1、1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 2目录前 言 .3一 设计的目的： .5二 零件的分析 .5（一） 、零件的作用： .5（二） 、零件的工艺分析： .6二、工艺规程设计 .6(一) 确定毛坯的制造形成。 .6（二）基准的选择。 .6（三）制定工艺路线。 .7(二) 机械加工余量。 .8(四)确定切削用量及基本工时。 .9夹具设计 .20（一）问题的提出 .20（二）夹具设计 .20参考文献 .22小 结 .23械加工工序卡片 .243一 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
2、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
3、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（见附图 1）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。41. 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
4、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30.8mm。毛坯零件图如下图：（二）基准的选择。1.
5、 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。（三）制定工艺路线。方案一5工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。2. 粗、精铣削 B 面。3. 铣削 8+0.030mm 的槽。4. 铣削 18+0.0120mm 的槽。5. 拉花键。方案二工序：1. 粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 以 40mm 圆柱面为粗基准。选用 C3163-1 转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。2. 拉花键。以 A 面为基准，3. 铣削槽 B 面。以花键的中心线及 A 面
6、为基准。选用 X62W 卧式铣床加专用夹具4. 铣削 8+0.030mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用X62W 卧式铣床加专用夹具。5. 铣削 18+0.0120mm 的槽。以花键的中心线及 A 面为基准。选用X62W 卧式铣床加专用夹具。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 3.4.5 道工序很容易对工件进6行定位与加紧即以花键中心线和 A 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
7、工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片”(二) 机械加工余量。CA6140 的拨叉材料为 HT200。毛坯重量为 1.0 kg b =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 30.8mm 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3-59 确定孔加工余量的分配。钻孔 20mm扩孔 21mm拉花键 花键孔要求以外径定
8、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。7精加工余量为 0.2mm粗铣加工余量为 2.8mm(四)确定切削用量及基本工时。工序 ：车削 A 面。1加工条件。工件材料：灰口铸铁 HT200。 b=145 MPa。铸造。加工要求：粗、半精车 A 面并保证 28mm 的工序尺寸，R a=3.2m机床 C3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15 2、计算切削用量。（1）已知长度方向的加工余量为 30.8mm 。实际端
9、面的最大加工余量为 3.8mm 。故分二次加工（粗车和半精车） 。长度加工公差 IT 级 取-0.46 mm （入 体方向） （2）进给量、根据切削简明手册 （第 3 版）表 1.4 当刀杆尺寸为16mm25mm, mm 时，以及工件直径为 60mm 时（由于凸台 B面的存在所以直径取 60mm）=0.6-0.8mm/.按 C 车床说明书 取 =0.6 mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以 k=0.750.85 所以：实际进给量f=0.60.8=0.48 mm/按 C 车床说明书 0.538（3）计算切削速度。按切削简明手册表 1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选 T=60min）刀具
10、材料 YG6 V=Cv/(Tmap xvf yv) kv其中：Cv=158 xv=0.15 yv=0.4 M=0.2 修正系数 Ko见切削手册表 1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81Vc =158/( 60 0.220.150.53 0.4) 1.150.80.80.810.97=46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/ dw=229.8（r/min）按 C 车床说明书 200 rmin所以实际切削速度 V=40.8m/min （5）切削工时，按工艺手册表 6.2-1 由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮，为了
11、切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw x f=0.33（min） L=(65-0)/2=32.5 L1=3、L2=0、L3=02、精车1) 已知粗加工余量为 0.5mm。2) 进给量 f. 根据切削用量简明手册表 1.6 ， f=0.150.25mm/r 按 C 车床说明书 0.16 mm/r9计算切削速度 按切削用量简明手册表 1.27，切削速度的计算公式为（寿命选 T=60min）V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( 600.220.150.16 0.4) 1.150.80.80.810.97 =83.85(m/min)3) 确定机床主
12、轴转速. nw=1000vc/ dw =410.8（r/min）按 C3163 车床说明书 取 nw=400（r/min）实际切削速度 V=57.1m/min4) 切削工时，查工艺手册表 6.2-1 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=22.5/400x0.16=0.35（min） 由于下一道工序是钻孔，所以留下 20mm 的台阶，所以 L=(65-20)/2=22.5 mm L1=3.L2=0. L3=03、钻孔、扩孔、倒角。（1） 、钻孔钻头选择：见切削用量简明手册表 2.2钻头几何形状为（表 2.1 及表 2.2）：双锥修磨具刃，钻头参数：20 =30，2=118，2=70，b=3
13、.5mm ,ao=12,=55,b=2mm，=4mm。根据切削用量简明手册表 2-9 确定 f=0.48、按机床进给强度决定进给量：根据表 2.9 ,当 b210MPa 10020.5mm 可确定 f=0.75。按 C3163-1 车床说明书 取 f=0.62mm/n.、 决定钻头磨钝标准及寿命 表 2.21，当 do=20mm、钻头最大磨损量取 0.6 寿命 T=45min.、切削速度 由切削用量简明手册 ，表 2.15 得 =21m/minn=1000V/ D=334.4 由机床技术资料得和 334.4 接近的有280n/m 和 400n/min 取 280n/min取 n=280m/mi
14、n. 实际=17 m/min 、 基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 入切量及超切量由表 2.29. 查出 +=10mm 所以 Tm=L/nf=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) （2） 、扩孔刀具直径 do=21mm；刀具几何参数同上。由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n 和 f 都不变，所以 Tm 同上 Tm=0.32 倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。（3） 、倒角 刀具：专用刀具。此工步使用到专用刀具与手动进给。检验机床功率 按切削用量简明手册表 1.2可以查出 当 160245HBS2.8 0.6
