课程设计说明书

目录

1 零件的工艺分析..............................................2 1.1 零件的作用..............................................2 1.2零件的工艺分析...........................................2 2 机械加工工艺规程设计........................................2 2.1确定毛坯................................................ 2

2.1.1选择毛坯.............................................2 2.1.2确定毛坯的机械加工余量及尺寸确定.....................3 2.2 定位基准的选择...........................................3

2.2.1粗基准的选择.........................................3 2.2.2精基准的选择.........................................3 2.3 各表面加工方案的确定.....................................3 2.4 加工阶段的划分...........................................4

2.5工序的集中与分散.........................................4 2.6制定工艺路线............................................ 4 3 确定机械加工余量和工序尺寸..................................5 4 夹具设计...................................................11 4.1夹具设计前言............................................11 4.2问题的提出..............................................12 4.3夹具设计................................................12 4.3.1定位基准的选择......................................12 4.3.2切削力及夹紧力的计算................................12 4.3.3定位误差分析........................................12 4.3.4夹具设计及操作说明..................................12 总结..........................................................13 参考文献......................................................13

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1 零件的工艺分析

1.1零件的作用

题目给定的零件是CA6140拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。

1.2零件的工艺分析

该拨叉的技术要求如表1所示。

表1 技术要求

项目 公差等级 偏差（mm） 粗糙度 定位基准 ?25的六齿方花键孔 ?22的花键底孔 IT7 +0.023 0 1.6 花键孔中心线 IT12 +0.20 0 6.3 花键孔中心线 两端的2*150 倒角 尺寸8的槽 6.3 花键孔中心线 IT12 +0.03 0 1.6 花键孔中心线 尺寸18的槽 IT6 +0.012 0 3.2 花键孔中心线 ?6的花键槽宽 IT6 +0.06 -0.03 3.2 花键孔中心线

2机械加工工艺规程设计

2.1确定毛坯

2.1.1 选择毛坯

确定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9级。采用铸造，拨叉属于轻型机械产品类型，产量1000件，因而在此选择机械砂型铸造。

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2.1.2 确定毛坯的机械加工余量及尺寸确定

1)右端面的加工余量：右端面有3±0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除。

2)矩形花键底孔。

?0.028 要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为Φ220，见零件

图，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔Φ20mm，扩孔Φ21mm，拉花键 ，花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取 2Ζ=1mm。 3)上端面的加工余量。

此工序分粗铣上端面、精铣上端面2个工步。精加工余量为0.2mm，粗铣加工余量为2.8mm。

2.2 定位基准的选择

2.2.1 粗基准的选择

粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。

2.2.2 精基准的选择

考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的轴孔及花键为主要的定位精基准。

2.3 各表面加工方案的确定

根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1-10和表1-11，确定各表面加工方案，如表2所示。

表2 基本参数与加工方案 项目 经济精度 表面粗糙度 Ra／um 槽8mm顶面 IT8 3.2 粗铣—半精铣 加工方案 右端面 IT8 3.2 粗铣—半精铣 两端的2*15o 倒角 尺寸 8的槽 6.3 锪倒角 IT9 1.6 铣削 尺寸18的槽 IT6 3.2 粗铣—精磨 ?25花键孔 IT9 3.2 拉削 3

?22的花键底 孔 IT12 6.3 钻孔—扩孔 2.4 加工阶段的划分

在选定拨叉各表面加工方法后，就需进一步确定这些加工方法在工艺路线中的顺序及位置，这就涉及加工阶段划分方面的问题。对于精度要求较高的表面，总是先粗加工后精加工，但工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。

该拨叉的加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、精加工阶段。在粗加工阶段，首先以Φ40的外圆表面为粗基准将精基准右端面（A面）准备好，使后续都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉B面（28 X 40平面）。在精加工阶段，完成拨叉?22㎜孔的钻、扩加工并进行花键槽的拉削加工；进行拨叉?18㎜的磨削加工；进行B面的精铣；铣B面尺寸为8的槽。

2.5 工序的集中与分散

工序的集中与分散是确定工序内容多与少的依据，它直接影响整个工艺路线的工序数目及设备、工装的选用等。由于本次加工的拨叉的生产类型为大批量生产，确定选用工序集中的原则组织工序内容，一方面可以采用万能、通用机床配以专用夹具加工，以提高生产效率；另一方面也可以减少工件的装夹次数，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度，并可以缩短辅助时间。

2.6 制定工艺路线

制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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降低，如表3所示。

表3 工艺路线

工序号 1 粗、精车拨叉左右端面 CA6140卧式车床 2 钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角 3 4 拉花键 铣削槽8mm顶面 L66110 拉床 X62W卧式铣床 Z535立式钻床 钻头、扩孔 钻、锪刀 拉刀 标准镶齿圆 柱铣刀 5 粗精铣削8mm的槽 X62W卧式铣床 高速钢错齿 三面刃铣刀 （精密级K8） 6 铣削18mm的槽 X62W卧式铣床 铣刀 花键底孔中心轴线

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卡规、深度游标卡尺 拨叉右端面 花键底孔中心轴线 花键底孔中心轴线 卡规、深度游标卡尺 卡规 游标卡尺 ?40外圆柱面 游标卡尺 车刀 游标卡尺 工序名称 机床设备 刀具 定位基准 量具

7 8 9 10 去毛刺 热处理 清洗 检验 钳工台 淬火机 清洗机 塞规、百分表、游标卡尺 3 确定机械加工余量和工序尺寸

工序I 车削拨叉左右端面，加工条件如下。

工件材料：灰口铸铁HT200。σb=145MPa。铸造。

加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2μm 机床：车床CA6140

刀具；硬质合金刀具（YG6）。

参数为：r=12. ao=6~8 b=-10 o=0.5 Kr=90 n=15 计算切削用量： 1）已知长度方向的加工余量为3±0.8mm。实际端面的最大加工余量为3.8mm故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT12级取-0.46mm（方向：入体方向）。

2）进给量;根据《切削用量简明手册》（第3版）表1.4当刀杆尺寸为 16mm325mm,ａｅ≤３mm时，以及工件直径为Φ60mm时（由于凸台B面的存在所以直径取Φ60mm）?=0.6~0.8mm/ｒ.按CA6140车床说明书取?=0.61mm/n。由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75~0.85所以,实际进给量：f=0.6130.8=0.488mm/ｒ,按CA6140车床说明书?＝0.48ｍｍ／ｒ。

3）计算切削速度。按《切削简明手册》表1.27,切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）

V=Cv/(Tm2ap xv2f yv)2kv

其中：Cv=158、xv=0.15、yv=0.4、M=0.2修正系数Ko见《切削手册》表1.28kmv=1.15 kkv=0.8 kkrv=0.8 ksv=1.04 kBV=0.81

所以：Vc=158/(600.2220.1520.53 0.4)21.1520.820.820.8120.97=46.9(m/min)。

4）确定机床主轴转速ns=1000vc/dw=229.8（r/min）按CA6140车床说明书ｎ＝200r／min 所以实际切削速度V=40.8m/min 。

5）切削工时，按《工艺手册》表6.2-1，Tm=(L+L1+L2+L3)/nwxf=0.33（min）（其中L=(65-0)/2=32.5、L1=3、L2=0、L3=0）

辅助时间：0.33x0.15=0.0495（min），

其他时间：（0.33+0.0495）x0.09=0.0342（min） 总工时：0.33+0.0495+0.0342=0.4137（min）

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