机械制造工艺学课程设计说明书.docx
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机械制造工艺学课程设计说明书
机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目：
设计“CA6140车床拨叉831003”零件的机械加工工艺规程及机床夹具（2000件/年）
开始日期：
2015年6月22日
完成日期：
2015年7月8日
学生姓名：
学号：
指导教师：
学校名称：
重庆理工
重庆理工大学
机械制造工艺学课程设计任务书
设计题目：
设计“CA6140车床拨叉（831003）”零件的机械加工工艺规程及机床夹具（2000件/年）
生产纲领：
2000件/年
内容：
1、零件图........................................................1张
2、毛坯图........................................................1张
3、机械加工工艺过程卡.....................................................1张
4、机械加工工序卡...............................................................1套
5、机床夹具装配图...............................................................1张
6、机床夹具专用零件图.....................................................1张
7、设计说明书.................................................1份
班级学号：
学生：
指导教师：
2015年6月18日
第一章零件的分析
第一章、零件的分析
（一）、零件的用途
题目给定的零件是C6140拨叉它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。
通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。
宽度为30mm的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。
滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。
从而影响整个传动系统的工作。
所以拨叉宽度为30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度。
（二）、确定生产类型
按照设计任务书CA6140拨叉（831003）;零件年生产量为2000件，若取备品率为8%，废品率为1%，所以该零件的生产纲领为：
N=Qn（1+
%+
%）=2000
1
（1+8%+1%）=2180（件） 可见，年生产量为2180台，属于轻型机械，根据《机械制造工艺学课程设计指导书P133表5-8，由生产纲领与生产类型关系可确定该零件的生产类型为中批量生产。
（三）、零件的工艺分析：
CA6140拨叉共有两组加工表面。
●A端面和与A端面垂直的花键底孔
●以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括Ø25+0.230mm的三齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2×750到角和距中心线为27mm的平面。
第二章、工艺规程设计
（1）、确定毛坯的制造形式
此次所设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用金属型铸造。
该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求。
因为生产纲领为大批量生产。
因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。
（2）、基准面的选择
1、精基准的选择：
为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的左端面为精基准。
2、粗基准的选择：
因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑移齿轮的右端面。
所以以Φ40的外圆表面为粗基准。
（3）、加工表面的加工方案
工序号
工序名称
工序内容
设备
工艺装备
基准选择
1
铣
粗铣-精铣端面D
X6132
硬质合金端面铣刀
Ф40外圆端面为粗基准
2
钻、扩、锪
钻花键底孔ф20mm、扩花键底孔ф22mm、锪D端面倒角
Z525
高速钢直柄麻花钻
硬质合金锥柄扩孔钻
锥柄锥面锪钻
D面
A面
底孔中心
3
锪
锪E面花键底孔倒角
Z525
锥柄锥面锪钻
花键底孔中心
4
拉
拉花键孔
L6110
高速钢花键拉刀
花键孔中心、D面
5
铣
粗铣A表面
XA6132
硬质合金端铣刀
花键孔中心
6
铣
粗铣18H11槽
XA6132
硬质合金直齿三面刃铣刀
花键孔中心、D面
7
铣
精铣A表面
XA6132
硬质合金端铣刀
花键孔中心
8
铣
精铣18H11槽
XA6132
硬质合金直齿三面刃铣刀
花键孔中心、D面
9
钻
钻螺纹底孔
2×ф6.8mm
Z525
高速钢锥柄麻花钻
D面
10
攻
攻螺纹
2×M8mm
SB408
M8细柄机用丝锥
螺纹底孔中心
11
检验
（4）、制定工艺路线
工艺路线方案一：
工序一：
铸造毛坯；
工序二：
粗、精铣左端面D面，
工序三：
钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角；
工序四：
拉花键孔Φ25H7
工序五：
粗精铣底面A面；
工序六:
粗铣平面
工序七：
粗铣槽；
工序八:
精铣平面
工序九:
精铣槽
工序十：
钻螺纹孔；
工序十一：
攻螺纹
工序十二：
去毛刺；
工序十三：
终检，入库。
工艺路线方案二：
工序一：
铸造毛坯；
工序二：
粗、精铣左端面D面，
工序四：
拉花键Φ25H7
工序五：
粗铣底面A面及18H11槽；
工序六：
精铣底面A面及18H11槽；
工序七：
钻螺纹孔；攻螺纹
工序八：
去毛刺；
工序九：
钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角；
比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中先面后孔，粗精分开，保证加工要求，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。
（5）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定：
C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。
根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。
根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。
选取公差等级CT由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等级为8~10级，，取为10级。
求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm
求机械加工余量由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-5查得机械加工余量等级范围为D~F，取为h级
求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为h级，得RAM数值为2mm。
求毛坯尺寸2-M8通孔较小铸成实心；C、D面单侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》式5-2求出，即：
R=F+RAM±CT/2=82±1.6mm
D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：
R=F+RAM±CT/2=74±1.6mm
为了简化铸件的形状取R＝75mm
1、C面的单边总加工余量为Z＝3.6mm。
查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-49精加工余量a=1.0mm，故粗加工余量为Z＝2.6m。
2、D面的总加工余量为Z=3.0mm，D面精加工余量同C面a＝1mm，故D面粗加工余量Z＝2mm。
3、花键孔
要求以花键外径定心，故采用拉削加工
内空尺寸为
。
由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-42确定孔的加工余量分配：
钻孔：
20mm
扩孔：
22mm
拉花键孔（6-
25H7*
*6H9）
4、铣18H11槽
由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z＝3.0mm，粗铣后公差为+0.18～+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11）。
4.5确定切削用量及基本工时
工序一：
铸造毛坯
工序三钻Φ22花键底孔，扩花键底孔Φ22倒2×75o倒角
一、钻Φ20的孔。
1）决定进给量
由《机械加工工艺手册》表3.3-5选择高速钢麻花钻头其直径do＝20mm。
由《机械加工工艺手册》表3.4-1查得铸铁的硬度大于200HBS，查得进给量f=0.43~0.53mm/r，由于Yd＝80/20＝4查得修正系数Ktf＝0.95则f＝0.41～0.50mm/r。
由《机械加工工艺手册》表3.4-3可查得钻头强度允许的进给量为f＝1.75mm/r。
由《机械加工工艺手册》表3.4-4可知机床进给机构强度所允许的钻削进给量，选用Z525钻床。
由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-64查得进给机构允许的最大抗力Fmax＝8830N，do
20.5，查f＝0.93mm/s，故取f＝0.48，由《机械加工工艺手册》表3.4-15查得高速钢钻头钻孔的轴向力F＝5510N小于Fmax，故可用。
2）确定钻头的磨钝标准及寿命。
由《机械加工工艺手册》表3.4-7查的钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命为T=15mim。
3）确定切削速度
＝286.6r/min
由《机械加工工艺手册》表3.4-8取n＝272r/min则实际切削速度
Vc＝
＝
＝17.1m/min。
4）检验机床扭矩及功率
由《机械加工工艺手册》表3.4-15可查得f
0.5mm/r时，Mc＝48.26Nm。
当nc＝272r/min时，由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-68可查得Mm＝144.2Nm。
由《机械加工工艺手册》表3.4-15查得Pc＝1.27kw，Pe＝2.6×0.81＝7.76kw，
因为Mc
Mm，Pc
Pe，故所选切削用量可用。
所以得f＝0.48mm/r，n＝nc＝272r/min。
Vc＝17m/min。
计算基本工时：
tm＝
由《机械加工工艺手册》表2.1-99查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。
故：
tm＝
＝
＝0.69mim。
辅助时间为（0.15-0.2）tm，取0.2tm，所以辅助时间为0.1min。
二、扩
20孔。
1、确定背吃刀量
由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-41查得背吃刀量为2mm。
2、确定进给量
由《机械加工工艺手册》表3.4-5得查的f＝0.6～0.7mm/r。
根据机床说明书取f＝0.62mm/r
3、计算切削速度
＝5.7～8.5m/min
由此可知主轴的的转速：
n＝123r/min
根据机床说明书取n＝140r/min，则实际切削速度
v＝
＝9.67m/min
4、计算切削工时
由《机械加工工艺手册》表3.5.1查得tm＝
，式中各参数：
L=80mm，L1＝1.707～2.107，取L1＝2mm。
故
tm＝0.8min
辅助时间为（0.15-0.2）tm，取0.2tm，所以辅助时间为0.1min。
三、锪d面倒角
在同一工序中，锪倒角转速和扩孔转速相同n=140r/min；
v＝
＝11.43m/min.手动走刀，切削深度为2mm。
工序五：
拉花键孔
由《机械加工工艺手册》表4.1-21拉刀的齿升量查得矩形花键拉刀，工件材料铸铁的齿升量为0.04～0.10mm，取齿升量为0.06mm。
拉削速度由《机械加工工艺手册》表4.
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