课程设计CA6140拨叉.docx

1、课程设计CA6140拨叉课程设计CA6140拨叉(831005)(总22页)课 程 设 计题 目：设计CA6140拨叉（831005）零件的加工工艺规程及铣宽为80+0。03mm槽的专用夹具设计 班级：机械工程及自动化姓名：xxx指导教师：xxx 完成日期：2010 课程设计任务书一、设计题目 CA6140拨叉831005加工工艺设计及加工铣宽为80+0。03mm槽的夹具设计。二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:大批生产三、上交材料(1) 绘制零件图 1张(2) 毛坯图 1张(3) 编制机械加工工艺过程综合卡片 1张(4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1张(5

2、) 绘制夹具装配图 1张(6) 绘制夹具中图 1张(7) 课程设计说明书(50008000字) 1份说明书主要包括以下内容（章节）目录 摘要（中外文对照的，各占一页）零件工艺性分析机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论体会与展望参考文献 四、进度安排(参考)(1) 熟悉零件,画零件图 2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5天(3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天(4) 编写说明书 3天(5) 准备及答辩 2天五、指导教师评语成 绩： 指导教师日期成绩评定采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。优秀：设计方案合理并新

3、颖，设计说明书及设计图纸规范、内容丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想；中等：设计方案一般，设计说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。摘要本学期我设计的题目是CA6140车床（831005）拨叉的铣宽为80+0。03mm槽的夹具设计，其中包括零件图、毛坯图、夹具装配图

4、和夹具中一个零件图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张还有课程设计说明书的编写。首先我们要熟悉零件和了解其作用，它位于车床变速机构中，主要起换档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定拨叉的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图，最后编写课程设计说明书。通过这次课程设计，我能够了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的专业基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。AbstractThis time I design th

5、e lathes of the shift forks CA6140(831005), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used

6、 for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks,

7、 work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to know the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have alread

8、y learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying 一、零件工艺性分析、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。宽度为18+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

9、高的位置精度。所以，宽度为18+的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。、零件的工艺分析该拨叉的全部技术要求列如下表:项目公差等级偏差（mm）粗糙度定位基准25的六齿方花键孔IT7+0花键孔中心线22的花键底孔IT12+0花键孔中心线两端的2*150倒角花键孔中心线尺寸8的槽IT9+0花键孔中心线尺寸18的槽IT6+ 0花键孔中心线6的花键槽宽IT6+花键孔中心线二、机械加工工艺规程设计、确定毛坯的制造形成 因为零件材料HT200，考虑到此零件的工作过程中同时有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件毛坯，因为锻件的强度和冲击韧度较高，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

10、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。基准的选择 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40的外圆表面为粗基准。精基准的选择为保证定位基准和工序基准重合，以零件的下低面为精基准。、制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,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能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便尽量减小生产成本。 工艺路线方案一工序：1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒

11、两端15倒角。2.粗、精铣削B面。3.铣削8+的槽。4.铣削18+的槽。5.拉花键。工艺路线方案二工序：1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15倒角。 以40mm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。以花键中心线及右端面为基准，3.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4.铣削8+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。5.铣削18+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。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。但此方案中工序很难对工件进行定位

12、和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和下低面作为道工序的定位基准。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HT200，毛坯重量为 kg，b =160MPa HBS。根据机械加工工艺师手册（以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编）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：.毛坯余量及尺寸的确定1.下端面的加工余量：下端面有3的加工余量，足够把铸铁的硬质表

13、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22 0+，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20mm，扩孔21mm，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 2=1mm3.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，粗铣加工余量为、确定工序工序 ：车削下底面。 1加工条件。工件材料：灰口铸铁HT200。 b=145MPa。铸造。加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=m机床C3163-1。转塔式六角卧式车床。刀具：刀片材料。 r =12

14、. ao=6-8 b= -10 o= Kr=90 n=15 2、计算切削用量。（1）已知长度方向的加工余量为3 。实际端面的最大加工余量为 。故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT 级 取 mm （入 体方向） （2）进给量、根据切削简明手册（第3版）表 当刀杆尺寸为16mm25mm,mm时，以及工件直径为60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取60mm）=.按C车床说明书取= mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k= 所以：实际进给量f= mm/按C车床说明书（3）计算切削速度。按切削简明手册表 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）刀具材料YG6 V=Cv/(Tmap

15、xvf yv) kv其中：Cv=158 xv= yv= M=修正系数Ko见切削手册表kmv= kkv= kkrv= ksv= kBV=Vc =158/( =(m/min)（4）确定机床主轴转速 ns=1000vc/dw=（r/min）按C车床说明书200 rmin所以实际切削速度V=min （5）切削工时，按工艺手册表 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)/nw x f=（min） L=(65-0)/2= L1=3、L2=0、L3=0工序II 精车下底面1)已知粗加工余量为。2)进给量f. 根据切削用量简明手册表 ， f=

16、r按C车床说明书 mm/r计算切削速度 按切削用量简明手册表，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）V=Cv/(Tmap xvf yv) kv=158/( =(m/min)3)确定机床主轴转速. nw=1000vc/ dw =（r/min）按C3163车床说明书取nw=400（r/min）实际切削速度V=min4)切削工时，查工艺手册表 Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=（min） 由于下一道工序是钻孔，所以留下20mm的台阶，所以L=(65-20)/2= mm L1=0. L3=0 工序III 钻花键孔 钻头选择：见切削用量简明手册表钻头几何形状为（表及表）：双锥修磨具刃，钻头

17、参数：20 =30，2=118，2=70，b= ,ao=12,=55,b=2mm，=4mm。根据切削用量简明手册表2-9确定f=、按机床进给强度决定进给量：根据表 ,当b210MPa 0 可确定f=。 按C3163-1车床说明书取 f=n.、 决定钻头磨钝标准及寿命 表，当do=20mm、钻头最大磨损量取 寿命T=45min.、切削速度由切削用量简明手册，表得 =21m/minn=1000V/D= 由机床技术资料得和接近的有280n/m和400n/min 取280n/min取n=280m/min. 实际=17 m/min 、 基本工时，Tm=L/nf=(80+10)/= (min) 入切量及超

18、切量由表. 查出+=10mm 所以Tm=L/nf=(80+10)/= (min) 工序IV 扩花键孔刀具直径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= 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。工序V 车倒角 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 可以查出当160245HBS41min按C车床说明书主电机功率11可见比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 当21 查得转矩切削用量简明手册表由表得功率公式

19、CMcVc/30do=30x21=按C车床说明书主电机功率11可见C比小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要工序VI 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,拉削速度 v=smin)切削工时 t=Zblk/1000vfzZ式中： Zb 单面余量(由21mm拉削到25mm)； L 拉削表面长度，80mm； 考虑校准部分的长度系数，取； k 考虑机床返回行程系数，取 ； 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=12mm拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127其本工时 Tm=8010007=(min)

20、工序VII 粗铣右端面加工要求：粗铣B面，精铣B面，Ra=。用标准镶齿圆柱铣刀粗铣 加工余量3mm机床 ：62W加工工件尺寸：宽度：40mm 长度：28mm1)选择刀具 根据切削用量简明手册表 铣削宽度ae5mm时。直径为do=50mm故齿数，由于采用标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数（表）rn=10ao=16 2) 切削用量 留精铣的加工余量为，所以本道工步切削宽度ac，由于加工表面精度要求Ra= um.根据表得每转进给量mm/r就能满足要求，但考虑到62W功率为，机床为中等系统刚度和62W铣床说明书 所以每转进给量r3)选择刀具磨钝标准及刀具寿命。根据切削用量简明手册表、铣刀刀齿后刀面的最大磨损

21、量为镶齿铣刀do=50mm， 刀具寿命 T=120min（表）4)决定切削速度Vc、可根据切削用量简明手册表确定Z=8, aP=40-70mm, ac=, fz=f/z= Cv=20,qv=,Xv=,yv=,uv=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KmxKsvxKTv= n=1000V/d=/=151r/min 根据X62W型铣床说明书选n=160r/minVc=1000=/1000=min Vf=nf=96mm/min 选Vf=80mm/min 实际fz=Vf/(nxz)=z5) 机床功率：根据切削用量简明手册表 当 Vc=71m/min ae= ap=41mm fz= Km

22、pc= 切削功率的修正系数：故Pct,根据X62W型铣床说明书，机床主轴允许的功率为Pcm= 故PccPcm 因此所决定的切削用量可以采用。 ae= Vf=80m/minn=160r/min Vc=min fz=z6) 基本工时根据 切削用量简明手册表Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/80=（min） L1+=14mm工序VIII 精铣右端面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，所以本道工步切削宽度 ae，3）决定切削速度Vc、可根据切削用量简明手册表确定ac=, Vc=(Cvdoqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)=min

23、 n=1000V/d=/=211r/min根据X62W型铣床说明书选n=210r/minVf=nf=126mm/min、VF=125mm/min fz=Vf/(nxz)=Z4）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表Tm=(L+L1+)/Vf=(28+14)/125=（min） L1+=14mm工序IX 铣削8+槽。 加工工件尺寸：8+ , 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：X62W1)选择刀具：由加工尺寸公差 。所以铣刀精度为精密级K8铣刀参数：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15ao=12an=6Z=162)选择切

24、削量由于槽的深度为8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm由切削用量简明手册表 确定f= 现取f=r fz=16=z3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表,得最大磨损量为 由表确定刀具寿命：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的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=,Xv=,yv=,uv=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KmxKsvxKTv= Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =minn=

25、1000Vc/do=100063=min根据X62W型铣床说明书选nc=375r/min实际速度Vc=donc/1000=min 选Vfc=ncf=min 根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/minfzc=110/37516=z5)机床功率：根据切削用量简明手册表 公式 圆周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC KTV= KMFC= 由表28 得 CF=30，XF=，yF=，UF=，WF=0，qF=，KFC= Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X X 8/ 63 X 375 = N M=FCdo/2103=M

26、Pc=FcVc/1000= 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Tm=(L+L1+)/Vf=(40+14)/110=（min） L1+=14mm工序X 铣宽为180+槽加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽180+，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=10 D=100mm d=30mm ro=15ao=12an=6Z=242)选择铣削用量由于槽的宽度为18mm, 故二次走完，a

27、e=23mm ap=10mm由切削用量简明手册表 确定f=r 现取f=r fz=24=z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表,得最大磨损量为 由表确定刀具寿命：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的公式Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv Cv=25,qv=,Xv=,yv=,uv=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KmxKsvxKTv= Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)Kv =minn=1000V

28、c/do=1000100=314r/min根据X62W型铣床说明书选nc=300r/min实际速度Vc=donc/1000=min 选Vfc=ncf=150mm/min 根据X62W型铣床说明书选选Vf=150mm/minfzc=150/30024=z5）基本工时基本工时根据 切削用量简明手册表Tm=(L+L1+)i/Vf=(40+20)X2/150=（min） L1+=20mm i=2(走两次)工序XI 磨18mm槽，保证尺寸18mm 1)选择砂轮。见切削手册第三章中磨料选择各表，结果为GZ46KV6P35040127其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，所以选用为粒度为4

29、6#，硬度为软2级。 平型砂轮，其尺寸为16640（DdH）。2)切削用量的选择。砂轮转速n砂=3000r/min(见机床说明书)，v砂=s进给量f=50mm/min 双单行程 fr=3)切削工时。当加工1个表面时 Tm=(L+y+)i K/50= 最后，将以上各个工序切削用、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一起填入机械加工工艺卡片中。工序号工序名称机床设备刀具量具I粗车下端面卧式车床车刀游标卡尺II精车下端面卧式车床车刀游标卡尺III钻花键孔立式钻床钻刀游标卡尺IV扩花键孔立式钻床钻刀游标卡尺倒角2x15卧室车床车刀游标卡尺VI拉六齿方型花键立式拉床拉刀游标卡尺VII粗铣右端面立式铣床铣刀游标卡尺VIII精铣右端面立式铣床铣刀游标卡尺IX