机械制造工艺学课程设计-CA6140车床拨叉

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目录

序言…………………………………………………第 5 页零件分析…………………………………………………第 5 页（一）零件的工艺分析…………………………………………第 5 页&

（二）零件的作用......................................................... ..............第 5 页

工艺规程设计………………………………………………第5 页（一）确定毛坯的制造形式……………………………………第 5 页

（二）基准面的选择……………………………………………第 5 页

（三）制定工艺路线……………………………………………第 6 页

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定…………………第 6 页

（五）确定切削用量及基本工时…………………………………第 6 页参考文献………………………………………………第16 序言

（

机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是

一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训

练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。

由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。

零件的分析

（一）.零件的作用

题目所给的零件是CA6140机床上的拨叉，他位于机床变速箱内。主要作用是用于

机床的变速。

（二）零件的工艺分析：

~

CA6140车床共有四处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：

1. 以φ25为中心的加工表面

这一组加工表面包括：φ25023.00 的孔。

2 以φ25孔为基准来加工φ60的圆弧和圆弧的两个端面来达到图纸要求。

3 以φ25孔来定位来加工16的槽来满足垂直度要求。

4 铣32×32面后钻孔攻丝加工M22螺纹孔。

二. 工艺规程设计

·

（一） 确定毛坯的制造形式。

零件的材料为HT200铸铁，考虑到零件的几何形状比较复杂。所以用铸造的形式

进行毛坯的制造。

（二） 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。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还

会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

（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φ25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φ55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） 制订工艺路线

1. 工艺路线方案

￥

工序 1） 铸造

2） 时效处理

3） 铣90×32面

4） 钻，扩，铰25Φ孔

5） 检查

6） 铣断

7） 车圆弧，车圆弧端面

8） 翻转车另一端面

）

9） 铣16mm 槽

10） 铣3232?面

11） 钻、攻M22螺纹孔

12） 去毛刺

13） 检查

（四） 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

根据加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

如下：

1. 铣90×32面：选择YT15硬质合金刀片

1） ·

2） 由表1 铣削深度mm a p 4≤时，端铣刀直径0d 为80mm ，mm a e 60为，Z=5

3） 铣刀几何形状 由表2 008=a 0'010=a 010-=s λ 005=γ

4） 选择切削用量

（1）确定铣削深度 p a ：由于加工余量不大，可在一次走刀内完成

mm a p 2=

（2）确定每齿进给量 f a ：采用不对称端铣以提高进给量，根据表5 当

使用YT15铣床功率为7Kw 时 z mm a f /18.0~09.0=

4）选择铣刀磨铣标准及耐用度

由表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为mm 8.0；由于铣刀直径

mm d 800=故耐用度s T 3108.10?=

5） 确定切削速度v 和每秒钟进给量f v

.

切削速度由表13 mm d 800= mm a p 5≤ z mm a f /24.0≤时

s m v t /205= rps n t 51.6= s mm v ft /84.6=

各修正系数为 0.1===mv mn mv k k k

8.0===sv sn sv k k k

故 s m k v v v t /64.18.00.105.2=??=?=

rps k n n n t 21.58.00.151.6=??=?=

s mm k v v vf ft f /47.58.00.184.6=??=?=

根据X52k 型立铣床说明书（表24）选择

{

rps n c 25.6= s mm v f /25.6=

因此实际切削速度和每齿进给量

s m d v n

c /57.11000

25.68014.310000=??==π z mm n v a cz fc

fc /2.05

25.625.6=?== 6） 计算基本工时 f

m v L t = 式中 L l y d =++?+ L=90mm 由表20 不对称安装铣刀入

切削量及超切削量

y ＋△+d ＝92 182L mm =

故 18229.120.5min 6.25m t s =

=≈ 2. 《

3. 钻，扩，铰mm 25φ孔

1） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径mm d 5.230=

钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃，030=β 0

1202=φ 01702=φ mm b e 5.4= 0050=a 050=? mm b 5.2=

mm l 5=

2） 选择切削用量

（1） 确定进给量：由表 5 当加工要求为7级精度，材料铸铁时

mm d 5.230=时

r mm f /96.0~78.0= 由

2.325/80/==d L 99.0=f k 时

：

r mm f /95.0~77.099.0)96.0~78.0(=?=

按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 213~168=HB 时

mm d 5.230=时：r mm f /20.1=

按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁210≤HB 时 mm d 5.230=时：机床机构允许的轴向力为9800N 。Z535允许最大

为15690N 。

进给量 r mm f /41.0=

由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取r mm f /78.0= 由表16 可以查出钻孔时的轴向力在r mm f /78.0=

mm d 5.230≤时为：N F t 12360=

轴向力修正系数为 故 N N F c 1569012360?=

#

故 r mm f /78.0= 可用

2）确定钻头磨钝标准及耐用度，

由表9 mm d 5.230=时 钻头后刀面最大磨损量取为mm 8.0 耐用度 s T 4500=

3） 确定切削速度

由表10 加工性为第三类 r mm f /78.0= 双横刃磨的钻头

mm d 5.230=时

s m v t /40.0= 切削修正系数 0.1=tv k 0.1=cv k

85.0=lv k 0.1=tv k

故 s m k v v v t /34.00.185.00.10.140.0=????==

;

s r d v n /6.45

.2314.334.010*******=??==π 4） 加工工时 nf

L t m = 其中 ?++=y l L mm l 80= 由表22 mm y 10=+?

所以 s t m 1.256

.478.01080=?+= 扩孔：φ? r mm f /1.1= s T 2400=

s m f a T d c v v v y xv p m m z v /125.06010

==-

s r d v n n s /61.17

.2414.3125.010001000=??==π 按机床取 s r n w /67.1=

&

所以实际切削速度 s m v /124.0100061

.17.24=??=π

工时： 切入 ?++=y l L mm l 80= mm y 10=+?

所以 s f n L

t w m 491

.167.11080=?+== 铰孔：25φ r mm f /3.1= s T 4800=

s m k f a T d c v v yv xv p m m zv

r /075.03.180480060256.15605

.01.03.03.012.010=?==-- s r d v n w s /955.025

14.3075.010001000=??==π 取机床标准 s 所以实际切削速度：

s m v /088.0100013.125=??=

π ,

所以工时： s t m 3.613

.113.11080=?+= 4. 铣断：选择锯片刀

1）铣削宽度 mm a e 3= mm d 1000= 8=z mm a p 41~12=

z mm a f /24.0<时， s m v t /37.0=

s mm v n t t /95.116.1==

各修正系数：0.1===f mv mn mv k k k

85.0===f sv sn sv k k k

所以：s mm k vf v v t f /66.10.185.095.1=??==

·

工时：f

m v L t = ?++=y l L mm L 75= 20=?+y 所以：s t m 7.566

.12075=+= 5. 车圆弧及其中一端面

选刀杆尺寸：mm H B 2516?=? 刀片厚度：mm 5.4

粗车：

加工切削深度 3p a mm = 由表4 r mm f /6.0~5.0=

根据表1 当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时：

mm a p 7≤ s m v t /82.1=

|

切削修正系数：65.0=tv k 92.0=xtv k 8.0=sv k

0.1=tv k 0.1=Tv k

故 s m k v v v t /87.00.10.18.092.065.082.1=?????==

s r D v n /69.459

14.387.010001000=??==π 由机床 m in /320/03.5r s r n c ==

s m Dn v c

c /92.01000

03.55514.31000=??==π 13.5 4.85.030.56

m L t s nf =

==?

,

半精车：切削深度 mm a p 1= r mm f /5.0~3.0=

由机床选 r mm f /33.0=

切削速度 s m v /6.2= s r n /74.1456

14.36.21000=??= 由机床选 m in /900/15r s r n c ==

s m Dn v c

c /64.21000

155614.31000=??==π 工时 13.5 2.7150.33

m L t s nf ===? 粗车圆弧：工时 12 4.25.030.56

m L t s nf ===? 半精车圆弧：工时 12 2.4150.33m L t s nf =

==? 6. 、

7. 铣mm 16槽 卧式铣床 直齿三面铣刀

1选择切削用量

1） 确定铣削宽度

由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 mm a e 8=

2） 确定每齿进给量

由w x 61机床 功率为kw 5.4 由表3 z mm a f /20.0~12.0=

取 z mm a f /20.0=

3） 铣刀磨钝标准及耐用度

》

由表7 最大磨损量为mm 3.0 耐用度为：s 3

102.7?

4） 确定切削速度和每秒进给量

由表9 当mm d 1000= 8=z 时 mm a p 40~12= mm a 8=

z mm a f /24.0≤ s m v t /27.0=

s r n t /87.0= s mm v ft /46.1=

各修正系数为：0.1===mvf mn mv k k k

85.0===svf sn sv k k k

故 23.00.185.027.0=??==v t k v v

(

74

.00.185.087.0=??==n t k n n 24.10.185.046.1=??==vf ft f k v v

基本工时： f

m v L t = ?++=y l L mm L 40= mm y 30=?+

s t m 5.5624

.13040=+=

8. 铣3232?面

1） 确定切削深度

确定切削宽度：

|

由于加工余量不大，所以可一次走刀完成 mm h a e 3==

2） 确定每齿进给量

根据x52k 铣床说明书，其功率为7kw,中等系统刚度

根据表3 z mm a f /20.0~12.0=

现取 z m a f /20.0=

3） 选择铣刀磨钝标准及耐磨度

根据表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损为mm 6.0 ，镶齿铣刀

（mm d 1000=）耐用度 s T 3108.10?=

4） ?

5） 确定切削速度和每秒进给量

切削深度可根据表21中公式计算 也可查表

根据表9 当mm d 1000= 8=z mm a p 130~41= 3=e a

24.0≤f a 时，s m v t /32.0 s r n t /03.1=

s mm v f /73.1=

各修正系数为：69.0===v sn mv k k k

8.0===svf sn sv k k k

故 s m k v v v t /18.08.069.032.0=?÷?==

s r k n n n t /52.08.069.003.1=??==

…

s mm k v v v ft f /95.08.069.073.1=??==

根据机床说明书选择 s r n /625.00= s mm v f /0.10=

实际切削速度和每齿进给量为： s m n d v c /20.01000625.010014.31000

0=??==π z mm nz v a f f /20.08

625.00.10

0=?== 6） 检查机床功率

根据表 5 当z mm a f /32.0~18.0= mm a p 84= mm a e 5.3≤

s m v f /0.1≤时，kw p mt 10.1=

切削功率的修正系数 1=mp k

】

所以实际切削功率为 kw p p mt mc 1.1==

根据机床说明书，机床主轴允许的功率为

kw p mM 25.575.07=?=

因为mM mc p p <，所以此切削用量可以采用。

即 mm a t 3= s mm v f /0.1= min /5.37/625.0r s r n ==

s m v /20.0= z mm a f /20.0=

6）计算工时 f

m v L t = 式中 ?++=y l L mm l 40=

根据表19 入切削量及超切削量 mm y 20=?+

*

则 322052L mm =+=

故 52521.0

m t s == 9. 钻，攻M22螺纹孔

1） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径mm d 4.020=

钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃，030=β 0

1202=φ 01702=φ mm b e 5.4= 0050=a 050=? mm b 5.2=

mm l 5=

2） 选择切削用量

（2） 确定进给量：由表 5 当加工要求为7级精度，材料铸铁时

mm d 4.020=时

]

r mm f /96.0~78.0= 由

2.325/80/==d L 99.0=f k 时

r mm f /95.0~77.099.0)96.0~78.0(=?=

按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 213~168=HB 时

mm d 4.020=时：r mm f /20.1=

按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁210≤HB 时 mm d 4.020=时：机床机构允许的轴向力为9800N 。Z535允许最大

为15690N 。

进给量 r mm f /41.0=

由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取r mm f /78.0= ，

由表16 可以查出钻孔时的轴向力在r mm f /78.0=

mm d 5.020≤时为：N F t 12360=

轴向力修正系数为 故 N N F c 1569012360?=

故 r mm f /78.0= 可用

2）确定钻头磨钝标准及耐用度，

由表9 mm d 4.020=时 钻头后刀面最大磨损量取为mm 8.0

耐用度 s T 4500=

3） 确定切削速度

由表10 加工性为第三类 r mm f /78.0= 双横刃磨的钻头

mm d 4.020=时

s m v t /40.0= 切削修正系数 0.1=tv k 0.1=cv k

85.0=lv k 0.1=tv k

故 s m k v v v t /34.00.185.00.10.140.0=????==

s r d v n /6.45

.2314.334.010*******=??==π 4） 加工工时 nf

L t m = 其中 ?++=y l L mm l 30= 由表22 mm y 10=+?

所以 s t m 1.116

.478.01003=?+=

5） 攻M22螺纹孔

由《机械加工工艺实用手册》表3-38

f=0.2mm/r

由《机械加工工艺实用手册》表3-38

v=0.35m/s w s d v n π1000==8

14.335.01000??=s=526r/min 按机床选取： s r r n /33.8m in /500==ω

∴ s m n d v /366.01000

33.8814.31000=??==ωωπ实际 mm l l 2021≈+ l=25mm

计算工时: 1min 6010

.033.82525212≈≈?+=++=s f n l l l t m ω l —— 工件的螺纹长度;

l——丝锥切削锥长度；

1

五参考文献

[1]赵家齐主编机械制造工艺学课程设计指导书。北京：机械工业出版社

[2]东北重型机械学院，洛阳农业机械学院编。机床夹具设计手册上海：上海科学技术出版社，1979

[3] 艾兴，肖诗纲主编。切削用量手册北京：机械工业出版社

[4] 金属切削手册上海：上海科学文化技术出版社