机械制造基本工艺专业课程设计拔叉.doc

机械制造技术基本课程设计阐明书题目：CA6140车床拨叉831007机械加工工艺规程设计（中批生产）院 系：机械与电子工程系班 级：10机制（1）班姓 名：陈林学 号：指引教师：刘春景日 期：.10.15目录第一章 零件分析21.1零件作用21.2零件工艺性分析和零件图审查3第二章 工艺规程设计42.1拟定毛坯制造形式52.2基面选取52.3.1粗基准选取52.3.2精基准选取52.3.3加工阶段划分52.3.4工序集中和分散62.3.5加工原则62.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸拟定7第三章 制定工艺路线93.1工艺路线方案一93.2工艺路线方案二113.3工艺方案比较及分析143.4拟定切削用量及基本工时16设计心得22参照文献23第一章 零件分析1.1零件作用题目所给零件是CA6140车床拨叉。它位于车床变速机构中，重要起换档，使主轴回转运动按照工作者规定工作，获得所需速度和扭矩作用。零件上方22孔与操纵机构相连，二下方55半孔则是用于与所控制齿轮所在轴接触。通过上方力拨动下方齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。1.2零件工艺性分析和零件图审查零件材料为HT200，灰铸铁生产工艺简朴，锻造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此如下是拨叉需要加工表面以及加工表面之间位置规定1.小头孔以及与此孔相通锥孔、螺 2.大头半圆孔55 3.小头孔端面、大头半圆孔上下73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加小头孔端面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度规定。再依照各加工办法经济精度及机床所能达到位置精度，并且此拨叉零件没有复杂加工曲面，因此依照上述技术规定采用常规加工工艺均可保证。第二章 工艺规程设计2.1拟定毛坯制造形式拟定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑零件在机床运营过程中所受冲击不大，零件构造又比较简朴，生产类型为中批生产，故选取铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指引手册（后称指引手册）选用铸件尺寸公差级别CT9级。2.2基面选取定位基准是影响拨叉零件加工精度核心因素。基准选取得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，导致零件大批报废，使生产无法正常进行。2.3.1粗基准选取粗基准选取。对于零件而言，尽量选取不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面工件，则应以与加工表面规定相对位置精度较高不加工表面作粗基准。依照这个基准选取原则，现选用22 孔不加工外轮廓表面作为粗基准，运用一组共两块V形块支承这两个40作重要定位面，限制5个自由度，再以一种销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。2.3.2精基准选取精基准选取。重要应当考虑基准重叠问题。当设计基准与工序基准不重叠时，应当进行尺寸换算，这在后来还要专门计算，应当进行尺寸互算。2.3.3加工阶段划分该拨叉加工质量规定较高，可将加工阶段划提成粗加工、半精加工和精加工几种阶段。2.3.4工序集中和分散本拨叉选用工序集中原则安排拨叉加工工序。该拨叉生产类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；并且运用工序集中原则使工件装夹次数少，不但可缩短辅助时间，并且由于在一次装夹中加工了许多表面，有助于保证加工表面之间相对位置精度规定。2.3.5加工原则1）遵循“先基准后其她”原则，一方面加工基准拨叉下端面2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原则. 4）遵循“先面后孔”原则.2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸拟定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.6,生产类型为中批生产，采用砂型锻造毛坯。依照上述原始资料及加工工艺，分别拟定各加工表面机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（40mm及73mm外表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为锻造精度CT9即可。又因它们是对称两个零件最后还需铣断，故对40mm中心轴线尺寸偏差为1201.25范畴内。2. 两小孔毛坯为实心，两内孔精度规定界于IT7IT8之间，参照切屑加工简要实用手册表8-21拟定工序尺寸及余量：钻孔：21.8mm 2Z=21.8mm铰孔：mm 2Z=0.2mm3.中间孔（55mm及73mm）中间孔尺寸相对较大可以锻造，依照机械制造工艺设计手册表1-13得：孔锻造毛坯为49. 73孔是在55孔基本之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm，由于其对轴向尺寸规定不高，直接锻造得到。参照切屑加工简要实用手册表8-95拟定73mm工序尺寸及余量：粗铣：71mm Z=4mm精铣：73mm Z=1mm参照切屑加工简要实用手册表8-95拟定55mm工序尺寸及余量：粗 镗：53mm 2Z=4mm半精镗：54mm精 镗：55mm 4.螺纹孔及销孔无可非议此销尺寸锻造为实体。参照切屑加工简要实用手册表8-70拟定钻8螺纹孔和8圆柱销孔及螺纹孔攻丝。5.铣断第三章 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,应当是使零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术规定能得到合理保证,在生产大纲已拟定状况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,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，以便使生产成本尽量下降。3.1工艺路线方案一工序 1： 以40上平面为基准加工下表面。工序 2： 以40下表面粗铣上表面。工序 3：铣40上平面，保证表面粗糙度3.2工序 4：钻22孔。工序5：绞22孔，保证表面粗糙度1.6。工序 6：粗镗55孔。工序 7：半精镗55孔，保证表面粗糙度3.2。工序 8： 粗镗55孔上端面。工序 9： 半精镗 55孔上端面，保证表面粗糙度3.2。工序10：粗镗55孔下端面。工序11：半精镗 55孔下端面，保证表面粗糙度3.2。为保证设计尺寸20在工序6至工序9应当进行尺寸链换算，由于零件定位基准是40上表面，进行尺寸链换算如下：（1）拟定自由公差级别（查机械制造工艺设计简要手册P27页 表1.424）（2）拟定封闭环，工序尺寸，尺寸链图。 列竖式：计算工序尺寸A： 增环： 50 0 -0.1 减环： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封闭环： 5 0.294 -0.03 由计算可得A基本尺寸为5，上偏差.为0.294，下偏差为0.03时，才干保证设计尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01A工序 12： 钻锥孔8及M8底孔。工序 13：攻丝 精绞8孔，保证粗糙度1.6。 在加工M8螺纹时，为保证工序基准和定位基准重叠，需要进行尺寸链换算。 （1）拟定自由公差级别（查机械制造工艺设计简要手册P27页 表1.424）（2）拟定封闭环，工序尺寸，尺寸链图。 列竖式：计算工序尺寸A：增环： 30 -0.36 -0.52 减环： 10 +0.36 0 封闭环：20 0 -0.52 只有A基本尺寸为30，上偏差为-0.36，下偏差为-0.52是才保证M8螺纹位置。100-0.36A200-0.52工序14： 切断。工序15： 检查3.2工艺路线方案二工序1：钻22孔。工序2：绞22孔，保证表面粗糙度1.6。工序 3： 以40上平面为基准加工下表面。 工序 4： 以40下表面粗铣下表面。工序 5：铣40上平面，保证表面粗糙度3.2工序6：粗镗55孔。工序7：半精镗55孔，保证表面粗糙度3.2。 工序 8：粗镗55孔上端面，73。工序9：半精镗 55孔上端面，保证表面粗糙度3.2。工序10：粗镗55孔下端面，73。工序11：半精镗 55孔下端面，保证表面粗糙度3.2。为保证设计尺寸在工序6 -工序9应进行尺寸链换算.（1）拟定自由公差级别（查机械制造工艺设计简要手册P27页 表1.424）（2）拟定封闭环，工序尺寸，尺寸链图 列竖式：计算工序尺寸A： 增环： 50 0 -0.1 减环： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封闭环： 5 0.294 -0.03 由计算可得A基本尺寸为5，上偏差.为0.294，下偏差为0.03时，才干保证设计尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01A工序 12： 钻锥孔8及M8底孔。工序 13：攻丝 精绞8孔，保证粗糙度1.6。为保证加工M8螺纹时，工序基准与定位基准重叠，进行尺寸链换算. （1） 拟定自由公差级别（查机械制造工艺设计简要手册P27页 表1.424）（2） 拟定封闭环，工序尺寸，尺寸链图。 列竖式：计算工序尺寸A： 增环： 30 -0.36 -0.52 减环： 10 +0.36 0 封闭环：20 0 -0.52 只有A基本尺寸为30，上偏差为-0.36，下偏差为-0.52是才保证M8螺纹位置。100-0.36A200-0.52工序14： 切断。工序15： 检查。3.3工艺方案比较及分析上述两方案:方案一：是先加工内孔22，再以22孔为基准加工55内孔,而方案二：先镗孔55,以底面及22外圆面为基准，再以55内孔及上平面加工22孔。由零件图可知22孔设计基为准55孔中心线，因此加工22孔时定位基准最佳为55孔中心线，可保证其加工位子精度，符合中批生产规定,方案二较为合理。最后工艺路线工序1：钻22孔。工序2：绞22孔，保证表面粗糙度1.6。工序 3： 以40上平面为基准加工下表面。 工序 4： 以40下表面粗铣下表面。工序 5：铣40上平面，保证表面粗糙度3.2工序6：粗镗55孔。工序7：半精镗55孔，保证表面粗糙度3.2。 工序 8：粗镗55孔上端面，73。工序9：半精镗 55孔上端面，保证表面粗糙度3.2。工序10：粗镗55孔下端面，73。工序11：半精镗 55孔下端面，保证表面粗糙度3.2。工序 12： 钻锥孔8及M8底孔。（以40上平面及22内孔为基准）工序13：攻丝 精绞8孔，保证粗糙度1.6。工序14： 切断。工序15： 检查。（四）机械加工余量、工序尺寸及公差拟定:1、圆柱表面工序尺寸：前面依照资料已初步拟定工件各面总加工余量，当前拟定各表面各个加工工序加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度级别工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大55IT12铸件7.0CT12粗镗4.0IT126.30.956.8半精镗3.0IT103.22.93.2520IT7钻20IT1117.8918扩1.8IT106.31.7161.910粗铰0.14IT83.20.1070.224精铰0.06IT71.60.0390.0932、平面工序尺寸工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件5.0CT1201粗铣40孔下端面4.058121.57.7502粗铣40孔上端面4.054121.57.7503精铣40孔上端面4.05081.86.3804粗镗55孔上下端面4.026120.751.28305精镗55孔上下端面1.0X22080.751.2833.4拟定切削用量及基本工时工序粗铣40mm孔两头端面。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，锻造。加工规定：粗铣两头端面至51mm、粗铣大孔端面至30mm。机床：X5032立式铣床参数。刀具：涂层硬质合金盘铣刀45mm，选取刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。b.计算切削用量1）铣削深度 由于切削量较小，故可以选取ap=2mm，一次走刀即可完毕所需长度。2）计算切削速度 按指引教程V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据X52K立式铣床参数，选取nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480475/1000=1.06m/s,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。3)校验机床功率 查指引教程Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最后拟定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。4）计算基本工时tmL/ Vf=9.4s。工序 钻、铰两端22mm孔之图样尺寸。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，锻造。加工规定：钻孔至21.8mm，精铰至22mm，保证孔壁粗糙度Ra=1.6m。机床：Z353台式钻床。刀具：YG8硬质合金麻花钻21.8mm，钻头采用双头刃磨法，后角12、二重刃长度=2.5mm、横刀长b=1.5mm、宽l=3mm、棱带长度 、 、。YG8硬质合金铰刀22mm。b.计算切削用量1）查指引教程 。 按钻头强度选取 按机床强度选取，最后决定选取机床已有进给量 。2）钻头磨钝原则及寿命后刀面最大磨损限度（查指引教程）为0.5.mm，寿命3）切削速度查指引教程 修正系数 故。查指引教程机床实际转速为。故实际切削速度。4) 计算基本工时由于所有工步所用工时很短，因此使得切削用量一致，以减少辅助时间。钻和精铰切削用量如下：钻孔： 。精铰： 。工序-工序 粗铣中间孔上端面至25mm，周径至71mm；粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；精铣两头孔端面至50mm；精铣中间孔上端面至25mm，周径至73mm；精铣中间孔下端面至20mm,周径至73mm。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，锻造。加工规定：粗铣中间孔上端面至25mm，周径至71mm；粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；精铣两头孔端面至50mm；保证粗糙度Ra=3.2m；精铣中间孔上端面至25mm，周径至73mm；精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至73mm，保证端面粗糙度Ra=3.2m，保证孔壁粗糙度Ra=6.3m。机床：X63卧式铣床。刀具：涂层硬质合金盘铣刀45mm，选取刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。b.计算切削用量 1）铣削深度 由于切削量较小，故可以选取ap=4mm，一次走刀即可完毕所需长度。2）计算切削速度 按简要手册V c=算得 Vc98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s据X5032立式铣床参数，选取nc=750r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480750/1000=1.78m/s,实际进给量为f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.25mm/z。3)校验机床功率 查指引教程Pcc=2kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最后拟定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。4）计算基本工时粗铣中间孔上端面至25 mm，周径至71mm；tm1=L/ Vf=13s粗铣中间孔下端面至22mm，周径至71mm；tm2=L/ Vf=13s精铣小孔上端面至50mm，tm3=L/ Vf=8s；精铣中间孔上端面至周径至73mm，tm4= L/ Vf=10s；精铣中间孔下端面至周径至73mm，tm5= L/ Vf=10s。工序 粗镗、半精镗、精镗55mm孔至图样尺寸。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，锻造。加工规定：粗镗中间孔至53mm、半精镗中间孔至54mm、精镗中间孔至55mm。机床：T616卧式镗床。刀具：YG8硬质合金镗刀。b.计算切削用量单边余量 分三次切除，则 第一次。依照指引教程4.2-20查得，取 。依照指引教程4.2-21查得，取：。c.计算切削基本工时：同理，当第二次，第三次时，进给量和，机床主轴转速都取64r/min，切削基本工时分别为100s和80s。工序 钻8mm锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm螺纹孔，攻M8x1mm螺纹。a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，锻造。加工规定：先钻8mm锥销孔，钻到一半后将与该孔配合轴安装进去，把两者配做加工，为使保证孔与轴同轴度，同步在尺寸上保证距上端面10mm；再钻M8x1mm螺纹孔，攻M8x1mm螺纹。机床：组合机床。刀具：8mm麻花钻、7.5mm麻花钻、8mm丝锥。b.计算切削用量1）钻8mm锥销孔依照切削手册查得，进给量为0.180.33mm/z,现取f=0.3mm/z，v=5m/min，则：查指引教程表4.2-15，取。因此实际切削速度为： 计算切削基本工时：2)钻M8螺纹孔刀具：7.5mm麻花钻。依照切削手册查得，进给量为0.180.33mm/z,现取f=0.3mm/z，v=5m/min，则：查指引教程表4.2-15，取。因此实际切削速度为：计算切削基本工时：3）攻M8x1mm螺纹刀具：丝锥M6，P=1mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用阐明书选用：，则 ；机动时，计算切削基本工时：工序 铣断保证图样尺寸a. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，锻造。加工规定：铣断后保证两边对称相等。 刀具：YG硬质合金圆盘铣刀，厚度为4mm。 机床：组合机床。b.计算切削用量查切削手册，选取进给量为：,切削速度为：，则：依照指引教程表4.2-39，取，故实际切削速度为：查切削手册表4.2-40，刚好有。计算切削基本工时：工序 去毛刺，检查。设计心得本次课程设计是在咱们学完了大学三年所有基本课程、技术基本课程以及某些专业课基本之上进行，是一次进一步综合性应用和总结，也是一次理论联系实际训练，为咱们大四毕业设计打下基本和铺垫。就我个人而言，这次课程设计涉及三个某些：（1）前期资料收集和整顿：这是很重要一种环节，由于设计离不开资料参照和收集。（2）工艺：工艺是生产中最活跃因素，贯彻在由工件、刀具、机床、量具构成工艺系统中。此设计历时两周时间，通过自己结识、计算、研究、设计、查手册得到了最后成果，真正地起到了训练自己目，但愿本次设计能为后来工作打好一定实践基本，也提供某些宝贵经验。最后，感谢教师们辛勤指引和协助！谢谢！ 参照文献1丁殿忠，姜鸿维.金属工艺学课程设计.北京：机械工业出版社，19972艾兴，肖诗纲.切削用量简要手册.北京：机械工业出版社，19943邹青，呼永.机械制造技术基本课程设计指引教程.北京：机械工业出版社，4顾崇衔等.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，1997