1、XXXX学机械课程设计说明书全套图纸，加 153893706课程名称： 机械课程设计作业题目： 拨叉机械加工工艺规程及夹具设计专 业 ：机械设计制造及其自动化班 级 ：XXX姓 名 ：XXX学 号 ：XXX指 导 教 师 ：XXX2013 年 1 月 2 日02目录设计清单03设计内容03原始资料03零件图 04一、零件分析05（一）零件的作用05（二）零件的工艺分析05二、工艺规程设计06（一）确定毛坯制造形式06（二）基面的选择06（三）制定工艺路线07（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定10三、确定切削用量及基本工时12四、夹具设计21（一）任务的提出21（二）定位方案及定位装置
2、的设计计算21（三）夹紧方案及装置的设计计算22（四）定位误差计算24（五）使用说明24五、设计总结25六、参考文献2603设计清单：1、零件图 1 张2、零件毛坯图 1 张3、机械加工工艺过程综合卡片 1 套4、夹具设计 1 套5、课程设计说明书 1 套设计内容：（1）画零件图（2）绘制毛坯图（3）填写机械加工工艺过程综合卡片（4）选择夹具设计方案（5）绘制某一工序夹具草图及零件图（6）编写课程设计说明书原始资料：拨叉零件图 831007，生产纲领为 5000 件/年。04一、零件分析(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，主要起换挡，使主轴回转
3、运动按工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 22 孔语操作机构相连，下方的 55 半孔则是用于所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力波动下方的齿轮变速。两件铸为一体，加工时分开。（二）.零件的工艺分析零件的材料为 HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，和适合磨削，为此以下是拨叉需要加工表面以及加工表面之间的位置要求。需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小头孔 22mm 以及与此孔相通的 8mm 的锥孔、M8 螺纹孔；3.大头半圆孔 55mm；位置要求：小头孔上端面与小头空中心线的垂直度误差为0.05mm，打孔的上下断面与小头孔的
4、中心线的垂直度误差为 0.07mm。05由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后依次作为粗基准，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加工工艺均可保证。二、工艺规程设计（一）.确定毛坯的制造形式零件材料为 HT200，考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件架构又比较简单，生产类型为大批生产，故选用铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT9 级，一直此拨叉零件的生产纲领为 5000 件/年，零件的质量是 1.0Kg/个，科确定该批拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加
5、工过程工序划分阶段：工序适当集中，加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。（二）.基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择的正确与合理，可以是加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常经行。061.粗基准的选择：一零件的底面位置要定位粗基准，以两个小头孔外援表面为辅助粗基准。这样可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。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，一粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱便面为
6、辅助精基准。当设计基准河工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重复。（三）.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。在声场工龄一确认为大批生产的条件下，可以考虑采用万能行机床配以专用夹具，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。1.工艺路线方案一工序 1. 粗铣 40mm 孔两头的端面.工序 2. 钻,铰一端 22mm 孔至图样尺寸.工序 3. 粗镗,半精镗 55mm 孔至图样尺寸.工序 4. 钻,铰一端 22mm 孔至图样尺寸.07工序 5. 粗铣半精铣中
7、间孔上端面至图样尺寸.工序 6. 粗铣半精铣中间孔下端面至图样尺寸.工序 7. 钻 8 的锥销孔到一半,然后与轴配做钻通,在钻 M8mm 的螺纹孔,攻螺纹孔.工序 8. 精铣两头孔端面至 50mm工序 9. 铣断.工序 10.去毛刺工序 11.终检.2 工艺路线方案二工序 1. 粗铣精铣 40mm 孔两头的端面.工序 2. 钻,铰一端 22mm 孔至图样尺寸.工序 3. 粗镗,半精镗 55mm 孔至图样尺寸.工序 4. 钻,铰一端 22mm 孔至图样尺寸.工序 5. 粗铣半精铣中间孔上端面至图样尺寸.工序 6. 粗铣半精铣中间孔下端面至图样尺寸.工序 7. 钻 8 的锥销孔到一半,然后与轴配做
8、钻通,在钻 M8mm 的螺纹孔,攻螺纹孔.工序 8. 铣断.工序 9. 去毛刺工序 10.终检.3.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于: 方案一在加工三08个面时都是用 22mm 孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求，这样也体现了基准重合原则。方案二先加工完 22mm 的孔有垂直度要求的前面再加工孔.而方案一恰恰相反,先加工完 22mm的孔,再以孔的中心轴线来定位,加工完与之有垂直度要求的三个方面.方案二的装夹次数少,但在加工22mm 孔的时候,最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求.其他两个面很难保证。因此，此方案有很大的弊端。其他的工序尤为平常简单，不
9、必具体讨论，这样比较得一下工艺方案：工序 1. 粗铣两头孔上端面至 54.5mm工序 2. 粗铣两端孔下端面至 51mm工序 3. 钻一头孔至 20mm工序 4. 精铰一端孔至 22+0.021 0mm工序 5. 粗镗中间孔直径至 54mm工序 6. 精镗中间孔直径至 55+0.4 0mm工序 7. 钻另一头孔至 20mm工序 8. 精铰另一一端孔至 22+0.021 0mm工序 9. 粗铣中间孔上端面至图样尺寸.工序 10. 半精铣中间孔上端面至图样尺寸.09工序 11. 粗铣中间孔下端面至图样尺寸.工序 12. 半精铣中间孔下端面至图样尺寸.工序 13. 钻直径为 8mm 的锥销孔工序 1
10、4. 钻直径为 6.8mm 的螺纹底孔工序 15. 攻丝工序 16. 精铣两头孔上端面至 50mm工序 17. 精铣两端孔下端面至 50mm工序 18. 铣断工序 19. 去毛刺工序 20. 终检(四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定车床拨叉”零件材料为，毛坯重量为,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（40mm 及 73mm 外表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为在为铸造即可。又因为它们是对称的两个零件最后还在需铣断，故对 40mm 的轴线的尺寸偏差为1201.25 的范围内。010
11、2.两小孔 220.21 0mm毛坯为实心，两孔精度要求介于之间，参照切屑用量加工简明手册确定工序尺寸及余量：钻孔：20mm 20mm铰孔；22+0.21 0mm 2mm3.中间孔（55mm 及 73mm）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺手册和可知：孔的毛坯为 49mm，73mm 的孔是在 55mm 孔的基础上镗削加工得到，其轴向尺寸上下表面为 33.5mm，由于对轴向尺寸要求不高，科直接铸造得到，参照切屑用量加工简明手册确定 73mm工序尺寸及余量：粗镗：71mm Z1=6 mm Z2=5mm精镗：73mm Z=1mm参照切屑用量加工简明手册确定 55mm 工序尺寸及余量：粗镗：
12、53mm 2Z=4mm精镗：55mm Z=1mm4.螺纹孔及锥销孔011两孔都为实体参照切屑用量加工简明手册确定钻 8mm 圆柱销孔及 8mm 圆柱销孔及螺纹攻丝。5.铣断6.去毛刺7.终检三、确定切削用量及基本工时工序 1.粗铣上端面至 51mm(1)计算切削用量：采用高速钢齿三面刃铣刀 D=45mm，Z=4，f=0.14-0.24mm/r, v=0.45m/s=27m/min,（文献 4 表 13-5，文献 1 表 8-98、8-99）则 ns=1000v/D=1000*27/45=190 r/min(2)选 X52K 立式铣床,由其参数校验得取 n=190r/min （文献 2 表 2.
13、2.1、4.2-36）所以实际铣削速度是 v=*45*190/1000=26.8 m/minfm =f*n*z=0.15*4*190=114 mm/min查机床说明书，选用 fm=100mm/min基本时间 tm=l+l1+l2/fm =0.45 minV=26.8m/minn=190r/mint=0.45min012其中 l1=3mm l2=2mm(3)校验机床功率 查简明手册Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格。工序 2. 粗铣两端孔下端面到 51mmf=0.14-0.24mm/r , v=0.45m/s, D =45mm , Z=4（文献 4 表 13-5，
14、文献 1 表 8-98、8-99）选 X52K 立式铣床,则ns=1000v/D=1000*27/45=190r/min取 n=190r/min （文献 2 表 2.2.1、4.2-36）所以实际铣削速度是v=*45*190/1000=26.8m/minfm =f*n*z=0.15*4*190=114mm/min基本时间 tm=L/fm =0.252 min工序 3. 钻一端孔至 20mmf=0.39-0.47mm/r , v=18m/min, D =21.8mm。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量系数应乘以 0.75，则 f=（0.39-0.47）*0.75=0.29-0.35（m
15、m/r） （文献 1 表 8-72、8-73 文献 2 表 3.1-6）nw=1000v/D=1000*18/21.8=263 r/min选 Z535 立式钻床,取 n=275 r/min （文献 2 表4.2-14、4.2-15）n=190r/minv=26.8m/mint=0.252minn=275r/minV=18.8m/mint=1.68min013所以实际速度是 v=*21.8*275/1000=18.8 m/min基本时间 t =l+l1+l2/fm =0.84 min tm=2t=1.68 minl1=8mm l2=0mm工序 4. 精铰一端孔至 22+0.021 0mm查机床说
16、明书选取，f=0.57mm/r d=22mm ae=1mm （文献 1 表 8.2.3.3 文献 2 表 3.1-17）nw=1000v/D=1000*5/(22)=51.6 r/min选 Z535 立式机床,取 n=68r/min（文献 2 表 4.2-14、4.2-15）所以实际钻削速度是 v=22*68/1000=4.7mm/mint=(l+l1+l2)/(fn)=(50+8)/(0.57*68)=1.5min工序 5. 粗镗中间孔中间段周径至 54mmf=0.52mm/r , v=48m/min（文献 1 表 8-87）nw=1000v/D=1000*48/55=277.9 r/min
17、选 T68 卧式镗床,由于 T68 主轴转速为有级变速，所以取 n=250r/min（文献 2 表 4.2-19、4.2-20）所以实际速度是 v1 =*55*250/1000=43.18 mm/min基本时间 t=l/(f*n)= 39/(0.52*250)=0.3 min工序 6. 精镗中间孔直径至 55+0.4 0mmn=51.6r/minv=4.7m/mint=1.5minn=250r/minv=43.18mm/mint=0.3min014ap=0.5mm, f=0.52 mm/r, v=48m/min, （文献 1 表 8-88）因为采用双刀头一次走到的镗削方法，所以v=48,13m
18、/minn=250r/mint=0.3min工序 7. 钻另一端孔至 20mmf=0.39-0.47mm/r , v=18m/min, D =21.8mm。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量系数应乘以 0.75，则 f=（0.39-0.47）*0.75=0.29-0.35（mm/r） （文献 1 表 8-72、8-73 文献 2 表 3.1-6）nw=1000v/D=1000*18/21.8=263 r/min选 Z535 立式钻床,取 n=275 r/min （文献 2 表4.2-14、4.2-15）所以实际速度是 v=*21.8*275/1000=18.8 m/min基本时间 t
19、 =l+l1+l2/fm =0.84 min tm=2t=1.68 minl1=8mm l2=0mm工序 8. 精铰另一端孔至 22+0.021 0mm查机床说明书选取，f=0.57mm/r d=22mm v=43.18mm/minn=250r/mint=0.3minn=275r/minV=18.8m/mint=1.68minn=51.6r/minv=4.7m/min015ae=1mm （文献 1 表 8.2.3.3 文献 2 表 3.1-17）nw=1000v/D=1000*5/(22)=51.6 r/min选 Z535 立式机床,取 n=68r/min（文献 2 表 4.2-14、4.2-
20、15）所以实际钻削速度是 v=22*68/1000=4.7mm/mint=(l+l1+l2)/(fn)=(50+8)/(0.57*68)=1.5min工序 9.(1) 粗铣中间孔上端面至 23mm 周径至 71mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文献4 表 13-5，文献 1 表 8-98、8-99） 则 nw=1000v/D=1000*60/80=382.116 r/min选 X52K 立式铣床,由其参数校验得取 n=375r/min （文献 2 表 2.2.1、4.2-36）所以实际铣削速度是 v=*80*235/1000=58.9 mm/minfm
21、=f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本时间 t 总=L/f=0.76min工序 10.半精铣中间孔上端面至 25mm 周径至 73+0.5 0mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文献4 表 13-5，文献 1 表 8-98、8-99）t=1.5minn=375r/minv=58.9mm/min016则 nw=1000v/D=1000*60/80=382.116 r/min选 X52K 立式铣床,由其参数校验得取 n=375r/min （文献 2 表 2.2.1、4.2-36）所以实际铣削速度是 v=*80*235/1000=58.9
22、mm/minfm=f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本时间 t 总=L/f=0.78min工序 11.(1) 粗铣中间孔下端面至 22mm 周径至 71mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =45mm , Z=4（文献 4表 13-5，文献 1 表 8-98、8-99）则 nw=1000v/D=1000*60/80=382.116 r/min选 X52K 立式铣床,由其参数校验得取 n=375r/min （文献 2 表 2.2.1、4.2-36）所以实际铣削速度是 v=*80*235/1000=58.9 mm/minfm=f*n*z=0.2*10*235=750
23、 mm/min基本时间 t 总=L/f=0.76min工序 12.精铣中间孔下端面至 20-0.07 -0.21mm 周径至t=0.78minn=375r/minv=58.9mm/mint=0.76min01773+0.5 0mmf=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文献4 表 13-5，文献 1 表 8-98、8-99）则 nw=1000v/D=1000*60/80=382.116 r/min选 X52K 立式铣床,由其参数校验得取 n=375r/min （文献 2 表 2.2.1、4.2-36）所以实际铣削速度是 v=*80*235/1000=58.9 mm
24、/minfm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min基本时间 t 总=L/f=0.78min工序 13. 钻 M8 锥销孔f=0.5mm/r v=0.1m/s （文献 1 表 8-70、8-72）nw=1000v/D =(1000*6)/(8)=238 r/min选 Z535 立式钻床,取 n=195r/min（文献 2 表4.2-14、4.2-15）所以实际钻削速度是 v=*8*195/1000=4.9 mm/mint=(l+l1+l2)/(f*n)=(40+3.5+1)/(0.5*195）=0.4min工序 14. 钻 M8 螺纹孔刀具：6.8mm 麻花钻f=1 mm/r
25、 v=0.1m/s（文献 1 表 8-70、8-72）n=375r/minv=58.9mm/mint=0.78minn=195r/minv=4.9mm/mint=0.4minn=195r/min018则 nw=1000v/D=(1000*6)/(6.8)=255 r/min选 Z535 立式钻床,取 n=195 r/min（文献 2 表4.2-14、4.2-15）所以实际钻削速度是v=*7.5*195/1000=4.6mm/mint=l/(f*n)=13.5/(0.3*195)=0.14 min工序 15. 攻丝ap=0.6 f=1.25 mm/r v=6 m/min （文献 3 表1-172
26、）则 nw=1000v/D=(1000*6)/( 8)=238.9 r/min选 Z535 摇臂钻床,取 n=195 r/min（文献 2 表4.2-14、4.2-15）所以实际钻削速度是 v=（*8*195）/1000=4.9 mm/mint=l/(f*n)=14/(1.25*195)=0.057 min4.2-36）所以实际钻削速度是 v=45*30/1000=4.23 mm/mint=(l+l1+l2)/(fn)=（73+2)/400=0.18 min工序 16.精铣上端面至 50mm(1)计算切削用量：V=4.6mm/mint=0.14minn=195r/minV=4.23mm/min
27、t=0,18min019采用高速钢齿三面刃铣刀 D=45mm，Z=4，f=0.14-0.24mm/r, v=0.45m/s=27m/min,（文献 4 表 13-5，文献 1 表 8-98、8-99）则 ns=1000v/D=1000*27/45=190 r/min(2)选 X52K 立式铣床,由其参数校验得取 n=190r/min （文献 2 表 2.2.1、4.2-36）所以实际铣削速度是 v=*45*190/1000=26.8mm/minfm =f*n*z=0.15*4*190=114 mm/min查机床说明书，选用 fm=100mm/min取 n=190r/min （文献 2 表 2.
28、2.1、4.2-36）所以实际铣削速度是v=*45*190/1000=26.8mm/minfm =f*n*z=0.15*4*190=114mm/min基本时间 tm=L/fm =0.252 min基本时间 tm=l+l1+l2/fm =0.45 min其中 l1=3mm l2=2mm(3)校验机床功率 查简明手册Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格。工序 17.精铣两端孔下端面到 50mmf=0.14-0.24mm/r , v=0.45m/s, D =45mm , n=190r/minv=26.8mm/mint=0.45min020Z=4（文献 4 表 13-5，
29、文献 1 表 8-98、8-99）选 X52K 立式铣床,则ns=1000v/D=1000*27/45=190r/min工序 18.铣断f=400 mm/z z=4 个 v=0.1m/s（文献 4 表 13-5、13-9）nw=1000v/D=1000*0.1*60/(45)=42.46 r/min选 X52K 立式铣床,取 n=30r/min工序 19工序 20四、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序 5. 粗镗半精镗中间孔。（一） 任务的提出本夹具主要用来镗削中间孔，使之成为下一道工序的基准，由于是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本
30、道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础021上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。（二）定位方案及定位装置的设计计算1. 定位方案及定位装置的设计计算1）定位基准的选择根据零件的结构特性，结合工件加工精度要求和便于装夹的原则等因素，工件采用 1 个平面 1 个短圆柱销 1 个挡销定位。1 个平面限制 3 个自由度，1 个短圆柱销限制 2 个自由度一个挡销限制 1 个自由度。2）定位元件及装置的设计：定位元件采用一面两销定位机构（三）夹紧方案及装置的设计计算1 夹紧方案的确定由于是中批量生产，采用手动夹紧，一端用螺栓夹紧，一端用移动压板夹紧。夹紧力大小的分析计算：镗削力计算：由机
31、械制造技术基础查的切削力公式: FZnyxFZpKvfCzayyFxnyxFpXvfx由表查的022=900 xFz=1.0 yFz=0.75 nFz=0FZC=530 xFy=0.9 yFy=0.75 nFy=0y=450 xFx=1.0 yFx=0.4 nFx=0FXKFz=KFx=KFy=1经计算得：Fz=635NFy=361NFx=168N因为 Fx 的力的方向垂直于夹具体，且较小，所以不予考虑。计算 Fz 与 Fy 的合力 F=730N在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数 KK6543210其中， 为基本安全系数 1.2；1为加工性质系数为 1.3；2为刀具钝化系数为 1.
32、2；3为断续切削系数为 1.3。K45=1所以， K=2.0所以 F1=1460N这个力主要靠摩擦抵消，所以 Fq F1(f1+f2)f 1=f2=0.25023得 Fq 2920N每个夹紧装置提供的夹紧力为Q 1460N得所需的夹紧力最小为 1460N.计算夹紧螺栓直径:d1 】 【 03.14FXF0=1.2Q 得 d1 6.3mm所以选用 M10 的螺栓，强度足够。（四）定位误差分析：计算要加工孔轴线与已经钻好的孔的轴线的最大的平行度的误差 max=0.021-(-0.2)=0.221mm。（五）夹具设计及操作简要说明如前述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，采用了快换装置。拆
33、卸时，松开两边夹紧螺母，移动压板实现工件快换。（六）镗床夹具装配图见附图024五、设计总结这次的课程设计，我们算是真正的做了一次工艺人员，由方案的出台、查表、计算到夹具的设计，都由我们自己独立思考亲自操作完成的。在这次课程设计当中，我们重温了机械制造技术基础 、制图的课本知识，第一次感受到了运用所学的知识来指导实践所带来的快乐，同时也提高了我们查图、查表的能力，也算是为以后的工作提前进行了适应。更重要的是，在此过程当中，我们明确了作为一个工程技术人员应该具有的认真、仔细的素养，也是机械人员最基本的素养，在以后的学习、工作当中，必须重视这种这素养的培养；同时，我们也认识到团队合作的可贵，1 加 1 大于 2，我们一次次的对方案进行讨论、修改，使我们的方案逐渐走上成熟，各种疑团都得到了解决，团结合作是我们完成工作的保证。三周的课程设计是如此短暂，此次的设计虽然不够完美，其中还有很多漏洞，但在此过程中所学到的东西将指引我们以后的学习工作。感谢老师的指导，也感谢我们这个团队。025六、参考文献：1 黄如林主编.切削加工简明实用手册.北京：化学工业出版社2 李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社3 李洪主编.机械加工技术手册.北京：北京出版社4 宁传华主编.机械制造技术课程设计指导.北京：北京理工大学出版社5 孙丽媛主编.机械制造工艺及专用夹具.北京：冶金工业出版社
