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目 录一零件的分析 （一）零件的作用 （二）零件的工艺分析 二工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式 （二）基面的选择 （三）制定工艺路线 （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设计总结 参考文献 一、零件的分析（一）零件的作用 题目所给的零件是CA6140车床上的拨叉，他位于车床变速箱内。主要作用是用于车床的变速起换档作用，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。零件上方的40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 需要加工的表面：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，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.以22mm为中心的加工表面这一组加工表面包括：22mm的孔，上下表面，孔壁上8mm的锥孔，M8的螺纹孔。2.以55为中心的加工表面这一组加工表面包括: 55mm的孔及其上下表面。3.加工表面之间的位置精度 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，可以粗加小头孔端面，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、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，零件结构又比较复杂且为薄壁零件，且为大批大量生产，故选择精密铸造毛坯，毛坯精度为级，两件铸为一件。（二）基面的选择基面是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基面选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（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，现选取下端面不加工表面作为粗基准，限制三个自由度，加工40mm上端面，75mm两端面，55mm和25mm的孔。（2）精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的25mm孔为精基准，限制四个自由度。（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。再生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。处此之外，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10 粗铣40mm孔的两头的端面，73mm孔的上下端面。工序20 精铣40mm孔的两头的端面，73mm孔的上下端面。工序30 粗镗、半精镗、精镗55mm孔至图样尺寸。工序40 钻、铰两端22mm孔至图样尺寸。工序50 钻M8的螺纹孔，钻8的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通。工序60 攻M8的螺纹。工序70 铣断保证图样尺寸。工序80 去毛刺，检查。2.工艺路线方案二工序10 以毛坯底边为基准，钻20mm孔。工序20 铰孔20mm孔至图样尺寸。工序30 粗、精铣40mm孔上端面。工序40 粗镗、半精镗、精镗55mm孔和73mm孔至图样尺寸。 工序50 钻、铰8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通。工序60 钻M8的螺纹孔。 工序70 攻M8螺纹。工序80 铣断保证图样尺寸。工序90 去毛刺，检查。3. 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工完与22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完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面。方案一的装夹次数少，但在加工22mm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。方案二在加工三个面时都是用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的原则。很是审美！其他的工序尤为平常简单无需再议。这样一比较最终的工艺方案为：工序10 以毛坯底边为基准，钻20mm孔。工序20 铰孔20mm孔至图样尺寸。工序30 粗、精铣40mm孔上端面。工序40 粗镗、半精镗、精镗55mm孔和73mm孔至图样尺寸。 工序50 钻、铰8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通。工序60 钻M8的螺纹孔。 工序70 攻M8螺纹。工序80 铣断保证图样尺寸。工序90 去毛刺，检查。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。具体过程见机械加工工艺过程卡片。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.6,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。由机械制造工艺及设备设计指导手册，选用加工余量为MA-G级，并查表2.2-3确定各个加工面的铸件机械加工余量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，其精度为铸造精度CT9即可。又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对40mm的中心轴线的尺寸偏差为1201.25的范围内。2.两小孔毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7IT8之间，参照切屑用量简明手册确定工序尺寸及余量：钻孔：20mm 2Z=20mm铰孔：mm 2Z=0.2mm3.中间孔（55mm及73mm）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册得：孔的铸造毛坯为49. 73的孔是在55孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。参照切屑用量简明手册确定73mm工序尺寸及余量：粗 镗：71mm 2Z=4mm半精镗 72mm 精 镗：73mm 参照切屑加工简明实用手册表8-95确定55mm工序尺寸及余量：粗 镗：53mm 2Z=4mm半精镗：54mm精 镗：55mm 4.螺纹孔及销孔 无可非议此销尺寸铸造为实体。参照切屑加工简明实用手册表8-70确定钻8螺纹孔和8圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。5. 铣断（五）确定切削用量及基本工时工序10 ：以毛坯底边为基准，钻20mm孔。工序20 ：铰孔20mm孔至图样尺寸。1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：钻孔至21.8mm，精铰至22mm，保证孔壁粗糙度Ra=1.6m。机床：Z353台式钻床。刀具：高速钢麻花钻20mm，钻头采用双头刃磨法，后角12、二重刃长度=2.5mm、横刀长b=1.5mm、宽l=3mm、棱带长度 、 、。YG8硬质合金铰刀22mm。2、计算切削用量（1）查切削用量简明手册 。 按钻头强度选择 按机床强度选择，最终决定选择机床已有的进给量 。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.5.mm，寿命（3）切削速度查切削用量简明手册 修正系数 故。，查简明手册机床实际转速为。故实际的切削速度。3. 计算基本工时工序30 ：粗、精铣40mm孔上端面。1、加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗铣两头端面至51mm、粗铣大孔端面至30mm。机床：X5032立式铣床参数。刀具：高速钢铣刀45mm，选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刀齿斜角s=10,主刃Kr=60,过渡刃Kr=30,副刃Kr=5过渡刃宽b=1mm。2、计算切削用量（1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。（2）计算切削速度 按简明手册V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据X5032立式铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.1480475/1000=1.06m/s,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(30010)=0.16mm/z。（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。最终确定 ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=1.06m/s，fz=0.15mm/z。工序40 ：粗镗、半精镗、精镗55mm孔和73mm孔至图样尺寸。1、加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗镗中间孔至53mm、半精镗中间孔至54mm、精镗中间孔至55mm，粗镗中间孔至71mm，半精镗中间孔至72mm，精镗中间孔至73mm。机床：T616卧式镗床。刀具：高速钢镗刀。2、计算切削用量单边余量 分三次切除，则 第一次。根据简明手册4.2-20查得，取 。根据简明手册4.2-21查得，取：。3.计算切削基本工时：同理，当第二次，第三次时，进给量和=4s同理，镗55孔用时是30秒工序50 ：钻8锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通。1、 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：先钻8mm的锥销孔，钻到一半后将与该孔配合的轴安装进去，把两者配做加工。机床：M2-M35。刀具：8mm麻花钻，7mm麻花钻，8mm的丝锥。2、计算切削用量（1）钻8mm的锥销孔根据切削手册查得，查组合机床使用说明书，现取，计算机床主轴转速：查简明手册取，所以实际切削速度为：计算切削基本工时：工序60 ：钻M8的螺纹孔（1）钻M8的螺纹孔刀具：7mm麻花钻根据切削手册查得，进给量为0.180.33mm/z,现取f=0.3mm/z，v=5m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：工序70 ：攻M8的螺纹（1）攻M8的螺纹刀具：丝锥M6，P=1mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：，则 ；机动时，计算切削基本工时：三、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。并设计工序钻M8的螺纹底孔。(一)问题的提出本夹具主要用来钻M8螺纹底孔，该孔为斜孔，跟拨叉的中线有一定的角度要求，在加工时应保证孔的角度要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。(二)夹具设计1、定位基准的选择 由零件图可知，M8两小孔相对于两个40孔上端面有位置度要求，其设计基准就是40孔上端面，为了使定位误差为零，应选择以22孔为定位基准，采用“一面两孔”进行定位，即用一个平面，限制3个自由度和一个短圆柱销，一个销边销共限制了3个自由度，达到完全定位。2、定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个平面、以短圆柱销一个销边销，短圆柱销和销边销的尺寸与公差现规定与本零件22孔的尺寸与公差相同:即22+00.021所谓定位误差，是指由于定位造成的加工面相对于工序基准的位置误差，因为对于一批工件而言，刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序基准在 加工尺寸方向上的最大变动量。3.切削力及夹紧力计算刀具：高速钢麻花钻，d = 6.7mm。由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册表2.32，切削力计算公式为：Ff=CFd0ZFfykF其中：CF = 410，ZF = 1.2， y = 0.75 F ，d0 = 6.7mm， f = 0.25， k F = k MF * k xF * k hF ，kMF 与加工材料有关,取0.94；k xF与刀具刃磨形状有关,取1.33；khF与刀具磨钝标准有关,取1.0，则：F = 410 *6.7 1.2 *0.250.75 *1.25=1775.7N在 20孔两个端面只需要采用开口垫圈和六角螺母适当夹紧后本夹具即可安全工作.4.夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此，设计采用了快换装置。拆卸时，松开夹紧螺母12扣，拔下开口垫圈，实现工件的快换。攻螺纹时，松开压紧螺母即可替换可换钻套，进行攻螺纹加工。5. 钻床夹具的装配图见1号图。 设计总结工艺设计课程设计即将结束。回顾整个过程，经过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。课程设计作为机械制造与自动化专业的重点，使理论与实践结合，对理论知识加深了理解，使生产实习中的理解和认识也得到了强化。本次课程设计主要是机械加工工艺规程设计。机械加工工艺规程设计运用了基准选择等知识。通过此次设计，使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。本次设计还存在很多不足之处。由于对知识的掌握不够扎实，在设计过程中不能全面地考虑问题。仍需要进一步研究和实践。这次设计，让我对基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了思考、解决问题，创新设计的能力。为以后的设计工作打下了较好基础。参考文献：1 黄鹤汀，王芙蓉，杨建明. 机械制造装备. 机械工业出版社，2009.2 吉卫喜，瞿燕南，恽国兴机械制造技术机械工业出版社，2001.3 刘品，李哲. 机械精度设计与检测基础. 哈尔滨工业大学出版社，2003.4 李云主. 机械制造及设备指导手册.机械工业出版社,1997.85 孟少农. 机械加工工艺手册.机械工业出版社,1991.
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