1、目錄1、任務介紹22、車床撥叉工藝分析2 2.1、撥叉的作用2 2.2、撥叉的工藝分析22.3、撥叉的結構特點3 2.4、生產綱領、生產類型的3 2.5、毛坯的確定33、車床撥叉工藝規程設計43.1、定位基準的選擇43.2、重點工序說明43.3、制定工藝路線63.4、機械加工余量的確定73.5、切削用量的選擇和工時定額的確定84、小結165參考文獻 166、附件161、任務介紹本次機械制造工藝學課程設計我拿到的題目是“CA6140車床撥叉加工工藝規程設計”。（1）根據生產類型，對零件進行工藝分析；（2）選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖；（3）制訂零件的機械加工工藝過程，選擇工序加工設備及工藝

2、裝備，確定各工序切削用量及工序尺寸，并計算工序的工時定額；（4）填寫工藝文件；（5）撰寫設計說明書；2、車床撥叉工藝分析2.1 撥叉的作用題目給定的零件是CA6140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進行工作。寬度為18mm的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。2.2 撥叉的工藝分析CA6140拔叉（型號：84009）共有3組加工表面：1、 零件兩端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面為粗基準加工右端面，再以前端面為精基準加工左

3、端面；2、 以花鍵中心線為基準的加工面：這一組面包括Ø25H7的六齒方花鍵孔、Ø22H12的花鍵底孔、兩端的2X150倒角和距花鍵中心線為22mm的上頂面；3、 以工件右端面為基準的18H11mm的槽、上頂面的2-M8通孔和Ø5錐孔。經上述分析可知， 對于后兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。2.3 撥叉的結構特點拔叉84009的毛坯為鑄造件，在零件圖上只有2處位置誤差要求，即上頂面與花鍵中心線的平行度誤差0.10， 18H11槽的兩側面與花鍵中心線的垂直度誤差0.08 零件外形上大體上與六面體相似，形狀大體如下： 零件剖視圖 圖

4、（1）零件大致結構圖Fig(1) Components approximate structure drawing2.4 生產綱領、生產類型的確定根據指導老師要求，設計此零件為鑄件，成批大量生產，工藝的安排基本傾向于工序分散原則，設備的選用是通用設備和專用工裝，工藝手段以常規工藝為主，新工藝為輔的原則。2.5 毛坯的確定CA6140車床拔叉，零件材料HT20-40，硬度190HB210HB，生產類型為大批量生產，毛坯為鑄件，灰鑄鐵的機械加工余量按JZ67-62規定了灰鑄鐵鑄件的三種精度等級和相應的鑄件機械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在大批量生產的鑄件，采用2級精度鑄件，毛坯重量由金屬機械加工

5、工藝人員手冊表5-2有零件80kg，偏差為7%，故毛坯估算約為1.0kg，采用2級精度鑄件，頂面的加工余量和底面的加工余量忽略不計，兩側面的加工余量也忽略不計，由表5-4左右端面的加工余量為3±0.8，其余部分均為實心部分。故毛坯圖如下： 圖（2）毛坯圖Fig(2) Rough map3 工藝規程設計3.1 定位基準的選擇定位基準的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一，定位基準的選擇得正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。3.1.1 粗基準的選擇在選擇粗基準時，一般遵循下列原則：保證相互位置要求原則；保證加工表面加工余量合理分配的原則；便于工件裝夾原則；粗基準一般不得重復使

6、用的原則；為了保證所有加工表面有足夠的加工余量，選用加工余量小的表面作粗基準，不要用同一尺寸方向上。兩端面，后端面為精加工面，故在銑兩端面時，先以后端面為粗基準，粗銑前端面。加工花鍵底孔時，利用兩邊側面找正對稱面和以底面為粗基準加工花鍵底孔。3.1.2 精基準的選擇在選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方面，提高工件的加工精度。一般遵循下列原則：基準重合原則；統一基準原則；互為基準原則；自為基準原則；便于裝夾原則。為保證定位基準和工序基準重合，加工2-M8螺紋孔、5錐孔，18H11槽以零件的坐端面和花鍵中心線為精基準，銑上頂面以花鍵中心線為精基準。3.2

7、 重點工序的說明CA6140拔叉零件的重要加工面有花鍵底孔、兩端面，花鍵，槽，頂面，材料為HT200，參考機械制造工藝設計簡明手冊，其加工方法選擇如下：3.2.1 加工前后兩端面根據GB1800-79規定毛坯的公差等級為IT13，表面粗糙度為Ra12.5m，要達到后端面Ra3.2m的技術要求，需要經過粗銑精銑。3.2.2 加工22花鍵底孔此工序重點在于找正毛坯對稱面，故采用螺旋定心夾緊機構，找正對稱面，進行加工。零件技術要求底孔的表面粗糙度達到Ra6.3m，毛坯為實心，故采用鉆孔擴孔，可以達到要求。3.2.3 加工外徑為25的花鍵內孔零件要求花鍵底面粗糙度Ra1.6m，側面Ra3.2m，由于此

8、工序在鉆底孔工序之后，故采用拉花鍵孔的方法，一次拉削可以達到要求。3.2.4 加工上頂面零件上頂面為精加工，粗糙度要求為Ra3.2m，與花鍵中心線的平行度誤差0.10mm，故以花鍵中心線為精基準，對上頂面進行粗銑精銑。3.2.5 加工18H11槽零件技術要求槽底面要達到表面粗糙度為Ra6.3m，側面粗糙度為Ra3.2m，而且兩側面和花鍵中心線的垂直度0.08，本身有精度要求，18H11，故以花鍵中心線和左端面為精基準，用花鍵心軸定位，采用銑磨。頂面的鉆2-M8通孔和5錐孔工序不是很重要，在此不做詳細說明，2-M8通孔先鉆孔，再攻絲，5錐孔采用錐刀進行加工。3.3 制訂工藝路線制定工藝路線的出發

9、點，應當是使零件的加工精度和表面質量等技術要求能得到合理的保證。在此零件為大批量生產的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具并盡量使工序分散來提高生產率，此外，還應考慮經濟效果，使生產成本盡量降低。3.3.1 工藝路線方案一的制訂工序：粗銑前端面工序：粗、精銑后端面工序：鉆、擴花鍵底孔工序：粗、精銑上頂面工序：鉆2-M8通孔工序：鉆5錐孔工序：銑削18H11槽工序：磨削18H11槽工序：拉花鍵工序 ：挫圓角工序：去毛刺工序：終檢3.3.2 工藝路線方案二的制訂工序：粗銑前端面工序：粗、精銑后端面工序：鉆、擴花鍵底孔工序：拉花鍵工序：粗、精銑上頂面工序：鉆2-M8通孔工序：鉆5錐孔工序：銑削1

10、8H11槽工序：磨削18H11槽工序 ：挫圓角工序：去毛刺工序：終檢3.3.3 兩種工藝路線的比較與分析上述兩種方案，工藝路線一把拉花鍵放在磨削18H11槽之后，在此，工序4、工序5、工序6、工序7、工序8中很難對工件進行定位和夾緊，造成生產率的下降。工藝路線二，一把花鍵底孔鉆削出來后緊接著就是拉花鍵，這樣，后面的工序就很容易對工件進行定位和夾緊，即以花鍵心軸進行定位，進行螺旋夾緊，此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠。 通過以上的兩種工藝路線的優、缺點的分析，最后確定工藝路線二為該零件的加工路線。工藝過程詳見機械加工工序卡片。3.4 機械加工余量的確定確定工序（或工步）尺寸的一般方法是：

11、由加工表面的最后工序（或工步）向前推算，前面已經根據有關資料查出了零件各加工表面的加工總余量（即毛坯余量），將加工余量分配給各工序加工余量，然后往前推算工序尺寸。CA6140 的撥叉材料為HT200。毛坯重量約為1.0 kg ，生產類型為由大批量生產，毛坯為鑄件，精度為2級鑄件，大體尺寸確定，外表面加工面少，根據以上原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸及加工余量如下： 前后端面的加工余量前后端面有3±0.8mm的加工余量，足以把鑄鐵的硬質表面層切除。前端面粗銑一次即可，加工余量3mm，工序基本尺寸為83mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.22mm，表

12、面粗糙度Ra5m，上下偏差按“入體原則”確定（以后按照此原則確定）。 后端面粗銑一次，精銑一次，粗銑加工余量2.8mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.22mm，精銑加工余量0.2mm，工序經濟精度等級為IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度Ra3.2m，工序基本尺寸為80mm。矩形花鍵底孔要求以矩形花鍵的外徑定心，故先鉆中心孔，再擴，最后拉削，內孔尺寸為22H12，見零件圖，參照金屬機械加工工藝人員手冊 表3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.13mm。擴孔21mm，工序經濟精度等級為IT10，公差值0.084mm，粗糙度Ra6.3m。拉花

13、鍵 花鍵孔要求以外徑定心：拉削時加工余量參照金屬機械加工工藝人員手冊取 2=1mm。頂面的加工余量此工序分為兩個工步：粗銑頂面；精銑頂面。粗銑加工余量為2.8mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.22mm。精銑加工余量為0.2mm，工序經濟精度等級為IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度Ra3.2m。18H11槽的加工余量銑削的加工余量：槽底面的銑削余量為50mm，槽側面的銑削余量為17.9mm，工序經濟精度等級為IT12，公差值0.25mm，槽底面表面粗糙度Ra6.3m。磨削的加工余量：槽側面的磨削余量為0.5mm，工序經濟精度等級為IT9，公差值為0.043mm，側面粗糙度為Ra3

14、.2m。3.5 切削用量的選擇和工時定額的確定根據課程設計指導書以及老師指定，需要計算幾道工序的工作時間以及此工序的切削用量的選擇，現選工序4拉花鍵孔、工序8銑削18H11槽這兩道工序進行計算。3.5.1 工序1粗銑前端面切削用量和基本工時的計算l 加工條件Ø 工件材料：HT200，鑄件；Ø 工件尺寸：寬度為40，長度為25的平面和半徑為20的半圓面，加工余量3mm，工序基本尺寸為83mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.22mm，表面粗糙度Ra5m，Ø 加工要求：用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑，加工余量3mm，工序基本尺寸為83mm，工序經濟精度等級為IT11，公

15、差值0.22mm，表面粗糙度Ra5m，用乳化液冷卻；Ø 加工設備：XA6T32銑床，其功率為7.5KW，中等系統剛度。l 計算工時定額² 選擇刀具：銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗。根據切削用量簡明手冊表3.1，切削寬度3mm5mm切削深度為 45mm70mm；但由于工序二的切削深度為75mm90mm同樣需要粗銑，精銑，所以從效率上考慮，選擇銑刀直徑為80mm。由于采用標準鑲齒圓柱銑刀，查表3.2可得齒數Z=8，刀具幾何形狀² 切削用量：決定切削寬度。由于加工余量不大，可一次切削完畢。所以=h=3mm決定每齒進給量，查表3.3可知=0.

16、200.30.取=0.27。決定切削速度和每分鐘進給量查表3.11，得=16m/min,，=61r/min, =86mm/min各修正系數為=1 =0.85所以=16×1×0.85=13.6 m/min =86×1×0.85=73.1 mm/min n=61×1×0.85=51.85 r/min 根據XA6T32銑床使用說明書，選擇=60 r/min, =75 mm/min² 切削工時 =/式中, L= +y+，=45mm，查表3.25，y+=17mm 所以 基本工時=(45+17)/75=0.83min3.5.2 工序2粗

17、精銑后端面切削用量和基本工時的計算l 加工條件Ø 工件材料：HT200，鑄件；Ø 工件尺寸：寬度為40，長度為75的平面和半徑為20的半圓面，加工余量3mm，工序基本尺寸為83mm Ø 加工要求：用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑一次，精銑一次，粗銑加工余量2.8mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.22mm，精銑加工余量0.2mm，工序經濟精度等級為IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度Ra3.2m，用乳化液冷卻；Ø 加工設備：XA6T32銑床，其功率為7.5KW，中等系統剛度。l 計算工時定額（粗銑）² 選擇刀具：銑刀直徑的大小直接影響切削力、

18、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗。根據切削用量簡明手冊表3.1，切削寬度3mm5mm切削深度為 75mm90mm選擇銑刀直徑為80mm。由于采用標準鑲齒圓柱銑刀，查表3.9可得齒數Z=8，刀具幾何形狀² 切削用量：決定切削寬度。由于加工余量不大，可一次切削完畢。所以=h=2.8mm決定每齒進給量，查表3.3可知=0.250.35.取=0.27。決定切削速度和每分鐘進給量查表3.11，得=16m/min,，=61r/min, =86mm/min各修正系數為=1 =0.85所以=16×1×0.85=13.6 m/min =86×1×0.85=73.1

19、 mm/min n=61×1×0.85=51.85 r/min 根據XA6T32銑床使用說明書，選擇=60 r/min, =75 mm/min 切削工時 =/式中, L= +y+，=45mm，查表3.25，y+=17mm 所以 基本工時=(75+17)/75=1.23minl 計算工時定額（精銑）² 切削用量：決定切削寬度。由于加工余量不大，可一次切削完畢。所以=h=0.2mm決定每齒進給量，查表3.3可知=0.200.30.取=0.20。決定切削速度和每分鐘進給量查表3.11，得=19m/min,，=73r/min, =76mm/min各修正系數為=1 =0.8

20、5所以=19×1×0.85=16.2 m/min =76×1×0.85=64.6 mm/min n=73×1×0.85=62.05 r/min 根據XA6T32銑床使用說明書，選擇=75 r/min, =60 mm/min 切削工時 =/式中, L= +y+，=45mm，查表3.25，y+=17mm 所以 基本工時=(75+17)/60=1.53min 綜上所述 該工序的總工時T=1.53+1.23=2.76min3.54 工序3鉆、擴花鍵底孔切削用量和基本工時的計算l 加工條件Ø 工件材料：HT200，鑄件；Ø

21、工件尺寸：孔徑=21mm 通孔l=80mmØ 加工要求：鉆孔20mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.13mm。Ø 擴孔21mm，工序經濟精度等級為IT10，公差值0.084mm，粗糙度Ra6.3m。Ø 加工設備：Z550立式鉆床，其功率為2.8KW。l 計算工時定額(鉆孔)： 選擇刀具：選擇高速鋼麻花鉆，do=20mm，鉆頭采用雙頭刃磨法 選擇切削用量：² 決定進給量：1）按工藝要求決定進給量：查切削用量簡明手冊表2.7 又 所以應該乘以孔深系數，所以進給量 2）按鉆頭強度決定進給量：查表2.8 鉆頭允許的進給量3）機床進給機構強度決定進給量：查

22、表2.9 進給量綜上可以看出 受限制的進給量是工藝要求，根據Z525鉆床說明書選擇² 決定切削速度：查表2.15可知=14m/min 切削速度的修正系數 =1 =0.85 所以切削速度=×=14×0.85×1×1×1=11.9 m/min所以根據Z525鉆床說明書選擇=195r/min² 計算工時：查表2.29 y+=8mml 計算工時定額(擴孔)：² 根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為 式中的、加工實心孔進的切削用量。現已知=0.81mm/r

23、=11.9m/min² 進給量 取 按機床選取1.17mm/r² 切削速度v=0.4×11.9=4.76m/min. ² 定機床主軸轉速:ns= 72.18r/min按機床說明書(見表2.36),與72.18r/min相近的機床轉速為89r/min。現選取=89r/min。所以實際切削速度=² 計算工時：查表2.29 y+=8mm 工序三總的基本工時為=1.04+0.73=1.81min3.55工序4拉花鍵孔切削用量和基本工時的計算l 加工條件：工件材料：HT200，鑄件；加工要求：花鍵底孔粗糙度Ra6.3m，鍵槽側面粗糙度Ra3.2m，鍵槽底

24、面粗糙度Ra1.6m，鍵槽尺寸6mm，偏差代號H9；刀具：高速鋼拉刀；切削液：乳化液；、加工設備：拉床。、確定齒升量：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒升量為0.06mm；、切削速度：查有切削簡明手冊有切削速度為0.06m/s（3.6m/min）；、切削工時 t=Zblk/1000vfzZ式中： Zb 單面余量1.5mm(由22mm拉削到25mm)； L 拉削表面長度，80mm； 考慮校準部分的長度系數，取1.2； k 考慮機床返回行程系數，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數，Z=l/p； P 拉刀齒距。 P=(1.251.9)sq

25、rtL 所以 P=(1.251.9)sqrt80=1.35sqrt80=12mm 因為拉刀同時工作齒數z=l/p=80/127所以其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13(min)3.56 工序 5粗、精銑上頂面削用量和基本工時的計算l 加工條件Ø 工件材料：HT200，鑄件；Ø 工件尺寸：寬度為30，長度為80的平面，加工余量3mm，工序基本尺寸為72mm 加工要求：用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑加工余量為2.8mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.22mm。精銑加工余

26、量為0.2mm，工序經濟精度等級為IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度Ra3.2m。用乳化液冷卻；Ø 加工設備：XA6T32銑床，其功率為7.5KW，中等系統剛度。l 計算工時定額（粗銑） 選擇刀具：銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗。根據切削用量簡明手冊表3.1，切削寬度3mm5mm切削深度為 80mm90mm選擇銑刀直徑為80mm。由于采用標準鑲齒圓柱銑刀，查表3.9課得齒數Z=8。查表3.2可知刀具幾何形狀² 切削用量：決定切削寬度。由于加工余量不大，可一次切削完畢。所以=h=2.8mm決定每齒進給量，查表3.3可知=0.250.35.取

27、=0.27。決定切削速度和每分鐘進給量查表3.11，得=16m/min,，=61r/min, =86mm/min各修正系數為=1 =0.85所以=16×1×0.85=13.6 m/min =86×1×0.85=73.1 mm/min n=61×1×0.85=51.85 r/min 根據XA6T32銑床使用說明書，選擇=60 r/min, =75 mm/min 切削工時 =/式中, L= +y+，=80mm，查表3.25，y+=17mm 所以 基本工時=(80+17)/75=1.29minl 計算工時定額（精銑）² 切削用量：

28、決定切削寬度。由于加工余量不大，可一次切削完畢。所以=h=0.2mm決定每齒進給量，查表3.3可知=0.200.30.取=0.20。決定切削速度和每分鐘進給量查表3.11，得=19m/min,，=73r/min, =76mm/min各修正系數為=1 =0.85所以=19×1×0.85=16.2 m/min =76×1×0.85=64.6 mm/min n=73×1×0.85=62.05 r/min 根據XA6T32銑床使用說明書，選擇=75 r/min, =60 mm/min 切削工時 =/式中, L= +y+，=45mm，查表3.2

29、5，y+=17mm 所以 基本工時=(80+17)/60=1.62min 綜上所述 該工序的總工時T=1.29+1.62=2.91min3.57 工序6 鉆2-M8通孔的切削用量和基本工時的計算l 加工條件Ø 工件材料：HT200，鑄件；Ø 工件尺寸：孔徑=8mm 通孔=11mmØ 加工要求：鉆孔8mm，工序經濟精度等級為IT11，公差值0.13mm。Ø 加工設備：Z550立式鉆床，其功率為2.8KW。l 計算工時定額： 選擇刀具：選擇高速鋼麻花鉆，do=6.9mm，鉆頭采用雙頭刃磨法 選擇切削用量：² 決定進給量：1）按工藝要求決定進給量：查

30、切削用量簡明手冊表2.7 又 所以 2）按鉆頭強度決定進給量：查表2.8 鉆頭允許的進給量3）機床進給機構強度決定進給量：查表2.9 進給量綜上可以看出 受限制的進給量是工藝要求，根據Z525鉆床說明書選擇² 決定切削速度：查表2.15可知=20m/min 切削速度的修正系數 =1 =1 所以切削速度=×=14×0.85×1×1×1=20 m/min所以根據Z525鉆床說明書選擇=990r/min² 計算工時：查表2.29 y+=2.5mm3.5.8 工序8銑削18H11槽的切削用量和基本工時的計算l 加工條件²

31、加工要求：用乳化液冷卻，加工工件，槽寬18mm，公差代號H11，長40mm，槽的側面與花鍵孔中心線的垂直度誤差0.08mm，底面粗糙度為Ra6.3m。² 加工余量：25mm。由于零件此處的設計精度比較高，用銑削很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公序磨削的加工余量，分兩步走，ae=25，ap=10mm。l 計算工時定額² 選擇刀具銑刀參數：L=10 D=100mm d=30mm ro=15°ao=12°an=6°Z=24 ² 選擇銑削用量由于槽的寬度為18mm, 故二次走完，ae=25mm ap=10mm由切削用量簡明手冊表3.3 確定f=0.5mm/r 現取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z² 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據切削用量簡明手冊表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=120。² 確定切削速度