拨叉说课程设计明书.doc

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1、 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夹具零件图一张 一张4夹具总装图一张 一张5工艺过程卡 一张6工序卡 一份7. 设计说明书 一份 摘 要：工艺规程是工装设计、制造和确定零件加工方法与加工路线的主要依据，它对组织生产、保证产品质量、提高劳动生产率、降低成本、缩短生产周期及改善劳动条件等都有着直接的影响，因此是生产中的关键工作。夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量，生产效率和成本，因此，夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项重要工作。本文对CA1046车床拨叉的结构和工艺进行了分析，确定了机械加工

2、工艺路线，制订出了零件的铸造工艺方案和机械加工工艺规程，并为加工零件上直径25 mm的孔的上下端面设计了一套专用钻床夹具。 关键词：机械工艺；铸造工艺；工艺规程；夹具设计前 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，并且得到了有关老师的指点，我系

3、宋超老师的大力帮助，在此表示感谢！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

4、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作用零件时CA6140车床的拨叉，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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 25孔与操纵杆相连，下方的 74半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，通过上方的拨动下方的变速齿轮。两零件铸造为一体,加工时分开。 三零件工艺分析零件的材料为ZG200-400，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差，脆性较高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面，以及加工表面之间的位置要求1 .小头孔以及与此孔相

5、通的的锥孔。2 .大头半圆孔。3 .拨叉底面，小头孔端面，大头孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为。由上面的分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的机床精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。四： 工艺规程设计（一）确定毛胚的制造形式 零件材料为ZG200-400。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，所以选择木模手工沙型铸造毛胚。查机械制造工艺设计简明手册第41

6、页表2.2-5，选用铸件尺寸公差等级为CT-12.(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。基面选择正确与合理，可以使加工的质量得到保证，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：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，一两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是时零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使生产成本尽量下降。根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度及位置技术要求，

7、 以及加工方法所能达到的经济精度，可以在生产纲领已确定下，可以考虑采用万能性机床配以专用工具卡，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7 、1.4-8、 1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序01粗铣上端面，采用x61卧式铣床加专用夹具。 工序02 粗铣下端面，采用x61卧式铣床加专用夹具工序03 粗铣上端面，采用X61卧式铣床加专用夹具工序04 粗铣下端面，采用X61卧式铣床加专用夹具工序05钻、扩、铰的孔，以的外圆和T1为定位基准，采用Z525立式钻床，加专用夹具工序06 粗镗的孔

8、，采用T616卧式镗床加专用夹具工序07 拉削，深度为3的键巢 采用专用拉床及专用夹具工序08 精铣上、下端面，采用X61卧式铣床加专用夹具工序09 精铣74mm上、下下端面，采用X61卧式铣床加专用夹具工序10 钻、的锥孔，采用Z525立式钻床及专用夹具工序11 去毛刺工序12 热处理工序13 由钳工校正拨叉脚 ，并清洗工序14 送检（四）：本工序加工要求，包括加工余量，工序尺寸确定1：孔工序尺寸加工表面加工内容加工余量等级精度工序尺寸表面粗糙度74IT12铸件2.5粗铣操纵面内侧面2.5IT126.325IT7铸件4.520.51.0钻3IT106.3扩孔1.3IT93.2精铰0.2IT7

9、1.62， 平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量等级精度工序尺寸表面粗糙度铸件4.534.51.001粗铣25下端面2IT126.302粗铣25孔上端面2IT126.303粗铣74孔上端面1.5IT126.304粗铣74孔下端面1.5IT1216.309精铣半25孔上、下端上下各0.25IT71.610精铣74上、下端面0.752IT73.2（五）： 确定切削用量及时间定额一、工序 1 、2 粗铣25上、下端面 以T1为定位基准1、 加工条件 工件材料：碳素铸钢 、 400MP 、铸造 加工要求：粗铣24的上、下端面。机床：采用X61卧式铣床。刀具：刀片材料为 : YT15 号钢2、 计算切削

10、用量(1)：确定切削深度因为余量较小，故选取=2mm，一次走刀完成（2）：确定每齿进给量f，由于本次加工为粗加工，尺寸精度和表面尺寸不予考虑，从而可考虑不对称端铣，以提高进给量工作效率，根据切削手册切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工。机床功率为4.5千瓦（据简明手册表4.2-35，X61卧式铣床时： f=0.040.06mm/z故选择：f=0.05mm/z（3）：确定刀具寿命及磨钝标准 根据制造手册表3.7，铣刀刀具铣刀齿刀面最大磨损量为1.5mm；因为铣刀直径为80mm，故刀具使用寿命为T180min（就简明手册3.8）（4）：计算切削速度，每分钟进给量根据制造手册表3.16，当

11、=80mm，Z=10， 则确定机床主轴转速：=，查表的X61式机床的转速接近值为190/min，所以去n实际切削速度： 计算切削工时： 按工艺手册表6.2-1切削加工时的进给量： mm/z切削时候工件不用铣刀的行程为L=mm则工时为 等于55s时间所以粗铣25上下端面的时间为T1=2*55=110s二、工序3、4 粗铣 74上下端面 同上，这里的机器为同一种类，切削速度。但切削的行程不一样，行程为：L=92+3+2+94=181mm则工时为 =1.91min等于114s时间所以粗铣74上下端面的时间为T2=2*114=228s 三、 工序05 钻、扩、铰25的孔（1）钻孔工序1) 背吃刀量的确

12、定 取2) 进给量，和切削速度的确定 ； 选取该工步的每转进给量f=0.4mm/r 速度v=20m/min 由公式n=1000v/d 可求的该工序钻头的转速n=265.4r/min 参考表的钻床的转速为n=275r/min可以求得该工序的实际钻削速度为v=nd/1000=275*3.14*24/1000 =20.7m/min（2） 扩孔工步1） 背吃刀量的确定 取1.52） 进给量确定 ;取该工步的每转进给量f=0.4mm/r 速度v=60/min 由公式n=1000v/d 可求的该工序钻头的转速n=650r/min 参考表的钻床的转速为n=680r/min可以求得该工序的实际扩孔速度为v=n

13、d/1000=680*3.14*24.98/1000=53m/min（3） 绞孔工步1） 背吃刀量的确定 取0.2mm2） 进给量的确定 选取该工步的每转进给量f=0.50mm/r 速度v=4m/min 由公式n=1000v/d 可求的该工序钻头的转速n=51r/min 参考表的钻床的转速为n=97r/min可以求得该工序的实际的绞孔速度为v=nd/1000=7.6m/min4） 各步的工序时间为：钻孔的时间;求得。式中l=30mm;f=0.4mm/r；n=275r/min。将上述结果带入公式；则该工序的基本时间=（30+11.25+1)/(0.4mm/r*275)=0.384min=23s时

14、间 扩孔的时间；求得； 式中l=30 进给量f=0.4mm/r 转速为n=680r/min将上述结果带入公式，则该工序的基本时间=(30+2+3)/(0.7*680)=0.7min =42s铰孔的时间；;求得。式中l=30mm; ； 进给量f=0.5mm/r 转速为n=97r/min 将上述结果带入公式，则该工序的基本时间=（30+28+0.75）/0.5*97= 1.2min=72.4s时间四、粗铣的操纵槽的内测面1）确定背吃刀量 ； =2.5 2）进给量查表可得； f=0.15mm/z3）铣削速度； v=213m/min4）刀具类型 ；圆柱铣刀 YT155）机床转速；由公式n=1000v/

15、d 得；n=1000*213/3.14*62=1094r/min 因为选用的是立式铣床X51所以查表可知转速为n=1225r/min 6）铣面的时间计算；由公式计算， 式中 所以=232.36+2+8.31/0.15*1094=1.478min=88.7s五、拉销深度为3的键巢六、精铣的上下端面1）确定背吃刀量 0.25 2）进给量查表可得f=0. 4mm/r 3）刀具类型 镶齿铣刀 4）洗削速度的确定 查表可得，按d/z=80/10、计算 铣削的速度为v取为48.4m/min 由公式n=1000v/d可得铣刀的速度为n=1000*48.4/3.14*80=192.7r/min 查表得X51型

16、立式铣床的主轴转速为n=210r/min 再带入v=nd/1000得v=210*3.14*80/1000=52.75m/min 5）计算精铣时间 式中 所以 =40+2+7/0.4*210=0.58min=35s 因为是洗上下两端面，所以t= *2=70s七、精铣74上下端面1）确定背吃刀量 0.75 mm、2）进给量查表可得f=0.45mm/r 3）刀具类型 镶齿铣刀 4）洗削速度的确定 查表可得，按d/z=125/24、计算 铣削的速度为v取为50m/min ； 由公式n=1000v/d可得铣刀的转速 n=1000*50/3.14*125=127.3r/min ；查表得X51型立式铣床的主

17、轴转速为n=125r/min 再带入v=nd/1000得v=125*3.14*125/1000=49.1m/min 5）计算铣的时间； 式中 所以 = 92+2+22/0.5*125=1.825min=111.4s因为是洗上下两端面，所以t= *2=222.8s 八，所有工序的辅助时间计算因为辅助时间与基本时间的基本关系为=（0.150.2） ，在这里我选取=0.151=0.15*110s=16.5s ；2=0.15*228=34.2s3=0.15*（23+42+72.4）=20.61s4=0.15*88.7=13.3s5=0.15*6=0.15*70=10.57=0.15*222.8=23.

18、42s九、其他作业时间除作业时外，每道工序的单件时间还包括布置工作地的时间，休息与生理的时间和准备与终结的时间。由于本例中拨叉的生产类型为中批量生产，分摊到每个工件上的准备与终极时间甚微。布置工作时间是作业时间的百分之2到百分之7 ，休息与生理时间是作业的百分之2到百分之4。在这里我都取百分之3计算它们分别为；工序1的其他时间； 0.06*（110s+16.5）=7.59s工序2的其他时间； 0.06*（228s+34.2）=15.73s工序3的其他时间； 0.06*（137.4+20.61）=9.48s工序4的其他时间； 0.06*（88.7+13.3）=6.12s工序6的其他时间； 0.0

19、6*（70+10.5）=4.83s工序7的其他时间； 0.06*（222.8+23.4）=14.47s十、单件时间的计算工序1的单件时间； =110+16.5+7.59=134s工序2的单件时间； =228+34.2+15.7=277.9s工序3的单件时间； =137.4+20.61+9.48=167.5s工序4的单件时间 =88.7+13.3+6.12=108.12工序6的单件时间； =70+10.5+4.83=85.3s工序7的单件时间； =228+23.4+14.47=265.8s（六）夹具的设计1)零件的加工工艺：本工序为加工，毛胚材料的ZG200-400， 中批量生产，所选用机床为X

20、51型立式铣床，且本工序为粗加工的上下端面，因为本工序为粗加工，所以夹具的要求精度不应过高，夹具设计应尽可能的简单使用，以减少制造成本2）夹具与定位装置的确定：本次加工工序选择了V型槽，及圆柱销的配合。夹具选择了单螺旋加紧装置，与底压块相配合。3)夹具的装配图如图：（七） 课程设计心得体会紧张而有辛苦的三周的课程设计结束了当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之颠，顿感心旷神意，眼前豁然开朗。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程千里之行始于足下，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天

21、认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。说实话，课程设计真的有点累然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中春眠不知晓的感悟。 通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有两次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来但一想起周伟平教授，黄焊伟总检平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现

22、的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定呀养成一种高度负责，认真对待的良好习惯这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。短短三周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用想到这里，我真的心急了，老师却对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了老师的亲切鼓励了我的信心，使我更加自信了。最后，我要感谢我的老师们，是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的殷切期望鼓舞了我. 我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪。（八）参考文献1、王启平.机床夹具设计（第二版）.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2000.52、秦国华、张卫红.机床夹具的现代设计方法.北京：航空工业出版社，2006.113、邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京：机械工业出版社，2004.84、周开勤.机械零件手册（第五版）.北京高等教育出版社，2001.7