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1、XX大学课程设计说明书学生姓名：学号:学院：专业：题目：指导教师：职称：职称2013年6月10日题目：设计“拨叉（CA6140车床）零件的机械加工工艺规程及相 关工序的专用夹具原始材料：拨叉（CA6140车床）零件图样,Q=600件/年，n=1个/件，备品率=5%废 品率=1%序言机械制造工艺学课程设计是在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.这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，独立的分析和解决了零件机械制造工艺问题，提高了结构设计能，并巩 固、深化已学得的理论知识，进一步培 养我们熟悉和运用有关图册、图表等技术 资料，的能力，训练识图、制图、运算
2、及编制技术 文件的基本技能。为今后的 毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。在设计期间查阅了大量的资料，由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，望老师多加指教。一、拨叉的工艺分析及生产类型的确定1 .拨叉的作用车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的25孔与操纵机构相连，而上方的55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。2 .拨叉的工艺分析图1拨叉零件图拨叉是机车变速箱中一个重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复 杂，但其加工孔和侧面有精度要求，此外还有小头孔上的槽要
3、求加工，对精度有 一定的要求。拨叉的底面、大头孔上两侧面和大小头孔粗糙度要求都是Ra3.2 ,所以都要求精加工。其 差和对称度公差要求等。因为零件的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度， 以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿 命，因此它们的加工必须保证精度要求。大头孔与侧面有垂直度的公差要求,所要加工的槽，在其槽两侧面有平行度公3 .拨叉生产类型的确定零件的生产纲领可按下式计算：NQn(1 )(1 )式中Q产品的年产量(批量)，件/年n每台产品中该零件的数量，个/件备品率，%废品率，%依题目可知:Q=600件/年，n=1个/件，备品率=5%废品率=1%代入公式
4、得：N=637得知:拨叉零件的生产类型：中批量生产工艺特征:加工过程划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主，大量采用专用 工装。二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1 .选择毛坯零件材料为HT200o考虑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，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查崇凯机械制造技术基础课程 设计指南第119页表5-1 ,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。2 .机械加工余量2.1 求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长157.5,宽75,高80,故最大轮廓尺寸为157.5mm2.2 选取公差等级CT由表5-1,铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得公
5、差等级CT范围 812级，取为10级2.3 求铸件尺寸公差根据加工表面的基本尺寸和铸件公差等级CT,由表5-3查得，公差相对于基 本尺寸对称分布2.4 求机械加工余量等级由表5-5,铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得机器加工余量等级范围EG级，取为F级2.5 求机械加工余量（RMA ）对所有的加工表面取同一个值，由表5-4查最大轮廓尺寸为157.5、机械加工余量等级为F级，得RMA数值为1.52.6 求毛坯基本尺寸2.6.1 25孔铸成实心，16 8槽铸成实心2.6.2 55孔内腔加工:其基本尺寸 R=F-2RMA-CT/2=55-2 1.5-2,8/2=50.6mm,可将其调整为 51
6、mm2.6.3 55 半孔左端面其基本尺寸 R=F+RMA+CT/2 =134.5+1.5+3.6/2=137.8mm可将其调整为138mm2.6.4 55孔上下端面其基本尺寸 R=F+2RMA+CT/2=12+1.5 2+22/2=16.1 mm可将其调整为17mm2.6.5 40外圆斜面其基本尺寸 R=F+RMA+CT/2 =17+1.5+2.4/2=19.7可将其调整为202.6.640柱的上表面其基本尺寸为 R=F+RMA+CT/2 = 80+1.5+3.2/2=83.1 mm可将其调整为83mm2.6.7 25孔轴线与侧面端面的距离其基本尺寸为 R=F+RMA+CT/2=23+1 .
7、5+2.4/2=25.6mm可将其调整为26mm表1拨叉零件毛坯尺寸公差与加工余量项目公差等级加工表 面铸件尺寸 公差机械加工 余量等级RMA毛坯55孔内腔10552.8F1.55155半圆孔左端面10134.53.6F1.513855孔上10122.4F1.517下端面40外圆斜面10172.4F1.52040圆柱的上表面10803.2F1.58325孔轴 线与侧面 端面的距 离10232.4F1.5263 .毛坯图的绘制图2拨叉毛坯图三、选择加工方法，拟定工艺路线1 . 定位基准的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，以使加工质量 得到保证，生产率得以提高。
8、否则，加工工 艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件大 批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择40mm一个端面作为粗 基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个V形块限制自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择。主要因该考虑基准重合的问题。其次是基准统一，自为基准，互为基准，所选的精基准 应能保证定位准确,夹紧可靠、夹具简单、作方便。2 .零件表面加工方法的选择本零件的加工面有内孔、端面、槽及小孔等，材料为HT200o以公差等级和表 面粗糙度要求，参考崇凯机械制造技术基础课程设计指南第五章第二节 表5-14、5-15、5-16等，其加
9、工方法选则如下。（1 ） （p55 孔内表面加工，表面粗糙度为3.2 ,由表5-15知其可用粗锋T半精锋2 ）中55孔两端面 平面加工，表面粗糙度6,3 5由表5-16知其可用粗铳T精铳（3）铳断断面端面粗糙度为6.3,可直接采用粗铳（4）（p40的圆柱上表面 平面加工，表面粗糙度为0.4,由表5-16知其可用 粗铳T半精铳T精铳（5）铳（p40外圆斜面 平面加工，表面粗糙度6.3 ,由表5.16知其可用 粗铳T精铳（6）铳16X8槽 表面粗糙度为3.2,由表5-16知其可用 粗铳T半精铳T精铳（7）25孔内孔加工，内圆表面粗糙度为3.2,由表5.15知其可用 钻T扩T粗钱T精较（8）去毛刺；
10、（9）终检3 .制定工艺路线按照先加工基准面及先粗后精的原则，该拨叉零件加工可按下述 工艺路线进行工序工序工序工序1以（p40外圆面为粗基准，粗锋，半精锋（p55孔。2以（p25孔定位，铳断，使之为两个零件，精铳中55半孔两端面。4以（p25孔定位,铳（P 55孔上下端面，铳侧面断面，使其与中25孔中心线距离 23mm o工序5以中25孔定位, 工序6以中25孔定位, 工序7以中25孔定位, 工序8去毛刺； 工序9终检。四、工序设计铳（p 40外圆斜面。粗铳、精铳（p40圆柱的上表面。铳16X8槽。3以40外圆为定位基准，钻、扩、粗钱、精铉中25孔。4.1 选择加工设备及工艺装备4.1.1 选
11、择机床及对应夹具（1）工序1是 粗锋，半精锋。各工序的工步不多，成批生产不要求很高的生 产率，故选用卧式锋床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要 求一般，因此可选用T740型卧式金刚锋床和专用夹具2）工序2为铳断，可一次走刀完成，使之为两个零件，粗铳（p55半孔两端面表面精度 要求一般，故选用X60卧式铳床和专用夹具。（3）工序3是钻、扩、粗钱、精铉25孔，工步较多，故用立式钻床效率高，表面精度 要求高，故选用Z5125A立式钻床专用夹（4）工序4是，铳侧面端面，选用XA6132卧式铳床和专用夹具。（5）工序5是铳（p40外圆斜面，工步少，表面精度一般，故选用XA6132卧式铳床和专用夹
12、具。（6）工序6是粗铳、精铳（p40圆柱的上表面，表面精度高，故选用XA6132卧式铳床和专用夹具。（7）（8）（9）4.1.2（1）（2）（3） 较刀。（4）（5）（6）工序7是铳16X8槽，表面精度一般，选用X61W型万能铳床和专用夹具工序8去毛刺，手工去毛刺工序9终检选择刀具工序1粗锋，半精锋（p55孔，选用90硬质合金YT5锋刀工序2铳断，粗铳中55孔两端面，选用中齿锯片铳刀d=160mm L=4mm z=40工序3钻、扩、粗钱、精钱25孔，选用23麻花钻，24.8的扩刀， 工序4粗铳精铳cp 55上下端面，粗铳侧面端面，选用W18Cr4V硬质合金 钢端铳刀，牌号YG6o 工序5铳（p
13、40外圆斜面，选用高速钢镶齿三面刃铳刀 工序6粗铳、精铳中40圆柱的上表面，它的表面粗糙度要求太高，实际不用那么高，可调整为3.2 5选用W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。（7）工序7铳16义8槽，选用高速钢直齿三面刃铳刀do=16mm柱工序尺寸,如下表所示4.2 确定工序尺寸加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度（p55IT12铸件4.0CT1251 1.5粗锋2.0IT1253O00306.3半精锋2.0IT1055043.24.2.1确定表2柱表面工序尺寸:（p25IT7钻孔2IT112300.130扩孔1.8IT1024.8（）00846.3粗钱孔0.14IT82
14、4.94O00333.2精钱孔0.06IT7250。231.64.2.2确定平面工序尺寸表3平面工序尺寸加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度(P 55 孔 的上下端面铸件5.0CT1217 1.5粗铳4.0IT1213 0.256.3精铳1.0IT100.0612 0.183.2侧面端面铸件2.0CT1226 1.5粗铳2IT1224.0 0,66.3精铳1IT100 23 0.33.2铸件3.0CT1283 1.5粗铳2.0IT12810 0.66.340圆柱上表面精铳1.0IT680 0.33.2五、确定切削用量及基本时间刀具寿命、刀具半径、进给量、背吃刀量、切屑速度可查崇凯
15、机械制造技术 基础课程设计指南第五章第七节表5-112至5-161,第二章第三阶表2-8至2-23 ,机动时间可查表2-24至2-30.5.1工序1:粗锋，半精锋(p55孔机床：T740型卧式金刚键床，加专用夹具 刀具：选用90。硬质合金YT5锋1 .粗锋孔至(p53 mm 背吃刀量ap单边余量Z= 1mm可，一次切除，则aP=1mmo进给量f查得 f=0.20 mm/r(3)切削速度”查崇凯机械制造技术基础课程设计指南表2-28得Cv=38Yv=0.80 m=0.2 T=60 Kv=0.89 X1.04 X 0.93所以x Kv =b2?.3m/mm=U./m/smii 1000v1000
16、0.87 l” /贝IJ, ns=5.23r/s (314r/min)兀 d3.14 53按机床选取 nw=7.16 r/s ( 430 r/min)所以实际切削速度= 乙嚅泞=1.19 m/s c 1000(4)切削工时tLi+Lw+Lo 17+2+1 t= =0.22 minnf430X0.212 .半精锋孔至(p55 mm选用一个刀杆，T60卧式锋床同时对工件进行粗，半精锋孔，故进给量，切 削速度及工时均与前相同即:f=0.20 mm/rnw=7.16 r/s ( 430 r/min) t=0.22 min3 .2工序2:铳断机床：选用X60卧式铳床，专用夹具刀具:中齿锯片铳刀d=160
17、mm L=4 mm z=40刀具寿命:查表高速钢切断铳刀dW40 T=45 min1）切削用量aPaP=17 mm 一次走刀切断2）进给量fz查得 f z=0.1 mm/z3）切削速度”查崇凯机械制造技术基础课程设计指南表2-28得Cv=38 Yv=0.80 m=0.2 T=60 Kv=0.89 X1.04 X 0.93所 以 v=- kv =91 m/min=1.52m/sT map一1000v、/ns= =1000X91/(3.14 X 160)=181 r/min按机床选取nw=100r/minnd兀所以实际切削速度 70=0=160 X 100X 3.14/1000=50.24 m/m
18、in4)计算基本工时此时工作台每分钟进给量fm应为：fm f zZnwO.1 40 100 400mm/min 查表得,刚好有 f m 400mm/ min o 计算切削基本工时：l+y+ A 160+40t m= fm 400 =0,5 min4 .3工序3:钻、扩、粗钱、精钱25孔。1 .加工条件工件材料：灰铸铁HT200 加工要求：钻中25的孔，其表面粗糙度值为Rz=1.6Mm;先钻23的孔在扩24.8的 孔，再粗钱24.94孔,再精钱25孔。机床：Z5125A立式钻床，专用夹具。刀具：23麻花钻，24.8的扩刀，被刀2.计算切削用量2.1钻23的孔(1)进给量查崇凯机械制造技术基础课程
19、设计指南第189页，表5-127得钻孔进给量f为0.780.96 mm/r,由于钻孔的深度80大于钻孔的直径(p23时的三倍，属于低刚度零件，故进给量应乘修正系数0.75,则f=(0.78 0.96)X 0.75=0.585 0.72mm/r,查表得出，现取f=0.50mm/r。此工序采用 23的麻花钻。所以进给量f=0.96mm/z2)钻削速度切削速度：查崇凯机械制造技术基础课程设计指南表2-28得Cv=11.1 Yv=0.40 m=0.125 T=60 Kv=1 Zv=0.25 Xv=0cd zV所以 v= Cvdx kv =14.8m/s=91 m/minm xv vvvTaPf1000
20、V1000 14.8ns=兀 d204(r/min)233)根据手册nd兀Vc =c 1000ns=300r/min,故切削速度为23 30021.67(m/ mm)1000切削工时l=23mm, 3=132mm.查表，切削工时计算公式:lm1I hl2nwf80 23 13.2300 0.25155(min)2.2扩0 24.8的孔1)扩孔的进给量查切削用量手册表2.10规定,查得扩孔钻扩中24.8的孔时的进给量，并根据机床规格选取F = 0.3 mm/z2)切削速度扩孔钻扩孔的切削速度，根据工艺手册表28-2确定为V = 0.4V钻 其中V钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度.故V =
21、 0.4 X 21.67=8.668 m/min1000V 1000 8.668 ，一 一，.、ns111.3(r/mm)“w24.8按机床选取ns=195r/mi n.3)切削工时切削工时时切入L1=1 .8mm,切出trriiI h I2nwf世U.(min)195 0.32.3粗钱(D24.94的孔1)粗较孔时的进给量根据有关资料介绍,钱孔时的进给量和切削速度约1/2 1/3,故为钻孔时的F=1/3 f 钻=1/3X 0.3=0.1 mm/r1000vdw1000 7.2224.94 92.2(r/min)2)切削速度按机床选取nw=195r/min ,所以实际切dwiiw100024.
22、94 195100015.27(m/ min)切削工时切削工时，切入l2=0.14mm,切出11=1.5mm.I I1I28OO.I4 1.5trrii 124.18 (min)nwf 195 0.12.4精钱25的孔(1)精钱孔时的进给量根据有关资料介绍，钱孔时的进给量和切削速度约为钻1/21/3,故 孔时的F=1/3f 钻=1/3 X0.3=0.1 mm/rV=1/3V 钻=1/3 X 21.67=7.22 m/min1000v 1000 7.22ns91.975(r/min)dw25(2)切削速度按机床选取nw=195r/min,所以实际切削速度dwPlw100025 195100015
23、.3(m / min)（3）切削工时切削工时，切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.II1I2 80 0.06 0trrn4.1 (mm)nwf 195 0.15.4工序4:粗铳，精铳（p55孔上、下端面，粗铳侧面端面1 .粗铳（p55孔上下端面。机床：XA6132卧式铳床，专用夹具。刀具:W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6o铳削宽度ae60,深度apPcc=2.7kwo 故校验合格。（6）计算基本工时tm=L/Vr=(125+30) /375=0.41min.2 .精铳（p55孔上下端面。（1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择aP=0.5mm, 一次走刀即可完成所需 长度。（2
24、）每齿进给量机床功率为7.5kw o查机械制造技术基础课程设计指南选 f=0.5 mm/zo（3）查后刀面最大磨损及寿命查机械制造技术基础课程设计指南表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mmo查机械制造技术基础课程设计指南表3.8,寿命T=180min（4）计算切削速度按机械制造技术基础课程设计指南，将f降一级为f=0.5mm/zo 查得 Vc=110mm/s, n=252r/min,V f=577mm/s据XA6132铳床参数，选择nc=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度V c=600.4,实际进给量为 f zc=V rc/n cZ=0.21 mm/zo（5）校验机床
25、功率查机械制造技术基础课程设计指南，而机床所能提供功率 为 Pcm=56.3kwPcc=2.7kWo 故校验合格。（6）计算基本工时 tm=L/Vf= （125+30） /375=0.41min.3 . 粗铳侧面端面进给量 f=0.14mm/r 查表 a=0.15 mm t m = L/V f= (125+30) /375=0.41min.5.5工序5:铳（p40外斜面机床：XA6132卧式铳床，专用夹具。刀具：高速钢镶齿三面刃铳刀 （1）进给量f查表at=0.15 mm/z（2）切削速度Vc查得 v=27 m/min d=175mm 齿 数 z=161000v 1000X273.14X 17
26、5 =49 min按机床选取nw=47.5 r/min所以实际切削（3）基本工时tLi+Lw+Lond兀VC =1000175+537tx 175X47.5=26.1 nVmin=26.1 m/min innn9 minnf 47.5 X16X0.155.6工序6:粗铳、精铳（p40柱的上表面机床：XA6132卧式铳床，专用夹具。必=60,深度apv=4,齿数（后简称机械制造技刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。铳削宽度z=10,故据切削用量机械制造技术基础课程设计指南术基础课程设计指南）取刀 具直径do=80mmo选择刀具前角yo=+ 5后角a0 = 8 ,副后角a。 =8。，
27、刀齿斜角入s= -10。，主刃Kr=60 ,过渡刃Kr8=30 , 副刃Kr1 =5过渡刃宽bs=1mmo1.粗铳（1）铳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。查机械制造技术基础课程设计指南f=0.14 0.24mm/Zo由于是对称铳，选较小量f=0.14 mm/z。（3）查后刀面最大磨损及寿命查机械制造技术基础课程设计指南表3,7 ,后刀面最大磨损为1.01.5mmo查机械制造技术基础课程设计指南表3.8 ,寿命 T=180min（4）计算切削速度查得 Vc=98mm/s,则 n=439r/min,V t=490
28、mm/s据XA6132铳床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f 或二V Mn cZ=475/ （300*10） =0.16mm/z。（5）校验机床功率查机械制造技术基础课程设计指南Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPco c故校验合格。最终确定 a P=1.5mm, nc=475r/min,V tc=475mm/s, V c=119.3m/min, f z=0.16mm/Zo6）计算基本工时 tm=L/Vf= （32+80） /475=0.09min。2.精铳（1）铳削
29、深度因为切削量较小，故可以选择aP=0.5mm, 一次走刀即可完成所需 长度。（2）每齿进给量机床功率为7.5kwo查机械制造技术基础课程设计指南 f=0.140.24mm/zo由于是对称铳,选较小量f=0.14 mm/z o（3）查后刀面最大磨损及寿命查机械制造技术基础课程设计指南表3.7, 后刀面最大磨损为1.01.5mmo查机械制造技术基础课程设计指南表 3.8 ,寿命 T=180min（4）计算切削速度查得 V c =98mm/s,则 n=439r/min,V f=490mm/s据XA6132铳床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度Vc=3.14*8
30、0*475/1000=119.3m/min,实际进给量为 f ZC=V（c/n cz=475/ （300*10）=0.16mm/z。(5)校验机床功率查机械制造技术基础课程设计指南Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcco故校验合格。最终确定 a P=1 .Omm, nc=475r/min5V tc =475mm/s, V c=119.3m/min,f z=0.16mm/Zo（6）计算基本工时tm=L/Vf= (32+80) /475=0.09min。5.7工序7:铳16X8槽机床：X61W型万能铳床，专用夹具 刀具：高速钢直齿三面刃铳刀do=16mm,国家标准GB1118 D=1
31、60mm d=40mmL=16mm 齿数 z=24（1） 走刀量f由表查得f =0.67 mm/r（2）铳刀磨钝标准和耐用度 由表查得 磨钝标准为0.20.3耐用度为T=150min2.33)V4）时5.社,切削速度Cvdo.km xv Yv W Pv vap 3f 3w Z查表得其中：修正系数kv1.0 Cv40qv0.2Xv0.1 Yv0.4Uv 0.5pv0.1 m=0.5 atf 0.67八0.028mmZ24代入上式，可得箭49.5m，就绵浅取也5/min则nsdw按机床选取主轴转速为静记S实际切削速度为vkw 3.27m/s 196.2m/min 1000计算切削工口 ?y32.7aZs=0.55min vt atzn参考文崇凯.机械制造技术基础课程设番旨南.化学工业出版芋吴国.机械制造技术基础课程设计教程.赴I七京：国防 主业援版新械制造工艺设计手册.哈尔滨：哈尔滨工业 奠棠般遨基国.机械设计课程设计手册（第二版）.北京: 房糠11机械制造工程原理.北京：清华大学出版1998200820111981高等教1999