拨叉零件机械加工工艺规程设计方案.docx
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拨叉零件机械加工工艺规程设计方案
拨叉零件机械加工工艺规程设计
一、零件的主要技术条件分析
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到角和距中心线为27mm的平面。
2.以工件右端面为基准的8+0.030mm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。
二、确定毛坯及其尺寸
1、零件生产类型
中量批生产。
2、毛坯的材料及制造方法
零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。
由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。
3、机械加工余量及毛坯尺寸
查表确定各表面机械加工总余量，确定毛坯尺寸，及偏差，填写下表
零件尺寸
总加工余量
偏差
毛坯尺寸
根据
右端面28mm
3mm
_
31mm
足够把铸铁的硬质表面层切除
到中心线27mm
3mm
_
30mm
足够把铸铁的硬质表面层切除
Ф22mm的孔
22mm
Φ22
mm
Ф40mm_
《机械加工实用手册》表5.2.1
宽为6mm的花键
6mm
6
mm
_
《机械加工实用手册》表5.2.1
宽为8mm的槽
8mm
8
mm
28mm
《机械加工实用手册》表5.2.1
宽为18mm的槽
18mm
18
mm
34mm
《机械加工实用手册》表5.2.1
三、加工工艺过程设计
1、定位基准的选择
<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。
2、零件表面加工方法的选择
宽为8的槽两侧面，公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra1.6，加工方法选择为：
粗铣、半精铣、精铣；
宽为18的槽两侧面，公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra3.2，加工方法选择为：
一次行程、二次行程、；
宽为6的花键槽两侧面，公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2，加工方法选择为：
粗铣、半精铣；
直径为25的花键圆面，公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6，加工方法选择为：
粗铣、半精铣、精铣；
直径为22的内孔面，公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3，加工方法选择为：
粗扩、一次扩孔；
到花键中心线为27mm的平面，公差等级为IT6，表面粗糙度为Ra3.2，加工方法为：
粗铣、半精铣。
3、制定工艺路线
工艺阶段的划分，如
工序Ⅰ：
<详细工序内容，包括定位基准）
工序Ⅱ：
<1）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。
粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角；
（2）拉花键。
以右端面为基准；
（3）铣削槽左端面，以花键的中心线及右端面为基准。
选用X62W卧式铣床加专用夹具，
（4）铣削8+0.030mm的槽。
以花键的中心线及右端面为基准。
选用X62W卧式铣床加专用夹具；
四、工序设计
1、选择加工机床：
①工序Ⅰ：
<选择依据，零件形状、大小，经济精度，表面粗糙度要求等）
2、确定工序尺寸
<1）确定各圆柱面的工序尺寸
加工表面
工序名称
工序双边余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
Φ40mm圆端面
粗车
—
—
Ra12.5
精车
—
—
Ra3.2
Φ22
内孔
粗扩
20．75
21.5
Ra25
一次扩孔
0.19
22
Ra3.2
倒两端15°倒角
粗车
—
—
Ra12.5
半精车
—
—
Ra6.3
Φ25
、宽为6
的花键
粗铣
高1.5、宽6
25、6
Ra3.2
精拉
高0.0115、宽0.015
25
、6
Ra1.6
到花键中心线为27mm的平面
粗铣
—
—
Ra12.5
半精铣
—
—
Ra6.3
精铣
—
—
Ra3.2
宽为8
、高为8mm的槽
粗铣
7
7
Ra12.5
半精铣
0.25
7.5
Ra6.3
精铣
0.015
8
Ra1.6
宽为18
、高为23mm的槽
粗铣
17
17
Ra12.5
半精铣
0.25
17.5
Ra3.2
精铣
0.003
18
Ra3.2
<2）轴向尺寸确定
根据工艺尺寸链
工艺过程的安排
五、确定切削用量
1、工序Ⅰ切削用量的确定
一）工序1：
车削右端面。
（1）粗铣
1）.背吃刀量的确定ap=2.5mm
2）.进给量的确定：
由文献【1】表5-11按铣刀直径50mm，齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.4mm/z
3）.由文献【1】表5-13.按高速钢立铣刀d/z=50/6的条件选取，铣削速度v=42m/min由文献【1】公式<5-1）n=1000×42/3.14×50=267.38r/min
参照文献【1】表4-15选取X51型立式铣床的主轴转速，取转速n=255r/min，再将此转速代入公式<5-1）可求出实际铣削速度v=πdn/1000=40.06m/min
（2）2、精铣
1）.背吃刀量的确定ap=0.5mm
2）.进给量的确定：
由文献【1】表5-11，按铣刀直径50mm，齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.25mm/z
3）.铣削速度的计算：
由文献【1】表5-13，按高速钢立铣刀d/z=50/6的条件选取，铣削速度v为47m/min。
由文献【1】公式<5-1）
n=1000×47/3.14×50=299.21r/min。
参照文献【1】表4-15选取X51立式铣床主轴转速，取n=300r/min，再将此转速代入文献【1】公式<5-1）可求出该工序实际铣削速度为v=πdn/1000=47.12m/min。
二）工序2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＝Ф20ｍｍβ=30°，2Φ=118°，2Φ=70°，bε=3.5mm,ao=12°,
Ψ=55°,b=2mm，=4mm。
根据《切削用量简明手册》表2-9确定f=0.48
ａ、按机床进给强度决定进给量：
根据表2.9,当σb＝210MPa
ｄ0＝20.5mm可确定f=0.75。
按C3163-1 车床说明书 取f=0.62mm/n.
ｂ、决定钻头磨钝标准及寿命表2.21，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6寿命T=45min.
ｃ、切削速度 由《切削用量简明手册》，表2.15得Ｖ=21m/min
n=1000V/
D=334.4由机床技术资料得和334.4接近的有280n/m和400n/min取280n/min
取n=280m/min.实际Ｖ=17m/min
ｄ、基本工时，Tm=L/nf=（80+10>/280x0.62=0.32（min>
入切量及超切量由表2.29.查出Ψ+△=10mm
所以Tm=L/nf=（80+10>/280x0.62=0.32（min>
<2）、扩孔
刀具直径do=21mm；刀具几何参数同上。
由于两孔直径相差不大，为了节省停车和调换走刀量等辅助时间，n和f都不变，所以Tm同上Tm=0.32
倒角刀具15°锪钻由于两孔直径相差不大，以表面粗度要求不高手动进给。
<3）、倒角
刀具：
专用刀具。
此工步使用到专用刀具与手动进给。
检验机床功率按《切削用量简明手册》表1.2４
可以查出 当σｂ＝160～245HBS
ａｐ≤2.8ｍｍｆ≤0.6ｍｍ／ｒ
Ｖｃ≤41ｍ／min Ｐｃ＝3.4kw
按C３１６３－１ 车床说明书 主电机功率Ｐ＝11ｋｗ
可见Ｐｃ比Ｐ小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求
钻削功率检验按《切削用量简明手册》表2.21
当ｄｏ＝21ｍｍ ｆ＝0.64ｍｍ
查得转矩Ｍ＝61.8 N.M
《切削用量简明手册》表由表2.32 得功率公式
ＰC＝McVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km
按C３１６３－１ 车床说明书 主电机功率Ｐ＝11ｋｗ
可见ＰC比Ｐ小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要
三）工序3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>
四）工序4铣削到花键中心线为27mm的平面
<1）粗铣
1>.背吃刀量的确定：
ap=2.7mm
2>.进给量的确定：
由《机械加工实用手册》表6.1.25按高速钢立铣刀直径32mm，齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.25mm/z；
3>.铣削速度的计算：
由《机械加工实用手册》表6.1.25.按高速钢立铣刀d/z=32/6铣削速度v=36m/min，由《简明机械加工工艺手册》P301公式v=
得n=1000×36/3.14×32=358.28r/min。
<2）精铣
1>.背吃刀量的确定：
ap=0.3mm
2>.进给量的确定：
由《机械加工实用手册》表6.1.25按高速钢立铣刀直径32mm，齿数为6的条件选取每齿进给量fz为0.18mm/z；
3>.铣削速度的计算：
由《机械加工实用手册》表6.1.25.按高速钢立铣刀d/z=32/6铣削速度v=39m/min,由《简明机械加工工艺手册》P301公式v=
得n=1000×39/3.14×32=387.94r/min。
五）工序5铣削宽为18
mm的槽
粗铣
刀具的选择：
选用高速钢镶齿三面刃铣刀，直径d=75，齿数z=10；
1）背吃刀量的确定：
ae=23mmap=15mm
2）进给量的确定：
由《机械加工实用手册》表6.1.21得fz=0.08mm/z；
3）切削速度的计算：
由《机械加工实用手册》表6.1.21按高速钢镶齿三面刃铣刀d/z=75/10铣削速度v=40m/min,由《简明机械加工工艺手册》P301公式v=
得n=1000×40/3.14×90=141.54r/min。
精铣
刀具的选择：
选用高速钢镶齿三面刃铣刀，直径d=75，齿数z=10；
1）背吃刀量的确定：
ae=23mmap=3mm
2）进给量的确定：
由《机械加工实用手册》表6.1.21得fz=0.05mm/z；
3）切削速度的计算：
由《机械加工实用手册》表6.1.21按高速钢镶齿三面刃铣刀d/z=75/10铣削速度v=85m/min,由《简明机械加工工艺手册》P301公式v=
得n=1000×85/3.14×90=300.78r/min。
六>工序6铣削宽为8
mm的槽
粗铣
刀具的选择：
选用高速钢镶齿三面刃铣刀，直径d=75，齿数z=10；
1）背吃刀量的确定：
ae=8mmap=7mm
2）进给量的确定：
由《机械加工实用手册》表6.1.21得fz=0.05mm/z；
3）切削速度的计算：
由《机械加工实用手册》表6.1.21按高速钢镶齿三面刃铣刀d/z=75/10铣削速度v=59m/min,由《简明机械加工工艺手册》P301公式v=
得n=1000×59/3.14×75=250.53r/min。
精铣
刀具的选择：
选用高速钢镶齿三面刃铣刀，直径d=75，齿数z=10；
1）背吃刀量的确定：
ae=8mmap=1mm
2）进给量的确定：
由《机械加工实用手册》表6.1.21得fz=0.05mm/z；
3）切削速度的计算：
由《机械加工实用手册》表6.1.21按高速钢镶齿三面刃铣刀d/z=75/10铣削速度v=85m/min,由《简明机械加工工艺手册》P301公式v=
得n=1000×85/3.14×75=360.93r/min。
参考文献：
1艾兴，肖诗纲主编.切削用量简明手册.第三版.北京：
机械工业出版社,2004.
2夏祖印，张能武主编.机械加工实用手册.合肥：
安徽科学技术出版社，2008.
3徐圣群主编.机械加工工艺手册.上海：
上海科学技术出版社，1991.
4张世昌主编.机械制造技术基础.北京：
高等教育出版社，2001.
注：
1、说明书内容计算完以后，填写“机械加工工艺过程卡”和“机械加工工序卡”，表格见本人给出的“表格填写范例”。
2、此表格不属于说明书内容，另外单独打印。
3、可以到图书馆借“机械制造技术基础课程设计”相关书籍里面的例子及本人给出的实例进行参考，具体过程以本说明书格式为准<字体大小可适当调整）。
4、设计完以后，要提交以下内容：
1）设计说明书一份；
2）“机械加工工艺过程卡”一张；
3）“机械加工工序卡”若干张；
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