1、機械制造工藝學課程設計說明書設計題目：設計“CA6140車床”撥叉零件的機械加工工藝規程及工藝裝備（中批量生產）設計指導教師機械制造工藝學課程設計說明書題目 設計“CA6140車床”撥叉零件的機械加工工藝規程及工藝裝備（中批量生產）1 . 零件圖一張2 毛坯圖一張3 機械制造加工工藝過程綜合卡片一張4 結構設計裝配圖一張5 結構設計零件圖一張6課程設計說明書一份通過機床工藝及夾具設計，匯總所學專業知識如一體（ 如公差于配合 、 機械零件設計 、 金屬切削機床 、 機械制造工藝等） 。讓 我們對所學的專業課得以鞏固、復習及實用，在理論與實踐上有機結合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為

2、以后的實際工作奠定堅實的基礎！在些次設計中我們主要是設計CA6140t叉的銃床夾具。在此次課程設計過程中，我小組成員齊心協力、共同努力完成了此項設計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關老師的指點。一 設計的目的：機械制造工藝學課程設計, 是在學完機械制造工藝學及夾具設計原理課程，經過生產實習取得感性知識后進行的一項教學環節；在老師的指導下，要求在設計中能初步學會綜合運用以前所學過的全部課程，并且獨立完成的一項工程基本訓練。同時，也為以后搞好畢業設計打下良好基礎。通過課程設計達到以下目的：1、能熟練的運用機械制造工藝學的基本理論和夾具設計原理的知識，正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以

3、及合理制訂工藝規 程等問題的方法，培養學生分析問題和解決問題的能力。2、通過對零件某道工序的夾具設計，學會工藝裝備設計的一般方 法。通過學生親手設計夾具（或量具）的訓練，提高結構設計的能力。3、課程設計過程也是理論聯系實際的過程，并學會使用手冊、查詢相關資料等，增強學生解決工程實際問題的獨立工作能力。二.零件的分析（一）、零件的作用：題目給定的零件是 CA6140gt叉（見附圖1）它位 于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求 進行工作。寬度為30+0.0120mm勺面 寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑 移齒輪時如果梢的尺寸精度不高或間隙 很大時，滑移齒輪得不到很高的位置

4、精 度。所以，寬度為30+0.0120mm勺面的梢和滑 移齒輪的配合精度要求很高。（二）、零件的工藝分析：CA6140gt叉共有兩組加工表面。1 .以花鍵孔的中心線為基準的加工面這一組面包括？26+0.230mm的六齒方花鍵孔、？ 23+花鍵底孔兩端的 2X1到角和距中心線為22mm勺平面。2 .以工件右端面為基準的6+0.03 0 mm的花鍵經上述分析可知，對于兩組加工表面， 可先加工其中一組表面， 然后借助于專用夾具加工另一組表面。二、工藝規程設計（ 一 ） 確定毛坯的制造形成。零件材料HT20Q考慮到此零件的工作過程中并有變載荷和沖擊性載荷，因此選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零

5、件的工作可靠。由于生產綱領為中批生產而且零件的尺寸并不很大，故可采取模鍛成型。經查金屬機械加工工藝人員手冊表5-5 取等級為 2 級精度底面及側面澆注確定待加工表面的加工余量為 3 ±0.8mm毛坯零件圖如下圖：（二）基準的選擇。1. 粗基準的選擇： 因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面， 所以以40的外圓表面的粗基準。2. 精度基準的選擇： 為保證定位基準和工序基準重合， 以零件的A面為精基準。（ 二 ） 制定工藝路線。工序：1. 粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。以40mnffl柱面為粗基準。選用C3163-1轉塔式六角車床及三爪卡盤夾具。2. 粗、精車 B

6、/C 面3. 拉花鍵。以 A 面為基準，4. 以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62岫卜式銃床加專用 夾具5. 開檔，以花鍵的中心線為基準。6. 鉆配作孔、螺紋孔7. 機械加工余量。CA6140的撥叉材料為 HT200L毛坯重量為kg6b =160MPa HBS生 產類型為由大、中批量生產，采用模鍛鍛模。根據上述的原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下：1. A 面的加工余量A面有3± 0.8mm的加工余量，足夠把鑄鐵的硬質表面層切除2. 矩形花鍵底孔。要求以矩形花鍵的外徑定心，故采用拉削加工內孔尺寸為230+，見零件圖，參照金屬機械加工工藝人員

7、手冊表 3-59確定孔加工余量的分配。鉆孔20mm擴孔21mm拉花鍵花鍵孔要求以外徑定心： 拉削時加工余量參照 金屬機械加工工藝人員手冊取2 Z =1mm3. B面的加工余量。此工序分2個工步1、粗銃B面 2 、精銃B面。精加工余量為 0.2mm粗銑加工余量為 2.8mm2、計算切削用量。（ 1）已知長度方向的加工余量為 3± 0.8mm 。實際端面的最大加工余量為3.8mm。故分二次加工（粗車和半精車）。長度加工公差IT 1 2級 取-0.46 mm （入 體方向）（ 2）進給量、根據切削簡明手冊 （第 3 版）表 當刀桿尺寸為 16mmX25mm,a3 mnfl寸，以及工件直徑為

8、60mnfl寸（由于凸臺B面的存在所以直徑取60mm?=-0.8mmr .按C3 16 3 1車床說明書取？=0.6 mm/n由于存在間歇加工所以進給量乘以k=一 所以：實際進給量f= X =0.48mm/r按C3 1 6 3 -1車床說明書 ？=mm/ r（ 3）計算切削速度。按切削簡明手冊表，切削速度的計算公式為（壽命選T=60min）刀具材料 YG6V=6/（T m apxv f yv） kv其中：Cv=158 Xv= yv=0.4 乂=修正系數KO見切削手冊表 kmv= k kv= k krv = k sv= k BV=Vc =158/(=（m/min）（4）確定機床主軸轉速ns=10

9、00 vc/ dw=（r/min ）按C3 16 3 1車床說明書n =200 r/min所以實際切削速度V=40.8m/min3、鉆孔、擴孔、倒角。（ 1） 、鉆孔鉆頭選擇：見切削用量簡明手冊表鉆頭幾何形狀為（表及表） ：雙錐修磨具刃，鉆頭參數：d=© 20mm B =30 ,2=118 , 2=70 , b £ =3.5mma o=12 ,w=55 ,b=2mm =4mm根據切削用量簡明手冊表2-9 確定 f=a、按機床進給強度決定進給量：根據表 ，當（yb = 210MPad 0 = 20.5mm 可確定 f=。按 C3163-1 車床說明書 取 f=0.62mm/n

10、.b、決定鉆頭磨鈍標準及壽命表，當do=20mm鉆頭最大磨損量取 壽命 T=45min.c、切削速度 由切削用量簡明手冊，表得V=21m/minn=1000V/ D= 由 機 床 技術 資料 得 和 接 近 的 有 280n/m 和400n/min 取 280n/min取 n=280m/min.實際 V =17 m/mind、基本工時，Tm=L/nf=（80+10）/= （min）入切量及超切量由表.查出空+A=10mm所以 Tm=L/ nf=(80+10)/= (min)2) 、擴孔刀具直徑do=21mm刀具幾何參數同上。由于兩孔直徑相差不大，為了節省停車和調換走刀量等輔助時間，n和f都不變

11、，所以Tm同上Tm=倒角刀具15°锪鉆由于兩孔直徑相差不大，以表面粗度要求不高手動進給。3) 、倒角刀具：專用刀具。此工步使用到專用刀具與手動進給。檢驗機床功率 按切削用量簡明手冊表 4可以查出當(T b = 160245HBsapWmm fWmm/rV c <41m/min P c =按C3 16 31車床說明書主電機功率P= 11 kw可見P c比P小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求鉆削功率檢驗按切削用量簡明手冊表當 do=21 mm f = mm查得轉矩M=切削用量簡明手冊表由表得功率公式Pc= MCVC/30do=30x21 =按C3 16 3 1車床說明書主電

12、機功率P= 11 kw可見PC比P小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要工序n 拉花鍵孔單面齒升：根據有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒 為 0.06mm,拉削速度v=0.06m/s(3.6m/min)切削工時 t=Zbl y k/1000vf zZ式中： Z b 單面余量1.5mm(由021mmi削到25mm)L拉削表面長度，80mm；ri 考慮校準部分的長度系數，取；k考慮機床返回行程系數，取；v拉削速度( m/min) ；fz 拉刀單面齒升；Z拉刀同時工作齒數， Z=l/p ；P拉刀齒距。P=12mrte刀同時工作齒數 z=l/p=80/12弋7.其本工時 Tm=x 80X

13、x 1000X x x 7=(min)工序出 粗銃，精銃B面。加工要求：粗銃B面，精銃B面，R=um。用標準鑲齒圓柱銑刀粗銑加工余量 3mm機床：X62W加工工件尺寸：寬度：40mm長度：28mm1. 粗銑1) 選擇刀具根據切削用量簡明手冊表銃削寬度aeW5mm寸。直徑為do=50mm故齒數Z = 8 ,由于采用標準鑲齒圓柱銃刀銑刀幾何參數(表)r n=10° ao=16°2) 切削用量留精銃的加工余量為，所以本道工步切削寬度ac=±mm,由于加工表面精度要求 Ra= um.根據表得每轉進給量f = 1 mm/r就能滿足要求，但考慮到X 62W功率為，機床為中等系

14、統剛度和X62W詵床說明書所以每轉進給量f = r3) 選擇刀具磨鈍標準及刀具壽命。根據切削用量簡明手冊表、銑 刀 刀 齒 后 刀 面 的 最 大 磨 損 量 為 鑲 齒 銑 刀 do=50mm，刀具壽命 T=120min (表)4) 決定切削速度Vc 、可根據切削用量簡明手冊表確定Z=8, ap=40-70mm, ac=± mm, f z=f/z=0.0750.1mm/zVc=(Cvdoqv)/(T mxapxXvxf zxyvxaexuvxZpv)Cv=20,q v=,Xv=,yv=,u v=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=, Kv=KmxKsvxKTv= n=1000

15、V/d=/=151r/min 根據 X62W型銑床說明書選 n=160r/minVc=1000=/1000=25.1m/min V f=nf=96mm/min選 Vf =80mm/min 實際 f z=Vf /(nxz)=0.0625mm/z5) 機 床 功 率 ： 根 據 切 削 用 量 簡 明 手 冊 表 當Vc=71m/minae=2.8mm ap=41mm f z= K mpc=切削功率的修正系數：故 Pt<,根據X62W型銃床說明書，機床主軸允許的功率為Pcm=x =故PccvRm 因此所決定的切削用量可以采用。ae=2.8mmVf=80m/minn=160r/min V c=

16、25.1m/min f z=z6) 基本工時根據 切削用量簡明手冊表Tm=(L+L1+A )/V f =(28+14)/80= (min)L1+ = 14mm2. 精銑1 )選擇刀具刀具與上道工步是同一把刀。2)切削用量精銑的加工余量為，所以本道工步切削寬度ae= 0.2mm f =3 )決定切削速度Vc、 可根據切削用量簡明手冊表確定ac=0.2mm, Vc=(Cvdoqv)/(T mxapxXvxf zxyvxaexuvxZpv)=33.1m/minn=1000V/ d=/=211r/min 根據 X62W型銃床說明書選 n=210r/minVf=nf=126mm/min、 VF=125m

17、m/min fz=Vf/(nxz)=0.074mm/Z4 )基本工時基本工時根據 切削用量簡明手冊表Tm=(L+L1+A )/V f =(28+14)/125= (min)L1+ =14mm工序 IV銃削 8+0.03 0mmf。加工工件尺寸：8+0.03 0mm , 長度 L=40mm加工要求： 高速鋼錯齒三面刃銑刀 (精密級K8) 加工余量 8 用乳化液冷卻機床： X62W1) 選擇刀具：由加工尺寸公差 。所以銑刀精度為精密級K8銑刀參數： L=8mm D=63 d=22 d1=34 r o=15°ao=12° an=6° Z=162) 選擇切削量由于槽的深度

18、為 8mm, 故一次走完，ae=8mmap=8mm由切削用量簡明手冊表 確定 f=-0.3mmr 現取 f=0.3mm/rf z=16=0.018mm/z3) 選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據切削用量簡明手冊表,得最大磨損量為 由表確定刀具壽命：T=100min其中4) 決定切削速度Vc 和每齒進給量Vf 、由切削用量簡明手冊的公式VC=(Cvxdoxqv)/(T nXapxXvXf zxyvxaeXUvxZpv) , KvCv=25,qv=,Xv=,y v=,u v=,pv=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KmxKsvxKTv=Vc=(Cvxdoxqv)/(T mxaPxXvxf

19、zxyvxaexuvxZpv) Kv =82.86m/minn=1000x VC/ do=1000x x 63=min根據X62W番銃床說明書選nc=375r/min實際速度Vc= donc/1000=74.2m/min選 Vc= ncf=ii2.5mm/min根據 X62V©銃床說明書選選 V=110mm/minf zc=110/375 x 16=0.018mm/z5) 機床功率：根據切削用量簡明手冊表公式圓周力f c=(CFapxff zyFaeVFZ/ doaFnWF) KFC KTV=KMFC=由表 28 得 CF=30， XF=， yF=， UF=， WF=0 ， qF=，

20、 KFC=Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X X 8/ 63 X 375 = NM=Fcdo/2 x 103=?MPc=FCVC/1000=1.18km根據X62W型銃床說明書，功率足夠。6) 基本工時基本工時根據 切削用量簡明手冊表Tm=(L+L1+A)/V f=(40+14)/110= (min)L1+ A=14mm工序V銃寬為180+0.12mmf加工要求： 用乳化液冷卻， 加工工件尺寸， 寬 180+0.12 mm， 長 L=40mm，加工余量 23mm由于此工步的設計尺寸精度要求很高，用銑削加工很難達到尺寸精度的要求，所以為了留給下一道公

21、序磨削的加工余量，所以分兩步走， ae=23， ap=10mm，1) 選擇刀具銑刀參數： L=10 D=100mm d=30mm ro=1°5ao=12° an=6° Z=242) 選擇銑削用量由于梢的寬度為18mm,故二次走完，ae=23mm3p=10mm由切削用量簡明手冊表 確定 f=0.5mm/r 現取 f=0.8mm/rfz=24=0.02mm/z3)選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據切削用量簡明手冊表得最大磨損量為 由表確定刀具壽命：T=100min其中4)確定切削速度Vc和每齒進給量：決定切削速度w和每齒進給量 V由切削用量簡明手冊的公式V：二(Cvxd

22、oxqv)/(T mxapxX/xf zxyvxaexuvxZpv) KvCv=25,q v =,Xv=,yv=,uv =,p v=,m=,Km=,Ksv=,KTv=,Kv=KmxKsvxKTv=%=(Cvxdoxqv)/(T mxapxX/xf zxyvxaexuvxZpv) - Kv =98.6m/minn=1000x Vc/ do=1000x x 100=314r/min根據X62W型銃床說明書選nc=300r/min實際速度 Vc= donc/1000=94.2m/min選 Vfc =ncf =150mm/min根 據 X62W 型 銑 床 說 明 書 選 選Vf =150mm/min

23、f zc=150/300 x 24=0.020mm/z5 )基本工時基本工時根據 切削用量簡明手冊表Tm=(L+L1+A)?i/V f =(40+20)X2/150= (min)L1+ A=20mni=2(兩次 )夾具設計（ 一）問題的提出為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具開檔夾具經過與指導老師協商，決定設計第 4 道工序開檔夾具。（二）夾具設計1 定位基準的選擇由零件圖可知，其設計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為 主定位基準。2 . 定位誤差分析由于槽的軸向尺寸的設計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。3