1、CA6140 車床撥叉機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計大三下學期我們進行了機械制造基礎課的學習，并且也進行 過金工實習。為了鞏固所學知識，并且在我們進行畢業(yè)設計之前對 所學各課程的進行一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實 際的訓練，因此,我們進行了本次課程設計。通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，同時，在課程設計 過程中，我們認真查閱資料，切實地鍛煉了我們自我學習的能力。 另外，在設計過程中，經過老師的悉心指導和同學們的熱心幫助， 我順利完成了本次設計任務。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予批評指正。一、零件的

2、分析（一） 零件的作用題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于車床變速機構 中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所 需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20 孔與操縱機構相連，二下 方的050 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力 撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（二） 零件的工藝分析零件的材料為 HT200,灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良,但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表 面以及加工表面之間的位置要求：1、 小頭孔 20 以及與此孔相通的的錐孔、M6 螺紋孔2、大頭半圓孔503、撥叉底面、小頭孔端面、大頭

3、半圓孔端面，大頭半圓孔兩端 面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.07mm 小頭孔上端面與其中心 線的垂直度誤差為 0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準 采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據各加工方 法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復 雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保 證。二、確定毛坯1 、確定毛坯種類：零件材料為 HT20Q 考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不 大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸手工 砂型鑄件毛坯。查機械制造工藝設計簡明手冊第 41 頁表 2.2-5, 選用鑄件尺

4、寸公差等級為 CT-12。2、確定鑄件加工余量及形狀：查機械制造工藝設計簡明手冊第 41 頁表 2.2-5，選用加工余量為 MA-H 級，并查表 2.2-4 確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：簡圖加工 面代 號基本尺寸加工 余量 等級加工余量說明D120H10 x2孔降一級雙側加工D250H3.5x2孔降一級雙側加工1. -T230H5單側加工T312H5單側加工T412H5單側加工3、繪制鑄件毛坯圖三、工藝規(guī)程設計（一）選擇定位基準：1 粗基準的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準，以兩 個小頭孔外圓表面為輔助粗基準。2 精基準的選擇：考慮要保

5、證零件的加工精度和裝夾準確方便，依 據“基準重合”原則和“基準統一”原則，以粗加工后的底面為主 要的定位精基準，以兩個小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。（二）制定工藝路線根據零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工 方法所能達到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采 用萬能性機床配以專用工卡具，并盡量使工序集中來提高生產率。除 此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。查機 械制造工藝設計簡明手冊第 20 頁表 1.4-7 、1.4-8 、1.4-11 ，選 擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：工序I粗銑20、50 下端面，以 T2 為粗基準，采用 X51立

6、式銑床加專用夾具；工序H粗銑20 上端面，以 T1 為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序皿 粗銑50 上端面，以 T4 為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序W鉆、擴20 孔，以32 外圓和 T2 為基準，采用Z525 立式鉆床加專用夾具；工序V粗鏜50 孔，以 D1 為定位基準，采用 T616 臥式鏜床加專用夾具；工序W銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序 精銑20 下端面，以 T2 為基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序忸 精銑20 上端面，以 T1 為基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序區(qū) 粗鉸、精鉸 2

7、0 孔，以 T2 和32 外圓為基準，采用Z525 立式鉆床加專用夾具；工序X精銑50 端面，以 D1 為基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；工序幻 半精鏜50 孔，以 D1 做定位基準，采用 T616 臥式鏜 床加專用夾具；工序刈 鉆、鉸8 錐孔，以 T1 和零件中線為基準，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具；工序X皿 鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準，采 用 Z525立式鉆床并采用專用夾具；工序XW銑斷，以 D1 為基準，采用 X60 臥式銑床加專用夾 具；工序XV去毛刺；工序XW終檢。（三）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定1 圓柱表面工序尺寸：前面根據資料已初步確

8、定工件各面的總加工余量，現在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：加工表面加工內 容加工余量精度等級工序尺寸表面粗 糙度工序余量最小最大50IT12(D2)鑄件7.0CT1243 2.8粗鏜4.0IT1247。七2506.30.956.8:半精鏜3.0IT1050器1003.22.93.2520IT7(D1)鉆18IT1118評1017.8918擴1.8IT10伯公評846.31.7161.910粗鉸0.14IT819.9400.0333.20.1070.224精鉸0.06IT7200七0211.60.0390.0932、平面工序尺寸：工序號工序內容加工余量基本尺 寸經濟精 度 工序尺 寸偏

9、差工序余量最小最大鑄件5.0CT122.501粗銑20孔下端面4.036.0120 _0.251.57.7502粗銑20孔上端面4.032.0120_0.251.57.7503粗銑50孔上端面4.014.0120 _0.1801.86.3807精銑20孔下端面1.031.080 _0.0330.751.28308精銑20孔上端面1.030.080_0.0330.751.28310精銑50孔端面1.0送12.08書.016 _0.0160.9511.0163、確定切削用量及時間定額:工序I粗銑 20、50 下端面，以 T2 為粗基準1. 加工條件工件材料：HT200m = 170240MPa,鑄

10、造。工件尺寸： aemax=72mm,l=176mm。加工要求：粗銑 20 孔下端面，加工余量 4mm。機床：X51 立式銑床；刀具：YG6 硬質合金端銑刀。銑削寬度 ae 90 深度 ap 6 齒數 z=12,故根據機械制造工藝設計簡明手冊（后簡稱簡明手 冊）表 3.1，取刀具直徑 do=125mm。根據切削用量手冊（后 簡稱切削手冊）表3.16，選擇刀具前角Y= 0后角a= 8 副 后角a=10刃傾角 尼二二一 10,主偏角 Kr=60 ,過渡刃 Kre=30,副偏 角 Kr =52. 切削用量1）確定切削深度 ap因為余量較小，故選擇 ap=4m m, 次走刀即可完成2）確定每齒進給量

11、fz由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據切削手冊表 3.5,使用 YG6 硬質合金端銑刀加工，機床功率為 4.5kw （據簡明手冊表 4.2-35，X51 立式銑床）時：1Z=0.090.18mm/z故選擇：fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標準根據切削手冊表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm;由于銑刀直徑 do=125mm，故刀具使用壽命 T=180min （據簡明手冊表 3.8）。4）計算切削速度 Vc和每分鐘進給量 Vf根據切削手冊表 3.16,當 d=125mm, Z=12, ap 7.5fzPcc

12、。故校驗合格。 最終確定：ap=4.0mm, nc=300r/min, vf=390mm/s, vc=118m/min, fz=0.1mm/z。6) 計算基本工時tm= L/ vf, L=l+ y+, l=176mm.查切削手冊表 3. 26，入切量及超切量為：y+ =40mm,則：tm= L/ Vf=(176+40)/390=0.81mi n。工序H粗銑 20 上端面，以 T1 為定位基準，；切削用量和時間定額及其計算過程同工序I。工序皿粗銑 50 上端面，以 T4 為定位基準刀具：YG6 硬質合金端銑刀，d廠40mm “ 6機床：X51 立式銑床根據切削手冊查的，fz=0.13mm/z，a

13、p=4mm確定機床主軸轉速:_ 1000vc仙 _ 二dw二361r/現采用 X51 立式銑床，根據簡明手冊4.2-36 查得取n=300r/minw，故實際切削速度血wnw兀漢4沃300v =1 1當=300r/min時，工作臺每分鐘進給量應為f fz *n= .13 1 3 = 39mm/minmzw查說明書，取f=4mm/minm計算切削工時L = 72 y：- 721 = 82mm工序W鉆、擴 20 孔，以32 外圓和 T2 為基準，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達到 IT10。1.選擇鉆頭根據切削手冊表 2.1.2.2,選擇咼速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=18mm,鉆頭采

14、用雙錐后磨橫刀，后角a)=12二重刃長度b e=3.5mm 橫刀長 b=2mm,寬 l=4mm,棱帶長度n=1.5mm,2=1 =3 2.選擇切削用量(1)確定進給量 按加工要求確定進給量：查切削手冊，f =.43.53mm/r,ld=311.67 Ff,故所選進給量可用。(2) 確定鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度(查簡明手冊)為 0.6mm,壽命T =45 min.(3) 切削速度查切削手冊表 2.30,切削速度計算公式為:其中，cv=9.5,d0=18mm,zv=0.25,m =0.125,ap=9,xv=0,f =0.22，查得修正系數:kw=1.0,二二,klv=0.85,ktv

15、=1.0，故實際的切削速度:_ cvd0Zvm xvjT apfyv(m/min)yv=0.55,(4)檢驗機床扭矩及功率9.5 180256001251 0.220.550.85二查切削手冊表 2.20,當 f 0.26, de 19mnS寸，Mt=31.78N?m,修正系數均為 1.0,故 Mc=31.78 N?m 查機床使用說明書：Mm=144.2 N?mi查切削手冊表 2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。 查機床使用說明書，PE=2.8 0.81 =2.26kw。由于McMm，PCPE，故切削用量可用，即：f =0.22mm/r，n =nc=272r/min，v 15.4m/mi

16、n3、計算工時4、擴孔至19.8查切削手冊表 2.10，擴孔進給量為：f =0.70.8mm/r，并由機床使用說明書最終選定進給量為：f =0.81mm/r根據資料，切削速度v=0.4v鉆，其中v鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故v =0.4 9.5 =3.8m/min根據機床使用說明書選取nw= 97r / min基本工時t遼旦=0.48min97漢0.81 97漢0.81工序V粗鏜 50 孔，以 D1 為定位基準 機床：T68 臥式鏜床單邊余量z=2.5mm,a= 2.5mmp由簡明手冊4.2-20 查得取tmL 30 8nf - 272 0.22二0.641000 3.819.8

17、二= 61.1r /minf二0.52mm/ r由簡明手冊4.2-21 查得取n = 200r/ min計算切削工時工序W銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準刀具：硬質合金三面刃銑刀機床：X51 立式銑床根據簡明手冊查得：dw=63mm,Z =16。根據切削手冊查得：fz=0.10mm/乙 因此：1000v1000 27ns136r /mi nndwn x63現米用 X51 立式銑床，取：nw=100r/min，故實際切削速度為:當nw=300r/min時，工作臺每分鐘進給量應為:fm二fzZnw= 0.10 16 100 = 160mm/ min根據切削手冊表 4.2-37 查得，取：fm

18、=165mm/min計算切削基本工時：L =1 y訂=12.525 =37.5mm因此：tm= L二亜=0.0.227min fm165工序精銑 20 下端面，以 T2 為基準刀具：YG6 硬質合金端銑刀；12 2 1200 0.52=0.13min-dwnwv 10007：63 100一1000= 19.8m/ min機床：X51 立式銑床；查切削手冊表 3.5,進給量fz=0.51.0mm/min，取為0.5mm/r參考有關手冊，確定v=124m/min，采用 YG6 硬質合金端銑刀，dw= 125mm, z =12，貝 U：1000v1000 124ns316r / minndwn x1

19、25現米用 X51 立式銑床，根據簡明手冊表 4.2-36,取nw=300r/min故實際切削速度：ndwnw兀25=300.v117.75m/ min1000 1000當nw=300r/min時，工作臺每分鐘進給量：fm= fzz nw=0.5 12 300 =1800mm/min，取為 980mm/min本工序切削時間為：t=2tm=2l=2176T25=0.62mi nfm980工序忸精銑 20 上端面，以 T1 為基準切削用量同工序精銑時旳 =d=125mm基本工時：們二丄二空竺=0.31fm980工序區(qū)粗鉸、精鉸 20 孔，以 T2 和32 外圓為基準，(1)粗鉸至19.94mm刀具

20、：專用鉸刀機床：Z525 立式鉆床根據有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為fzn0.81.2m m 億進給量取fz=0.81mm/r,機床主軸轉速取為nw=140r/min，則其切削速度為：v =n=8.77m/min。機動時切削工時，30 8=38mm,3838 c ctm0.34 minnwf 140 0.81精鉸至:，20mm刀具：dw=20mm機床：Z525 立式鉆床工序X精銑 50 端面，以 D1 為基準機床：X51 立式銑床刀具：硬質合金立銑刀（鑲螺旋形刀片），由切削手冊表3.6 查得：d =40,z =6, fz=0.08mm/min,v=0.45m/s即 27m/min，因此，ns二

21、迴乞 J0007=214r/min。現采用 X51 立式銑床，取dwnw=210r/min，工作臺每分鐘進給量fm應為:fm= fzz nw=0.08 6 210 =100.8mm/min查機床使用說明書，取fm=100mm/min。銑削基本工時：tm二72 12二0.84 minf=0.48mm/r，機床主軸轉速取為：nw=140r/min，則其切削速度為：V=n7：d =8.8m/ mintm0.57 min140 0.48根據有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取機動時切削工時，30 8=38mm38根據有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為fzn0.81.2m m 億進給1002tm= 0.84 2

22、=1.68min工序幻半精鏜 50 孔，以 D1 做定位基準。單邊余量z=1.0mm,可一次切除，貝 Sap=1.0mm。由切削手冊表 1.6 查得，進給量fz=0.25 0.40mm/r,取為0.27mm/r。由切削手冊表 1.1 查得，v=100m/min，則:1000v1000 100nw637r/min兀dwJTX50查簡明手冊表 4.2-20,nw取為 630r/min。加工基本工時：t =120.038minnw f 630 x 0.5工序 12 鉆、鉸8 錐孔，以 T1 和零件中線為基準。刀具：專用刀具機床：Z525 立式鉆床確定進給量f:根據切削手冊表 2.7 查得，f = 0

23、.22 0.26mm/r,查 Z525 機床使用說明書，現取f = 0.22mm/r。查切削手冊表2.15,v = 17m/min，計算機床主軸轉速：1000v1000 17.ns694r/mi n兀dw兀匯7.8按機床選取nw=680/min，所以實際切削速度為:計算切削基本工時：如y6 4=0.066minfm680 0.22工序皿鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準(1)鉆螺紋底孔4.8mmv =dwnw1000二7.8680=16.66m/min1000機床：Z525 立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆根據切削手冊查得，進給量為f=0.22mm/z, v=17m/min，則:10

24、00v1000 17ns1128r /min兀dw兀x4.8查簡明手冊表 4.2-15,取nw=960r/min。所以實際切削速度為:(2)攻螺紋 M6機床：Z525 立式鉆床刀具：絲錐 M6 , P=1mm切削用量選為：v = 0.1m/s = 6m/min，機床主軸轉速為:ns=318r/min，按機床使用說明書選取：nw=272r/min， 貝卩v =5.1m/min;機動時，l=6 4=10mm，計算切削基本工時:l10tm0.04minf n 1X272工序XW銑斷，以 D1 為基準。選擇鋸片銑刀，d=160mm, l=4mm，中齒，Z=40采用 X61 臥式銑床，查簡明手冊，選擇進

25、給量為：f -0.10mm/z,切肖U速度為：v =27m/ min，貝卩：1000v1000 27- , ns54r/minf=0.180.22mm/z,現取-dwnwv =1000二4.8 9601000= 14.48m/min計算切削基本工時:tm0.047 min960 0.22二160根據簡明手冊表 4.2-39，取nw=100r/min，故實際切削速度為:此時工作臺每分鐘進給量fm應為:fm= fzZ nw=0.1 40 100 =400mm/min查簡明手冊表 4.2-40，剛好有fm=400mm/min計算切削基本工時：l y.：tm一fm四、夾具設計為了提高勞動生產率，保證加

26、工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經過與老師協商，決定設計第 14 道工序一一銑斷的銑床夾 具。本夾具將用于 X61 臥式銑床，刀具為鋸片銑刀。（一） 問題的提出本夾具主要用來銑斷工件，使之分離成為兩個零件，由于本道工序已經是加工的最后階段， 而且是中批量生產， 因此要保證加工的 精度，所以，本道工序加工時，主要應該考慮如何提高精度，在此 基礎上在一定程度上提高勞動生產率，降低勞動強度。（二）夾具設計1 定位基準選擇考慮工件的加工結構，可以采用“一面兩銷”的定位方式。如果以二dwnw二2m/min1000v =100072 30400= 0.255min20孔的下端面作為定位基準，由于距加工表面較遠，易引起較大的誤差，因此采用兩個20mm 的孔作為兩銷的位置，而以72的端面作為主要定位面。同時考慮到生產率要求不是很高，故可以采用手動夾緊2、切削力及夾緊力計算刀具：鋸片銑刀，160mm，B=3，中齒，Z=40qFWFd0nCF=30,XF= 1.0,yF= .65，UF= .83,WF= ，其中，q，=0.83,z