CA6140车床拨叉(831005)说明书解析

机械制造技术基础

课程设计说明书

题目：CA6140车床拨叉(831005) 零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计（大批量）

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指导教师：

日期；

目录

序言 (3)

设计的目的 (4)

第一章零件的分析 (5)

1.1 零件的作用 (5)

1.2 零件的工艺分析及确定零件的生产类型 (5)

1.3 零件的特点 (7)

第二章工艺规程设计 (8)

2.1 确定毛坯的制造形式 (8)

2.2 基面的选择 (8)

2.3 制定工艺路线 (8)

2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (11)

2.5 确定切削用量及基本工时 (12)

第三章结论 (18)

第四章参考文献 (19)

序言

机械制造工艺学设计是在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末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。

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，提高结构设计的能力。

3、毕业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

第一章 零件的分析

1.1 零件的作用

题目给定的零件是CA6140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进行工作。工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速，转向。其花键孔25mm Φ通过与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动，零件的两个叉头部位与滑移齿轮相配合。

1.2 零件的工艺分析及确定零件的生产类型

1.CA6140拔叉（型号：831005）共有2组加工表面： (1)零件孔22mm Φ的上下加工表面及花键孔25mm Φ

这一组加工表面包括：孔22mm Φ的上下加工表面，孔22mm Φ的内表面，有粗糙度要求为a R 小于等于6.3um ，25mm Φ的六齿花键孔，有粗糙度要求Ra 小于等于3.2um ，扩两端面孔，有粗糙度要求 6.3a R um =;

加工时以上下端面和外圆40mm Φ为基准面，有由于上下端面须加工，根据“基准先行”的原则，故应先加工上下端面（采用互为基准的原则），再加工孔22mm Φ,六齿花键孔25mm Φ和扩孔；

(2)孔22mm Φ两侧的拨叉端面

这一组加工表面包括：右侧距离的18mm 上下平面 3.2a R um =，有精铣平面的要求，左侧距离为8mm 的上下平面， 1.6a R um =,同样要求精铣；

加工时以孔22mm ，花键孔25mm 和上下平面为基准定位加工； 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件

没有很难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，可以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，并且保证它们的位置精度要求

2.零件的生产类型是指企业（或车间、工段、组班、工作地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影响。零件的生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种，不同的生产类型有着完全不同的工艺特性。零件的生产类型是按零件的生产纲领来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的年生产纲领N为

()()

=

1+%1+b%

N Qm a

根据题意得:该拨叉的生产类型为大批生产。

1.3 零件的尺寸图

第二章工艺规程设计

2.1 确定毛坯的制造形式

零件材料为HT200。考虑到零件在工作过程中有交变载荷和冲击载荷，因此选用铸件毛坯，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。生产纲领定为大批生产，初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段，工序适当集中，加工设备主要以通用设备为主，采用专用夹具，这样投资较少，投产快生产率较高，转产较容易根据零件的材料确定毛坯为铸件，材料为HT200，毛坯的铸造方法为金属模机械造型（表15-4），铸件尺寸公差等级为CT9级（表15-5）。

2.2 基面的选择

基面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，生产率得以提高。

（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ22孔的不加工外轮廓底面作为粗基准，利用圆柱来定位，另外四爪握住两边来限制六个自由度，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。

2.3 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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外好应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

1.工艺路线方案

工序一铸坯。

工序二粗铣圆柱底面。

工序三钻圆柱成20

φ的孔。

工序四扩铰孔20

φ。

φ到22

工序五粗车圆柱孔口斜度为20度。

工序六粗铣右槽1侧平面和高度为8mm（见图）,粗铣高度为18mm的左槽2（见图）。

工序七精铣槽1的上下面和和里面、侧面，精洗槽2的上下面和里面。

工序八拉销孔22

φ成花键。

工序九去毛刺。

工序十检验。

2，选择机床

（1） 工序二，工序六，工序七均为铣表面，可用XA5032铣床。 （2） 工序三为钻孔，工序四为扩孔工艺，可采用摇臂钻床Z305B 。

（3） 工序八为拉花键，采用普通拉床。 （4） 工序五用车床。

3，选择夹具:每个工序都可以采用专用的夹具,夹具后面再设计。 4，选择刀具:在铣床上用高速钢立铣刀，铣上下两槽用三面刃铣刀，在车床上选普通车刀，内拉床选矩形齿花键拉刀

5，选择量具:精度要求较高的可用内径千分尺量程50125～，其余用游

工序

号

工序内容

定位基准 01 铸件

02 粗铣下端面 孔的外圆，上端面 03 钻孔 孔的外圆，下端面 04 扩孔 22φ

孔的外圆，下端面 05 车倒角，角度为20? 孔的上下端面 06 铣左边键槽，铣右边键槽 孔，下端面 07 精铣左右两槽 孔，下端面 08 拉花键槽 孔的外圆，下端面 09 去毛刺 10 终检

标卡尺分度值为0.02

2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“CA6140拨叉（编号831005）”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.0kg 。生产类型为大批量生产。采用铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，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. 查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》 铣削加工余量为： 粗铣 24mm ～ 半精铣 mm 1～2 精铣 mm 0～1

2. 圆柱（40φ用铸成）内孔22φ用钻和扩成，加工余量： 扩孔1.2mm 3．粗车加工余量： 粗车1.2mm 半精车0.8mm

4．右凹槽:对于右凹槽的加工，由于事先未被铸出，要满足其槽的深度先需要粗铣，现确定其加工余量取8mm 。为了保证槽两边的表面粗糙

度和槽的水平尺寸03

.008的精度要求，需要进行精铣槽的两侧面,加工余量

取0.5mm 。

5.左凹槽:由于此平面没有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸为槽

宽012

.0018- (精度较高，IT6级)，槽的深度为15，可事先铸出该凹槽，该

Ra，在粗铣后 精铣能达到粗糙度要槽的三个表面的粗糙度都为2.3

求。

6.孔：钻孔其尺寸为20mm，加工余量取2mm,扩孔钻，保留0.5mm的拉刀加工余量。孔里的花键槽用组合装配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。

7，其他尺寸直接铸造得到

由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

2.5 确定切削用量及基本工时

工序一毛坯工序Ⅰ

用铸造尺寸如毛坯图（CAD毛坯图）

工序二 铣圆柱下面 1. 加工条件

工件材料：HT200, 0.16b a GP σ= 190~241HB =,铸造。 加工要求：粗铣铸件圆柱下面。 机床：铣床，XA5032卧式铣床。

刀具：硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度40e a mm ≤,深度 1.5p a mm ≤齿数10z =,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径80d mm ο=。

选择刀具前角5ογ?=+后角8a ο?=，副后角8a ο?'=，刀齿斜角10s λ?=-,主刃60r K ?'=,过渡刃30r K ε?'=,副刃5r K ?'=过渡刃宽1b mm ε=。

2. 切削用量

1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 1.3p a mm =，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》0.14~0.24/f mm z =。由于是对称铣，选较小量0.14/f 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180min T = 4）计算切削速度 按《切削手册》， v o v

c v pv

m p v z v e v C d q V K T a X f y a u Z

=

算得98/c V mm s =,439/min n r =, 490/f V mm s =

据XA6132铣床参数，选择475/min c n r =, 475/fc V mm s =, 则实际切削速度 3.1480475/1000119.3/min c V m =??=, 实际进给量为()/475/300100.16/zc fc c f v n z mm z ==?=。

5)校验机床功率 查《切削手册》 1.1cc P kw =,而机床所能提供功率为

cm cc P P >。故校验合格。

最终确定 1.3p a mm =, 475/min c n r =，479/min fc v mm =，119.3/min c v mm = 0.16/z f mm z =。 6）计算基本工时

()40400.168min 475m f

l t v +=

==。

工序三 以22φ孔底面为精基准，钻、扩22φ孔。 1. 选择钻头

选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时020d mm =，钻头采用双头刃磨法，后角012o a =，二重刃长度 2.5b mm ε=,横刀长 1.5b mm =,宽3l mm =,棱带长度

mm l 5.11= , 02120φ= , 0010α=,030β=

2.选择切削用量 （1）决定进给量

查《切》 r mm f /86.0~70.0=，所以r mm f /70.0=， 按钻头强度选择r mm f /75.1=

按机床强度选择r mm f /53.0=，最终决定选择机床已有的进给量

r mm f /48.0= 经校验max 6090F F f <= 校验成功。

（2）钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.50.8mm ～，寿命min 60=T ． （3）切削速度

查《切》 r mm v c /18=，修正系数 0.1=TV K ，0.1=MV K ，0.1=tv K

0.1=Kxv ，0.11=v K ，10=apv K ，故r mm v c /18=。

min /3.31810000

r d v

n s ==

π 查《切》机床实际转速为min /272r n c = 故实际的切削速度r m m n d v s

c /4.151000

0==π

（4）校验扭矩功率

Nm M c 60=，Nm M m 2.144=，所以m c M M < E c P kw P <=0.2~7.1故满足条件，校验成立。

3.计算工时

650.163min 2721.45

L T nf =

==? 4 .扩孔的切削用量如下：

扩钻： min /272r n =，r mm f /48.0=，min /4.15m v c = 工序五 以22Φ孔底面为精基准，倒20?角，用普通车床。

工序六 以22Φ孔为精基准，粗铣两槽的三个端面，保证槽1，槽2上，下面粗早粗糙度小于3.2。

1. 加工条件 粗铣上平面的槽，精铣上平面的槽两侧 (1)粗铣上平面的槽：齿/05.0mm f z =

由机械手册可以直接查出铣削速度：

min /18m v = 采用错齿三面刃铣刀，16d mm =，50D mm =，4L mm =，14Z =。则

min /3581618

10001000r d v n s =??==

ππ

min /2513581405.0mm zn f f s z m =??==

计算工时：

min 26.025166===

m m f l t

(2)精铣上平面的槽两侧：齿/05.0mm f z = 由于是精加工铣削速度放大

30%，其值：min /23m v = 采用错齿三面刃铣刀，

16,4,50,16====Z mm L mm D mm d ，

则：

min /8.4571623

10001000r d v n s =??==

ππ

min /3668.4571605.0mm zn f f s z m =??==

计算工时：

min 18.036666===

m m f l t

2.粗铣下平面的槽，精铣下平面的槽的三个面 (1)粗铣下平面的槽：齿/05.0mm f z =

由机械手册可以直接查出铣削速度：min /18m v =

采用镶齿三面刃铣刀，20,12150,48====齿数mm mmL D mm d 。则

min /1194818

10001000r d v n s =??==

ππ

min /1191192005.0mm zn f f s z m =??==

计算工时：

min 68.1119200===

m m f l t

(2)精铣下平面的槽的三个面：齿/05.0mm f z =

由于是精加工铣削速度放大30%，其值：min /23m v =

采用镶齿三面刃铣刀，48d mm =，150D mm =，12L mm =，30=齿数。则

min /1534823

10001000r d v n s =??==

ππ

min /2291533005.0mm zn f f s z m =??==

计算工时：

min 87.0229200===

m m f l t

工序八 拉削花键

用拉刀拉削花键单面齿升：根据有关手册，确定拉花键时花键拉刀的单面齿升为0.06mm ，拉削速度4/min v m =，14p mm =拉刀同时工作齿数6=z ，

切削工时min 23.06

06.0410004.12.16631000=??????==z

vf k l Z t z b η

花键孔的工序尺寸： 加工表面

加工内容 加工余量

精度等级

表面粗糙度

工序尺寸

25mm Φ

拉花键

1.8mm

CT8

6.4um 24.8mm

铰孔 0.2mm 3.2um 25mm

工序九 去毛刺 工序十 检查。

其余几步数据见工艺卡片。

第三章结论

通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。希望此次设计能为以后的工作打好一定的实践基础，也提供一些宝贵的经验。

第四章参考文献

[1] 孙巳德，《机床夹具图册》：机械工业出版社

[2] 赵家齐，《机械制造工艺学课程设计指导书》：哈尔滨工业大学

[3] 艾兴肖诗纲，《切削用量简明手册》：机械工业出版社

[4] 王先逵，《机械制造工艺学》：清华大学