1、东华理工大学长江学院课 程 设 计 说 明 书课程题目 ： 拨叉（CA6140 车床）课程设计姓名 ：学号 ：班级 ：年级 ：专业 ：系 ：指导教师 ：完成时间 ： 东华理工大学长江学院课程设计 2目 录绪 论 .3第一章 拨叉零件的分析 .31.1 零件的作用 .31.2 零件的工艺分析 31.3 零件图 4第二章 工艺规程设计 .42.1 确定毛坯的制造形式 .42.2 绘制毛坯图 .42.3 基面的选择 .42.4 零件工艺路线的拟定 .52.5 选择机床和工装 62.5.1 机床的选择 .62.5.2 夹具的选择 .62.5.3 刀具的选择 .62.5.4 量具的选择 .62.5.5
2、零件的加工余量和工序尺寸的确定 .62.6 工序切削用量的确定 .72.6.1 工序一 粗精铣 2050 孔下端面 .72.6.2 工序二 粗精铣 32 上端面 .82.6.3 工序三 粗精铣 50 上端面 .92.6.4 工序四 铣凸台 .102.6.5 工序五 钻 20 孔 .102.6.6 工序六 镗 50 孔 112.6.7 工序七 钻螺纹孔 .122.6.8 工序八 钻 8 锥孔 122.6.9 工序九 铣断 13第三章 设计总结 14第四章 参考文献 14东华理工大学长江学院课程设计 3绪 论机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造
3、业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。零件下方的孔与操作机构相连，而上方的半孔则是用于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。拨叉是机车变速箱中一个重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔与侧面有
4、精度要求，此外还有小头孔上的槽要求精加工，对精度有一定的要求，所以都要求精加工。其大头孔与侧面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽两侧面有平行度公差和对称度公差要求等。因为零件的尺寸第一章 拨叉零件的分析度，几何形状尺寸精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此他们的加工必须保证精度要求第一章 拨叉零件的分析（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20 孔与操纵机构相连，二下方的 50 半孔则是用于与所控制
5、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CA6140 车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以 20 为中心的加工表面这一组加工表面包括：20 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求， ，021.一个 M6 的螺纹孔。下端有一个 47的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。2. 以 50 为中心的加工表面这一组加工表面包括：50 的孔，以及其上下两个端面。50.2这两组表面有一定的位置度要求,即 50 的孔上下两个端面与 20 的孔有垂直度50.2 021.要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组
6、加工后表面为基准加工另外一组。东华理工大学长江学院课程设计 4（三）零件图第二章 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
7、20 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两021.块 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。东华理工大学长江学院课程设计 5（三）绘制毛坯图（另外附一张）（四）零件工艺路线的拟定制定工艺路线得出发点,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
8、，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一 粗、精铣 20 孔上端面。工序二 钻、扩、铰、精铰 20、50 孔。工序三 粗、精铣 50 孔上端面工序四 粗、精铣 50、20 孔下端面。工序五 切断。工序六 钻 4 孔（装配时钻铰锥孔） 。工序七 钻一个 4 孔，攻 M6 螺纹。工序八 铣 47凸台。工序九 检查。上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。2.工艺路线方案二工序一 粗、精铣 20 孔上端面。工序二 粗、精铣 20 孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰 20 孔。工序四 钻、扩、铰、精铰 50 孔。工序五 粗、精铣 50 孔上
9、端面工序六 粗、精铣 50 孔下端面。工序七 切断。工序八 钻 4 孔（装配时钻铰锥孔） 。工序九 钻一个 4 孔，攻 M6 螺纹。工序十 铣 47凸台。工序十一 检查。上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。3.工艺路线方案三工序一 以 32 外圆为粗基准，粗铣 20 孔下端面。工序二 精铣 20 孔上下端面。工序三 以 20 孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰 20 孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到 IT7。工序四 以 20 孔为精基准，钻、扩、铰、精铰 50 孔，保证空的精度达到 IT7。工序五 切断。工序六 以 20 孔为精基准，粗
10、铣 50 孔上下端面。工序七 以 20 孔为精基准，精铣 50 孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。工序八 以 20 孔为精基准，钻 4 孔（装配时钻铰锥孔） 。工序九 以 20 孔为精基准，钻一个 4 孔，攻 M6 螺纹。工序十 以 20 孔为精基准，铣 47凸台。东华理工大学长江学院课程设计 6工序十一 检查。虽然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整） 。多次加工 50、20 孔是精度要求所致。（五）选择机床和工装2.5.1 机床的选择X52K 立式铣床 Z535 立式钻床 T51 镗床 Z50
11、 立式钻床2.5.2 夹具的选择采用一定位销，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. 卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。卡具上设置有钻套，用于确定的钻头位置2.5.3 刀具的选择YG6 硬质合金端铣刀，高速钢麻花钻头，高速钢铰刀，硬质合金镗刀，高速钢细齿圆锯片刀2.5.4 量具的选择游标卡尺，量块 ，千分尺，万能角度尺，螺纹规，百分表等2.5.5 零件的加工余量和
12、工序尺寸的确定”CA6140 车床拨叉 ”；零件材料为 HT200，硬度 190210HB，毛皮重量 2.2kg，生产类型大批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（20，50 端面） 。查机械制造工艺设计简明手册 （以下称工艺手册 ）表 2.22.5，取 20，50端面长度余量均为 2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0mm2. 内孔（50 已铸成孔）查工艺手册表 2.22.5，取 50 已铸成孔长度余量为 3，即铸成孔半径为44mm。工序尺寸加工余量：钻孔 2mm
13、扩孔 0.125mm铰孔 0.035mm东华理工大学长江学院课程设计 7精铰 0mm2.6 工序切削用量的确定2.6.1 工序一 粗精铣 2050 孔下端面以 32 外圆为粗基准，粗铣 2050 孔下端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣 2050 孔下端面。机床：X52K 卧式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tm
14、L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。精铣 20 孔下端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣 20 下端面。机床：X52K 卧式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。2.6.2 工序二 粗精铣 32 上端面以 32 外圆为粗基准，粗铣 20 上端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=19024
15、1,铸造。加工要求：粗铣 20 上端面。机床：X52K 卧式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tm L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。精铣 20 孔上端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。东华理工大学长江学院课程设计 9加工要求：精铣 20 上端面。机床：X52K 卧式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀
16、,牌号 YG6。铣削宽度 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。2.6.3 工序三 粗精铣 50 上端面以 32 下端面为粗基准，粗铣 50 孔上端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣 2050 孔上端面。机床：X52K 卧式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=11
17、9.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tm L/ Vf=(32+80)/475=0.09min。精铣 50 孔上端面。1. 加工条件工件材料：HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣 50 上端面。机床：X52K 卧式铣床。刀具：W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 aePcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，n c=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。2.6.4 工序四 铣凸台刀具：硬质合金三面刃铣刀 机床：X51 立式铣床 根据简明手册查得：
18、1663Zmmdw ， 。根据切削手册查得：现采用 X51 立式铣床，取：min/100rnw ， 当 min/300rnw 时，工作台每分钟进给量应为： min/1601001610.0mmnZffwzm 根据切削手册表 4.2-37 查得,取：min/165mmfm 。 精铣 20 下端面，以 T2 为基准。 刀具：YG6 硬质合金端铣刀； 机床：X51 立式铣床； 查切削手册表 3.5，进给量为：min/0.15.0mmfz ，取为 0.5mm/r 参考有关手册，确定 min/124mv ，采用 YG6 硬质合金端铣刀，2.6.5 工序五 钻 20 孔以 20 孔上端面为精基准，钻、扩、
19、铰、精铰 20 孔，保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角 o12，二重东华理工大学长江学院课程设计 11刃长度 b=2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽 l=3mm,棱带长度 ml5.1120 1032.选择切削用量（1）决定进给量查切 rmf/86.07. 35.1203dl所以， r/按钻头强度选择 按机床强度选择rf/5.1 rmf/.最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。rmf/48.0ax609Ff（2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.5.m
20、m，寿命 inT（3）切削速度查切 修正系数 rmvc/180.1TVK.MV0.1tvK故 。0.Kx.v10apv rmc/8in/3.180rdns查切机床实际转速为 in/27rc故实际的切削速度 mdvsc/4.150（4）校验扭矩功率所以 NmMc6N2.mcM故满足条件，校验成立。EPkwP0.271.计算工时 in10.45.3nfLtm由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： in/27rrmf/8.0min/4.15vcd8.190铰孔： 44东华理工大学长江学院课程设计 12精铰： min/27rrf/48.0min
21、/4.15vc720ITd2.6.6 工序六 镗 50 孔机床：T60 卧式镗床 单边余量,5.2mmZ 可一次切除，则 mmap5.2 。根据简明手册4.2-20 查得，取 rmmf/52.0 。根据简明手册4.2-21 查得，取：min/200rn 。 计算切削基本工时2.6.7 工序七 钻螺纹孔以 20 孔为精基准，钻一个 4 孔，攻 M6 螺纹。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=4mm，后角 o16，二重刃长度 120 450302.选择切削用量（1）决定进给量查切 rmf/218.按钻头强度选择 按机床强度选择f50. rmf/53.0最终决定选择机床已有的进给量
22、经校验校验成功。rf/2.（2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.50.8mm，寿命 in20T（3）切削速度查切 修正系数 rmvc/18.1TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10apv rmc/8in/14320rdns查切机床实际转速为 in/1360rc故实际的切削速度 mdvsc/.7（4）校验扭矩功率故满足条件，校验成立。mcMEcP.计算工时 in021364nfLtm东华理工大学长江学院课程设计 13螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。2.6.8 工序八 钻 8 锥孔以 20 孔为精基准，钻 8 孔（装配时钻铰锥孔） 。1
23、. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=8mm，后角 o16，二重刃长度 120 450302.选择切削用量（1）决定进给量查切 rmf/218.按钻头强度选择 按机床强度选择f50. rmf/53.0最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。rf/2.（2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切 ）为 0.50.8mm，寿命 in20T（3）切削速度查切 修正系数 rmvc/18.1TVK.MV.1tvK故 。0.Kx.v10apv rmc/8in/14320rdns查切机床实际转速为 in/1360rc故实际的切削速度 mdvsc/.7（4）校验扭矩功率故满足条件，校验
24、成立mcMEcP2.6.9 工序九 铣断其余几步数据见工艺卡片。经过与老师协商，决定设计第 IX 道工序钻 M6 孔的钻床卡具。本卡具将用于 Z525 立式钻床。刀具为 M6 丝锥，以及4 的高速钢麻花钻。（一） 问题的提出东华理工大学长江学院课程设计 14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） 卡具设计1 定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择20 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
25、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 52.01.06.428.10 扭矩 Mzc 624.7.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第三章 设计总结此次课程设计时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅，通过这次的设计使我们将理论和实践相结合，我们不但巩固了理论知识而且初步掌握了设计的步骤和方法，并且更好更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 AUTOCAD，UG等制图软件，开阔了设计上的视野。这次课程设计使我收益不小，由于经验不足，又没有过相似的设计任务，在查阅和选取设计手册数据上存在很多的不足，不过在指导老师和同学们的帮助下，自己初步的完成了设计任务，在此需要感谢所有人的帮助，衷心感谢我的指导老师。第四章 参考文献1.切削用量简明手册 艾兴，肖诗刚主编 机械工业出版社出版 1994 年2.机械制造技术基础课程设计指导教程 邹青， 呼咏主编 机械工业出版社出版 1994 年3.机械制造技术基础 卢秉恒 主编 机械工业出版社出版 1994 年4.机械工程材料 付广艳 主编 北京理工大学出版社 2014 年
