CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺及工艺设备

Cv d o qv Kv Tm a p X v f z yv ae uv Z pv
算得 Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s 据 XA6132 铣床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V 实 际 进 给 量 为 f c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5) 校 验 机 床 功 率 查 《 切 削 手 册 》 Pcc=1.1kw, 而 机 床 所 能 提 供 功 率 为 Pcm>Pcc。故校验合格。 最 终 确 定 ap=1.5mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=119.3m/min ， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序二 精铣 φ 20 孔上下端面。 1. 加工条件
一、零件的分析
（一） 零件的作用 题目所给的零件是 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 φ 20 孔与操纵机构相连， 二下方的 φ 50 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 CA6140 车床共有两处加工表面， 其间有一定位置要求。 分述如下： 1. 以 φ 20 为中心的加工表面
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工序一 粗、精铣 φ 20 孔上端面。 工序二 钻、扩、铰、精铰 φ 20、φ 50 孔。 工序三 粗、精铣 φ 50 孔上端面 工序四 粗、精铣 φ 50、φ 20 孔下端面。 工序五 切断。 工序六 钻 φ 4 孔（装配时钻铰锥孔） 。 工序七 钻一个 φ 4 孔，攻 M6 螺纹。 工序八 铣 47°凸台。 工序九 检查。 上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一 个方案。 2.工艺路线方案二 工序一 粗、精铣 φ 20 孔上端面。 工序二 粗、精铣 φ 20 孔下端面。 工序三 钻、扩、铰、精铰 φ 20 孔。 工序四 钻、扩、铰、精铰 φ 50 孔。 工序五 粗、精铣 φ 50 孔上端面 工序六 粗、精铣 φ 50 孔下端面。 工序七 切断。 工序八 钻 φ 4 孔（装配时钻铰锥孔） 。 工序九 钻一个 φ 4 孔，攻 M6 螺纹。 工序十 铣 47°凸台。 工序十一 检查。 上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。 综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。 3.工艺路线方案三 工序一 以 φ 32 外圆为粗基准，粗铣 φ 20 孔下端面。 工序二 精铣 φ 20 孔上下端面。 工序三 以 φ 20 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 φ 20 孔，保证垂直 度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。 工序四 以 φ 20 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 φ 50 孔，保证空的精度达 到 IT7。 工序五 切断。 工序六 以 φ 20 孔为精基准，粗铣 φ 50 孔上下端面。 工序七 以 φ 20 孔为精基准， 精铣 φ 50 孔上下端面， 保证端面相对孔的垂 直度误差不超过 0.07。 工序八 以 φ 20 孔为精基准，钻 φ 4 孔（装配时钻铰锥孔） 。
班级 学生 指导教师 教研室主任
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2003 年 1 月
序言
机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础 课以及大部分专业课之后进行的 .这是我们在进行毕业设计之前对所学各 课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它 在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作 进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后 参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
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算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 （五）确立切削用量及基本工时 工序一 以 φ 32 外圆为粗基准，粗铣 φ 20 孔上下端面。 1. 加工条件 工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗铣 φ 20 孔上下端面。 机床：X6140 卧式铣床。 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。 铣削宽度 ae<=60,深度 ap<=4, 齿数 z=10,故据《切削用量简明手册》 （后简称《切削手册》 ）取刀具直径 do=80mm。选择刀具前角 γ o＝＋5°后角 α o＝8°，副后角 α o’=8°，刀 齿斜角 λ s=－10°,主刃 Kr=60°,过渡刃 Krε =30°,副刃 Kr ’=5°过渡刃 宽 bε =1mm。 2. 切削用量 1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1.5mm，一次走刀即可完成 所需长度。 2）每齿进给量 机床功率为 7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由 于是对称铣，选较小量 f=0.14 mm/z。 3）查后刀面最大磨损及寿命 查《切削手册》表 3.7，后刀面最大磨损为 1.0~1.5mm。 查《切削手册》表 3.8，寿命 T=180min 4）计算切削速度 按《切削手册》 ，V c=
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XXXXX 大学
机械制造工艺学课程设计任务书
题目: 设计 ”CA6140 车床拨叉 ”零件的机械加工 工艺规则及工艺装备 内容： 1.零件图 2.毛坯图 3. 机械加工工艺过程综合卡片 4. 结构设计装配图 5. 结构设计零件图 6. 课程设计说明书 1张 1张 1张 1张 1张 1张
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 端盖零件材料为 HT200，硬度 190～210HB，毛皮重量 2.2kg，生产类 型大批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序 尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差 （φ 67， 边长正方 形端面） 。 查《机械制造工艺设计简明手册》 （以下称《工艺手册》 ）表 2.2～2.5， 取 φ 67，边长正方形端面长度余量均为 2.5（均为双边加工） 车削加工余量为： 粗车 1mm 精车 0.2mm 2. 内孔 φ 28 已铸成孔 查《工艺手册》表 2.2～2.5，取 φ 28 已铸成孔长度余量为 3，即铸成 孔半径为 22mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔 2mm 扩孔 0.16mm 3. 外圆 φ 67 查《工艺手册》表 2.2～2.5，取 φ 67，直径余量均为 2.5 工序尺寸加工余量： 粗车 1.5mm 精车 0.3mm 4.端盖尺寸 76mm 铣削加工余量为： 粗铣 1mm 精铣 0.2mm 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计
0.50 这一组加工表面包括：φ 50 0 .25 的孔，以及其上下两个端面。 0.50 这两组表面有一定的位置度要求 ,即 φ 50 0.25 的孔上下两个端面与 φ 20 0.021 的孔有垂直度要求。 0
由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准 加工另外一组。
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工序九 以 φ 20 孔为精基准，钻一个 φ 4 孔，攻 M6 螺纹。 工序十 以 φ 20 孔为精基准，铣 47°凸台。 工序十一 检查。 虽然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺 路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整） 。多次加工 φ 50、φ 20 孔是精度要求所致。 以上工艺过程详见图 3。
0.021 高的不加工表面作粗基准。 根据这个基准选择原则， 现选取 φ 20 0 孔的
不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块 V 形块支承这两个 φ 32 作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达 到完全定位,然后进行铣削。 （2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工 序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再 重复。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、 尺寸精度及位 置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考 虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。 除此 之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1.工艺路线方案一
0.021 这一组加工表面包括：φ 20 0 的孔，以及其上下端面，上端面与孔
有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个 M8 的螺纹孔。下端 有一个 47°的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。 2. 以 φ 50 为中心的加工表面
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需完整说明书和图纸找T200,σ b =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：精铣 φ 20 上下端面。 机床：X6140 卧式铣床。 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀,牌号 YG6。 铣削宽度 ae<=60,深度 ap<=4, 齿数 z=10,故据《切削用量简明手册》 （后简称《切削手册》 ）取刀具直径 do=80mm。选择刀具前角 γ o＝＋5°后角 α o＝8°，副后角 α o’=8°，刀 齿斜角 λ s=－10°,主刃 Kr=60°,过渡刃 Krε =30°,副刃 Kr ’=5°过渡刃 宽 bε =1mm。 2. 切削用量 1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完 成所需长度。 2） 每齿进给量 机床功率为 7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由 于是对称铣，选较小量 f=0.14 mm/z。 3） 查后刀面最大磨损及寿命 查《切削手册》表 3.7，后刀面最大磨损为 1.0~1.5mm。 查《切削手册》表 3.8，寿命 T=180min 4） 计算切削速度 按《切削手册》 ， 查 得 Vc ＝ 98mm/s ， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 XA6132 铣床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V 实 际 进 给 量 为 f c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, zc=V /n z=475/(300*10)=0.16mm/z 。 fc c 5) 校 验 机 床 功 率 查 《 切 削 手 册 》 Pcc=1.1kw, 而 机 床 所 能 提 供 功 率 为 Pcm>Pcc。故校验合格。 最 终 确 定 ap=1.0mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=119.3m/min ， f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。 工序三 以 φ 20 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 φ 20 孔，保证垂直 度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头， 粗钻时 do=18mm， 钻头采用双头刃磨法， 后角 α o ＝ 12°，二重刃长度 bε =2.5mm, 横刀长 b=1.5mm, 宽 l=3mm, 棱带长度