車床拔叉新工藝加工完整版解析

1、序言一、零件的分析（一）零件的作用（二）零件的工藝分析二、工藝規(guī)程設計（一）確定毛坯的制造形式 （二）基面的選擇（三）制定工藝路線（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 （五）確定切削用量及基本工時 參考文獻序言機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是一次理論聯系實際的訓練，因此，它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓 練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的建設打下一個良好的

2、基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。一、零件的分析（一）零件的作用題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。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工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件的 25孔與操縱機構相連， 55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變 速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（二）零件的工藝分析零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不 適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1 小頭孔 25 ;2. 大頭半圓孔 及其端面；3. 16X

3、 8 槽;4. 40外圓斜面；5. 大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.1mm；槽端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為 0.08m。該零件兩個面都沒有尺寸精度的要求，也無粗糙度的要求。 25的孔的粗糙度值要求 1.6，需要精加工。因是大批量生產，所以需用鉆削。保證其加工精度。下面的叉口有 3.2 的粗糙度的要求，所以采用先粗銑再精銑來滿足精度的要求，同時保證 25的孔和叉口的 垂直度。同時該零件上還需加工16X 8的槽，其粗糙度值為6.3，所以一次銑銷即可。但同 時要滿足該槽與 25的孔的垂直度。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工， 并且保證位置

4、精度要求。再根據各加工方法的經濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。二、工藝規(guī)程設計（一）確定毛坯的制造形式根據機械制造工藝設計簡明手冊（機械工業(yè)出版出版社、哈爾濱工業(yè)大學李益民主 編）零件材料為HT200，采用鑄造?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構 又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇鑄件毛坯。查機械制造工藝及設備設計指導手 冊（后稱指導手冊）選用鑄件尺寸公差等級 CT9級。根據機械加工工藝師手冊（機 械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），得知大批量生產的鑄造方法有兩種金屬模機械砂型鑄造 和壓鑄，由于壓鑄的

5、設備太昂貴，根據手冊數據采用鑄造精度較高的金屬型鑄造。（二）基面的選擇基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。 基面選擇的正確與合理，可以使加工質 量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，甚至還會造成零件大批 報廢，使生產無法正常進行。（1）粗基準的選擇。因本零件毛坯是金屬模鑄造成型，鑄件精度較高，所以選擇40mm圓一個端面作為粗基準加工另一個端面。再加一個鉤形壓板和一個V形塊限制自由度，達到完全定位。（2）精基準的選擇。主要因該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時， 應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點

6、，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級等技術要 求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的情況下，可以考慮采用萬能性機床配 以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生 產成本盡量下降。1工藝路線方案一：工序10:粗銑 55的叉口上端面。以40外圓和其端面為基準，選用 X5020A立式銑 床+專用夾具。工序20:粗銑 40的上端面。以 55的叉口上端面和以 40外圓V型塊，選用X5020A 立式銑床+專用夾具。工序30:鉆、擴、粗鉸、精鉸 25孑L。以40外圓和其端面為基準，選用 Z5120A立 式鉆床+專用夾具。工序40:粗、精銑 55的叉

7、口的下端面。以一面兩銷定位。選用 X5020A立式銑床+ 專用夾具。工序50:精銑 55的叉口的上端面。以一面兩銷定位，選用 X5020A立式銑床+專用夾 具。工序60:粗、精鏜55004的叉口的內圓面。以一面兩銷定位，選用 X5020A立式銑床和 專用夾具。工序70：切斷 55的叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序:80:粗銑16X 8的槽的所在面，以 25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立 式銑床加專用夾具。精銑16X 8的槽的所在面，以25的孔，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序90:粗銑16X 8的槽。以25的孔，選用X5020A立式銑床加專用夾

8、具。精銑16X 8的槽，以25的孔，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序100:粗銑35X 3的斜面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑 床加專用夾具。工序110:檢驗。2工藝路線方案二：工序10:鉆、擴、粗鉸、精鉸25孔。以40外圓和其端面為基準，選用 Z5120A立 式鉆床加專用夾具。工序20:銑 55的叉口及上、下端面。利用 25的孔定位，以兩個面作為基準，選用 X5020A立式銑床和專用夾具。工序30:粗、精銑5500.4的叉口的內圓面。利用 25的孔定位，以兩個面作為基準， 選用X5020A立式銑床和專用夾具。工序40:切斷 55叉口，用寬為4的切斷刀，選用X50

9、20A立式銑床加專用夾具。工序50:粗銑35X 3的上表面。以25的孔和55的叉口定位，選用 X5020A立式銑 床加專用夾具。工序60:粗銑16X 8的槽的所在面，以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立 式銑床加專用夾具。精銑16X 8的槽的所在面，以 25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立 式銑床加專用夾具。粗銑16X 8的上表面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑 床加專用夾具。精銑16X 8的槽，以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑床加 專用夾具。工序70檢驗。以上加工方案大致看來是合理的，但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能采取的加工 手段

10、之后，就會發(fā)現仍有問題，主要表現在 25的孔及其16X 8的槽和 55的端面加工要求上，以上三者之間具有位置精度要求。圖樣規(guī)定：先鉆25mm的孔。由此可以看出：先鉆 25的孔，再由它定位加工 55的內圓面及端面，保證 25的孔與 55的叉口的端面相垂 直。因此，加工以鉆 25的孔為準。為了在加工時的裝夾方便，因此將切斷放在最后比較 合適。為了避免造成一定的加工誤差；通過分析可以比較工藝路線方案一最為合理。因此， 最后的加工路線確定如下：工序10:粗銑 55的叉口上端面。以40外圓和其端面為基準，選用 X5020A立式銑 床+專用夾具。工序20：粗銑 40的上端面。以 55的叉口上端面和以 40

11、外圓V型塊，選用X5020A 立式銑床+專用夾具。工序30:鉆、擴、粗鉸、精鉸 25孑L。以40外圓和其端面為基準，選用 Z5120A立 式鉆床+專用夾具。工序40:粗、精銑 55的叉口的下端面。以一面兩銷定位。選用 X5020A立式銑床+ 專用夾具。工序50:精銑 55的叉口的上端面。以一面兩銷定位，選用 X5020A立式銑床+專用夾 具。工序60:粗、精鏜 的叉口的內圓面。以一面兩銷定位，選用 X5020A立式銑床和專用 夾具。工序70:切斷 55的叉口，用寬為4的切斷刀，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序:80:粗銑16X 8的槽的所在面，以 25的孔和55的叉口定位，選用X502

12、0A立 式銑床加專用夾具。精銑16X 8的槽的所在面，以25的孔，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序90:粗銑16X 8的槽。以25的孔，選用X5020A立式銑床加專用夾具。精銑16X 8的槽，以25的孔，選用X5020A立式銑床加專用夾具。工序100:粗銑35X 3的斜面。以25的孔和55的叉口定位，選用X5020A立式銑 床加專用夾具。工序110:檢驗。以上工藝過程詳見附表1 “機械加工工藝過程綜合卡片”。（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定零件材料為HT200，硬度170220HBS,毛坯重量約1.12kg。根據機械加工工藝師手 冊（以下簡稱工藝手冊機械工業(yè)出版出版社、楊叔

13、子主編）知生產類型為大批生產， 采用金屬模鑄造毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯 尺寸如下：1 毛坯余量及尺寸的確定毛坯余量及尺寸的確定主要是為了設計毛坯圖樣，從而為工件毛坯的制造作準備，該工 序在這里不做詳細說明，主要說明一下毛坯尺寸及相應公差的確定，以便毛坯制造者參考。 根據機械加工工藝師手冊（以下簡稱工藝手冊機械工業(yè)出版出版社、楊叔子主編），結合加工表面的精度要求和工廠實際，要合理地處理好毛坯余量同機械加工工序余量之間的 不足。粗銑 55的叉口的上、下端面的加工余量及公差。該端面的表面粗糙度為3.2,所以先粗銑再精銑。查機械加工余量手冊（以

14、下簡稱余量手冊機械工業(yè)出版社、孫本序 主編）中的表4-2成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。再查表4-2查得加工余量為2.0 mm。由工藝手冊表2.2-1至 表2.2-4和機械制造工藝與機床夾具(機械工業(yè)出版出版社、劉守勇主編)中表 1-15及 工廠實際可得：Z=2.0mm,公差值為T=1.6mm。2 各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛壞尺寸的確定(1) 25的孔加工余量及公差。毛坯為實心，不沖出孔。該孔的精度要求在IT7IT9之間，參照工藝手冊表2.3-9 表2.3-12確定工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的

15、尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T=0.12 mm，鉆孔 23mm擴孔 24.8 mm2Z=1.8 mm鉸孑L 25 mm2Z=0.2 mm由于本設計規(guī)定的零件為大批量生產，應該采用調整法加工，因此在計算最大、最小加 工余量時，應按調整法加工方式予以確定。 25 mm的孔的加工余量和工序間余量及公差分 布圖見圖1。由圖可知： 25mm的孔加工余量圖標毛坯名義尺寸： 鉆孔時的最大尺寸： 鉆孔時的最小尺寸： 擴孔時的最大尺寸： 擴孔時的最小尺寸： 粗鉸孔時的最大尺寸: 粗鉸孔時的最小尺寸:40 (mm)23 (mm)22.5 (mm)23 +1.8=24.

16、8 (mm)24.8-0.35=24.45 (mm)24.8+0.14=24.94 (mm)24.94-0.15=24.79 (mm)1i1啟1r Q.141 0.06JX加工尺寸公差鑄件毛坯鉆孔擴孔粗鉸精鉸加工前尺寸最大 23 24.8 24.94最小 22.5 24.45 24.79加工后尺寸最大 23 24.8 24.94 25最小 22.5 24.45 24.79 24.95加工余量2324.824.9425由圖可知:精鉸孔時的最大尺寸：24.94+0.06=25 ( mm)精鉸孔時的最小尺寸：25-0.05=24.95 (mm)(2)銑 55的叉口及上、下端面因為叉口的粗糙度為3.2

17、,所以粗銑再精銑。參照工藝手冊表 2.3-9表2.3-12確定 工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T=1.4 mm粗銑 55的叉口及上、下端面余量 1.0 mm。2Z=2.0精銑 55的叉口及上、下端面。2Z=2.0(3) 粗銑35X 3的上端面因為該面的粗糙度為6.3,所以粗銑一次即可。參照工藝手冊表2.3-9表2.3-12確定工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T=1.3mm粗銑35X 3的

18、斜面z=3.0(4) 銑16X 8的所在表面此面的粗糙度要求為3.2,所以分粗精加工即可。參照工藝手冊表2.3-9表2.3-12確定工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA為F。公差值T=1.6mm,其偏差土 0.7粗銑16X 8的上表面Z=2.0精銑16X 8的上表面Z=1.0(5) 銑16X 8的槽此面的粗糙度要求為3.2,所以粗銑再精銑。參照工藝手冊表 2.3-9表2.3-12確定 工序尺寸及余量為：查工藝手冊表2.2-5，成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級，查得鑄件尺寸公等級CT分為79級，選用8級。MA

19、為F。公差值T= 1.6mm。精銑16X 8的槽Z=1.0(6) 銑 40的下端面此面無粗糙度要求，所以可以直接粗銑。粗銑 40的下端面工序尺寸83Z=2.0(7) 切斷 55叉口。(五) 確定切削用量及基本工時工序10：粗銑 55的叉口上端面。 進給量采用端銑刀，齒數4,每齒進給量af =0.15mm/z (機械制造工藝與機床夾具課程設計指導（吳拓、方瓊珊主編）故進給量f=0.6mm 銑削速度：cvdqv omxvyvuvPvT a p a f aw zkv(m/min)由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表 5-6得切削速度為918m/min根據實際情況查表得 V=15 m/min切削工時

20、：引入 l=2mm，引出 I1=2mm, I3=75mm。查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式：工序20:銑 40的下端面 進給量采用端銑刀，齒數4,每齒進給量af =0.15mm/z （機械制造工藝與機床夾具課程設計指 導（吳拓、方瓊珊主編）。故進給量f=0.6mm 銑削速度：cd%V 二 Tm x 爲 uv p, kv （m/min）（表 948 ）T ap人af%才由數控加工工藝（田春霞主編）中第五章表 5-6得切削速度為918m/min根據實際情況查表得 V=15 m/min 切削工時：引入 l=2mm，引出 li=2mm, l3=75mm。查工藝手冊P9-143表9

21、.4-31，切削工時計算公式：總時間：工序30：鉆、擴、粗鉸、精鉸25孔。1 加工條件工件材料：灰鑄鐵HT200加工要求：鉆25的孔，其表面粗糙度值為Rz=1.6卩m；先鉆23的孔在擴24.8的 孔，再粗鉸24.94孔，再精鉸25孔。機床：Z5125A立式鉆床。刀具：23麻花鉆，24.8的擴刀，鉸刀。2計算切削用量（1）鉆23的孔。 進給量查機械制造工藝與機床夾具課程設計指導P47表2-23鉆孔進給量f為0.390.47 mm/r,由于零件在加工一 23mm孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘系數0.75,則f=(0.390.47)X 0.75=0.290.35mm/r,查表得出，現取f=0.25

22、mm/r。此工序采用 23的麻花鉆。 所以進給量f= 0.25mm/z 鉆削速度切削速度：根據手冊表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。根據手冊nw=300r/min,故切削速度為 切削工時l=23mm, li=13.2mm.查工藝手冊P9-143表9.4-31，切削工時計算公式： 擴孔的進給量查切削用量手冊表2.10規(guī)定,查得擴孔鉆擴24.8的孔時的進給量，并根據機床規(guī)格 選取F=0.3 mm/z 切削速度擴孔鉆擴孔的切削速度，根據工藝手冊表28-2確定為V=0.4V 鉆其中V鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度.故V=0.4X 21.67=8.668m/min按機床選

23、取nw=195r/mi n. 切削工時切削工時時切入 L1=1.8mm,切出L2=1.5mm粗鉸孔時： 進給量根據有關資料介紹，鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的1/21/3,故F= 1/3f 鉆=1/3 X 0.3=0.1mm/rV=1/3V 鉆=1/3 X 21.67=7.22m/min 切削速度按機床選取nw=195r/min所以實際切削速度 切削工時切削工時，切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm.精鉸孔時的： 進給量根據有關資料介紹，鉸孔時的進給量和切削速度約為鉆孔時的1/21/3,故F=1/3f 鉆=1/3 X 0.3=0.1mm/rV=1/3V鉆=1/3X 21.67=7

24、.22m/min 切削速度按機床選取nw=195r/min所以實際切削速度 切削工時切削工時，切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.工序40:粗、精銑 55的叉口的下端面。1. 粗銑 55的叉口的下端面工件材料：HT200，鑄造。機床：X5020A立式銑床。查參考文獻7表30 34刀具：硬質合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：YT15, D ：100mm，齒數Z ：8,此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=1.9mm所以銑削深度ap : a p： 1.9mm每齒進給量a f :根據參考文獻3表2.4-75,取a f ：0.12 mm/ Z銑削速度V :參照 參考文獻7表 30 34,取 V ：1

25、.33m/ s。機床主軸轉速 n： n = 1000vnd式中V銑削速度； d刀具直徑。1000v1000 1.33 60由式2.1機床壬軸轉速n ； n254r/minnd3.14X100按照參考文獻3表3.1-74n : ：300r /min實際銑削速度V：一 m 仝14 100 300 ,1.57r/min1000 1000 60進給量 Vf:Vf 二afZ n =0.12 8 300/60 : 4.8mm/s工作臺每分進給量 fm : fmV f 二 4.8mm/s 二 288mm/mina .：根據參考文獻7表2.4-81, a =40mm2、精銑 55的叉口的下端面。工件材料：HT

26、200，鑄造。機床：X5020A立式銑床。參考文獻7表30 31刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：YT15，D ：100mm，齒數12,此為細齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=0.1mm 銑削深度a p : apmm每齒進給量af :根據參考文獻7表30 31,取af ：0.08 :mm/ Z 銑削速度V :參照參考文獻7表30 31,取V ：0.32m/ s機床主軸轉速 n： n = 1000V 兀d1000 0.32 603.14 100:61r/min按照參考文獻7表3.1-31 n : ：75r /mindn 3.14 100 75 頭際銑削速度v: v0.4r/min10001000 疋 60進給量 Vf 由式（1.3）有：Vf =afZn= 0.15S2 x75/60 = 2.25mm/s工作臺每分進給量 fm : fm =Vf