1、机械制造工艺学课程设计实例机械制造工艺学课程设计说明书设计题目 设计“CA6140 车床拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备（年产量 5000 件）设计者 指导教师 李国平2012.06.25目 录设计任务书一.零件的分析二确定毛胚三.工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式（二）基面的选择（三）制订工艺路线（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（五）确定切削用量及基本工时四.夹具设计（一）问题的提出（二）夹具的设计五.参考文献附录 相关机械图中 南 林 业 科 技 大 学机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：设计“CA6140 车床拨叉”零件的机械加工工艺，设计钻 M8设计要求： 1、中批生
2、产2、尽量选用通用设备设计内容： 1、填写设计任务书2、零件图3、夹具设计装备图4、夹具零件图5、编写设计任务书一份，按照毕业论文的格式写，要求打印文稿。一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是 CA6140 车床的拨叉。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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22 孔与操纵机构相连，二下方的 55 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。（二）零件的工艺分析零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨
3、叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1. 小头孔 以及与此孔相通的 的锥孔、 螺纹孔0.218M2. 大头半圆孔3. 拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 0.05mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二 、 确定毛坯（一） 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
4、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324 页表 15-5 选用铸件尺寸公差等级 CT9 级。（二） 确定铸件加工余量及形状：机械制造工艺及设备设计指导手册325 页表 15-7，选用加工余量为 MA-G 级，并查表15-8 确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：加 基本 加 加工余 说明简图 工面代号尺寸 工余量等级量D1 22mm G 3.0 2孔降一级双侧加工D2 55mm G 3.0 2 孔降一级双侧加工T2 73mm 6.5 单侧加工T3 50mm G 2.5 单侧加工T4 73mm 6.
5、5 单侧加工（三）绘制铸件零件图：见附页三、 工艺规程设计(一)确定毛坯的制造形式零件材料为 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，故选择铸件毛坯。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 22 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准
6、，利用一组共两块021.V 形块支承这两个 32 作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。（2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。（二）制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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下降。查机械制造工艺及设备设计指导手册346 页表 15-32、15-33、1
7、5-34，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：（三）选择加工设备和工艺设备1 机床的选择：工序 010060均为铣平面，可采用 X6140卧式铣床。工序 070080采用钻床。工序 090100采用镗床。工序 110 采用钻床。多刀具组合机床。工序 120 采用铣断机床。2 选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。513H4 选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。5 其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。工序
8、 工序内容 定位基准 工序 工序内容 定位基准010 粗铣两端小头孔上端面T1 及小头孔外圆100 半精镗中间孔T1 及小头孔外圆020 粗铣中间孔上端面T1 及小头孔外圆110 钻 2-锥销8孔、螺纹M孔、功螺纹T1 及小头孔030 粗铣中间孔下端面T3 及小头孔外圆120 铣断 T1、D1040 精铣两端小头孔上端面T1 及小头孔外圆130 去毛刺050 精铣中间孔上端面T1 及小头孔外圆140 检查060 精铣中间孔下端面T3 及小头孔外圆150 若某道工序有误返工070 扩两端小头孔T1 及小头孔外圆080 精铰两端小头孔T1 及小头孔外圆090 扩中间孔 T1 及小头孔外圆四、 夹具
9、设计经过与老师协商，决定设计第 IX 道工序钻 M8 孔的钻床夹具。本夹具将用于 Z525 立式钻床。刀具为 M8 丝锥，以及6.5 的高速钢麻花钻。(一)问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。（二）夹具设计1.定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择22 孔为基准，即以一面上一长销（自由度限制数：5）配合以一挡销（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。2.切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力 NkfdCFFyMi 52.01.
10、06.428.10 扭矩 Mzc 6.0.2 104.7.由于扭矩很小，计算时可忽略。卡紧力为NFf04.52取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。3. 定位误差分析本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。4. 夹具设计及操作的简要说明夹具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。夹具上设置有钻套，用于确定的钻头位置。五、参考文献1.机械制造工艺学课程设计指导书 机械工业出版社 赵家齐 编2.简明机械加工工艺手册 上海科学技术出版社 徐圣群 主编3.机床夹具设计手册第二版 上海科学技术出版社4 切削手册 机械工业出版社 艾兴 肖诗纲 编5.机械设计课程设计指导手册手册 哈尔滨理工大学6. 机床夹具图册 机械工业出版社
