KCSJ10拨叉的课程设计解析.docx
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KCSJ10拨叉的课程设计解析
机械制造技术基础课程设计
材料清单
设计题目：
KCSJ-10拨叉的机械加工工艺规程设计
序号
材料名称及顺序
规格
单位
数量
1
课
程
设
计
材
料
装
订
本
（1）课程设计封面
A4
页
1
（2）课程设计材料清单
A4
页
1
（3）课程设计任务书
A4
页
1
（4）课程设计用零件图
A3
张
1
（5）零件毛坯图
A3
张
1
（6）机械加工工艺过程卡
A4
套
1
（7）机械加工工序卡片
A4
套
1
（8）课程设计说明书封面
A4
页
1
（9）课程设计说明书
A4
份
1
（10）课程设计学生成绩登记表
A4
页
1
课程设计题目：
KCSJ-10拨叉的机械加工工艺规程设计
课程设计主要内容：
1、设计拨叉零件的毛坯并绘制毛坯图；
2、设计拨叉零件的机械加工工艺规程，并填写：
（1）整个零件的机械加工工艺过程卡；
（2）设计零件的机械加工工序卡。
3、（选做）设计某工序的夹具一套，绘出总装图；
4、编写设计说明书。
设计指导教师（签字）：
年月日
机械加工工艺过程卡
零件名称
拨叉
材料牌号
HT250
年产量
5000
毛坯种类
锻件
批量
大批
每毛坯件数
1
工序号
工序名称
工序内容
机床类型
工艺装备
5
车端面
粗车下端面
转塔式六角车床
90度车刀、游标卡尺
10
钻孔
钻花键孔
立式钻床
Ф20中心钻、游标卡尺
15
扩孔
扩花键孔
立式扩床
Ф21扩孔钻、游标卡尺
20
倒角
倒角2x15°
转塔式六角车床
45度偏刀、游标卡尺
25
拉花键
拉六齿方型花键
立式拉床
高速钢拉刀
30
铣平面
粗铣右端面
X62W铣床
高速钢面铣刀、量块
35
铣槽
铣宽为800。
03mm的槽
X62W铣床
高速钢直齿精密级三面刃铣刀、量块
40
铣槽
铣宽为1800。
12mm的槽
X62W铣床
高速钢直齿精密级三面刃铣刀、量块
45
磨削
磨宽为1800。
12mm的槽
磨床
量块
设计日期
指导教师
审核日期
机械加工工序卡片
工序名称
车端面
工序号
5
工
序
简
图
零件名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
卧式车床
C3163－1
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
走刀
长度
（mm）
走刀
次数
背吃
刀量
（mm）
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
切削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
先粗车右端面，留得加工余量3mm，再半精车端面。
加工余量为0.8mm
车刀、游标卡尺
30
1
2.8
0.53
200
40.8
0.33
02
精车右端面，加工余量为0,5mm，并为下一道钻孔的工序留下Φ20mm的台阶
车刀、游标卡尺
30
1
0.5
0.16
400
57.1
0.35
机械加工工序卡片
工序名称
钻孔
工序号
10
工
序
简
图
零件名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
立式钻床
C3163-1
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
走刀
长度
（mm）
走刀
次数
背吃
刀量
（mm）
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
切削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
钻花键孔
Ф20中心钻、游标卡尺
80
1
20
0.62
280
17
0.32
机械加工工序卡片
工序
名称
扩孔
工序号
15
工
序
简
图
零件
名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件
重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
立式钻床
C3163－1
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
走刀
长度
（mm）
走刀
次数
背吃
刀量
（mm）
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
切削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
扩花键孔
Ф21扩孔钻、游标卡尺
80
1
1
0.62
280
17
0.32
机械加工工序卡片
工序
名称
倒角
工序号
20
工
序
简
图
零件
名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件
重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
卧式车床
C3163－1
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
走刀
长度
（mm）
走刀
次数
背吃
刀量
（mm）
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
切削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
倒15。
角，此工步使用到专用刀具与手动进给
45度偏刀
15
2
2
0.62
280
17
0.32
机械加工工序卡片
工序
名称
拉花键孔
工序号
25
工
序
简
图
零件
名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件
重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
立式拉床
L5120
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
拉削
长度
（mm）
走刀次数
背吃
刀量
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
拉削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
拉六齿方形花键
高速钢拉刀、游标卡尺
80
1
1
0.06
3.6
0.13
机械加工工序卡片
工序
名称
铣平面
工序号
30
工
序
简
图
零件
名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件
重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
立式铣床
X62W
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
铣削
长度
（mm）
铣削次数
背吃
刀量
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
拉削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
粗铣右端面，加工余量为3mm
标准镶齿圆柱铣刀、游标卡尺
28
1
3
0.6
160
23.7
0.525
02
精铣右端面，加工余量为0.2mm
标准镶齿圆柱铣刀、游标卡尺
28
1
0.2
0.512
210
33.1
0.336
、、、、、、、
机械加工工序卡片
工序
名称
铣槽
工序号
35
工
序
简
图
零件
名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件
重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
铣床
X62W
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
铣削
长度
（mm）
铣削次数
背吃
刀量
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
铣削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
铣削800。
03mm的槽，加工余量为8mmm，用乳化液冷却
高速钢直齿精密级三面刃铣刀、量块
40
1
8
0.3
375
74.2
0.49
机械加工工序卡片
工序
名称
铣槽
工序号
40
工
序
简
图
零件
名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件
重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
立式铣床
X62W
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
走刀
长度
（mm）
走刀次数
背吃
刀量
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
铣削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
铣宽1800。
12mm的槽，用乳化液冷却
高速钢直齿精密级三面刃铣刀、量块
40
1
22.9
0.8
300
94.2
0.8
机械加工工序卡片
工序
名称
磨削
工序号
45
工
序
简
图
零件
名称
拨叉
零件号
KCSJ-10
零件
重量
1kg
每毛坯同时
加工零件数
1
材料
毛坯
牌号
硬度
型式
重量
HT250
160MPaHBS
锻件
设备
夹具
辅助工具
名称
型号
磨床
L5120
设计者
覃倩倩
指导教师
任同
工步号
工步说明
工艺装备
磨削
长度
（mm）
磨削次数
背吃
刀量
进给量
（mm/r）
主运动
转速
（r/min）
磨削
速度
（m/min）
基本
工时
（min）
01
磨宽为1800。
12mm的槽，保证尺寸18mm
平型砂轮、量块
40
1
0.5
50
3000
150
3.1
机械制造技术基础课程设计
说 明 书
KCSJ-10拨叉的机械加工工艺规程设计
专业
年级级
班级班
组别第组
学号
姓名
指导教师
完成时间
摘要
本次课程设计的内容是KCSJ-10拨叉的工艺规程设计。
由于老师对夹具设计没有进行要求，所以本设计说明书中只包含了零件的机械加工工艺规程。
其间主要运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识。
序言
机械制造技术基础是我们联系大学所学的专业知识的一门的综合的学科，机械制造技术基础课程设计旨在继承材料成型技术基础课程设计，让我们完成一次机械零件的机械加工工艺规程设计的锻炼，也是让我们对所学的课程（如工程制图、CAD画图及机械设计基础等）的一次复习和综合的运用。
这次课程设计的目的主要有一下四个方面：
首先，在结束了机械制造技术基础等前期课程的学习后，通过本次设计使我们所学到的知识得到巩固和加深，并培养我们全面综合地应用所学知识去分析和解决机械制造中的问题的能力。
其次，通过设计提高我们的自学能力，使我们熟悉机械制造中的有关手册、图表和技术资料，特别是熟悉机械加工工艺规程设计方面的资料，并学会结合生产实际正确使用这些资料。
然后，通过设计使我们树立正确的设计理念，懂得合理的设计应该是技术上先进的，经济上合理的，并且在生产实践中是可行的。
最后，通过编写设计说明书，提高我们的技术文件整理、写作及组织编排能力，为我们将来撰写专业技术及科研论文打下基础。
此次的KCSJ-10拨叉加工工艺规程设计是我第一次接触的课程设计，对于非机械专业的我们而言，过程中确实遇到了不少困难。
由于时间仓促，精力有限，导致这份课程设计可能显得比较粗糙。
但我相信万事开头难，重要的是从中吸取经验，为下次的课程设计打好基础。
所以内容的不足之处恳请老师谅解。
一、零件的分析····················································································2
1零件的作用··························································································2
2零件的工艺分析··················································································2
二、工艺规程的设计·········································································2
1毛坯的制造形式···················································································2
2基准面的选择·······················································································3
3制定工艺路线·······················································································3
三、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定···················4
1毛坯余量及尺寸的确定······················································5
2确定工序········································································5
工序5车削右端面·····························································5
工序10钻孔····································································7
工序15扩孔····································································7
工序20倒角····································································8
工序25拉花键孔·······························································8
工序30铣平面·································································9
工序35铣宽为80+0.03mm槽·····················································10
工序40铣宽为180+0.12mm槽····················································12
工序45磨18mm槽·····························································13
四、小结·········································································13
五、参考文献···································································14
一、零件的分析
1零件的作用
题目给定的零件是CA6140拨叉，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的作用。
宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拨动滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮就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精度要求很高。
2零件的工艺分析
该拨叉的全部技术要求如下表:
项目
公差等级
偏差（mm）
粗糙度
定位基准
Ø25的六齿方花键孔
IT12
+0.20
0
1.6
花键孔中心线
Ø22的花键底孔
IT12
+0.20
0
6.3
花键孔中心线
两端的2*150倒角
6.3
花键孔中心线
尺寸8的槽
IT9
+0.03
0
1.6
花键孔中心线
尺寸18的槽
IT6
+0.012
0
3.2
花键孔中心线
Ø6的花键槽宽
IT6
+0.06
+0.03
3.2
花键孔中心线
二、工艺规程设计
1毛坯的制造形式
零件材料为HT250，强度、耐磨性、耐热性均较好，减振性良好，铸造性能较优，需进行人工时效处理。
可用于要求高强度和一定耐蚀能力的泵壳、容器、塔器、法兰、填料箱本体及压盖、碳化塔、硝化塔等；还可制作机床床身、立柱、气缸、齿轮以及需经表面淬火的零件。
因其受热变形量较小，常使用于高温场合。
考虑到此零件的工作过程中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。
由于生产纲领为大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。
2基面的选择
基准面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，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
粗基准的选择应满足以下要求：
1）应以加工表面为粗基准
2）选择加工余量要求均匀的重要表面为粗基准
3）选择加工余量最小的表面为粗基准
4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准
5）粗基准应避免重复使用，因多次使用难以保证表面间的位置精度
6）要保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置
因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Ø40的外圆表面为粗基准。
以上下表面和两侧面作为粗基准，以消除
，
，
，
四个方向的自由度。
精基准的选择应满足以下要求：
1）基准重合原则
2）基准统一原则
3）互为基准原则
4）自为基准原则
对于精基准而言,主要考虑基准重合原则，应选用设计基准作为精基准，零件的右端面（A面）和下底面为精基准。
3制订工艺路线
制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。
在生产纲领为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。
除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。
（1）工艺路线方案一
工序I：
粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。
工序II：
粗、精铣削B面。
工序III：
铣削8+0.030mm的槽。
工序IV：
铣削18+0.0120mm的槽。
工序V：
拉花键。
（2）工艺路线方案二
工序I：
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。
工序II：
拉花键。
以花键中心线及右端面为基准，
工序III：
铣削槽B面。
以花键的中心线及下低面为基准。
选用X62W卧式铣床加专用夹具。
工序IV：
铣削8+0.030mm的槽。
以花键的中心线及下低面为基准。
选用X62W卧式铣床加专用夹具。
工序IV：
铣削18+0.0120mm的槽。
以花键的中心线及下底面为基准。
选用X62W卧式铣床加专用夹具。
（3）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II、III、IV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III、IV、V工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和下底面作为III、IV、V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。
三机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
零件材料为HT250，毛坯重量为1.0kg，σb=160MPaHBS。
根据《机械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》）知生产类型为大批生产，采用模锻锻模造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.毛坯余量及尺寸的确定
（1）下端面的加工余量：
下端面有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2Z=1mm
（3）右端面的加工余量：
此工序分2个工步1、粗铣右端面；2、精铣右端面。
精加工余量为0.2m粗铣加工余量为2.8mm
2、确定工序
工序5：
车削右端面。
工步1：
粗车
（1）、加工条件
工件材料：
灰口铸铁HT250，σ
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