CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备.doc

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设计者 指导教师 机械工程学院 2010年7月2日课程设计说明书目录封面-----------------------------------------------1题目-----------------------------------------------3设计要求-------------------------------------------3设计目的-------------------------------------------3零件分析-------------------------------------------3工艺规程设计---------------------------------------4工序1----------------------------------------------6工序2----------------------------------------------8工序3----------------------------------------------8工序4---------------------------------------------10工序5---------------------------------------------11工序6---------------------------------------------12夹具设计------------------------------------------13参考文献------------------------------------------15小结----------------------------------------------16一.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）二.设计要求1.零件图一张 2.毛坯图一张 3.机械加工工艺过程卡片一张 4.夹具零件图和装配图各一张 5.课程设计说明书一份三.设计的目的：机械制造课程设计,是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技术基础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，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力四.零件的分析（一）、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如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1. 以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2X150倒角和距中心线为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五、 工艺规程设计（一）、确定毛坯的制造形成 零件材料HT200，铸造成型经查《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3±0.8mm二）、基准的选择1. 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Φ40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Ф40mm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工艺过程详见“机械加工工艺过程卡片”（四）、机械加工余量 CA6140的拨叉材料为HT200毛坯重量为1.0 kg， =145MPa，硬度为200 HBS，生产类型为由大、中批量生产，采用铸造成型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3±0.8mm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Φ22，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Φ20mm扩孔Φ21mm拉花键 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取2Z=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面粗铣加工余量为2.8mm精加工余量为0.2mm（五）、确定切削用量及基本工时工序1：车削A面1、加工条件工件材料：灰口铸铁HT200，=145MPa，铸造加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2µm机床C3163-1转塔式六角卧式车床刀具：硬质合金车刀， Kr=90°2、计算切削用量（1）已知长度方向的加工余量为3±0.8mm 实际端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IT12级取-0.46mm（入体方向） （2）进给量，根据《切削用量简明手册》第三版，表1.4，取f=0.6-0.8mm/r按C3163-1车床取f=0.6 mm/n由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75-0.85，所以，实际进给量f=0.6×0.8=0.48 mm/r按C3163-1车床取f＝0.53mm/r（3）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）刀具材料YG6 V=Cv/(）·Kv其中：Cv=158，=0.15，=0.4，m=0.2修正系数Ko见《切削手册》表1.28=1.15，=0.8，=0.8，=1.04，=0.81∴Vc =158/() ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =46.9(m/min)（4）确定机床主轴转速 n==229.8（r/min）按C3163-1车床说明书　n＝200 r/min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，为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好准备Tm=(L+L1+L2+L3)/nw 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=0.15－0.25mm/r，按C3163-1车床说明书f＝0.16 mm/r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/(）·Kv=158/() ·1.15·0.8·0.8·0.81·0.97 =83.85(m/min)3）、确定机床主轴转速. n==410.8(r/min)，按C3163-1车床说明书取n=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)/nf=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：d＝20mm,=30°根据《切削用量简明手册》表2-9确定f=0.48 1.按机床进给强度决定进给量：根据表2.9 ,当＝210MPa ＝20.5mm 可确定f=0.75。

按C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n 2.决定钻头磨钝标准及寿命，表2.21，当=20mm、钻头最大磨损量取0.6，寿命T=45min. 3.切削速度，由《切削用量简明手册》，表2.15得 V=21m/minn==334.4(r/min)，由机床技术资料得和334.4接近的有280r/min和400r/min，取280r/min取n=280r/min. 实际V=17m/min （2）、扩孔 刀具直径=21mm；刀具几何参数同上 由于两孔直径相差不大，n和f都不变，所以同上（3）、倒角 刀具：专用刀具此工步使用到专用刀具与手动进给工序2：拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿为0.06mm 拉削速度：v=0.06m/s(3.6m/min)工序3：粗铣，精铣B面 加工要求：粗铣B面，精铣B面，Ra=3.2um 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣，加工余量3mm 机床：X62W 加工工件尺寸：宽度：40mm，长度：28mm1.粗铣1) 选择刀具 根据《切削用量简明手册》表3.1 铣削宽度≤5mm时，直径为=50mm，故齿数z=8，由于采用标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数（表3.2） 2) 切削用量 留精铣的加工余量为0.2，所以本道工步切削宽度ac＝2.8±0.8mm，由于加工表面精度要求Ra=3.2um，。