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1、广西科技大学（筹）机械工程学院机械制造技术基础课程设计说明书 设计题目：设计拨叉831005零件的机械加工 工艺规程（年产量为4500件） 班 级： 机自092 学 生： 卢开确 指导老师： 刘旭红 教研室主任： 李宝灵 目 录课程设计任务书 2一、零件的分析 3（一）、零件的作用 3（二）、零件的工艺分析 3二、机械加工工艺规程设计3（一）、毛坯的制造形成 3（二）、基准的选择 31粗基准的选择32精基准的选择3（三）、制定工艺路线 31工艺路线方案一32工艺路线方案二4 3工艺方案的比较与分析4三、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定4四、切削用量、基本工时的计算5五、夹具设计10六、结束
2、语10七、参考文献11一、零件的分析（一）、零件的作用： CA6140拨叉831005，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18+0.012mm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+0.012mm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的六齿矩形花键孔、22+0.280花键底孔两端的215倒角和距中心线为27mm的平面。2. 以工件右端面为基准的
3、80+0.030 mm的槽和180+0.012mm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，然后借助专用夹具加工另一组表面二、机械加工工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形成图纸给定零件材料HT200，质量为1.0kg，由于零件在机床运行过程中承受交变载荷及冲击性载荷不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。由于为中批量生产，经查金属机械加工工艺人员手册，可采用2级精度铸铁件，其右端面（A面）及28mm40mm表面浇注时需要的机械加工余量皆为30.8mm。（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的外圆表面及左端面为粗基准。2.精度基准
4、的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面和花键底孔中心线为精基准。（三）制定工艺路线。 1.工艺路线方案一工序0 铸造毛胚工序5 热处理，退火工序10 以左端面为基准，铣右端面A工序15 以A面为基准，钻、扩钻花键底孔22工序20 以A面为基准，A面倒角215工序25 以A面为基准，左端面倒角215工序30 以花键底孔中心线为基准，铣28mm40mm面工序35 以花键底孔中心线、A面为基准，粗铣8mm槽工序40 以花键底孔中心线、A面为基准，粗铣18mm槽工序45 以花键底孔中心线、A面为基准，精铣8mm槽工序50 以花键底孔中心线、A面为基准，精铣18mm槽工序55 以花键底孔中心
5、线、A面、28mm40mm面为基准，拉花键孔工序60 去毛刺工序65 终检工序70 入库2.工艺路线方案二工序0 铸造毛胚工序5 热处理，退火工序10 以左端面为基准，车右端面A工序15 以A面为基准，钻、扩花键底孔22工序20 以A面为基准，A面倒角215工序25 以A面为基准，左端面倒角215工序30 以A面为基准，拉花键孔工序35 以花键底孔中心线为基准，铣28mm40mm面工序40 以花键底孔中心线、A面为基准，粗铣8mm槽工序45 以花键底孔中心线、A面为基准，粗铣18mm槽工序50 以花键底孔中心线、A面为基准，精铣8mm槽 工序55 以花键底孔中心线、A面为基准，精铣18mm槽工
6、序60 去毛刺工序65 终检工序70 入库3.工艺方案的比较与分析： 上述两方案中，工艺方案一以40左端面为粗基准，用铣床粗铣右端面（A面），再以A面为基准钻花键底孔。方案二中也是如此，只是将铣床改为车床，两个方案都可以达到加工要求，但是从零件的结构来看，用铣床加工时装夹较方便，故从这个方面来讲方案一较好。方案一、二的最大区别在于：方案一是把拉花键孔放在最后完成，而方案二是在钻完花键底孔和倒角后即拉花键，显然把拉花键放在最后能较好的保证花键孔的位置尺寸精度，故方案一较好。综上所述，选择方案一为最终方案。三、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为1
7、.0 kg ，b =160MPa，硬度为200HBS ， 生产类型为中批量生产，现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 查金属机械加工工艺人员手册 ，选择二级精度，A面的机械加工余量为30.8mm，足够把铸铁的硬质表面层切除并达到图纸要求。2.矩形花键底孔。 参照文献【3】表2.3-8，确定孔加工余量的分配如下：钻孔20mm扩孔21mm 钻孔选用20的锥柄麻花钻，2号莫氏圆锥，能保证的精度为IT11IT13，选择IT13，则公差值为200+0.33 。扩孔选用21的锥柄扩孔钻，2号莫氏锥度，能保证的公差为IT10-IT11，选择IT11，则公差值为210+
8、0.13 。故扩孔余量为钻孔余量Z钻=20mm ，Z扩=1mm 。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：钻孔200+0.33 mm， 扩孔210+0.13mm。3.拉花键 . 参照文献【3】表3.1-26，选择矩形齿花键拉刀，齿数为6，花键外径为25mm，内径为22mm，键宽为6mm。花键孔要求以外径定心：拉削时参照文献【3】表2.3-30，加工余量取 2=1mm。4. 28mm40mm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2.8mm5. 铣削宽为80+0.03mm槽。 精度要求较高，选用高速钢错齿三面刃铣刀，宽8+0.03
9、0mm，长L=40mm，深度为8mm。精铣宽度加工余量取2Z=2mm, 深度加工余量取2mm；粗铣宽度加工余量为6mm，深度加工余量为6mm，经济精度选IT11，则粗铣工序尺寸为60+0.156. 铣削宽为180+0.12mm槽。 宽180+0.012mm，长L=40mm，加工余量23mm。精铣宽度加工余量取2Z=2mm, 深度加工余量取2mm；粗铣宽度加工余量为16mm，深度加工余量为21mm，经济精度选IT11，则粗铣工序尺寸为160+0.15四、切削用量及基本工时的确定。工序35： 粗铣80+0.03mm槽。 加工工件尺寸：槽宽度80+0.03mm , 长度L=40mm，深度为8mm，为
10、精铣留有槽宽双边余量2mm,槽深余量2mm,故本工序加工余量为宽6mm,深6mm。1) 选择刀具：选用高速钢错齿三面刃铣刀，机床：XA6132万能卧式铣床。由于加工尺寸公差0.03 。所以铣刀精度为精密级K8铣刀参数：L=6mm d=63mm D=22mm r=15 =12an=6 Z=142) 选择切削量由于槽的深度为6mm, 故一次走完，a=6mm， a=6mm参照文献【2】表3.3 确定f=0.150.3mm/z 现取f=0.2mm/z 则 f =0.214=2.8mm/r3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：参照文献【2】表3.7,得最大磨损量为0.8 ；由表3.8确定刀具寿命：T=100
11、min4) 决定切削速度V和每齿进给量f 参照文献【2】表3.27的公式V=( Cdqv) /(TafaZ)K 试中 Vc切削速度 Cv工件材料、刀具材料和其他切削条件有关的系数 d刀具外径 T车刀寿命 ap切削深度 ae切削宽度 fz每齿进给量 Z刀具齿数 qv刀具外径修正指数 m寿命修正指数 xv切削深度修正指数 yv进给量修正指数 Uv切削宽度修正指数 pv 齿数修正指数 Kv切削速度修正系数 C=25，q=0.2，Xv=0.1，Y=0.4，U=0.5，p=0.1，m=0.15K=1.0 ，T=100min，a=6mm，a=6mm, f=0.2mm/z , d=63, z=14则V=(
12、Cdqv) /(TafaZ)K=14.32m/minn=1000V/d=100014.32/(3.1463)=72.38r/min根据XA6132型铣床说明书选n=75r/min实际切削速度 V=dn/1000=14.8m/min V=nf=752.8=210mm/min 根据XA6132型铣床说明书选 V=190mm/min实际进给量 f=190/（1475）=0.18mm/z f=0.1814=2.525) 校验机床功率 参照文献【2】表3.28的公式 Pc=(Fcv)/1000 Fc=(CFaxFfzyFauFZ)/(dqFnwF)KFcCF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF =
13、0.83 wF =0 qF=0.83 KFc=0.63n=75r/min Vf=190mm/min fz=0.18mm/z d=63 z=14 a=6 a=6得 Fc=73.97N 其中v=0.247m/s Pc=0.018kwXA6132铣床的功率为7.5kw, Pc=0.018kw7.5kw故所选切削用量可以采用。6) 基本工时 参照文献【3】查表6.2-7Tj=(L+L1+L2)/ V 其中 L=40mm， L1=a(d-a)1/2+(13)=20, L2=4Tj=(L+L1+L2)/ V=(40+20+4)/190=0.34min=20.4s辅助时间 Tf=0.15Tj=3.06s工序
14、40： 粗铣宽为180+0.012mm槽加工要求：加工工件尺寸，宽180+0.012mm，长L=40mm，加工余量23mm，本工序粗铣加工余量宽为16mm，槽深余量为21mm 1） 选择刀具铣刀：硬质合金镶齿三面刃铣刀。机床：SA6132万能卧式铣床。铣刀参数：L=16 d=125mm D=32mm r=15 =16 an=6Z=142）选择铣削用量由于槽的宽度为16mm, 故一次走完，a=21mm a=16mm参照文献【2】表3.3 f=0.20.29mm/z 现取f=0.2 确定 f=0.214=2.8mm/r 3） 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 参照文献【2】表3.7,得最大磨损量为1.5
15、 ，由表3.8 确定刀具寿命：T=150min4） 确定切削速度V， 参照文献【2】表3.27的公式V=( Cdqv) /(TafaZ)K C=35, q=0.2, Xv=0.1, Yv=0.4, Uv=0.5, pv=0.1, m=0.15,K=1.0, f=0.2, a=21mm a=16mm T=150mind=125mm Z=14V=( Cdqv) /(TafaZ)K=10.48m/minn=1000V/d=100010.48/(3.14125)=26.71r/min根据XA6132型铣床说明书选n=30r/min实际切削速度V=nd/1000=11.78m/min V=nf=302.
16、8=84mm/min 根据XA6132型铣床说明书选V=95mm/min实际切削进给量 f=95/（3014）=0.23mm/z f=0.2314=3.22mm/r5） 校验机床功率 参照文献【2】表3.28的公式 Pc=(Fcv)/1000 Fc=(CFaxFfzyFauFZ)/(dqFnwF)KFcCF=30 xF=1.0 yF=0.65 uF =0.83 wF =0 qF=0.83 KFc=0.63n=30r/min Vf=95mm/min fz=0.23mm/z d=125 z=14 a=16 a=16得 Fc=295.68N 其中v=0.39m/s Pc=0.06kwXA6132铣床
17、的功率为7.5kw, Pc=0.06kw7.5kw故所选切削用量可以采用。6）基本工时 参照文献【3】查表6.2-7Tj=(L+L1+L2)/ V其中 L=40mm， L1=a(d-a)1/2+(13)=48, L2=4Tj=(L+L1+L2)/ V=(40+48+4)/95=0.97min=58.2s辅助时间 Tf=0.15Tj=8.73s工序45： 精铣80+0.03mm槽。 加工工件尺寸：槽宽度80+0.03mm , 长度L=40mm，深度为8mm，精铣槽宽双边余量2mm,槽深余量2mm1）选择刀具：选用高速钢错齿三面刃铣刀，机床：XA6132万能卧式铣床。铣刀参数：L=8mm d=63
18、mm D=22mm r=15 =12 an=6 Z=14 2）选择切削量由于槽的宽度为8mm,深度为8mm, 故一次走完，a=2mm， a=8mm，精加工要求保证两侧面表面粗糙度Ra1.6参照文献【2】表3.3 确定f=0.230.5mm/z 现取f=0.42mm/z 则 f z=0.42/14=0.03mm/r3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：参照文献【2】表3.7,得最大磨损量为0.3 ；由表3.8确定刀具寿命：T=100min4) 决定切削速度V和每齿进给量f 参照文献【2】表3.27的公式V=( Cdqv) /(TafaZ)K C=25，q=0.2，Xv=0.1，Y=0.4，U=0.5
19、，p=0.1，m=0.15K=1.0 ，T=100min，a=2mm，a=8mm, f=0.03mm/z , d=63, z=14则V=( Cdqv) /(TafaZ)K=25.52m/minn=1000V/d=100025.52/(3.1463)=129.03r/min根据XA6132型铣床说明书选n=118r/min实际切削速度 V=dn/1000=23.34m/min V=nf=180.42=49.56mm/min 根据XA6132型铣床说明书选V=47.5mm/min实际进给量 f=47.5/（14118）=0.029mm/z f=0.02914=0.406mm/r5) 基本工时 参照
20、文献【3】查表6.2-7Tj=(L+L1+L2)/ V 其中 L=40mm， L1=a(d-a)1/2+(13)=13, L2=4Tj=(L+L1+L2)/ V=(40+13+4)/47.5=1.2min=72s辅助时间 Tf=0.15Tj=10.8s工序50：精铣宽为180+0.012mm槽加工要求：加工工件尺寸，槽宽180+0.012mm，长L=40mm，槽深23mm，精铣宽度双边加工余量2mm，深度余量2mm 1） 选择刀具 铣刀：硬质合金镶齿三面刃铣刀。机床：SA6132万能卧式铣床。 铣刀参数：L=18 d=125mm D=32mm r=15 =16 an=6Z=142）选择铣削用量
21、由于槽的宽度为18mm, 故一次走完，a=2mm a=18mm精铣要求两侧面表面粗糙度Ra3.2参照文献【2】表3.3 f=0.51.0mm/r现取f=0.84mm 确定 f=f/z=0.84/14=0.06mm/z5） 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 参照文献【2】表3.7,得最大磨损量为0.5 ，由表3.8 确定刀具寿命：T=150min6） 确定切削速度V， 参照文献【2】表3.27的公式V=( Cdqv) /(TafaZ)K C=35, q=0.2, Xv=0.1, Yv=0.4, Uv=0.5, pv=0.1, m=0.15,K=1.0, f=0.2, a=2mm a=18mm T=15
22、0mind=125mm Z=14V=( Cdqv) /(TafaZ)K=54.34m/minn=1000V/d=100054.34/(3.14125)=138.45r/min根据XA6132型铣床说明书选n=150r/min实际切削速度V=nd/1000=58.88m/min V=nf=1500.84=126mm/min 根据XA6132型铣床说明书选V=118mm/min实际切削进给量 f=118/（15014）=0.056mm/z f=0.05614=0.784mm/r7） 基本工时 参照文献【3】查表6.2-7Tj=(L+L1+L2)/ V 其中 L=40mm， L1=a(d-a)1/2
23、+(13)=18, L2=4Tj=(L+L1+L2)/ V=(40+48+4)/95=0.53min=31.8s辅助时间： Tf=0.15Tj=4.77s五、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第35道工序铣削宽为80+0.03mm槽的专用铣床夹具，本夹具将用于XA6132型铣床。在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率，为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧，因为这是提高劳动生产率的重要途径。本道工序的铣床夹具就选择了气动夹紧的方式。在螺母夹紧时采用开口垫圈，便于装卸；夹具上装有对刀快，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀
24、；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具的机床工作台上有一正确的安装位置，以利于铣削加工。结果，本夹具总的感觉还比较紧凑。六、 结束语经过两周的课程设计，回顾整个过程，我们组的同学在老师的指导下，顺利完成了设计任务。课程设计作为机械制造工艺学课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。短短两周时间的设计让我们学到了很多东西。这次课程设计可以说是这个学期的机械制造基础课程学习所掌握的所学机械工程学科的基础知识的融会贯通。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等，同时也使我们学会了查相关手册、选择使
25、用工艺装备等等。 总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，让我们对理论联系实际有了更深的体会，为以后的实际工作打下了较好的基础。同时，在这次设计中，得到了指导老师和同学们的大力支持和帮助，在此表示忠心的感谢！由于我们能力有限，设计中难免有错误和不妥之处，恳请各位老师、同学们批评指正！七、参考文献 【1】机械制造工艺学课程设计指导书（第2版） 主编 ， 赵家齐机械工业出版社【2】切削用量简明手册（第3版） 主编 ， 艾兴、肖诗纲.机械工业出版社【3】机械制造工艺设计简明手册 主编 ， 李益民 机械工业出版社组员工序设计分配陆 管：工序10，铣右端面（A面）；工序30，铣28mm40mm面。张海平：工序15，钻、扩花键底孔；工序20，A面倒角；工序25，左端面倒角。卢开确：工序35，粗铣8mm槽；工序40粗铣18mm槽；工序45，精铣8mm槽；工序50，精铣18mm槽。于 浩：工序30，铣28mm40mm槽；工序55，拉花键25。
