课程设计CA车床拔叉零件图.docx
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课程设计CA车床拔叉零件图
九江学院
机械工程学院
机械加工工艺过程卡片
姓名
学号
有才
24号
零件名称
零件图号
材料
数量
拔叉
毛坯
1
工序号
工序名称
工序内容
车间
设备
工艺装备
工时
准终
单件
1
粗铣拔叉
头两端面
粗铣两端面至81.175～80.825mm.Ra12.5μm
立式铣床
X51
高速钢套式面铣刀.游标卡尺。
专用夹具
70。
2
1s
2
半精铣拔叉
头左面
半精铣拔叉头左端面至80～79。
7mm、Ra3。
2μm
立式铣床
X51
高速钢套式面铣刀.游标卡尺.专用夹具
59.2
4s
3
粗扩、精扩、
铰φ22mm孔
四面组合钻床
扩孔钻。
铰刀.卡尺.塞规
4
校正拔叉脚
钳工台
手锤
5
粗铣拔叉脚
两端面
卧式双面
铣床
三面刃铣刀.游标卡尺。
专用夹具
6
铣叉爪口
内侧面
立式铣床
X51
铣刀。
游标卡尺。
专用夹具
7
粗铣操纵槽底面和内侧面
立式铣床
X51
槽铣刀.卡规。
深度游标卡尺.专用夹具
8
精铣拔叉脚
两端面
卧式双面
铣床
三面刃铣刀.游标卡尺.专用夹具
9
钻、粗铰、精铰φ8mm孔
钻、粗铰、精铰φ8mm~8.015mm、Ra1。
6μm
四面组合
钻床
麻花钻.铰刀.内径千分尺
157
.25s
10
去毛刺
钳工台
平锉
11
中检
塞规。
百分表。
卡尺等
12
热处理
拔叉脚两端面局部淬火
淬火机等
13
校正拔叉脚
钳工台
手锤
14
磨削拔叉脚
两端面
磨床
M7120A
砂轮.游标卡尺
15
清洗
清洗机
16
终检
塞规.百分表.卡尺
机械加工工艺过程卡片
CA614车床拔叉零件图
（1）
（2）
工艺规程及机床夹具设计过程
设计题目：
设计CA6140车床拨叉（0405）零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。
一、计算生产纲领，确定生产类型：
该零件是CA6140车床上的拨叉，按照指导老师的要求，设计此零件为中批量生产。
二、零件的分析:
（一）、零件的作用:
题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）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、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形成。
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。
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。
毛坯零件图如下图：
（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）零件表面加工方法的选择：
本零件的加工面有端面、内孔、花键、槽等，材料为HT200灰铸铁，参考《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表1。
4—7、表1.4—8及表1。
4—17其加工方法选择如下:
⑴、A端面：
根据GB1800—79规定毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5um,要达到零件的技术要求,公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3。
2um，需要经过粗铣
⑵、Φ花键底孔：
公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3um，毛坯为实心，未冲出孔,故采用粗铣
⑶、槽的D端面：
零件技术要求表面粗糙度达到Ra3。
2，而毛坯的公差等级为IT13,表面粗糙度为Ra12。
5，故需要采用粗铣——>半精铣。
⑷、槽：
零件技术要求槽的两侧端面表面粗糙度为Ra1.6um,槽的底端面为Ra6.3um，需要采用粗铣—-〉精铣，就可以达到公差等级为IT8表面粗糙度Ra1.6um。
⑸、mm槽:
零件技术要求槽的各端面要达到的表面粗糙度为Ra3。
2um,需要采用粗铣-—〉半精铣
⑹、花键孔（6－mm××）：
要求花键孔为外径定心,两侧面表面粗糙度为Ra3。
2um底面表面粗糙度为Ra1。
6um，故采用拉削加工
⑺、两处倒角：
Φ25mm花键底孔两端处的2×75°倒角，表面粗糙度为Ra6.3um，为了使工序集中，所以花键底孔的两端面的2×75°倒角在Z525立式钻床上采用锪钻的方法即可。
（四）工艺路线的制定
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序集中来提高生产率.除此以外，还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
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“机械加工工艺过程综合卡片”
（二）机械加工余量.
CA6140的拨叉材料为HT200.毛坯重量为1.0kgσb=160MPaHBS生产类型为由大、中批量生产,采用模锻锻模。
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Φ220+0.28,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2Ζ=1mm
3.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。
精加工余量为0.2mm
粗铣加工余量为2。
8mm
（五）确定切削用量及基本工时。
工序Ⅰ：
车削A面。
1．加工条件.
工件材料：
灰口铸铁HT200.σb=145 MPa。
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：
刀片材料.r=12.ao=6—8b=—10o=0.5Kr=90n=15
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《切削简明手册》（第3版）表1。
4当刀杆尺寸为16mm×25mm，ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取Φ60mm）
ƒ=0。
6-0.8mm/ｒ。
按C３１６３－１ 车床说明书 取ƒ=0.6mm/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。
48mm/ｒ
按C３１６３－１ 车床说明书 ƒ＝0.53ｍｍ／ｒ
（3）计算切削速度。
按《切削简明手册》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/（Tm·apxv·fyv）·kv
其中：
Cv=158xv=0.15yv=0。
4M=0。
2修正系数Ko见《切削手册》表1.28
kmv=1。
15kkv=0。
8kkrv=0。
8ksv=1.04kBV=0.81
∴Vc=158/（600。
2·20。
15·0。
530。
4）·1。
15·0。
8·0。
8·0。
81·0.97
=46.9（m/min）
（4）确定机床主轴转速ns=1000vc/
dw=229.8（r/min）
按C３１６３－１ 车床说明书 ｎ＝200r／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）/nwxf=0。
33（min）L=（65—0）/2=32.5L1=3、L2=0、L3=0
2、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。
16mm/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/（Tm·apxv·fyv）·kv
=158/（600。
2·20.15·0.160.4）·1。
15·0。
8·0。
8·0。
81·0。
97
=83.85（m/min）
3）确定机床主轴转速.nw=1000vc/
dw=410.8（r/min）按C3163－１ 车床说明书 取nw=400（r/min）
实际切削速度V=57。
1m/min
4）切削工时，查《工艺手册》表6.2-1
Tm=（L+L1+L2+L3）/nwxf=22。
5/400x0.16=0.35（min）
由于下一道工序是钻孔，所以留下Ø20mm的台阶，所以L=（65-20）/2=22。
5mmL1=3。
L2=0.L3=0
3、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。
8ｍｍ ｆ≤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
工序Ⅱ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）
切削工时t=Zblηk/1000vfzZ
式中:
Zb单面余量1。
5mm（由Φ21mm拉削到Φ25mm）；
L拉削表面长度，80mm；
η考虑校准部分的长度系数，取1。
2；
k考虑机床返回行程系数，取1。
4；
v拉削速度（m/min）；
fz拉刀单面齿升;
Z拉刀同时工作齿数，Z=l/p；
P拉刀齿距。
P=（1。
25—1.5）sqrt80=1.35sqrt80=12mm
∴拉刀同时工作齿数z=l/p=80/12≈7
∴其本工时Tm=1。
5×80×1。
2×1。
4/1000×3。
6×0。
06×7=0。
13（min）
工序Ⅲ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：
28mm
1。
粗铣
1）选择刀具
根据《切削用量简明手册》表3。
1铣削宽度ae≤5mm时。
直径为do=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）rn=10°ao=16°
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.根据表3。
5得每转进给量ｆ＝0.5~１mm/r就能满足要求，但考虑到Ｘ62W功率为7。
5kw，机床为中等系统刚度和Ｘ62W铣床说明书所以每转进给量ｆ＝0。
6mm/r
3）选择刀具磨钝标准及刀具寿命.根据《切削用量简明手册》表3.7、铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0。
6镶齿铣刀do=50mm，刀具寿命T=120min（表3.8）
4）决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3。
9确定
Z=8，aP=40-70mm，ac=2。
8±0。
8ｍｍ，fz=f/z=0。
0750。
1mm/z
Vc=（Cvdoqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）
Cv=20,qv=0.7，Xv=0。
3，yv=0.2，uv=0.5，pv=0.3，m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8，KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79
Vc=（Cvxdoxqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）=23。
7（m/min）n=1000V/
d=（1000x23。
7）/（3.14x50）=151r/min根据X62W型铣床说明书选n=160r/min
Vc=3。
14nd/1000=（160x3。
14x50）/1000=25。
1m/minVf=nf=160x0。
6=96mm/min
选Vf=80mm/min实际fz=Vf/（nxz）=0。
0625mm/z
5）机床功率：
根据《切削用量简明手册》表3.20当Vc=71m/minae=2.8mmap=41mmfz=0.08Kmpc=1.4kw
切削功率的修正系数：
故Pct＜0.8,
根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为
Pcm=7.5×0.75=5.63kw故Pcc＜Pcm因此所决定的切削用量可以采用。
ae=2。
8mmVf=80m/minn=160r/minVc=25。
1m/minfz=0.0625mmm/z
6）基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5
Tm=（L+L1+△）/Vf=（28+14）/80=0。
525（min）L1+△=14mm
2.精铣
1）选择刀具
刀具与上道工步是同一把刀。
2）切削用量
精铣的加工余量为0.2,所以本道工步切削宽度
ae＝0。
2mm,ｆ＝0。
6
3）决定切削速度Vc、可根据《切削用量简明手册》表3.9确定
ac=0.2mm，Vc=（Cvdoqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）=33。
1m/min
n=1000V/
d=（1000x33.1）/（3。
14x50）=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/min
Vf=nf=210x0.6=126mm/min、VF=125mm/minfz=Vf/（nxz）=0.074mm/Z
4）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3。
5
Tm=（L+L1+△）/Vf=（28+14）/125=0。
336（min）L1+△=14mm
工序Ⅳ铣削8+0。
030mm槽。
加工工件尺寸:
8+0.030mm，长度L=40mm
加工要求：
高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8用乳化液冷却
机床:
X62W
1）选择刀具:
由加工尺寸公差0-0。
3。
所以铣刀精度为精密级K8
铣刀参数：
L=8mmD=63d=22d1=34ro=15°
ao=12°an=6°Z=16
2）选择切削量
由于槽的深度为8mm，故一次走完，ae=8mmap=8mm
由《切削用量简明手册》表3。
3确定f=0.15-0.3mm/r现取f=0.3mm/rfz=0。
3/16=0.018mm/z
3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：
根据《切削用量简明手册》表3。
7,得最大磨损量为0.5由表3。
8确定刀具寿命：
T=100min其中
4）决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简明手册》3.27的公式
Vc=（Cvxdoxqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）·Kv
Cv=25，qv=0.2，Xv=0.1，yv=0.2，uv=0。
5，pv=0。
1，m=0。
25，Km=1。
12,Ksv=0.8,KTv=0。
82，
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0。
82=0.79
Vc=（Cvxdoxqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）·Kv=82.86m/min
n=1000×Vc/
do=1000×82。
86/3.14×63=418。
87r/min
根据X62W型铣床说明书选nc=375r/min
实际速度Vc=
donc/1000=74。
2m/min
选Vfc=ncf=375X0。
3=112.5mm/min根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/min
fzc=110/375×16=0.018mm/z
5）机床功率：
根据《切削用量简明手册》表3.28公式
圆周力fc=（CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF）KFCKTV=0.90KMFC=0.94
由表28得CF=30，XF=1。
0，yF=0。
65，UF=0.83,WF=0，qF=0。
83，KFC=1。
28
Fc=（CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF）KFC=30X8X0.018X8/63X375=505.6N
M=FCdo/2×103=15.9N•M
Pc=FcVc/1000=1.18km根据X62W型铣床说明书,功率足够。
6）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5
Tm=（L+L1+△）/Vf=（40+14）/110=0.49（min）L1+△=14mm
工序Ⅴ铣宽为180+0.12mm槽
加工要求：
用乳化液冷却，加工工件尺寸,宽180+0.12mm，长L=40mm，加工余量23mm
由于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走，ae=23，ap=10mm，
1）选择刀具
铣刀参数：
L=10D=100mmd=30mmro=15°
ao=12°an=6°Z=24
2）选择铣削用量
由于槽的宽度为18mm，故二次走完，ae=23mmap=10mm
由《切削用量简明手册》表3。
3确定f=0。
5mm/r现取f=0.8mm/rfz=0。
5/24=0.02mm/z
3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：
根据《切削用量简明手册》表3。
7,得最大磨损量为0.5由表3.8确定刀具寿命:
T=100min其中
4）确定切削速度Vc和每齿进给量：
决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简明手册》3。
27的公式
Vc=（Cvxdoxqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）·Kv
Cv=25,qv=0。
2,Xv=0。
1,yv=0。
2,uv=0.5，pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,
Ksv=0.8,KTv=0。
82，
Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0。
8x0.82=0。
79
Vc=（Cvxdoxqv）/（TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv）·Kv=98.6m/min
n=1000×Vc/
do=1000×98.6/3.14×100=314r/min
根据X62W型铣床说明书选nc=300r/min
实际速度Vc=
donc/1000=94.2m/min
选Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min根据X62W型铣床说明书选选Vf=150mm/min
fzc=150/300×24=0.020mm/z
5）基本工时基本工时根据《切削用量简明手册》表3.5
Tm=（L+L1+△）•i/Vf=（40+20）X2/150=0。
8（min）L1+△=20mmi=2（走两次）
工序Ⅵ磨18mm槽,
保证尺寸18mm
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