1、機械制造技術基礎課程設計說明書題目：CA6140車床撥叉831007機械加工工藝規程設計（中批生產）院 系：機械與電子工程系班 級：10機制（1）班姓 名：陳林學 號：51001011011指導教師：劉春景日 期：2013.10.15目錄第一章 零件分析21.1零件的作用21.2零件的工藝性分析和零件圖的審查3第二章 工藝規程設計42.1確定毛坯的制造形式52.2基面的選擇5粗基準的選擇5精基準的選擇5加工階段的劃分5工序的集中和分散6加工原則62.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定7第三章 制定工藝路線93.1工藝路線方案一93.2工藝路線方案二113.3工藝方案的比較及分析143.4

2、確定切削用量及基本工時16設計心得22參考文獻23第一章 零件分析1.1零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22孔與操縱機構相連，二下方的55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。1.2零件的工藝性分析和零件圖的審查零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優良，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.小頭孔以及與此孔相通的的錐孔、螺 2.大頭半圓孔55

3、 3.小頭孔端面、大頭半圓孔上下73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，可以粗加小頭孔端面，然后以此作為粗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的加工工藝均可保證。第二章 工藝規程設計2.1確定毛坯的制造形式確定毛坯種類：零件材料為HT200。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，故選擇鑄件毛坯。查機械制造工藝及設備設計指導手冊（后稱指導手

4、冊）選用鑄件尺寸公差等級CT9級。2.2基面的選擇定位基準是影響撥叉零件加工精度的關鍵因素。基準選擇得合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工過程中將問題百出，更有甚者，造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。2.3.1粗基準的選擇粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現選取22 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個40作主要定位面，限制5個自由度，再以一個銷釘限制最后1個自由度，達到完全定位,然后進行銑削。2.3.2精基準的

5、選擇精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，應該進行尺寸互算。2.3.3加工階段的劃分該撥叉加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。2.3.4工序的集中和分散本撥叉選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產類型為成批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證加工表面之間的相對位置精度要求。2.3.5加工原則1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工基準撥叉下端面2）遵循“先

6、粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排加工工序。3）遵循“先主后次”原則. 4）遵循“先面后孔”原則.2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“CA6140車床撥叉”零件材料為HT200，毛坯重量約為1.6,生產類型為中批生產，采用砂型鑄造毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圓表面（40mm及73mm外表面）考慮到此表面為非加工表面，其精度為鑄造精度CT9即可。又因它們是對稱的兩個零件最后還需銑斷，故對40mm的中心軸線的尺寸偏差為120±1.25的范圍內。2. 兩小孔毛坯為實心，兩內孔精度要求界于IT7IT8之間，參

7、照切屑加工簡明實用手冊表8-21確定工序尺寸及余量：鉆孔：21.8mm 2Z=21.8mm鉸孔：mm 2Z=0.2mm3.中間孔（55mm及73mm）中間孔尺寸相對較大可以鑄造，根據機械制造工藝設計手冊表1-13得：孔的鑄造毛坯為49. 73的孔是在55孔的基礎之上銑削加工得到，其軸向尺寸上下表面距離為30mm，由于其對軸向的尺寸要求不高，直接鑄造得到。參照切屑加工簡明實用手冊表8-95確定73mm工序尺寸及余量：粗銑：71mm Z=4mm精銑：73mm Z=1mm參照切屑加工簡明實用手冊表8-95確定55mm工序尺寸及余量：粗 鏜：53mm 2Z=4mm半精鏜：54mm精 鏜：55mm 4.

8、螺紋孔及銷孔無可非議此銷尺寸鑄造為實體。參照切屑加工簡明實用手冊表8-70確定鉆8螺紋孔和8圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。5.銑斷第三章 制定工藝路線制定工藝路線得出發點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證,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夾具,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。3.1工藝路線方案一工序 1： 以40的上平面為基準加工下表面。工序 2： 以40下表面粗銑上表面。工序 3：銑40上平面，保證表面粗糙度3.2工序 4：鉆22的孔。工序5：絞22的孔，保證表面粗糙度1.6。工序 6：

9、粗鏜55的孔。工序 7：半精鏜55的孔，保證表面粗糙度3.2。工序 8： 粗鏜55孔的上端面。工序 9： 半精鏜 55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序10：粗鏜55孔的下端面。工序11：半精鏜 55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。為保證設計尺寸20在工序6至工序9應該進行尺寸鏈換算，由于零件的定位基準是40的上表面，進行尺寸鏈換算如下：（1）確定自由公差等級（查機械制造工藝設計簡明手冊P27頁 表1.424）（2）確定封閉環，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸A： 增環： 50 0 -0.1 減環： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封閉環： 5 0.294 -0

10、.03 由計算可得A的基本尺寸為5，上偏差.為0.294，下偏差為0.03時，才能保證設計尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01A工序 12： 鉆錐孔8及M8底孔。工序 13：攻絲 精絞8孔，保證粗糙度1.6。 在加工M8螺紋時，為保證工序基準和定位基準重合，需要進行尺寸鏈換算。 （1）確定自由公差等級（查機械制造工藝設計簡明手冊P27頁 表1.424）（2）確定封閉環，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸A：增環： 30 -0.36 -0.52 減環： 10 +0.36 0 封閉環：20 0 -0.52 只有A的基本尺寸為30，上偏差為-0.36，下偏差

11、為-0.52是才的保證M8螺紋的位置。100-0.36A200-0.52工序14： 切斷。工序15： 檢驗3.2工藝路線方案二工序1：鉆22的孔。工序2：絞22的孔，保證表面粗糙度1.6。工序 3： 以40的上平面為基準加工下表面。 工序 4： 以40下表面粗銑下表面。工序 5：銑40上平面，保證表面粗糙度3.2工序6：粗鏜55的孔。工序7：半精鏜55的孔，保證表面粗糙度3.2。 工序 8：粗鏜55孔的上端面, 73。工序9：半精鏜 55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序10：粗鏜55孔的下端面, 73。工序11：半精鏜 55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。為保證設計尺寸在工序6 -工序9應

12、進行尺寸鏈換算.（1）確定自由公差等級（查機械制造工藝設計簡明手冊P27頁 表1.424）（2）確定封閉環，工序尺寸，尺寸鏈圖 列豎式：計算工序尺寸A： 增環： 50 0 -0.1 減環： -25 0.084 0 -20 0.21 0.07 封閉環： 5 0.294 -0.03 由計算可得A的基本尺寸為5，上偏差.為0.294，下偏差為0.03時，才能保證設計尺寸。 250-0.084 20-0.07-0.02 500-0.01A工序 12： 鉆錐孔8及M8底孔。工序 13：攻絲 精絞8孔，保證粗糙度1.6。為保證加工M8螺紋時，工序基準與定位基準重合，進行尺寸鏈換算. （1） 確定自由公差等

13、級（查機械制造工藝設計簡明手冊P27頁 表1.424）（2） 確定封閉環，工序尺寸，尺寸鏈圖。 列豎式：計算工序尺寸A： 增環： 30 -0.36 -0.52 減環： 10 +0.36 0 封閉環：20 0 -0.52 只有A的基本尺寸為30，上偏差為-0.36，下偏差為-0.52是才的保證M8螺紋的位置。100-0.36A200-0.52工序14： 切斷。工序15： 檢驗。3.3工藝方案的比較及分析上述兩方案:方案一：是先加工內孔22, 再以22孔為基準加工55內孔,而方案二：先鏜孔55,以底面及22外圓面為基準，再以55內孔及上平面加工22孔。由零件圖可知22孔的設計基為準55孔的中心線，

14、所以加工22孔時定位基準最好為55孔的中心線，可保證其加工的位子精度，符合中批生產要求,方案二較為合理。最終工藝路線工序1：鉆22的孔。工序2：絞22的孔，保證表面粗糙度1.6。工序 3： 以40的上平面為基準加工下表面。 工序 4： 以40下表面粗銑下表面。工序 5：銑40上平面，保證表面粗糙度3.2工序6：粗鏜55的孔。工序7：半精鏜55的孔，保證表面粗糙度3.2。 工序 8：粗鏜55孔的上端面, 73。工序9：半精鏜 55孔上端面，保證表面粗糙度3.2。工序10：粗鏜55孔的下端面, 73。工序11：半精鏜 55孔下端面，保證表面粗糙度3.2。工序 12： 鉆錐孔8及M8底孔。（以40上

15、平面及22的內孔為基準）工序13：攻絲 精絞8孔，保證粗糙度1.6。工序14： 切斷。工序15： 檢驗。（四）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55IT12鑄件7.0CT12粗鏜4.0IT126.30.956.8半精鏜3.0IT103.22.93.2520IT7鉆20IT1117.8918擴1.8IT106.31.7161.910粗鉸0.14IT83.20.1070.224精鉸0.06IT71.60.0390.0932

16、、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差工序余量最小最大鑄件5.0CT1201粗銑40孔下端面4.058121.57.7502粗銑40孔上端面4.054121.57.7503精銑40孔上端面4.05081.86.3804粗鏜55孔的上下端面4.026120.751.28305精鏜55孔的上下端面1.0X22080.751.2833.4確定切削用量及基本工時工序粗銑40mm孔的兩頭的端面。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗銑兩頭端面至51mm、粗銑大孔端面至30mm。機床：X5032立式銑床參數。刀具：涂層

17、硬質合金盤銑刀45mm，選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過渡刃寬b=1mm。b.計算切削用量1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=2mm，一次走刀即可完成所需長度。2）計算切削速度 按指導教程V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s據X52K立式銑床參數，選擇nc=475r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14×80×475/1000=1.06m/s,

18、實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(300×10)=0.16mm/z。3)校驗機床功率 查指導教程Pcc=1.5kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.06m/s，f z=0.15mm/z。4）計算基本工時tmL/ Vf=9.4s。工序 鉆、鉸兩端22mm孔之圖樣尺寸。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：鉆孔至21.8mm，精鉸至22mm，保證孔壁粗糙度Ra=1.6m。機床：Z353臺式鉆床。刀具：YG8硬

19、質合金麻花鉆21.8mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角12°、二重刃長度=2.5mm、橫刀長b=1.5mm、寬l=3mm、棱帶長度 、° °、°。YG8硬質合金鉸刀22mm。b.計算切削用量1）查指導教程 。 按鉆頭強度選擇 按機床強度選擇，最終決定選擇機床已有的進給量 。2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查指導教程）為0.5.mm，壽命3）切削速度查指導教程 修正系數 故。查指導教程機床實際轉速為。故實際的切削速度。4) 計算基本工時由于所有工步所用工時很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時間。鉆和精鉸的切削用量如下：鉆孔： 。精鉸： 。工序-工

20、序 粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至73mm；精銑中間孔下端面至20mm,周徑至73mm。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗銑中間孔上端面至25mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；精銑兩頭孔的端面至50mm；保證粗糙度Ra=3.2m；精銑中間孔上端面至25mm，周徑至73mm；精銑中間孔下端面至保證20mm,周徑至73mm，保證端面粗糙度Ra=3.2m，保證孔壁粗糙度Ra=6.3m。

21、機床：X63臥式銑床。刀具：涂層硬質合金盤銑刀45mm，選擇刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齒斜角s=10°,主刃Kr=60°,過渡刃Kr=30°,副刃Kr=5°過渡刃寬b=1mm。b.計算切削用量 1）銑削深度 因為切削量較小，故可以選擇ap=4mm，一次走刀即可完成所需長度。2）計算切削速度 按簡明手冊V c=算得 Vc98mm/s，n=780r/min,Vf=490mm/s據X5032立式銑床參數，選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.14×80×

22、;750/1000=1.78m/s,實際進給量為f zc=V fc/ncz=750/(300×10)=0.25mm/z。3)校驗機床功率 查指導教程Pcc=2kw,而機床所能提供功率為Pcm>Pcc。故校驗合格。最終確定 ap=1mm，nc=750r/min,Vfc=475mm/s，V c=1.78m/s， f z=0.15mm/z。4）計算基本工時粗銑中間孔上端面至25 mm，周徑至71mm；tm1=L/ Vf=13s粗銑中間孔下端面至22mm，周徑至71mm；tm2=L/ Vf=13s精銑小孔上端面至50mm，tm3=L/ Vf=8s；精銑中間孔上端面至周徑至73mm，tm

23、4= L/ Vf=10s；精銑中間孔下端面至周徑至73mm，tm5= L/ Vf=10s。工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：粗鏜中間孔至53mm、半精鏜中間孔至54mm、精鏜中間孔至55mm。機床：T616臥式鏜床。刀具：YG8硬質合金鏜刀。b.計算切削用量單邊余量 分三次切除，則 第一次。根據指導教程4.2-20查得，取 。根據指導教程4.2-21查得，取：。c.計算切削基本工時：同理，當第二次，第三次時，進給量和，機床主軸轉速都取64r/min，切削基本工時分別為100s和80s。

24、工序 鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，然后與軸配做鉆通，再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。a. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：先鉆8mm的錐銷孔，鉆到一半后將與該孔配合的軸安裝進去，把兩者配做加工，為的使保證孔與軸的同軸度，同時在尺寸上保證距上端面10mm；再鉆M8x1mm的螺紋孔，攻M8x1mm的螺紋。機床：組合機床。刀具：8mm麻花鉆、7.5mm麻花鉆、8mm的絲錐。b.計算切削用量1）鉆8mm的錐銷孔根據切削手冊查得，進給量為0.180.33mm/z,現取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查指導教程表4.2-15，取。所以實際切削速度為： 計算切削基本工時：2)鉆M8的螺紋孔刀具：7.