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1、机械制造工艺学课程设计说明书设计题目： 设计“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产） 设计者 指导教师 黄继贤 严宁榕 厦门理工学院06机制A班2009年12月18日 厦门理工学院机械制造工艺学课程设计说明书 题目 设计“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备（中批量生产）内容 1.零件图 一张 2毛坯图 一张 3机械制造加工工艺过程综合卡片 一张4夹具设计装配图 一张 5夹具设计零件图 一张6课程设计说明书 一份前 言通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如公差于配合、机械零件设计、金属切削机床、机械制造工艺等)。让我们对所学的专业课得
2、以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！在些次设计中我们主要是设计CA6140拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了黄继贤和严宁榕老师的指点，在此表示衷心的感谢！06机制A班 第1小组2009年12月18日一 设计的目的：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全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也
3、为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。2、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。3、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。二 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。宽
4、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。1. 以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括25+0.230mm的六齿方花键孔、22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。2. 以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm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
5、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。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查金属机械加工工艺人员手册表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为20.8mm。毛坯零件图如下图：（二）基准的选择。1. 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以40的外圆表面的粗基准。2. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面为精基准。(二) 制定工艺路线。 方案一工序：1. 粗、精铣端面A。2. 钻、扩花
6、键底孔。3. 倒两端15倒角。4. 粗、精铣端面B。5. 铣削8+0.030mm的槽。6. 铣削18+0.0120mm的槽。7. 拉花键。8. 去毛刺。9. 终检。 方案二工序：1. 粗、精铣端面A。2. 钻、扩花键底孔3. 粗、精铣端面B。4. 铣削8+0.030mm的槽5. 铣削18+0.0120mm的槽6. 拉花键。7. 倒两端15倒角。8. 去毛刺。9. 终检。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2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的2.3.4.5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
7、面作为3.4.5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。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”(三) 机械加工余量。 CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为1.5 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：1. A面的加工余量 A面有2mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除2. 矩形花键底孔。要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为22 0+0.28，见零件图，参照金属机械加工工艺人员手册 表3-5
8、9确定孔加工余量的分配。钻孔20mm扩孔22mm拉花键 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照金属机械加工工艺人员手册取 2=1mm3. B面的加工余量。此工序分2个工步1、粗铣B面 2、精铣B面。精加工余量为0.2mm粗铣加工余量为2.8mm(五)确定切削用量及基本工时。工序 （方案二）I 粗铣，精铣端面A加工要求：粗铣端面A，端面A，Ra=3.2。用硬质合金钢端铣刀粗铣 加工余量2mm机床 ：A5032立式铣床工作台最大纵向行程680mm 面积;长*宽（1250*320mm）1. 粗铣1) 选择刀具 根据切削用量简明手册表3.1 铣削宽度ae40mm时。直径为do=80mm故齿数10，由
9、于采用硬质合金钢端铣刀粗铣铣刀几何参数（表3.2）rn=5ao=162) 切削用量 留精铣的加工余量为0.7，所以本道工步切削厚度ac1.3，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根据表3.5得每转进给量0.140.24mm/r就能满足要求，铣床的功率为7.5KW 所以每转进给量0.14mm/r3) 选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.01.5mm,铣刀do=80mm，刀具寿命 T=180min（表3.8）4) 决定切削速度Vc、可根据切削用量简明手册表3.9确定Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)
10、 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=60(m/min) n=1000V/d=(1000x60)/(3.14x80)=238.85r/min 根据XA5032型铣床说明书选n=235r/minVc=3.14nd/1000=(235x3.14x80)/1000=59.032m/min Vf=nfZ=235x0.14=32.9mm/min 选Vf=37.5mm/min 实际fz=Vf/(nxz)=0.0159mm/z5) 机床功率：根据切削用量简明手册表3.20 当 Vc=60m/min ae=1.3mm fz=0.0159 Kmpc=1.4kw 查得
11、PCC=1.1KW切削功率的修正系数：故Pct0.8,根据XA5032型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm=7.50.75=5.63kw 故PccPcm 因此所决定的切削用量可以采用。 ae=1.3mm Vf=37.5mm/min Vc=59.032m/min fz=0.0159mmm/z6) 基本工时根据 切削用量简明手册表3.5: L1+=12mmTm=(L+L1+)/Vf=(40+12)/37.5=1.36（min） 2. 精铣1）选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀。 2）切削用量 精铣的加工余量为0.7mm，所以本道工步切削厚度 aP0.7mm，0.6mm/r3）决定切削速度Vc、
12、可根据切削用量简明手册表3.9确定Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=68.53mm/min n=1000V/d=(1000x68.53)/(3.14x80)=272.8r/min根据XA5032型铣床说明书选n=300r/minVf=nfZ=300x0.6=180mm/min 取VF=190mm/min ，则fz=Vf/(nxz)=0.063mm/Z4）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表3.5 L1+=12mmTm=(L+L1+)/Vf=(40+12)/190=0.273（min） 工序 钻孔、扩孔。1、 选择钻头 选择高速钢麻花钻头，直径d=
13、20mm。2、 选择切削用量 决定进给量f 按加工要求决定进给量：根据切削用量手册表2.7，当加工要求为H12-H13精度，铸铁的强度小于200Mpa,d=20mm,f=0.70-0.86mm/r. 按钻头强度决定进给量：根据表2.8，当b=200Mpa,d=20mm,钻头强度允许的进给量f=0.93mm/r. 按机床进给机构强度决定进给量：根据表2.9，当b210mpa,d20.5mm，机床进给机构允许的轴向力为8330N时，进给量为0.41mm/r.从以上三个进给量比较可以看出，f=0.41mm/r,根据Z525钻床说明书，选择f=0.36mm/r.由表2.19可查出钻孔时的轴向力，当f=0.36mm/r,d21mm时，轴向力Ff=6090N.轴向力的修正系数都是1.0，所以Ff=6090N.60908830，所以f=0.36mm/r 可用。 决定钻头磨钝标准及寿命 由表2.12，当d=20mm,钻头后刀面最刀面磨损量取为0.6mm,寿命T=60min. 决定切削速度 由表2.15,b=200Mpa,f=0.36mm/r,切削速度为
