机械制造工艺学课程设计拨叉[831007] 2-铣φ22上端面设计说明书

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 22 孔与操纵机构相连，二下 方的 φ 55mm 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。
孔； 3.大头半圆孔 55 mm；
位置要求： 小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.05mm、 大孔的 上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.07mm。 由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准 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位置精度，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。
二、 工 艺 规 程 设 计 （一）确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200。考虑到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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。 选用铸件尺寸公差等级 CT9 级，已知此拨叉零件的生产纲领为 4000 件/年， 零件的质量是 1.0Kg/个， 可确定该拨叉生产类型为大批生产， 所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；工序适当集中；
f 1.1m m/ r f 1m m/ r
vc 0.52m / s d 0 21.8mm。 vc 0.98m / s d 0 22mm 。
湘潭大学
机械制造工艺学课程设计说明书
题目：设计“CA6140 车床拨叉”零件的机械加工艺规程及工
艺装备（年产量为 4000 件）
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 5张 1份
班 学
级 生
查《简明手册》机床实际转速为 nc 460r / min 。
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故实际的切削速度 vc
d 0 n s
1000
0.52m / s 。
3. 计算基本工时
tm L 30 10 7s nf 272 1.45
由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅 助时间。 钻和精铰的切削用量如下： 钻孔： n 460 r / min 精铰： n 850 r / min
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工序Ⅶ 去毛刺，检查。
以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片” 。
（四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “CA6140 车床拨叉”零件材料为 HT200，毛坯重量约为 1.6 ㎏, 生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺， 分别确定各加工表面的机械加工 余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.外圆表面（Ф40mm 及 Ф73mm 外表面） 考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度 CT9 即可。又 因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对 Ф40mm 的中心轴线的 尺寸偏差为 120±1.25 的范围内。
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加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
（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。 基面选择得正确 与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工 工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法 正常进行。 （1） 粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两 个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就可以达到限制五个自由度， 再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。 （2） 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方 便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面 为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基 准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后 还要专门的计算，此处不再重复。
05 机 三
指 导 老 师 教研室主 任 二零一零年 一 月
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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教。
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确定 Ф73mm 工序尺寸及余量： 粗铣：Ф71mm 精铣：Ф73mm
Z=4mm Z=1mm
参照《切屑加工简明实用手册》表 8-95 确定 Ф55mm 工序尺寸 及余量： 粗 镗：Ф53mm 半精镗：Ф54mm 精 镗：Ф55mm
2Z=4mm
4.螺纹孔及销孔 无可非议此销尺寸铸造为实体。 参照《切屑加工简明实用手册》表 8-70 确定钻 Ф8 螺纹孔和 Ф8 圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。
0 10 °、 30 °。YG8 硬质合金铰
2.计算切削用量 1）查《切削用量简明手册》 f 1.1m m/ r 。 按钻头强度选择 f 1.75mm/ r 按机床强度选择 f 0.53m m/ r ，
最终决定选择机床已有的进给量 f 1.1m m/ r 。 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查《简明手册》 ）为 0.5 ～０ . ８ mm ，寿命
wenku.baidu.com5.铣断
（五）确定切削用量及基本工时 工序Ⅰ 粗铣 Ф40mm 孔的两头的端面。 1. 加工条件 工件材料：HT200，硬度 190～260HBS，σ b =0.16Gpa，铸造。 加工要求：粗铣两头端面至 51mm、粗铣大孔端面至 30mm。 机床：X52K 立式铣床参数。
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刀具：涂层硬质合金盘铣刀 Ф 45mm，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.计算切削用量 1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=2mm，一次走刀 即可完成所需长度。 2）计算切削速度 按《简明手册》 V c=
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 X52K 立式铣床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际 切削速度 V c=3.14× 80× 475/1000=1.06m/s,实际进给量为 f zc=V fc/ncz=475/(300× 10)=0.16mm/z。
2.工艺路线方案二 工序Ⅰ 粗铣 Ф40mm 孔的两头的端面。 工序Ⅱ 钻、铰两端 Ф22mm 孔之图样尺寸。 工序Ⅲ 粗铣中间孔上端面至 Ф25mm， 周径至 Ф71mm； 粗铣中间 孔下端面至 22mm，周径至 Ф71mm；精铣两头孔的端面 至 50mm；精铣中间孔上端面至 25mm，周径至 Ф73mm； 精铣中间孔下端面至周径至 Ф73mm； 工序Ⅳ 粗镗、半精镗、精镗 Ф55mm 孔至图样尺寸。 工序Ⅴ 钻 Ф8mm 的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻 M8x1mm 的螺纹孔，攻 M8x1mm 的螺纹。 工序Ⅵ 铣断保证图样尺寸 工序Ⅶ 去毛刺，检查。
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1. 加工条件 工件材料：HT200，硬度 190～260HBS，σ b =0.16Gpa，铸造。 加工要求：钻孔至 Ф21.8mm，精铰至 Ф22mm，保证孔壁粗糙度 Ra=1.6μm。 机床：Z512 台式钻床。 刀具：YG8 硬质合金麻花钻 Ф21.8mm，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 l1 1.5mm 、2 120 ° 刀 Ф22mm。
（二）零件的工艺分析 零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良， 但塑性较差、脆性高，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
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需要加工的表面： 1.小孔的上端面、大孔的上下端面；
0.021 2.小头孔 22 mm 以及与此孔相通的 8 mm 的锥孔、 M 8 螺纹 0
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3. 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工完与 Ф22mm 的 孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完 Ф22mm 的孔，再以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂直度要求的 三个面。方案一的装夹次数少，但在加工 Ф22mm 的时候最多只能保 证一个面定位面与之的垂直度要求。其他两个面很难保证。因此，此 方案有很大的弊端。方案二在加工三个面时都是用 Ф22mm 孔的中心 轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求。 这样也 体现了基准重合的原则。很是审美！其他的工序尤为平常简单无需再 议。这样一比较最终的工艺方案为：
0.21 2. 两小孔 220
毛坯为实心，两内孔精度要求界于 IT7~IT8 之间，参照《切屑加 工简明实用手册》表 8-21 确定工序尺寸及余量：
钻孔：Ф21.8mm
0.21 铰孔： 220 mm
2Z=21.8mm 2Z=0.2mm
3.中间孔（Ф55mm 及 Ф73mm） 中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册表 1-13 得： 孔的铸造毛坯为 Ф49. Ф73 的孔是在 Ф55 孔的基础之上铣削 加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为 30mm，由于其对轴向的尺寸 要求不高，直接铸造得到。参照《切屑加工简明实用手册》表 8-95
工序Ⅰ 粗铣 Ф40mm 孔的两头的端面。 工序Ⅱ 钻、铰两端 Ф22mm 孔之图样尺寸。 工序Ⅲ 粗铣中间孔上端面至 Ф25mm，周径至 Ф71mm；粗铣中 间孔下端面至 22mm， 周径至 Ф71mm； 精铣两头孔的端 面至 50mm； 精铣中间孔上端面至 25mm， 周径至 Ф73mm； 精铣中间孔下端面至周径至 Ф73mm； 工序Ⅳ 粗镗、半精镗、精镗 Ф55mm 孔至图样尺寸。 工序Ⅴ 钻 Ф8mm 的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻 M8x1mm 的螺纹孔，攻 M8x1mm 的螺纹。 工序Ⅵ 铣断保证图样尺寸
T 60 min ．
3）切削速度 查《切削用量简明手册》 vc 12mm/ r
K MV 1.0 K tv 1.0
ns
Kxv 1.0 K1v 1.0 K apv 10
修正系数 KTV 1.0 故 vc 12mm/ r 。
1000 v 465r / min d 0
3)校验机床功率 查《简明手册》Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率 为 Pcm>Pcc。故校验合格。 最终确定 ap=2mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ， V c=1.06m/s ， f
z=0.15mm/z。
4）计算基本工时 tm＝L/ Vf=9.4s。 工序Ⅱ 钻、铰两端 Ф22mm 孔之图样尺寸。
（三） 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，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。 再生产纲领已确定为大批生 产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工 序集中来提高生产率。处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产 成本尽量下降。
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1.工艺路线方案一 工序Ⅰ 粗铣 Ф40mm 孔的两头的端面， Ф73mm 孔的上下端面。 工序Ⅱ 精铣 Ф40mm 孔的两头的端面， Ф73mm 孔的上下端面。 工序Ⅲ 粗镗、半精镗、精镗 Ф55mm 孔至图样尺寸。 工序Ⅳ 钻、扩、铰两端 Ф22mm 孔至图样尺寸。 工序Ⅴ 钻 M8 的螺纹孔，钻 Ф8 的锥销孔钻到一半，攻 M8 的 螺纹。 工序Ⅵ 铣断保证图样尺寸。 工序Ⅶ 去毛刺，检查。