。宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨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18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。（二）零件的工艺分析CA6140拨叉共有两组加工表面: 2.1以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括25+0.0230mm的六齿矩形花键孔22+0.280花
5、键底孔两端的2X150倒角和距中心线为27mm的平面。2.2以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.0120mm的槽经上述分析可知， 对于两组加工表面，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。二、 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形成。零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，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。由于生产纲领为小批生产而且零件的尺寸并不很大，零件简单，故可采取铸模成型。（二）基准的选择（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
6、求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。并且作为粗基准的表面应平整，无毛刺，飞边或其他表面缺陷。该零件属于一般轴类零件，选用拨叉头左端面及40mm外圆面做粗基准。采用40mm的外圆面定位加工内孔可保证壁厚均匀，采用拨叉头左端面A面做粗基准加工右端面可为后续工序准备好精基准。（2）精基准的选择：主要应该考虑基准重合的问题。根据该拨叉零件图的技术要求及装配要求，选择拨叉头的右端面和叉轴孔220+0.28作为精基准。因为零件上很多表面都可以用它们做基准进行加工，叉轴孔220+0.28的轴线使设计基准，选用其作精基准加工操纵槽上表面及下表面，以及叉脚内表面。拨叉头右端面作精基准遵循了基准重合原则，因
7、为该拨叉在轴向的尺寸多以该端面为设计基准。（三）制订工艺路线方案一：铸坯工序一：粗车和半精车A端面，钻和扩花键底孔，两端倒角150工序二：粗铣、精铣槽B面工序三：铣削槽80+0.03工序四：铣削、磨槽180+0.012工序五：拉花键 工序六：钳工工序七：终检方案二：工序一：以40外圆定位，粗车、半精车端面A，钻、扩花键底孔220+0.28，两端倒角150工序二： 拉花键，以A面为定位基准。 工序三：以花键孔中心线及A面为定位基准，粗铣、精铣槽B面工序四：以花键孔中心线及A面为定位基准，铣削槽80+0.03工序五：以花键孔中心线及A面为定位基准，铣削、磨槽180+0.012工序六：钳工工序七：终
8、检方案分析：上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中第二、三、四道工序很难对工件进行定位和夹紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的第三、四、五道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和A面作为三、四、五道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为1.0 kgb =160MPa HBS 生产类型为由大、中批量生产，采用模锻锻模。根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：工序一：
9、加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗车半精车粗车半精车粗车半精车A面2.511918Ra6.3Ra3.2工序二： 加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗车半精车粗车半精车粗车半精车22+0.280孔3121+0.33022+0.280Ra12.5Ra6.3工序三：加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度粗铣半精铣粗铣半精铣粗铣半精铣槽B面312827Ra6.3Ra3.2工序四： 加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度铣削铣削铣削槽80+0.03宽8深8宽10深19宽Ra1.6深Ra6.3工序五：加工表面工序双边余量工序尺寸及公差表面粗糙度铣磨铣磨铣磨槽18+0.01
10、20宽深宽深宽深宽深宽深宽深18230.317.7+0.05205018+0.01206.33.2（五）确定切削用量及基本工时工序一：车削A面、钻扩孔、倒端面A倒角1.加工条件工件材料：灰口铸铁HT200，b=145MPa，铸造。加工要求：粗、半精车A面并保证18mm的工序尺寸，Ra=3.2m。机床： 砖塔式六角卧式车床C31631.2.计算切削用量l 粗车（1）已知长度方向的加工余量为4土2.3mm。实际最大加工余量为6.3mm，故分二次加工（粗车和半精车），长度加工公差IT14级，取为-0.43 mm（入体方向）（2）进给量的确定，根据机械加工工艺是手册，当刀杆尺寸为16mmX25mm，车
11、削深度ap3时，以及工件的尺寸为60mm（由于凸台B面的存在所以取直为60mm），得f=0.50.7mm/，按C车床说明书,取f=0.6 mm/由于存在间歇加工所以进给量乘以K=0.750.85，所以实际进给量:f = 0.6 X 0.8 = 0.48 mm/r按C车床说明书f0.53（3）计算切削速度 切削速度的计算公式为（寿命选T=60min，刀具材料为YG6） V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：根据机械加工工艺师手册表2712加工外形：外圆纵车（kr00）、刀具材料YG6、进给量f 0.40可得：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数Kv：kmv=1
12、.15 kkv2=0.8 kkrv=0.8 ksv=0.97 kBV=0.81Vc =158/( 600.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按C车床说明书200 rmin所以实际切削速度V=40.8m/min （5）切削工时由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=0l 精车（1） 已知粗加工余量为1mm（2） 进给量f 根据机械制造技术基础表5116表面粗糙度R
