CA6140车床拨叉课程设计说明书.docx

1、CA6140车床拨叉课程设计说明书 机电及自动化学院课程设计说明书 设计题目：CA6140车床拨叉 姓名 ： 学号 ：0811113024 班级 ：08机电（1）班 指导老师： 目录 1、任务介绍32、机油泵后盖工艺分析 43、机油泵后盖工艺规程设计71、确定机油泵后盖毛坯的制造形式 72、基准选择 83、制定工艺路线 84、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的确定 105、切削用量的确定，机床和刀具的选择，工时的计算 146、工艺方案的比较与技术经济分析 264、小结265参考文献 276、附件27前言机械制造工艺学课程设计是我们学完了机械制图、机械制造工艺学、工程材料、机械设计、CAD/CAM等

2、专业基础课和主要专业课，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性环节，特别强调对机械制造工艺学和工程材料这两门课程的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知识解决问题能力的练习。通过这次课程设计，将会巩固对机械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程。这次的工艺规程课程设计，我的题目是车床拨叉的工艺规程设计。希望通过对车床拨叉的加工工艺规程的设计，可以进一步学习机械制造工艺学并掌握简单零件的加工工艺设计。虽然这是大学以来的第二次课程设

3、计，但毕竟还是第一次接触制造工艺设计，对知识掌握、熟悉程度以及综合运用还会存在问题，因此在设计中难免会有考虑不周全或错误的地方，这些也是第一次设计时常见的问题，希望老师多多批评和指正。一、任务介绍本次机械制造工艺学课程设计我拿到的题目是“车床拨叉工艺规程设计”。材料为HT200，生产批量为大中批量生产，其他要求及零件参数见零件图，要求设计该车床拨叉的机械加工工艺规程，具体要求内容为：（1）根据生产类型，对零件进行工艺分析；（2）选择毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图；（3）制订零件的机械加工工艺过程，选择工序加工设备及工艺装备，确定各工序切削用量及工序尺寸，并计算工序的工时定额；（4）填写工艺文件

4、；（5）撰写设计说明书； 二.零件的工艺分析：零件的功能，材料，加工精度要求：零件是CA6140车床拨叉，它的主要功能是换挡，用在车床变速系统中，通过零件上方的25孔与操纵机构相连，下方的60半孔用于与所控制齿轮所在的轴接触来实现齿轮变速。零件的工艺分析：从老师所给的零件图和上面标注的尺寸来分析共有几个地方需要加工：1. 铣16H11的底槽，要加工表面包括：槽的端面，16H11的槽的底面，16H11的槽两侧面。精度等级为IT11，但有表面粗糙度要求，故要经过多步加工。 2. 加工25mm的孔，要加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圆柱两端面，由于图纸上25mm的通孔有IT7的精度要求

5、，所以主要加工表面为25H7mm通孔。要经过粗加工，半精，精加工。3. 加工60mm的孔，要加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面由于图纸上60mm的孔有IT12的精度要求且有表面粗糙度，故主要加工60H12的孔。 4. 由图纸可知，有两个位置精度要求，分别为：1. 16H11mm的25H7孔垂直度公差为0.08mm。2. 60孔端面与25H7孔垂直度公差为 0.1mm.这是两个特别需要注意的地方。5. 加工M221.5螺纹孔并攻螺纹。要加工表面包括：M221.5的螺纹孔， 长32mm的端面。由图可知主要加工表面为M221.5螺纹孔。零件图如下所示：三.工艺规程的设计 1. 毛

6、坯的制造： 根据对零件的结构，功能等的分析，选择零件的材料为HT200,铸造成型，两零件铸造成一体，在加工时分开。 2.加工基准面的选择： （1）粗基准的选择： 在选择粗基准时一般遵循下列原则： 1保证相互位置要求的原则 如果必须保证工件上加工表面与不加工表面的相互位置要求，则应以不加工表面为粗基准。 2 保证加工表面加工余量合理分配的原则。 3 便于工件装夹的原则。 4 粗基准一般不得重复的原则。由于零件有多个不加工表面所以应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准，则可知选取25孔的不加工外轮廓表面为粗基准。利用两个V形快对粗基准表面进行定位，再加上一个定位销达成完全定位。 （

7、2）精基准的选择： 1 基准重合原则 2 统一基准原则 3 互为基准原则 4自为基准原则 5便于装夹原则对零件图进行分析，可知主要考虑基准重合，如果工序基准与设计基准不重合则应进行尺寸的换算。3.工艺路线的制定：工艺路线的制定是工艺规程设计的重要一环，应该在保证几何形状，尺寸精度，位置季度等技术要求的前提下，通过各种方法来提高经济效益。下面先设计两条工艺路线，经过比较后再选定最后的工艺路线。方案一：工序1： 以42外圆为粗基准，粗铣25孔上下端面。 工序2： 以42外圆为粗基准，精铣25孔上下端面。 工序3： 以25孔上端面为精基准，钻、扩、铰、手铰25孔,孔的精度达到IT7，孔的内表面表面粗

8、糙度小于1.6。 工序4： 以25孔为精基准，粗铣60孔上下端面。 工序5： 以25孔为精基准，半精铣60孔上下端面，保证端面相对25孔的垂直度误差不超过0.1。 工序6： 以25孔为精基准，粗镗，半精镗60孔，保证孔的精度达到IT12，60孔内表面表面粗糙度小于3.2。 工序7： 以25孔为精基准，铣螺纹孔端面。 工序8： 以25孔为精基准，钻20孔。 工序9： 以25孔为精基准，攻M221.5螺纹。 工序10： 铣断两个零件。 工序11： 以25孔为精基准，粗铣，精铣槽端面，保证表面粗糙度小于3.2工序12： 以25孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08，槽两

9、个侧面的表面粗糙度小于3.2。 工序13： 倒角，检查，入库。方案二 工序1： 以42外圆为粗基准，钻、扩、铰、手铰25孔,孔的精度达到IT7，孔的内表面表面粗糙度小于1.6。 工序2： 以25孔为精基准，粗铣25孔上下端面。 工序3： 以25孔为精基准，精铣25孔上下端面。 工序4： 以25孔为精基准，粗镗，半精镗60孔，保证孔的精度达到IT12，60孔内表面表面粗糙度小于3.2。 工序5： 以25孔为精基准，粗铣60孔上下端面。 工序6： 以25孔为精基准，半精铣60孔上下端面，保证端面相对25孔的垂直度误差不超过0.1。 工序7： 切断。 工序8： 以25孔为精基准，铣螺纹孔端面。 工序

10、9： 以25孔为精基准，钻20孔。 工序10： 以25孔为精基准，攻M221.5螺纹。 工序11： 以25孔为精基准，粗铣，精铣槽端面，保证表面粗糙度小于3.2。 工序12： 以25孔为精基准，铣16H11的槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是0.08，槽两个侧面的表面粗糙度小于3.2。 工序13： 倒角，检查，入库。根据工艺顺序的安排原则：1. 先加工基准面，在加工其他表面2.一般情况下，先加面后加工孔。3先加工主要表面，后加工次要表面4.先安排粗加工工序，后安排将加工工序。2. 比较方案一和方案二，工序都是13步，但是方案一符合先加工平面后加工孔的原则，方案二在第7步把两个铸件铣断了，这将会

11、影响后面工序的加工和定位，也会降低方案二的加工效率，故选择方案一进行加工。 4.加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的计算及确定。根据图纸给出的条件，材料为HT200重量为1.45kg，生产类型为大批量生产，铸造成型。结合加工路线，计算如下：1. 内孔：25孔，毛坯铸造成18的孔。查机械设计工艺简明手册（下简称工艺手册）表8-16可知：工序尺寸加工余量： 钻孔至23 余量为5mm 扩孔钻 1.8 mm 粗铰孔 0.14 mm 精铰孔 0.06 mm 60孔，毛坯已铸成55的孔。查工艺手册 粗镗至59 余量为4mm 半精镗 1mm钻绞22螺纹孔孔，毛坯已铸成16的孔。查工艺手册 粗镗 余量4mm 攻螺纹

12、 2mm2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（25，60端面）。 查工艺设计手册8-25，取25，60的端面长度余量均为3mm 。 粗铣加工余均量为 2mm 精铣加工余量为 1mm3. 螺纹孔顶面：铸造出螺纹孔顶面至25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4 mm，由于螺纹孔顶面只有表面粗糙度小于6.3的要求，粗铣就能达到要求查工艺手册。故工序余量尺寸：粗铣 4mm4. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线48mm的距离，余量为4mm，毛坯槽深度为9mm。查工艺手册。 工序尺寸加工余量： 粗铣端面 3 mm 精铣 1mm 粗铣槽 2mm 精铣槽 1mm4

13、. 其他尺寸由直接铸造得到。由此可以得到毛坯图：5切削用量及基本工时的计算与确定. 铣端面：一：以42外圆为粗基准，粗铣25孔上下端面。 1. 加工条件: 工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。2. 加工要求：粗铣25孔上下端面，余量为2mm。3. 工件尺寸：25孔上下端面。4. 机床 ： 根据精度要求，零件外形等条件查工艺手册选用XA532卧式铣床。5.刀具 ：根据切削用量简明手册（简称切削手册）表1.2，选择硬质合金刀具YG6A，根据表3.1，3.16铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,取刀具直径do=80mm。再由表3.2选择刀具前角o0后角o

14、15，副后角o=10，刀齿斜角s=15,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1.5mm。6选择切削用量：铣削深度：由于余量为2mm，故可一次走刀切完ap=2mm.。每齿进给量 ：机床功率为7.5Kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。采用对称铣，选较进给量f=0.18mm/z。查后刀面最大磨损及寿命 ：查切削手册表3.8，寿命T=180min计算切削速度Vo和每分钟进给量Vf：由切削手册表3 .16查得：Vt=86m/min，Nt=350r/min，Vft=500mm/min，且各个修正系数为：受铸铁硬度影响：K1v=K1n=K1f=0.89 受合金牌号影响：K2v

15、=K2n=K2f=1受铣削宽度与刀具直径比影响：K3v=K3n=K3f=1 所以Vc=86x0.89=76.54m/min，No=350x0.89=311.5r/min，Vfo=500x0.89=445mm/min。根据XA 5032的说明书选择No=300r/min，Vfo=475mm/min。则：Vo=don/1000=75.4m/min。7.计算铣削基本时间： 根据T=L/Vfo L=l+y+,查切削手册表3.26查的对称安装时入切量和超切量y+=12mm。 T=l+y+/Vfo=42+12/475=6.8S. T总=2T=13.6S二以42外圆为粗基准，精铣25孔上下端面： 1. 加工

16、条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。2. 加工要求：精铣25孔上下端面，余量为1mm。3. 工件尺寸：25孔上下端面。4. 机床 ： 根据精度要求，零件外形等条件查工艺手册选用XA532卧式铣床。5.刀具 ：根据切削用量简明手册（简称切削手册）表1.2，选择硬质合金刀具YG6A，根据表3.1，3.16铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,取刀具直径do=80mm。再由表3.2选择刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齿斜角s=15,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1.5mm。6选择切削用量：铣削深度：由于余量为1mm

17、，故可一次走刀切完ap=1mm.。每齿进给量 ：机床功率为7.5Kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。采用对称铣，选较进给量f=0.14mm/z。查后刀面最大磨损及寿命 ：查切削手册表3.8，寿命T=180min。计算切削速度Vo和每分钟进给量Vf：由切削手册表3.16。查得：Vt=110m/min，Nt=439r/min，Vft=492mm/min，且各个修正系数为：受铸铁硬度影响：K1v=K1n=K1f=0.89 受合金牌号影响：K2v=K2n=K2f=1受铣削宽度与刀具直径比影响：K3v=K3n=K3f=1所以Vc=110x0.89=97.9m/min，No=439x0.89=3

18、90.7r/min，Vfo=492x0.89=437.88mm/min。根据XA 5032的说明书选择No=375r/min，Vfo=475mm/min。则：Vo=don/1000=94.2m/min。7.计算铣削基本时间： 根据T=L/Vfo L=l+y+,查切削手册表3.26查的对称安装时入切量和超切量y+=40mm。 T=l+y+/Vfo=42+40/475=10.4S T总=2T=20.8S 三：以25孔为精基准，粗铣60孔上下端面，由于要加工的端面与25孔的上下端面精度要求相似，为使加工效率提高且充分利用机床可用相同的机床与刀具进行加工。由于60孔上下端面铣削宽度为82，则要选用d0

19、=100mm的铣刀才能一次走完，考虑到60旁边两个零件的加强筋距离D=102.11mm，用100mm的铣刀操作要求很高，故选用d0=80mm的铣刀，分两次走刀第一次铣削宽度为75mm，第二次铣削宽度为7mm。 1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。2. 加工要求：粗铣60孔上下端面，余量为2mm。3. 工件尺寸：60孔上下端面。4. 机床 ： 选用XA532卧式铣床。5.刀具 ：根据切削用量简明手册（简称切削手册）表1.2，选择硬质合金刀具YG6A，根据表3.1，3.16铣削宽度ae=90,深度ap=4,齿数z=10,取刀具直径do=80mm。再由

20、表3.2选择刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齿斜角s=15,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1.5mm。6选择切削用量：铣削深度：由于余量为2mm，故可一次走刀切完ap=2mm.。每齿进给量 ：机床功率为7.5Kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。采用对称铣，选较进给量f=0.14mm/z。查后刀面最大磨损及寿命 ：查切削手册表3.8，寿命T=180min计算切削速度Vo和每分钟进给量Vf：由切削手册表3.16查得：Vt=86m/min，Nt=275r/min，Vft=432mm/min。且各个修正系数为：受铸铁硬度影响：K1v=K1n=K1f=0.

21、89 受合金牌号影响：K2v=K2n=K2f=1第一次走刀：受铣削宽度与刀具直径比影响：K3v1=K3n1=K3f1=0.88第二次走刀：受铣削宽度与刀具直径比影响：K3v2=K3n2=K3f2=1.13所以Vc1=86x0.89x0.88=67.34m/min，No1=275x0.89x0.88=215.38r/min，Vfo1=432x0.89x0.88=338.34mm/min。Vc2=86x0.89x1.13=86.49m/min，No2=275x0.89x1.13=276.57r/min，Vfo2=432x0.89x1.13=434.46mm/min。根据XA 5032的说明书选择N

22、o1=235r/min，Vfo1=375mm/min。则：Vo1=don/1000=59.03m/min。No2=300r/min，Vfo2=475mm/min。则：Vo2=don/1000=75.36m/min。7.计算铣削基本时间： 根据T=L/Vfo L=l+y+,查切削手册表3.26查的对称安装时入切量和超切量y+=20mm。 T1=l+y+/Vfo1=82+20/375=16.32S T2=l+y+/Vfo2=82+20/475=12.88ST总=2x（T1+T2）=2X（16.32+12.88）=58.4S 四： 以25孔为精基准，半精铣60孔上下端面，保证端面相对25孔的垂直度误

23、差不超过0.1。使用同精加工相同的走刀方法。 1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。2. 加工要求：半精铣60孔上下端面，余量为1mm。3. 工件尺寸：60孔上下端面。4. 机床 ： 选用XA532卧式铣床。5.刀具 ：根据切削用量简明手册（简称切削手册）表1.2，选择硬质合金刀具YG6A，根据表3.1，3.16铣削宽度ae=90,深度ap=4,齿数z=10,取刀具直径do=80mm。再由表3.2选择刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齿斜角s=15,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1.5mm。6选择切削用量：铣削深

24、度：由于余量为1mm，故可一次走刀切完ap=1mm.。每齿进给量 ：机床功率为7.5Kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。采用对称铣，选较进给量f=0.14mm/z。查后刀面最大磨损及寿命 ：查切削手册表3.8，寿命T=180min计算切削速度Vo和每分钟进给量Vf：由切削手册表3.16查得：Vt=110m/min，Nt=439r/min，Vft=492mm/min，且各个修正系数为：受铸铁硬度影响：K1v=K1n=K1f=0.89 受合金牌号影响：K2v=K2n=K2f=1第一次走刀：受铣削宽度与刀具直径比影响：K3v1=K3n1=K3f1=0.88第二次走刀：受铣削宽度与刀具直径比

25、影响：K3v2=K3n2=K3f2=1.13所以Vc1=110x0.89x0.88=86.15m/min，No1=439x0.89x0.88=343.82r/min，Vfo1=492x0.89x0.88=385.33mm/min。Vc2=110x0.89x1.13=110.63m/min，No2=439x0.89x1.13=441.5r/min，Vfo2=492x0.89x1.13=489.24mm/min。根据XA 5032的说明书选择No1=375r/min，Vfo1=375mm/min。则：Vo1=don/1000=94.2m/min。No2=475r/min，Vfo2=475mm/mi

26、n。则：Vo2=don/1000=119.32m/min。7.计算铣削基本时间： 根据T=L/Vfo L=l+y+,查切削手册表3.26查的对称安装时入切量和超切量y+=50mm。 T1=l+y+/Vfo1=82+50/375=21.12S T2=l+y+/Vfo2=82+50/475=16.67S T总=2x（T1+T2）=75.58S五： 以25孔为精基准，铣螺纹孔32x32端面。由于端面表面粗糙度要求Ra小于6.3，故只需粗铣即可。为节省时间与提高效率继续用上述型号机床与刀具。 1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=200241,铸造。2. 加工要求：粗铣螺纹孔

27、端面，余量为4mm。3. 工件尺寸：32x32螺纹孔端面。4. 机床 ： 选用XA532卧式铣床。5.刀具 ：根据切削用量简明手册（简称切削手册）表1.2，选择硬质合金刀具YG6A，根据表3.1，3.16铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,取刀具直径do=80mm。再由表3.2选择刀具前角o0后角o15，副后角o=10，刀齿斜角s=15,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1.5mm。6选择切削用量：铣削深度：由于余量为4mm，故可一次走刀切完ap=4mm.。每齿进给量 ：机床功率为7.5Kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。采用对称铣，选较进给量f=

28、0.14mm/z。查后刀面最大磨损及寿命 ：查切削手册表3.8，寿命T=180min计算切削速度Vo和每分钟进给量Vf：由切削手册表3.16查得：Vt=87m/min，Nt=345r/min，Vft=386mm/min，且各个修正系数为：受铸铁硬度影响：K1v=K1n=K1f=0.89 受合金牌号影响：K2v=K2n=K2f=1受铣削宽度与刀具直径比影响：K3v=K3n=K3f=1.13所以Vc=87x0.89x1.13=87.5m/min，No=345x0.89x1.13=346.97r/min，Vfo=386x0.89x1.13=388.2mm/min。根据XA 5032的说明书选择No=

29、375r/min，Vfo=375mm/min。则：Vo=don/1000=94.2m/min。7.计算铣削基本时间： 根据T=L/Vfo L=l+y+,查切削手册表3.26查的对称安装时入切量和超切量y+=8mm。 T=l+y+/Vfo=32+8/375=6.4S T总=T 六： 以25孔为精基准，粗铣，精铣槽端面，保证表面粗糙度小于3.2 机床刀具同上 选择切削用量：铣削深度：由于粗加工余量为3mm，故可一次走刀切完ap=3mm.。精加工余量为1mm，也可一次走刀切完ap=1mm.每齿进给量 ：机床功率为7.5Kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。采用对称铣，选较进给量f=0.14mm/z。查后刀面最大磨损及寿命 ：查切削手册表3.8，寿命T=180min计算切削速度Vo和每分钟进给量Vf：由切削手册表3.16查得：Vt粗=97m/min，Nt粗=387r/min，Vft粗=433mm/min，Vt精=110m/min，Nt精=439r/min，Vft精=492mm/min且各个修正系数为