1、成都理工大學機械制造工藝學課程設計 車床CA6140撥叉831007班 級 2010級數控三班學 生 高 手學 號 22010510503XX指導老師 XXXXXXXXXXXXXX 2012年4月22日機械制造工藝學課程設計任務書題目：設計“撥叉831007”零件的機械加工工藝規程及工藝裝備（年產量5000件）內容：1.零件圖 1張 2.毛坯圖 1張 3.機械加工工藝過程綜合卡片 1張 4.夾具設計裝配圖 1張 5.課程設計說明書 1份目錄序言21、零 件 的 分 析31.1 零件的作用31.2 零件的工藝分析31.3 位置要求：32、工 藝 規 程 設 計32.1確定毛坯的制造形式32.2

2、基面的選擇42.2.1 粗基準的選擇：42.2.2 精基準的選擇：42.3 制定工藝路線42.3.1 工藝路線方案一：42.3.2 工藝路線方案二52.3.3 工藝方案的比較與分析52.4 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:63、 確定切削用量及基本工時7工序 以毛坯底邊為基準，鉆20mm孔, 擴孔至21.8mm71.加工條件72.計算切削用量8工序 以底端面為基準，銑40mm上端面，保證其尺寸要求及粗糙度81.加工條件82.計算切削用量9工序 以40為精基準，鏜55+0.5 0mm，鏜73+0.5 0mm保證其尺寸和粗糙度91.加工條件92.計算切削用量103. 計算基本工時10工序 粗鏜

3、、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸101.加工條件112.計算切削用量11工序 以孔40為精基準，鉆孔至7, 鉸孔至8確保孔內粗糙度為1.6111.加工條件112.計算切削用量113.計算切削基本工時12工序 以40上端面為精基準，攻M8螺紋121.加工條件122.切削用量133.計算切削基本工時13工序 倒角，4R5mm13工序 以22mm孔為精基準，將兩件兩件銑斷，銑斷量為4，使其粗糙度為6.3131.加工條件132.計算切削用量133.計算切削基本工時144、夾具設計144.1 問題的提出144.2夾具設計14定位基準選擇14切削力及夾緊力計算14具體夾具的裝配圖見附圖16夾具設計及操作

4、的簡要說明16設計總結16參考文獻:16序言課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業課之后進行的.這是我們在進行畢業設計之前對所學各課程的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,它在我們大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能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，為今后打下一個良好的基礎。1、零 件 的 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22mm孔與操

5、縱機構相連，二下方的55mm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 零件的工藝分析零件的材料為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。需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小頭孔mm以及與此孔相通的mm的錐銷孔、螺紋孔；3.大頭半圓孔mm；1.3 位置要求：小頭孔上端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.05mm、大孔的上下端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準

6、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。2、工 藝 規 程 設 計2.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT200。考慮到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，生產類型為大批生產，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，已知此撥叉零件的生產綱領為5000件/年，可確定該撥叉生產類型為大批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。2.2 基面的選擇基面的選擇是工藝規程設計中的重

7、要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成大批報廢，使生產無法正常進行。2.2.1 粗基準的選擇： 以零件的底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。這樣就可以達到限制五個自由度，再加上垂直的一個機械加緊，就可以達到完全定位。2.2.2 精基準的選擇：考慮要保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，以兩個小頭孔內圓柱表面為輔助的定位精基準。當設計基準和工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門的計算，此處不再重復。2.

8、3 制定工藝路線制定工藝路線的出發點，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。再生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。處此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。2.3.1 工藝路線方案一：工序 粗銑40mm孔的兩頭的端面，73mm孔的上下端面。工序 精銑40mm孔的兩頭的端面，73mm孔的上下端面。工序 粗鏜、半精鏜、精鏜55mm孔至圖樣尺寸。工序 鉆、擴、鉸兩端22mm孔至圖樣尺寸。工序 鉆M8的螺紋孔，鉆8mm的錐銷孔鉆到一半，攻M8的螺紋。工序 倒角，4R5mm。工序 銑斷保證圖樣尺

9、寸。工序 去毛刺，檢驗。2.3.2 工藝路線方案二工序 以毛坯底邊為基準， 鉆20mm孔, 擴孔至21.8mm, 鉸孔至 22+0.021 0mm，保證孔的粗糙度。工序 以底端面為基準，銑40mm上端面，保證其尺寸要求及粗糙度，與22的垂直度為0.05。工序 以40為精基準，鏜55+0.5 0，鏜73+0.5 0保證其尺寸和粗糙度，與22孔的垂直度為0.07。工序 以孔40為精基準，鉆孔至7mm, 鉸孔至8mm確保孔內粗糙度為1.6。工序 以22孔為精基準，鉆7mm孔。工序 以40上端面為精基準，攻M8mm螺紋。工序 倒角，4R5mm。工序 以22孔為精基準，將兩件兩件銑斷，銑斷量為4mm，使

10、其粗糙度為6.3。工序 去毛刺，檢驗。2.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先加工完與22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完22mm的孔，再以孔的中心軸線來定位加工完與之有垂直度要求的三個面。方案一的裝夾次數少，但在加工22mm的時候最多只能保證一個面定位面與之的垂直度要求。其他兩個面很難保證。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三個面時都是用22mm孔的中心軸線來定位這樣很容易就可以保證其與三個面的位置度要求。這樣也體現了基準重合的原則。這樣一比較最終的工藝方案為：工序 以毛坯底邊為基準， 鉆20mm孔, 擴孔至21.8mm, 鉸孔

11、至 22+0.021 0mm，保證孔的粗糙度。工序 以底端面為基準，銑40mm上端面，保證其尺寸要求及粗糙度，與22的垂直度為0.05。工序 以40mm為精基準，鏜55+0.5 0mm，鏜73+0.5 0mm保證其尺寸和粗糙度，與22mm孔的垂直度為0.07。工序 以孔40為精基準，鉆孔至7mm, 鉸孔至8確保孔內粗糙度為1.6。工序 以22mm孔為精基準，鉆7mm孔。工序 以40mm上端面為精基準，攻M8mm螺紋。工序 倒角，4R5mm。工序 以22mm孔為精基準，將兩件兩件銑斷，銑斷量為4mm，使其粗糙度為6.3。工序 去毛刺，檢驗。2.4 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定: “CA61

12、40車床撥叉”零件材料為HT200，毛坯重量約為1.6,生產類型為大批生產，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1201.25mm的范圍內。2. 兩小孔mm。毛坯為實心，兩內孔精度要求界于IT7IT8之間，參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

13、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49mm、 73mm的孔是在55mm孔的基礎之上銑削加工得到，其軸向尺寸上下表面距離為35mm，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.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8mm螺紋孔和8mm圓柱銷孔及螺紋孔的攻絲。5.銑斷3、 確定切削

14、用量及基本工時工序 以毛坯底邊為基準，鉆20mm孔, 擴孔至21.8mm, 鉸孔至22+0.021 0mm，保證孔的粗糙度。1. 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：Z512臺式鉆床。刀具：YG8硬質合金麻花鉆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。2.計算切削用量（1）查切削用量簡明手冊 。 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 。（

15、2）鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.5.mm，壽命（3）切削速度查切削用量簡明手冊 修正系數 故。，查簡明手冊機床實際轉速為。故實際的切削速度。3. 計算基本工時工序 以底端面為基準，銑40mm上端面，保證其尺寸要求及粗糙度，與22mm的垂直度為0.05。1. 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：X52K立式銑床參數。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

16、b=1mm。2.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 按簡明手冊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=3.1480475/1000=1.06m/s,實際進給量為f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。（3）校驗機床功率 查簡明手冊Pcc=1.5kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。故校驗合格。最終確定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475

17、mm/s，Vc=1.06m/s，fz=0.15mm/z。工序 以40為精基準，鏜55+0.5 0mm，鏜73+0.5 0mm保證其尺寸和粗糙度，與22mm孔的垂直度為0.07。1. 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22mm，周徑至71mm；粗銑中間孔下端面至24mm，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20mm，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。機床：X63臥式銑床。刀具：涂層

18、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。2.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X52K立式銑床參數，選擇nc=750r/min,Vfc=475mm/s,則實際切削速度 V c=3.1480750/1000=1.78m/s,實際進給量為f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.25mm/z。（3)校驗機床功率 查

19、簡明手冊Pcc=2kw,而機床所能提供功率為PcmPcc。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。3. 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，tm4= 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。1. 加工條件工件材料：HT2

20、00，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。2.計算切削用量單邊余量 分三次切除，則 第一次。根據簡明手冊4.2-20查得，取 。根據簡明手冊4.2-21查得，取：。3.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。工序 以孔40為精基準，鉆孔至7, 鉸孔至8確保孔內粗糙度為1.6。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。機床：組合

21、機床。刀具：8mm麻花鉆、7mm麻花鉆2.計算切削用量根據切削手冊查得，進給量為0.180.33mm/z,現取f=0.3mm/z，v=5m/min，則：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：3.計算切削基本工時：工序 以22孔為精基準，鉆7孔。1. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。機床：組合機床。刀具：7mm麻花鉆、8mm的絲錐。2.計算切削用量刀具：7mm麻花鉆。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：查簡明手冊表4.2-15，取。所以實際切削速度為：3計算切削基本工時：工

22、序 以40上端面為精基準，攻M8螺紋。1.加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。機床：組合機床。刀具：8mm的絲錐。2.切削用量刀具：絲錐M6，P=1mm切削用量選為：，機床主軸轉速為：，按機床使用說明書選取：，則 ；機動時，3.計算切削基本工時：工序 倒角，4R5mm。工序 以22mm孔為精基準，將兩件兩件銑斷，銑斷量為4，使其粗糙度為6.31. 加工條件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，鑄造。加工要求：銑斷后保證兩邊對稱相等。 刀具：YG硬質合金圓盤銑刀，厚度為4mm。 機床：組合機床。2.計算切削用量查切削手冊

23、，選擇進給量為：,切削速度為：，則：根據簡明手冊表4.2-39，取，故實際切削速度為：查切削手冊表4.2-40，剛好有。3.計算切削基本工時：4、夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。4.1 問題的提出：本夾具是用來鉆22mm孔，對22mm孔的加工有一定的技術要求，但在加工本工序時，22mm孔尚未加工，而且在擴22mm孔后，需要精絞，以達到所要求的精度。4.2夾具設計4.2.1定位基準選擇 由于是第一道工序，只能是以底面為粗基準。由于底面是粗基準，所以采用四個球頭支撐釘。4.2.2切削力及夾緊力計算(1).切削力 查表得其中： 修正系數 z=24 代入上式，

24、可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。安全系數 K=其中：為基本安全系數1.5 為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1 為斷續切削系數1.1 所以 (2) 夾緊力采用V型塊夾緊防止轉動=K=2.5=0.16R=18得出=11.2防止移動= K=2.5=0.2得出 =8686.1N由于工件所受夾緊力大于工件所受的切削力，而且實際夾緊力大于所需夾緊力。故本夾具安全可靠。4.2.3具體夾具的裝配圖見附圖4.2.4夾具設計及操作的簡要說明如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鏜床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序為精鏜切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構。設計總結夾具課程設計即將結束。回顧整個過程，經過老師和同學的幫助，還有自己不懈的努力，終于定時定量的完成了這次課程設計。課程設計作為機械制造與自動化專業的重點，使理論與實踐結合，對理論知識加深了理解，使生產實習中的理解和認識也到了強化。本次課程設計主要是機械加工工藝規程設計和專用夾具設計。機械加工工藝規程設計運用了基準選擇等