1、机械制造工艺学 课程设计YANGTZE UNIVERSITY机械制造技术基础课程设计任务书题目： 设计车床CA6140拨叉831007（年产量6000件/年）零件的机械加工工艺规程及工艺装备内容：（1）毛坯图-1张 （2 零件图-1张 （3）机械加工工艺卡-1套 （4）夹具总装图-1张 （5）课程设计说明书-1份原始资料: 该零件图样一张;生产纲领为6000件/年;每日一班。班 级： 学 生： 序 号： 指导老师： 陈义厚 一、零件的分析（一）、零件的作用拨叉零件主要用在操纵机构中，比如改变车床滑移齿轮的位置，实现变速；或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。零件上方
2、的22mm孔与操纵机构相连，二下方的55mm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）、零件的工艺分析零件最主要的加工表面为1、小孔的上端面、大孔的上下端面；2、22mm的小孔以及与此孔相通的8mm的锥销孔、M8螺纹孔；3、大头半圆孔55mm。其中22mm的小孔与小孔上端面的垂直度公差为0.05，与大孔下端面垂直度公差为0.07。因此可以先粗加工拔叉的底面然后以底面为粗基准，然后借用专用的夹具再精加工其他各表面。二、工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，具有高的抗压强度，良好的铸造性、耐磨性和缺口敏感性。考虑
3、到铸造可以造内腔、外形复杂的毛坯，工艺灵活性大，铸造成本低，故选用铸造毛坯，又已知该零件为年产6000件的大批量生产查的铸造方法为机器砂型铸造。（二）基面的选择基面的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，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一
4、”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。（三）制定工艺路线1、方案一：工序粗铣40mm孔上下的两头的端面。工序钻、铰两端22mm孔。工序粗铣中间孔上端面至22mm，周径至71mm；粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；工序精铣两头孔的上端面至50mm；精铣中间孔上端面至25mm，周径至73mm；精铣中间孔下端面至20mm周径至73mm工序粗镗、半精镗、精镗55mm孔。工序钻8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。工序将两件两件铣断，铣断量为4mm。工序去毛刺，检查。2、方案二：工序 粗铣40m
5、m孔的两头的端面，73mm孔的上下端面。工序 精铣40mm孔的两头的端面，73mm孔的上下端面。工序 粗镗、半精镗、精镗55mm。工序 钻、扩、铰两端22mm孔至图样尺寸工序 钻M8的螺纹孔，钻8的锥销孔钻到一半，攻M8的螺纹。工序 将两件两件铣断，铣断量为4mm。工序 去毛刺，检查。3、方案的比较与分析方案一与方案二的最主要的区别是55mm与两边22mm的加工顺序不同。方案一是先加工22mm的孔然后以它们为基准加工55mm，而方案二是先加工中心孔在加工两边的孔，上平面与两端孔有垂直度要求，如果先加工中心孔，在加工22mm的时候最多只能保证一个面与之的垂直度要求，其他两个面很难保证。所以应该先
6、粗铣上下端面以它们为粗基准加工其他表面，把两个22的孔加工出来，加工中心孔时以22mm孔的中心轴线来定位。然后再22mm的孔中心线为精基准加工其他表面，这样符合基准重合原则。故应选择方案一。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，硬度HB170-240。毛坯重量约为1.0,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸1.外圆表面（40mm及73mm外表面） 考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT8CT10，取CT9。又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，查机械制
7、造工艺简明手册表2.2-1和2.2-3（以下简称简明手册）公差等级为CT9的铸件对40mm的中心轴线的尺寸偏差为1201.25的范围内。2.两小孔mm毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7-IT8之间，参照简明手册表2.3-8确定工序尺寸及余量：钻孔：20mm 2Z=20mm扩孔钻 21.8mm 2Z=1.8mm铰孔： mm 2Z=0.2mm3.中间孔（55mm及73mm）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据简明手册2.2-2和2.2-3得：孔的铸造毛坯为49mm、 73mm的孔是在55mm孔的基础之上铣削加工得到，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。参照简明手册表2.3-10确定55mm工序
8、尺寸及余量：粗镗：53mm 2Z=4mm半精镗：54.5mm 2Z=1.5mm精镗：55mm 2Z=0.5mm参照简明手册表2.3-10确定73mm工序尺寸及余量：粗镗：71mm 2Z=16mm精镗：73mm 2Z=2mm3.螺纹孔（M8）4.锥销孔（8）5.铣断。三、确定切削用量及基本工时工序粗铣40mm孔的两头的端面。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣两头端面至51mm、粗铣大孔端面至30mm。机床：X52K立式铣床参数。刀具：涂层硬质合金盘铣刀45mm，选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=
9、60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。b.计算切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。2）计算切削速度 按简明手册V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据X52K立式铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480475/1000=1.06m/s,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。3)校验机床功率 查简明手册Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=2mm，
10、nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。4）计算基本工时tmL/ Vf=9.4s。工序 钻、铰两端22mm孔之图样尺寸。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：钻孔至21.8mm，精铰至22mm，保证孔壁粗糙度Ra=1.6m。机床：Z512台式钻床。刀具：YG8硬质合金麻花钻21.8mm，钻头采用双头刃磨法，后角12、二重刃长度=2.5mm、横刀长b=1.5mm、宽l=3mm、棱带长度、 、。YG8硬质合金铰刀22mm。b.计算切削用量1）查简明手册。 按钻头强度选择 按机床强度
11、选择，最终决定选择机床已有的进给量。2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.5.mm，寿命3）切削速度查简明手册 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为。故实际的切削速度。4) 计算基本工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。钻和精铰的切削用量如下：钻孔： 。精铰： 。工序-工序 粗铣中间孔上端面至25mm，周径至71mm；粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；精铣两头孔的端面至50mm；精铣中间孔上端面至25mm，周径至73mm；精铣中间孔下端面至周径至73mm。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16G
12、pa，铸造。加工要求：粗铣中间孔上端面至25mm，周径至71mm；粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；精铣两头孔的端面至50mm；保证粗糙度Ra=3.2m；精铣中间孔上端面至25mm，周径至73mm；精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至73mm，保证端面粗糙度Ra=3.2m，保证孔壁粗糙度Ra=6.3m。机床：X63卧式铣床。刀具：涂层硬质合金盘铣刀45mm，选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。b.计算切削用量 1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=4mm，一次走刀即可完成所需长度。2）计
13、算切削速度 按简明手册V c=算得 Vc98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s据X52K立式铣床参数，选择nc=750r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480750/1000=1.78m/s,实际进给量为f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.25mm/z。3)校验机床功率 查简明手册Pcc=2kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。4）计算基本工时粗铣中间孔上端面至25 mm，周径至71mm；
14、tm1=L/ Vf=13s粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；tm2=L/ Vf=13s精铣小孔上端面至50mm，tm3=L/ Vf=8s；精铣中间孔上端面至周径至73mm，tm4= L/ Vf=10s；精铣中间孔下端面至周径至73mm，tm5= L/ Vf=10s。工序 粗镗、半精镗、精镗55mm孔至图样尺寸。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗镗中间孔至53mm、半精镗中间孔至54mm、精镗中间孔至55mm。机床：T616卧式镗床。刀具：YG8硬质合金镗刀。b.计算切削用量单边余量分三次切除，则 第一次。根据简明手册4
15、.2-20查得，取。根据简明手册4.2-21查得，取：。c.计算切削基本工时：同理，当第二次，第三次时，进给量和，机床主轴转速都取64r/min，切削基本工时分别为100s和80s。工序 钻8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：先钻8mm的锥销孔，钻到一半后将与该孔配合的轴安装进去，把两者配做加工，为的使保证孔与轴的同轴度，同时在尺寸上保证距上端面10mm；再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。机床：组合机床。刀具：8mm麻花钻、7.5
16、mm麻花钻、8mm的丝锥。b.计算切削用量1）钻8mm的锥销孔根据切削手册查得，进给量为0.180.33mm/z,现取f=0.3mm/z，v=5m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：2)钻M8的螺纹孔刀具：7.5mm麻花钻。根据切削手册查得，进给量为0.180.33mm/z,现取f=0.3mm/z，v=5m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为： 计算切削基本工时： 3）攻M8x1mm的螺纹刀具：丝锥M6，P=1mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：，则；机动时，计算切削基本工时： 工序 铣断保证图样尺寸a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：铣断后保证两边对称相等。 刀具：YG硬质合金圆盘铣刀，厚度为4mm。 机床：组合机床。b.计算切削用量查切削手册，选择进给量为：,切削速度为：，则：根据简明手册表4.2-39，取，故实际切削速度为：查切削手册表4.2-40，刚好有。计算切削基本工时：工序 去毛刺，检查。
