拨叉831003课程设计说明书.docx
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拨叉831003课程设计说明书
1.零件的分析2
1.1零件的作用2
1.2零件的工艺分析2
2.工艺规程的设计3
2.1确定毛坯的制造形式3
2.2基准的选择3
2.3制定工艺路线3
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5
2.5确定切削用量及基本工时6
3.夹具的设计12
3.1问题的提出12
3.2夹具设计13
4.总结14
5.参考文献15
设计说明
本次设计是在我们学完了大学的全部基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。
因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。
1.零件的分析
1.1零件的作用
给零件是CA6140车床拨叉，它位于车床变速机构中，主要起到换挡作用。
通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的出齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。
宽度为30mm的面的尺寸精度不高或者他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。
1.2零件的工艺分析
831003拨叉共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。
分析如下：
（1）以Φ25H7mm花键孔为中心的加工表面。
这一组包括：
Φ25H7mm的花键孔及倒角，30×80mm的台阶面，两个M8的通孔和一个Φ5的圆锥孔。
（2）以40×75mm的端面为基准的加工表面。
这一组加工表面包括：
18H11mm的槽，40×75mm的端面。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
30×80mm的台阶面与Φ25H7mm的花键孔中心线的平行度公差为0.1mm。
18H11mm槽的端面与Φ25H7的花键孔中心线的垂直公差为0.08mm。
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以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，并且保证它们之间的位置精度要求。
2.工艺规程的设计
2.1确定毛培的制造形式
零件的材料为HT200，工作环境良好，不会承受比较大的冲击载荷，为大批量生产，且材料可铸。
采用铸造成型中的“金属模机械造型”铸造的方法制造毛坯。
2.2基准的选择
（1）粗基准的选择
对于零件而言，尽量选择不加工的表面为粗基准。
对于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表面作为粗基准。
因此选右端R20mm的端面，顶部40×80mm的面和里面75×80mm的面为粗基准。
（2）精基准的选择
精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。
选择时要考虑基准重合基准统一原则。
精基准选择为花键孔和左边72×40mm的端面，加工中用专用夹具。
2.3制订工艺路线
由于生产类型为大批生产，采用万能机床配以专用夹具，尽量使工序集中来提高生产效率。
除此之外，还应降低生产成本。
（1）工艺路线方案一：
工序1：
粗铣75×40mm的左端面，精铣75×40mm的左端面至符合表面粗糙度要求
工序2：
钻、扩花键孔到Φ22mm
工序3：
锪花键孔两端倒角2×15°
工序4：
拉花键
工序5：
粗、精铣30×80mm台阶面
工序6：
粗、精铣宽度为18mm的槽和槽的上表面平面
工序7：
钻2×M8孔，攻螺纹，钻Φ5锥孔
工序8：
去毛刺
工序9：
终检
（2）工艺路线方案二：
工序1：
粗铣75×40mm的左端面，精铣75×40mm的左端面至符合表面粗糙度要求
工序2：
钻、扩花键孔到Φ22mm
工序3：
锪花键孔两端倒角2×15°
工序4：
粗、精铣30×80mm台阶面
工序5：
粗、精铣宽度为18mm的槽和槽的上表面平面
工序6：
钻2×M8孔，攻螺纹，钻Φ5锥孔
工序7：
拉花键
工序8：
去毛刺
工序9：
终检
（3）工艺路线方案三：
工序1：
粗铣75×40mm的左端面，精铣75×40mm的左端面至符合表面粗糙度要求
工序2：
钻、扩花键孔到Φ22mm
工序3：
锪花键孔两端倒角2×15°
工序4：
粗、精铣30×80mm台阶面
工序5：
钻2×M8孔，攻螺纹，钻Φ5锥孔
工序6：
粗、精铣宽度为18mm的槽和槽的上表面平面
工序7：
拉花键
工序8：
去毛刺
工序9：
终检
工艺方案的比较与分析。
先看方案二和方案三，方案三把钻孔安排在加工好台阶面之后接着进行，之后又还要进行铣槽的工序，为了方面加工和合理安排加工顺序，所以还是把铣的部分安排在一起，方便加工。
这里方案二更好用一点。
方案一是在花键孔钻完之后直接拉花键，而方案二是先用花键孔定位，在加工完其余步骤之后，再加工精度较高的花键。
因为先拉花键，更适合之后铣30×80mm的台阶面，使定位准确度高，因此第一方案，把拉花键作为前面工序比较合理。
以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA6140拨叉的材料为HT200，硬度为190～210HB，净重量为0.84kg，生产类型为大批量生产，可用“金属模机械造型”铸造的方法制造毛坯。
（1）75×40mm左端面的加工余量
查《简明机械加工工艺手册》（一下简称《简明手册》）表10-6取铣削的加工余量：
粗铣：
3mm
精铣：
1mm
（2）花键底孔的加工余量
孔Φ20先铸出，所以取钻孔的双边加工余量为2mm，单边为1mm
（3）拉花键孔，花键孔按外径定位
查《机械加工工艺手册》表3.2-19取加工余量为2Z=1mm
（4）30×80mm台阶面的加工余量
查《工艺手册》表1-22取铣削的加工余量：
粗铣：
2mm
精铣：
1mm
（5）宽为18mm的槽
查《机械加工工艺手册》表3.2-29取铣削的加工余量：
粗铣：
3mm（双边余量）
精铣：
1mm（双边余量）
（6）其他尺寸铸造得到
考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求，不需要加工。
从铸造出来即可符合使用要求，因此，只采取75×40mm的加工表面余量。
查《机械加工工艺手册》表3.1-24，确定毛坯的尺寸公差为CT7，表3.1-21查的CT7=1.1mm。
则
毛坯名义尺寸：
80+4=84mm
毛坯最大极限尺寸：
80+4+CT7=85.1mm
毛坯最小极限尺寸：
80+4-CT7=82.9mm
2.5确定切削用量及基本工时
工序1：
粗铣75×40mm的左端面，精铣75×40mm的左端面至符合表面粗糙度要求
（1）加工条件
工件材料：
HT200，查《简明手册》表10-3，取σb=195N/mm2=0.195GPa。
选取用金属型铸造。
加工要求：
粗铣75×40mm右端面，然后精铣此端面。
铣床：
查《机械加工工艺手册》表9.1-2，选用X6132A卧式铣床。
主轴转速30～1500r/min，机床功率9.06kw。
最高表面粗糙度可达1.6.
刀具：
查《简明手册》表12-21，取刀具材料YG6.查《机械加工工艺手册》表9.2-11，选取镶齿套式面铣刀（GB1129-85），刀具直径D=80mm，齿数z=10。
Kr=90°
（2）计算切削用量
①粗铣75×40mm右端面
进给量选择：
根据《机械加工工艺手册》表9.4-1，工件夹具系统刚度为中等条件，取每齿进给量
=0.2mm/z。
背吃刀量：
=3mm。
铣削速度：
参考《简明手册》表11-28，选取铣削速度为60m/min。
按《机械加工工艺手册》表9.2-11选取d/z=80/10，即铣刀直径80mm，铣刀齿数为10。
由公式
铣床为8级级数，按机床手册及计算，有n=240r/min这一转速，与理论转速相近，即可选此转速。
实际铣削速度
。
计算铣削工时：
查《机械加工工艺手册》表9.4-31，可知铣削基本时间
，
其中
为工作台每分钟进给量，
=480mm/min
为工件铣削部分长度，75mm
为切入行程长度，有公式
=7.36mm
为切出行程长度，82mm
所以粗铣时基本时间为
=（75+7.36+82）/480=0.342min=21s
②精铣75×40mm右端面
铣床，刀具的选取同粗铣一致。
背吃刀量：
=1mm，
铣削速度：
要求表面粗糙度为
=3.2
查《机械加工工艺手册》表9.4-3，每转进给量取
=0.8mm/r。
根据《简明手册》表11-28，可取铣削速度v=80m/min。
。
查机床手册及计算，取铣床转速为n=320r/min。
实际铣削速度
。
基本时间计算：
如粗铣
与粗铣加工相同。
工序2：
钻、扩花键孔到Φ22mm
选用摇臂钻床z3063，查《简明手册》表14-12，钻速围20~1600r/min。
钻头材料：
高速钢
由《简明手册》表11-10查得每转进给量
=0.8mm/r，
查表11-12，钻削速度取
=0.35m/s=21m/min
扩钻孔时的切削速度
由公式
按机床选取n=140r/min。
得实际钻削速度
基本时间t
由《金属切削手册》表7-7有：
其中
mm/s
L为钻削长度，
为钻削直径。
工序3：
锪花键孔两端倒角2×15°
由于此道工序用时较短，一次就可以完成，按经验选取时间为3s。
工序4：
拉花键
刀具：
短形花键拉刀，表8-2《金属切削手册》
据表8-6选取拉刀齿开量S齿=0.08mm
根据《金属切削手册》拉削速度一般在1-8m/min。
HB=195.6，取V=3m/min即V=0.05m/s
拉削工时t=Zb·l·η·k/1000VfzZ
Zb单面余量（25-22）/2=1.5mm
L拉削表面长度80mm
Η校准部分长度系数，取1.2
K机床返回行程系数，取1.4
Z拉刀同时工作齿数，取Z=7表8-7
P拉刀齿距，取P=13表8-7
t=（1.5×80×1.4×1.2）/（1000×3×0.08×7）=0.12min=8s
工序5：
粗、精铣30×80mm台阶面
①粗铣
刀具选择：
YG6的镶齿端面铣刀
机床:
查《机械加工工艺手册》选取
立式铣床X5020A功率为：
3.79Kw
主轴转速围为：
40-1800r/min
表9.2-11选取：
d/z=80/10
背吃刀量：
2mm
查《简明手册》表1-22选取
进给量取
=0.25mm/r
铣削速度根据《简明手册》表11-28选：
V=60m/min
由公式
=（1000
60）/（3.14
60）=238r/min
按机床选取转速为n=240r/min
所以，实际铣削速度V=n
d/1000=60.29m/min
基本时间：
由《机械加工工艺手册》表9.4-31主偏角Kr=90°
=
n
z=600mm/min
+（1～3）=
mm
t=
/
=（80+4.92+82）/600=0.28min=17s
②精铣
背吃刀量：
1mm
查《机械加工工艺手册》表9.4-3选每齿进给量：
查《简明手册》表11-28选铣削速度V=75m/min
=（1000×75）/（3.14×80）=298r/min
按机床选取转速n=300r/min
则实际额铣削速度为V=V=n
d/1000=75.36m/min
基本时间：
=
n
z=0.15×300×10=450mm/min
t=
/
=（80+4.92+82）/450=23s
工序
升级会员 