制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì) “CA6140 車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 哈爾濱理工大學(xué)目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書一.零件的分析二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式（二）基面的選擇（三）制訂工藝路線（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（五）確定切削用量及基本工時(shí)三.夾具設(shè)計(jì)（一）問題的提出（二）卡具的設(shè)計(jì)四.參考文獻(xiàn)附錄 相關(guān)機(jī)械圖哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“CA6140 車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝，設(shè)計(jì)車 弧面。05. Φ?設(shè)計(jì)要求： 1、中批生產(chǎn)2、盡量選用通用設(shè)備設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書2、制定一個(gè)中等零件的加工工藝過程，填寫工藝過程卡和工序卡各一張;3、設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師指定的工序夾具，繪制全套夾具圖紙，要求用計(jì)算機(jī)繪圖；4、編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書一份，按照畢業(yè)論文的格式寫，要求打印文稿。班 級：學(xué) 生：指導(dǎo)老師：系 主 任：一、零件的分析（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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)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 φ20 孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ50 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(shí)分開。（二） 零件的工藝分析CA6140 車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以 φ20 為中心的加工表面這一組加工表面包括：φ20 的孔，以及其上下端面，上端面與021.?孔有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè) M8 的螺紋孔。下端有一個(gè) 47°的斜凸臺。這三個(gè)都沒有高的位置度要求。2. 以 φ50 為中心的加工表面這一組加工表面包括：φ50 的孔，以及其上下兩個(gè)端面。50.2?這兩組表面有一定的位置度要求,即 φ50 的孔上下兩個(gè)端面與 φ2050.2的孔有垂直度要求。021.?由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 φ20孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊 V 形塊支承這021.?兩個(gè) φ32 作主要定位面，限制 5 個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后 1 個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序一 粗、精銑 φ20 孔上端面。工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ20、φ50 孔。工序三 粗、精銑 φ50 孔上端面工序四 粗、精銑 φ50、φ20 孔下端面。工序五 切斷。工序六 鉆 φ4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 。工序七 鉆一個(gè) φ4 孔，攻 M6 螺紋。工序八 銑 47°凸臺。工序九 檢查。上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定”CA6140 車床撥叉”；零件材料為 HT200，硬度 190～210HB，毛皮重量 2.2kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ20，φ50 端面） 。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》 ）表2.2～2.5，取 φ20，φ50 端面長度余量均為 2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 1mm精銑 0mm2. 內(nèi)孔（φ50 已鑄成孔）查《工藝手冊》表 2.2～2.5，取 φ50 已鑄成孔長度余量為 3，即鑄成孔半徑為 44mm。工序尺寸加工余量：鉆孔 2mm擴(kuò)孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。（五）確立切削用量及基本工時(shí)工序一 以 φ32 外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑 φ20 孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑 φ20 孔上下端面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序二 精銑 φ20 孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：精銑 φ20 上下端面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序三 以 φ20 孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ20 孔，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角α o＝12°，二重刃長度 bε=2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度° ° ° ml5.1?120??10?30??2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rmf/86.~7. 5.120?dl所以， /0?按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rf/5.1 rmf/3.?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rmf/48.0?校驗(yàn)成功。max609Ff??（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.5～０.８mm，壽命 ．min60?T（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/18?0.1?TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10apv rc/8min/3.180rdvns??查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/27rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/4.150?（4）校驗(yàn)扭矩功率所以 NmMc6?N2.?mcM?故滿足條件，校驗(yàn)成立。EPkwP?0.2~71３.計(jì)算工時(shí) in10.45.3????nfLtm由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：擴(kuò)鉆： in/27r?rmf/48.0?min/4.15vc?md8.190鉸孔： i/rrf/. i/.vc4.0?精鉸： in/27rrmf/48.0?min/4.15vc?0ITd工序四 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ50 孔，保證空的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 α o＝11°，二重刃長度 bε=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° ° ° ml31?120?10??30?2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rf/.~0按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇mf2?rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/4.校驗(yàn)成功。max450126FFf??（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.8～1.2mm，壽命 min140?T擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.9～１.４mm，壽命in60?T鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為０.６～０.９mm，壽命m12（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/00.1?TVK.MV0.1?tvK故 。.1?Kx.v10apv rmc/2min/6.320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/125rc?故實(shí)際的切削速度 ndvsc/8.0?（4）校驗(yàn)扭矩功率所以 NmMc362?N2.14?mcM?故滿足條件，校驗(yàn)成立。kwPkE95.?擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下：擴(kuò)鉆： min/125r?rmf/40.?min/5.19vc?d7.490鉸孔： i/rrf/. i/6.vcm3.0?精鉸： in/125rrmf/40.?min/.19vc?750ITd３.計(jì)算工時(shí) in52.03.128????nfLtm所有工步工時(shí)相同。工序五 切斷。工序六 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，粗銑 φ50 孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。機(jī)床：XA5032 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(72+9)/375=0.216min.工序七 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，精銑 φ50 孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過 0.07。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。機(jī)床：XA5032 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(72+9)/375=0.216min.結(jié)果 ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 φ4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=4mm，后角 α o＝16° ，二重刃長度 ° ° ° 120??50?30??2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rmf/02~18.?按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇f5. rmf/53.0?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rf/2.0?（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．in20?T（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?.1TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10?apv rmc/8in/14320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/1360rc?故實(shí)際的切削速度 mdvsc/.7?（4）校驗(yàn)扭矩功率故滿足條件，校驗(yàn)成立。mcM?EcP３.計(jì)算工時(shí) min021364????nfLtm工序九 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè) φ4 孔，攻 M6 螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=4mm，后角 α o＝16° ，二重刃長度 ° ° ° 120??450?30??2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rmf/02~18.?按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇f5. rmf/53.0?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rf/2.0?（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．in20?T（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?.1TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10?apv rmc/8in/14320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/1360rc?故實(shí)際的切削速度 mdvsc/.7?（4）校驗(yàn)扭矩功率故滿足條件，校驗(yàn)成立。mcM?EcP３.計(jì)算工時(shí) in021364????nfLtm螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序十 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，銑 47°凸臺。工序十一 檢查。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。三、 卡具設(shè)計(jì)（一） 問題的提出在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。（二） 卡具設(shè)計(jì)1． 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮50 孔為基準(zhǔn)，即以一面上一長銷（自由度限制數(shù)：5）配合以一擋銷（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。2． 切削力和卡緊力計(jì)算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 ?????扭矩 Mfyzc ??68.0.20 4.7.由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略?？ňo力為 NFf04.52??取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。3. 定位誤差分析本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。四、參考文獻(xiàn)1.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編2.《簡明機(jī)械加工工藝手冊》 上海科學(xué)技術(shù)出版社 徐圣群 主編3.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》第二版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社4． 《切削手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱 編5.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊手冊》 哈爾濱理工大學(xué)6. 《機(jī)床夾具圖冊》 機(jī)械工業(yè)出版社………………………… ……………………………………… ………………………………………… ………………………………產(chǎn)品型號 零件圖號 工 序 號 10機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 831007 零件名稱 撥叉 工序名稱 銑材 料 毛坯種類 同時(shí)加工件數(shù)牌號 硬度 鑄件 1HT200 加工車間 切 削 液設(shè) 備 機(jī)加工名 稱 型 號夾具名稱及 編 號輔助工具銑床 X5140 專用夾具更改內(nèi)容工步號工 步 內(nèi) 容 刀 具 量 具走刀長度（ mm）單邊余量（mm）走刀次數(shù) 切削深度進(jìn)給量（nn/r 或mm/min）主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）切削速度（m/min）基本時(shí)間（ min）１ 粗銑小頭孔的上端面高速鋼盤銑刀高度尺 ２ １ １ 2 0.9 200 150 0.1設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 共 ２ 頁 第 １ 頁線 訂 裝注：大而復(fù)雜的零件允許另用紙繪出工序圖，附在卡片后面?！?……………………………………… ………………………………………… ………………………………產(chǎn)品型號 零件圖號 工 序 號 20機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 831007 零件名稱 撥叉 工序名稱 銑材 料 毛坯種類 同時(shí)加工件數(shù)牌號 硬度 鑄件 1HT200 加工車間 切 削 液設(shè) 備 機(jī)加工名 稱 型 號夾具名稱及 編 號輔助工具銑床 X5140 專用夾具更改內(nèi)容工步號工 步 內(nèi) 容 刀 具 量 具走刀長度（ mm）單邊余量（mm）走刀次數(shù) 切削深度進(jìn)給量（nn/r 或mm/min）主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）切削速度（m/min）基本時(shí)間（ min）１ 粗銑中間孔的上端面高速鋼盤銑刀高度尺 ２ １ １ 2 0.9 200 150 0.1設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 共 ７ 頁 第 ２ 頁線 訂 裝………………………… ……………………………………… ………………………………………… ………………………………產(chǎn)品型號 零件圖號 工 序 號 ３0機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 831007 零件名稱 撥叉 工序名稱 銑材 料 毛坯種類 同時(shí)加工件數(shù)牌號 硬度 鑄件 1HT200 加工車間 切 削 液設(shè) 備 機(jī)加工名 稱 型 號夾具名稱及 編 號輔助工具銑床 X5140 專用夾具更改內(nèi)容工步號工 步 內(nèi) 容 刀 具 量 具走刀長度（ mm）單邊余量（mm）走刀次數(shù) 切削深度進(jìn)給量（nn/r 或mm/min）主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）切削速度（m/min）基本時(shí)間（ min）１ 粗銑中間孔的下端面高速鋼盤銑刀高度尺 ２ １ １ 2 0.9 200 150 0.1設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 共 ７ 頁 第 ３ 頁線 訂 裝………………………… ……………………………………… ………………………………………… ………………………………產(chǎn)品型號 零件圖號 工 序 號 40機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 831007 零件名稱 撥叉 工序名稱 銑材 料 毛坯種類 同時(shí)加工件數(shù)牌號 硬度 鑄件 1HT200 加工車間 切 削 液設(shè) 備 機(jī)加工名 稱 型 號夾具名稱及 編 號輔助工具銑床 X5140 專用夾具更改內(nèi)容工步號工 步 內(nèi) 容 刀 具 量 具走刀長度（ mm）單邊余量（mm）走刀次數(shù) 切削深度進(jìn)給量（nn/r 或mm/min）主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）切削速度（m/min）基本時(shí)間（ min）１ 精銑小頭孔的上端面高速鋼盤銑刀高度尺 ２ １ １ 2 0.9 290 133 0.83設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 共 ７ 頁 第 4 頁線 訂 裝………………………… ……………………………………… ………………………………………… ………………………………產(chǎn)品型號 零件圖號 工 序 號 50機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 831007 零件名稱 撥叉 工序名稱 銑材 料 毛坯種類 同時(shí)加工件數(shù)牌號 硬度 鑄件 1HT200 加工車間 切 削 液設(shè) 備 機(jī)加工名 稱 型 號夾具名稱及 編 號輔助工具銑床 X5140 專用夾具更改內(nèi)容工步號工 步 內(nèi) 容 刀 具 量 具走刀長度（ mm）單邊余量（mm）走刀次數(shù) 切削深度進(jìn)給量（nn/r 或mm/min）主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）切削速度（m/min）基本時(shí)間（ min）１ 精銑中間孔的上端面高速鋼盤銑刀高度尺 ２ １ １ 2 0.9 290 133 0.83設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 共 ７ 頁 第 5 頁線 訂 裝………………………… ……………………………………… ………………………………………… ………………………………產(chǎn)品型號 零件圖號 工 序 號 60機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 831007 零件名稱 撥叉 工序名稱 銑材 料 毛坯種類 同時(shí)加工件數(shù)牌號 硬度 鑄件 1HT200 加工車間 切 削 液設(shè) 備 機(jī)加工名 稱 型 號夾具名稱及 編 號輔助工具銑床 X5140 專用夾具更改內(nèi)容工步號工 步 內(nèi) 容 刀 具 量 具走刀長度（ mm）單邊余量（mm）走刀次數(shù) 切削深度進(jìn)給量（nn/r 或mm/min）主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）切削速度（m/min）基本時(shí)間（ min）１ 精銑中間孔的下端面高速鋼盤銑刀高度尺 ２ １ １ 3.5 0.4 1120 80 1.9線 訂 裝設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 共 ７ 頁 第 6 頁………………………… ……………………………………… ………………………………………… ………………………………產(chǎn)品型號 零件圖號 工 序 號 70機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 831007 零件名稱 撥叉 工序名稱 鉆材 料 毛坯種類 同時(shí)加工件數(shù)牌號 硬度 鑄件 1HT200 加工車間 切 削 液設(shè) 備 機(jī)加工名 稱 型 號夾具名稱及 編 號輔助工具鉆床 Z525 專用夾具更改內(nèi)容工步號工 步 內(nèi) 容 刀 具 量 具走刀長度（ mm）單邊余量（mm）走刀次數(shù) 切削深度進(jìn)給量（nn/r 或mm/min）主軸轉(zhuǎn)速（ r/min）切削速度（m/min）基本時(shí)間（ min）１ 擴(kuò)兩小端頭孔高速鋼直柄麻花鉆高度尺 ２ １ １ 2 0.9 200 100 0.098設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 共 ７ 頁 第 7 頁線 訂 裝………………………… ……………………………………… ………………………………………… ………………………………產(chǎn) 品 型 號 撥叉 831007 零 件 圖 號機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn) 品 名 稱 撥叉 零 件 名 稱 撥叉材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄件 毛坯尺寸 每坯件數(shù) 2 每臺件數(shù) 1設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號工 序 內(nèi) 容加 工車 間 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格單件工進(jìn)(min)10 粗銑小頭孔的上端面 機(jī) 銑床 X5140 專用夾具 高速鋼盤銑刀 高度尺20 粗銑中間孔的上端面 機(jī) 銑床 X5140 專用夾具 高速鋼盤銑刀 高度尺30 粗銑中間孔的下端面 機(jī) 銑床 X5140 專用夾具 高速鋼盤銑刀 高度尺40 精銑小頭孔的上端面 機(jī) 銑床 X5140 專用夾具 高速鋼盤銑刀 高度尺50 精銑中間孔的上端面 機(jī) 銑床 X5140 專用夾具 高速鋼盤銑刀 高度尺60 精銑中間孔的下端面 機(jī) 銑床 X5140 專用夾具 高速鋼盤銑刀 高度尺70 擴(kuò)兩小端頭孔 機(jī) 鉆床 Z525 專用夾具 高速鋼麻花鉆頭 高度尺設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 共 １ 頁 第 １ 頁線 訂 裝 制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì) “CA6140 車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝及工藝設(shè)備設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 哈爾濱理工大學(xué)目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書一.零件的分析二.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式（二）基面的選擇（三）制訂工藝路線（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（五）確定切削用量及基本工時(shí)三.夾具設(shè)計(jì)（一）問題的提出（二）卡具的設(shè)計(jì)四.參考文獻(xiàn)附錄 相關(guān)機(jī)械圖哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“CA6140 車床撥叉”零件的機(jī)械加工工藝，設(shè)計(jì)車 弧面。05. Φ?設(shè)計(jì)要求： 1、中批生產(chǎn)2、盡量選用通用設(shè)備設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、填寫設(shè)計(jì)任務(wù)書2、制定一個(gè)中等零件的加工工藝過程，填寫工藝過程卡和工序卡各一張;3、設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師指定的工序夾具，繪制全套夾具圖紙，要求用計(jì)算機(jī)繪圖；4、編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書一份，按照畢業(yè)論文的格式寫，要求打印文稿。班 級：學(xué) 生：指導(dǎo)老師：系 主 任：一、零件的分析（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(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)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 φ20 孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的φ50 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(shí)分開。（二） 零件的工藝分析CA6140 車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以 φ20 為中心的加工表面這一組加工表面包括：φ20 的孔，以及其上下端面，上端面與021.?孔有位置要求，孔壁上有一個(gè)裝配時(shí)鉆鉸的錐孔，一個(gè) M8 的螺紋孔。下端有一個(gè) 47°的斜凸臺。這三個(gè)都沒有高的位置度要求。2. 以 φ50 為中心的加工表面這一組加工表面包括：φ50 的孔，以及其上下兩個(gè)端面。50.2?這兩組表面有一定的位置度要求,即 φ50 的孔上下兩個(gè)端面與 φ2050.2的孔有垂直度要求。021.?由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)(一)確定毛坯的制造形式零件材料為 HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)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(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 φ20孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊 V 形塊支承這021.?兩個(gè) φ32 作主要定位面，限制 5 個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后 1 個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。（三）制定工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。1.工藝路線方案一工序一 粗、精銑 φ20 孔上端面。工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ20、φ50 孔。工序三 粗、精銑 φ50 孔上端面工序四 粗、精銑 φ50、φ20 孔下端面。工序五 切斷。工序六 鉆 φ4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 。工序七 鉆一個(gè) φ4 孔，攻 M6 螺紋。工序八 銑 47°凸臺。工序九 檢查。上面工序加工效率較高，但同時(shí)鉆三個(gè)孔，對設(shè)備有一定要求。且看另一個(gè)方案。（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定”CA6140 車床撥叉”；零件材料為 HT200，硬度 190～210HB，毛皮重量 2.2kg，生產(chǎn)類型大批量，鑄造毛坯。據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圓表面延軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ20，φ50 端面） 。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》 ）表2.2～2.5，取 φ20，φ50 端面長度余量均為 2.5（均為雙邊加工）銑削加工余量為：粗銑 1mm精銑 0mm2. 內(nèi)孔（φ50 已鑄成孔）查《工藝手冊》表 2.2～2.5，取 φ50 已鑄成孔長度余量為 3，即鑄成孔半徑為 44mm。工序尺寸加工余量：鉆孔 2mm擴(kuò)孔 0.125mm鉸孔 0.035mm精鉸 0mm3. 其他尺寸直接鑄造得到由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。（五）確立切削用量及基本工時(shí)工序一 以 φ32 外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑 φ20 孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑 φ20 孔上下端面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序二 精銑 φ20 孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：精銑 φ20 上下端面。機(jī)床：X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 aePcc。故校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(32+80)/475=0.09min。工序三 以 φ20 孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ20 孔，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角α o＝12°，二重刃長度 bε=2.5mm,橫刀長 b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度° ° ° ml5.1?120??10?30??2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rmf/86.~7. 5.120?dl所以， /0?按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇rf/5.1 rmf/3.?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rmf/48.0?校驗(yàn)成功。max609Ff??（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.5～０.８mm，壽命 ．min60?T（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/18?0.1?TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10apv rc/8min/3.180rdvns??查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/27rc?故實(shí)際的切削速度 dvsc/4.150?（4）校驗(yàn)扭矩功率所以 NmMc6?N2.?mcM?故滿足條件，校驗(yàn)成立。EPkwP?0.2~71３.計(jì)算工時(shí) in10.45.3????nfLtm由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：擴(kuò)鉆： in/27r?rmf/48.0?min/4.15vc?md8.190鉸孔： i/rrf/. i/.vc4.0?精鉸： in/27rrmf/48.0?min/4.15vc?0ITd工序四 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ50 孔，保證空的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 α o＝11°，二重刃長度 bε=11mm,橫刀長 b=5mm,弧面長l=9mm,棱帶長度 ° ° ° ml31?120?10??30?2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rf/.~0按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇mf2?rmf/53.0?最終決定選擇 Z550 機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)rf/4.校驗(yàn)成功。max450126FFf??（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.8～1.2mm，壽命 min140?T擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.9～１.４mm，壽命in60?T鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為０.６～０.９mm，壽命m12（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rvc/00.1?TVK.MV0.1?tvK故 。.1?Kx.v10apv rmc/2min/6.320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 i/125rc?故實(shí)際的切削速度 ndvsc/8.0?（4）校驗(yàn)扭矩功率所以 NmMc362?N2.14?mcM?故滿足條件，校驗(yàn)成立。kwPkE95.?擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量同理如下：擴(kuò)鉆： min/125r?rmf/40.?min/5.19vc?d7.490鉸孔： i/rrf/. i/6.vcm3.0?精鉸： in/125rrmf/40.?min/.19vc?750ITd３.計(jì)算工時(shí) in52.03.128????nfLtm所有工步工時(shí)相同。工序五 切斷。工序六 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，粗銑 φ50 孔上下端面。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。機(jī)床：XA5032 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(72+9)/375=0.216min.工序七 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，精銑 φ50 孔上下端面，保證端面相對孔的垂直度誤差不超過 0.07。1. 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。機(jī)床：XA5032 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 ae60,深度apPcc=2.7kw。故校驗(yàn)合格。6）計(jì)算基本工時(shí)tm＝L/ V f=(72+9)/375=0.216min.結(jié)果 ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序八 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，鉆 φ4 孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔） 。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=4mm，后角 α o＝16° ，二重刃長度 ° ° ° 120??50?30??2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rmf/02~18.?按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇f5. rmf/53.0?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rf/2.0?（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．in20?T（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?.1TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10?apv rmc/8in/14320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/1360rc?故實(shí)際的切削速度 mdvsc/.7?（4）校驗(yàn)扭矩功率故滿足條件，校驗(yàn)成立。mcM?EcP３.計(jì)算工時(shí) min021364????nfLtm工序九 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè) φ4 孔，攻 M6 螺紋。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=4mm，后角 α o＝16° ，二重刃長度 ° ° ° 120??450?30??2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量查《切》 rmf/02~18.?按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇f5. rmf/53.0?最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗(yàn)校驗(yàn)成功。rf/2.0?（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《切》 ）為 0.5～0.8mm，壽命 ．in20?T（3）切削速度查《切》 修正系數(shù) rmvc/18?.1TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10?apv rmc/8in/14320rdns?查《切》機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為 in/1360rc?故實(shí)際的切削速度 mdvsc/.7?（4）校驗(yàn)扭矩功率故滿足條件，校驗(yàn)成立。mcM?EcP３.計(jì)算工時(shí) in021364????nfLtm螺紋鉆削由于沒有手冊可查，故以鉆削切削用量及其他鉆螺紋工序估算。祥見工藝卡片。工序十 以 φ20 孔為精基準(zhǔn)，銑 47°凸臺。工序十一 檢查。其余幾步數(shù)據(jù)見工藝卡片。三、 卡具設(shè)計(jì)（一） 問題的提出在給定的零件中，對本步加工的定位并未提出具體的要求，是自由公差，定位要求較低。因此，本步的重點(diǎn)應(yīng)在卡緊的方便與快速性上。（二） 卡具設(shè)計(jì)1． 定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選擇∮50 孔為基準(zhǔn)，即以一面上一長銷（自由度限制數(shù)：5）配合以一擋銷（自由度限制數(shù)：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊。2． 切削力和卡緊力計(jì)算本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。軸向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 ?????扭矩 Mfyzc ??68.0.20 4.7.由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略?？ňo力為 NFf04.52??取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工卡緊，調(diào)節(jié)卡緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的卡緊力。3. 定位誤差分析本工序采用一定位銷，一擋銷定位，工件始終靠近定位銷的一面，而擋銷的偏角會使工件自重帶來一定的平行于卡具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。4. 卡具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明卡具的卡緊力不大，故使用手動卡緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋卡緊機(jī)構(gòu)。四、參考文獻(xiàn)1.《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 機(jī)械工業(yè)出版社 趙家齊 編2.《簡明機(jī)械加工工藝手冊》 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 徐圣群 主編3.《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》第二版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社4． 《切削手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 艾興 肖詩綱 編5.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊手冊》 哈爾濱理工大學(xué)6. 《機(jī)床夾具圖冊》 機(jī)械工業(yè)出版社