1、 论理正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明、表达确切，把实践结果上升到理论认识或应用理论的高度，最终解决实际问题，并提出自己的见解和观点；三、计划进度：（按周制订计划，六周完成任务）主要参考文献：1孙巳德主编，机床夹具图册，机械工业出版社，2002年版2 赵家齐主编，机械制造工艺学课程设计指导书，哈尔滨工业大学，2000年版3 艾兴，肖诗纲主编，切削用量简明手册，机械工业出版社，2005年版4 李益民主编，机械制造工艺设计简明手册，哈尔滨工业大学，2000版5 王先逵主编，机械制造工艺学，清华大学，2002版 等等。 指导教师签名： 【摘要】针对现有常规CA6140普遍车床拔插零件的加工工艺，从
2、而提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的拔插零件的机械加工的设计过程，较详尽地介绍了CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计。我国作为机床大国，机械机床的占有率在国内占有十分重要的地位上，单从数字上来看我过和欧美等发达国家还有相当大的距离。对普通机床的机械加工不失为一种较好的良策。在金属加工行业中车床在所有加工设备中占有最大比重，例如最常见的轴类零件，就是由车床加工而成本论文针对目前国内企业现状，以CA6140普通车床为例提出简易型经济改造思路和设计方法。 关键词：CA6140， 伺服电机 ，传动系统， 控制系统 ，电气控制线路序 言 1工艺规程与夹具
3、设计过程 21、设计题目,计算生产纲领及生产型 22、零件的分析 2 2.1零件的作用 2 2.2零件的工艺分析 23、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯的形状34、工艺规程设计 3 4.1定位基准的选择 3 4.2零件表面加工方法的选择 4 4.3制订工艺路线 5 4.4确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 65、确定切削用量及基本工时10 5.1 工序端面A铣削用量及基本时间的确定10 5.2工序钻扩孔22mm13 5.3 工序端面D铣削用量及基本时间的确定15 5.4 工序槽8mm的铣削用量及基本时间的确定17 5.5 工序槽18mm的铣削用量及基本时间的确定 19 5.6 工序锪2X15
4、的倒角切削用量及基本时间的确定21 5.7 工序拉花键孔切削用量及基本时间的确定226、夹具的设计 217、参考资料 23序 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。我希望能够通过这次毕业设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己的分析能力，解决问题的能力，在此次课程设计之中，我查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点
5、，在此表示感谢！通过工艺规程及工艺装备设计，我们掌握了：1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力；2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选择应用能力；3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、夹具总装图，标注必要的技术条件等。1、 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、
6、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。2. 零件分析2.1 零件的作用 拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送
7、至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。2.2 零件的工艺分析 该拔叉共有三组加工表面，且三者之间和其各内部之间存在有一定的位置关系，现分述如下: （1）A面及22花键底孔 这一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直的 花键底孔。 （2）8mm槽及其外端平面和18mm大槽 槽的D端面， 槽和180+0.012的槽。其中从槽 指向槽180+0.012且平行槽，花键，肋板对称线的方向是垂直于花键孔轴线的。且 D端面所在平面垂直于A端面所在的平面。 （3）花键孔及两处倒角
8、 6 mm 的六个方齿花键孔，及25mm花键底孔两端的275倒角。 根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工A面及22花键底孔，而后其它表面的加工以这两个表面为精基准进行。3. 确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状3.1 确定毛坯的制造形成 零件材料为HT200灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产纲量要求。 零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可铸出。 4. 工艺规程设计 4.1 定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准
9、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。、粗基准的选择： 该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位），为保证A面与花键孔轴线垂直，以便于保证以该两面为定位精基准时其它表面的尺寸精度加工要求，可以把A面与花键底孔放在一个工序中加工，因而该工序总共要消除X，Y，Z，X，Y五个自由度（建立空间坐标系为：以花键孔轴线方向为Z轴，垂直花键孔轴线，平行槽、花键、肋板对称线并且从槽180+0.012指向80+0.03的方向为X轴，同时垂直于X轴、Z轴的方向为Y轴，取坐标原点为花键孔
10、轴线与A面的交点为原点），用三爪卡盘卡 夹持外圆柱面。消除X，Y，X，Y 四个自由度，再用一个浮动支承顶住B面，消除Z 自由度，达到定位要求。 、精基准的选择:主要考虑基准重合问题。4.2 零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有端面、内孔、花键、槽等，材料为HT200灰铸铁，参考机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法选择如下： 、A端面： 根据GB1800-79规定毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5um，要达到零件的技术要求，公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2um，需要经过粗铣 、 花键底孔： 公差等级为IT12
11、，表面粗糙度为Ra6.3um，毛坯为实心，未冲出孔，故采用粗铣 、 槽的D端面： 零件技术要求表面粗糙度达到Ra3.2，而毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5，故需要采用粗铣半精铣。 、 槽： 零件技术要求槽的两侧端面表面粗糙度为Ra1.6um，槽的底端面为Ra6。3um，需要采用粗铣精铣，就可以达到公差等级为IT8表面粗糙度Ra1。6um。 、 mm槽： 零件技术要求槽的各端面要达到的表面粗糙度为Ra3.2um，需要采用粗铣半精铣 、花键孔（6 mm ）： 要求花键孔为外径定心，两侧面表面粗糙度为Ra3.2um底面表面粗糙度为Ra1.6um，故采用拉削加工 、两处倒角： 25
12、mm花键底孔两端处的2倒角，表面粗糙度为Ra6.3um，为了使工序集中，所以花键底孔的两端面的2倒角在Z525立式钻床上采用锪钻的方法即可。4.3 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 、工艺路线方案一： 工序：粗铣40mm右端面A面 工序：钻孔并扩钻花键底孔22mm 工序：铣28mm40mm端面D 工序：铣宽为 mm槽 工序：铣宽为 mm的槽 工序
13、：锪两端面15倒角 工序：拉花键孔250+0.023mm 工序：去毛刺 工序：终检 、工艺路线方案二：粗车40mm右端面A面40mm的端面D铣 mm槽车40mm左端面B倒角2车40mm右端面A倒角2，半精车40mm右端面A 工序X： 、工艺方案的比较与分析： 上述两工艺方案的特点在于：方案一工序、是以40mm左端面B为粗基准，用铣床粗铣A端面，然后再以A端面为基准钻花键底孔。方案二在该两工序中的定位加工方法也是相同的，只是在加工A端面时将铣床改用车床来加工，两个方案的定位方法都可以达到加工要求，但是从零件结构可知用车床来加工在装夹时较困难，而用铣床来加工在装夹时较方便。 另外，工艺路线一中是在
14、完成前面5道工序后，才以花键底孔及40mm右端面A上一点，及28mm40mm端面D上两点为定位基准加工花键孔，能较好的保证花键孔的位置尺寸精度，而在工艺路线方案二中，在工序、完成后就开始以花键底孔、A端面一点及28mm40mm 端面D两点为定位基准拉花键孔，这样就是重复采用粗基准定位，就不保证花键孔与宽为 mm、 mm槽的槽的位置精度，最终达不到零件技术要求，甚至会造成偏差过大而报废，这是重复利用粗基准而造成的后果。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的加工路线。 4.4 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图 、确定毛坯余量（机械加工总余量），毛
15、坯尺寸及其公差、设计、绘制毛坯图： 铸铁模铸造的机械加工余量按GB/T11351-89确定。确定时根据零件重量来初步估算零件毛坯铸件的重量，加工表面的加工精度，形状复杂系数，由工艺手册表2.2-3，表2.2-4，表2.2-5查得，除孔以外各内外表面的加工总余量（毛坯余量），孔的加工总余量由表2.3-9查得，表2.3-9中的余量值为双边余量。 本零件“CA6140车床拨叉” 材料为HT200，毛坯重量估算约为1.3kg，生产类型为中批量生产，采用金属型铸造毛坯。 、A端面毛坯余量： 加工表面形状简单，由铸件重量为1.3kg ，加工精度R3.2 ，保证长度尺寸为80mm ，查工艺手册表2.2-4得
16、加工单边余量为5.5mm ，另查表1.4-24得长度尺寸公差范围为0.27，即长度方向毛坯尺寸为85.50.27mm。 、宽为80+0.03槽的端面毛坯余量：由毛坯重1.3kg ，加工精度为3.2，加工表面形状简单，从孔的中心线到端面的长度尺寸为27mm，查工艺手册表2.2-4得单边余量为Z=5.5，另查表1.4-24得长度方向尺寸公差为0.195，即长度方向毛坯尺寸为32.50.195mm。 、孔22mm、槽80+0.03mm和槽 mm均为实心，未铸造出来。 、确定工序余量，工序尺寸及其公差： 确定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步）往前推算，最后工序（或工步）的工
17、序（或工步）尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。 前面已经根据有关资料查出零件各加工表面的加工总余量（即毛坯余量），将加工总余量分配给各工序（或工步）加工余量，然后由后往前计算工序（或工步）尺寸。 本零件各加工表面的加工方法（即加工工艺路线）已经在前面根据有关资料确定，本零件的各加工表面的各工序（或工步）的加工余量除粗加工工序（或工步）加工余量之外，其余工序（或工步）加工余量可以根据现代制造工艺设计方法以后简称为现代工艺中精、半精加工余量建议值来确定，粗加工工序（或工步）加工余量不是由表中查出确定，而是通过计算的方法得到的： 本零件各加工表面的工序（或工步）的经济精度，表面粗糙度的确定，除最
18、后工序（或工步）是按零件图样要求确定外，其余工序（或工步）主要是根据工艺手册表1.4-7、表1.4-8及参考表1.4-17定公差等级（即IT）和表面粗糙度。公差等级确定后，查工艺手册表1.4-24得出公差值，然后按“入体”原则标注上下偏差。本零件的各加工表面的工艺路线，工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差，表面粗糙度如后表。4.5 确定切削用量及基本工时（机动时间）在工艺文件中还要确定每一工步的切削用量。 （1）切削用量指：背吃刀量asp（即切削深度ap）、进给量f及切削速度Vc 。 （2）确定方法是：确定切削深度确定进给量确定切削速度 （3）具体要求是： 由工序或工步余量确定切削深
19、度：精、半精加工全部余量在一次走刀中去除；在中等功率机床上一次走刀ap可达810mm。 按本工序或工步加工表面粗糙度确定进给量：对粗加工工序或工步按加工表面粗糙度初选进给量后还要校验机床进给机构强度 可用查表法或计算法得出切削速度Vc查，用公式 换算出查表或计算法所得的转速nc查，根据Vc查在选择机床实有的主轴转速表中选取接近的主轴转速n机作为实际的转速，再用 换算出实际的切削速度Vc机填入工艺文件中。对粗加工，选取实际切削速度Vc机、实际进给量f机和背吃刀量asp之后，还要校验机床功率是否足够等，才能作为最后的切削用量填入工艺文件中。 5 .工序端面A铣削用量及基本时间的确定 （1）、加工条
20、件 工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS 加工要求：粗铣A端面。 机床选择：为X51立式铣床，采用端铣刀粗铣。 机床功率：4.5kw 工件装夹：工件装夹在铣床专用夹具上。（2）、确定切削用量及基本工时1. 粗铣 1）、选择刀具： 根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10。 2）、确定铣削深度a p： 单边加工余量Z=5.50.27，余量不大，一次走刀内切完，则：a p=4.5mm 3）、确定每齿进给量fz: 根据切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时，选择每齿进给量f
21、z=0.140.24mm/z，由于是粗铣，取较大的值。现取： fz=0.18mm/z 4）、选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度： 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.5mm，现取1.2mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。 5）、确定切削速度Vc： 根据切削手册表3.16可以查Vc： 由 ap=4.5mm fz=0.18mm/z，查得 Vc=77mm/z n=245mm/z V=385mm/z 根据X51型立铣床说明书（表4.2-35） nc=255 r/min Vc=400 mm/min （横向） 实际切削速度和齿进给量：
22、 6）、计算基本工时： l=47mm l2=22. 半精铣 根据工艺手册表3.1-27，选择用一把YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10 2）、确定铣削深度ap： 由于单边加工余量Z=1，故一次走刀内切完，则：a p= 1 mm 由切削手册表3.5，用硬质合金铣刀在功率为4.5kw的X51铣床加工时,选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z,半精铣取较小的值现取：fz=0.14mm/z 由 ap4mm z=0.14mm/z，查得： Vc=110mm/z n=352mm/z V=394mm/z nc=380 r/min Vc=400 mm/min （横向） 实际切削
23、速度和每齿进给量： l=40 mm l2=2 所以本工序的基本时间为： T=t1+t2=0.14+0.12=0.26min 5.1 工序钻扩孔22mm 工件材料：HT200正火，b=220MPa，190220HBS钻扩孔22mm 机床选择：选用立式钻床Z525（ （2）、确定切削用量及基本工时 （2.1） 钻孔22mm 选择20mm高速钢锥柄标准麻花钻（见工艺手册P84） d=20 L=238mm L1=140mm f机=0.48mm/r （见切削手册表2.7和工艺手册表4.2-16） Vc查=13m/min （见切削手册表2.15） 按机床选取n机=195r/min（按工艺手册表4.2-15
24、） 所以实际切削速度： 基本工时： l=80mm ） l2=（14）mm（取4mm） 按工艺手册表6.2-5公式计算 （2.2） 扩花键底孔220+0.28mm 选择22高速钢锥柄扩孔钻（见工艺手册表3.18） 根据切削手册表2.10规定，查得扩孔钻扩22孔时的进给量f=0.70.8，并根据机床选取工艺手册表4.2-16， f机=0.81mm/r 扩孔钻扩孔时的切削速度，根据有关资料确定为： 其中Vc钻为用钻头同样尺寸实心孔时的切削速度，现由切削手册表2.13查得Vc钻=14m/min，故有： 按机床选取n机=97r/min（按工艺手册表4.2-15） l=80mm l2=（24）mm （取3
25、mm） 本工序点加工基本工时为： T=t1+t2=1.10+1.09=2.19min 5.2 工序端面D铣削用量及基本时间的确定灰铸铁HT200，硬度190220 HBS 工件尺寸：宽28mm，长40mm平面粗铣半精铣D端面 加工余量：h粗=4.5mm h半精=1mm选择X51立式铣床，用端铣刀粗铣。 机床功率： （2.1） 粗铣 由于单边加工余量Z=4.5，余量不大，故一次走刀内切完，则： a p= 4.5 mm 由切削手册表3.5，在X51铣床功率为4.5kw，用硬质合金铣刀加工时，选择每齿进给量fz=0.140.24mm/z，现取： 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.01.2mm，现取1.0mm，根据切削手册表3.8铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。 由 a p= 4.5 mm fz=0.18mm/z，查得 根据X
