拨叉的课程设计说明书

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

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目录

绪论 (3)

第一章拨叉零件的分析 (3)

1.1 零件的作用 (3)

1.2 零件的工艺分析 (3)

1.3 零件图 (4)

第二章工艺规程设计 (4)

2.1 确定毛坯的制造形式 (4)

2.2 绘制毛坯图 (4)

2.3 基面的选择 (4)

2.4 零件工艺路线的拟定 (5)

2.5 选择机床和工装 (6)

2.5.1 机床的选择 (6)

2.5.2 夹具的选择 (6)

2.5.3 刀具的选择 (6)

2.5.4 量具的选择 (6)

2.5.5 零件的加工余量和工序尺寸的确定 (6)

2.6 工序切削用量的确定 (7)

2.6.1 工序一粗精铣φ20φ50孔下端面 (7)

2.6.2 工序二粗精铣φ32上端面 (8)

2.6.3 工序三粗精铣φ50 上端面 (9)

2.6.4 工序四铣凸台 (10)

2.6.5 工序五钻φ20孔 (10)

2.6.6 工序六镗Φ50孔 (11)

2.6.7 工序七钻螺纹孔 (12)

2.6.8 工序八钻φ8锥孔 (12)

2.6.9 工序九铣断 (13)

第三章设计总结 (14)

第四章参考文献 (14)

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φ20孔与操纵机构相连，二下方的φ50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

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φ20为中心的加工表面

这一组加工表面包括：φ20021.00+的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，，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φ50为中心的加工表面

这一组加工表面包括：φ5050.025.0+的孔，以及其上下两个端面。

这两组表面有一定的位置度要求,即φ5050.025.0++的孔上下两个端面与φ20021.00+的孔有垂直度要求。

由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。

（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φ20021.00 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V 形块支承这两个φ32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。

（三）绘制毛坯图（另外附一）

（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，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φ20孔上端面。

工序二钻、扩、铰、精铰φ20、φ50孔。

工序三粗、精铣φ50孔上端面

工序四粗、精铣φ50、φ20孔下端面。

工序五切断。

工序六钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序七钻一个φ4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φ20孔上端面。

工序二粗、精铣φ20孔下端面。

工序三钻、扩、铰、精铰φ20孔。

工序四钻、扩、铰、精铰φ50孔。

工序五粗、精铣φ50孔上端面

工序六粗、精铣φ50孔下端面。

工序七切断。

工序八钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序九钻一个φ4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φ32外圆为粗基准，粗铣φ20孔下端面。

工序二精铣φ20孔上下端面。

工序三以φ20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰φ20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。

工序四以φ20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰φ50孔，保证空的精度达到IT7。

工序五切断。

工序六以φ20孔为精基准，粗铣φ50孔上下端面。

工序七以φ20孔为精基准，精铣φ50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φ20孔为精基准，钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序九以φ20孔为精基准，钻一个φ4孔，攻M6螺纹。

工序十以φ20孔为精基准，铣47°凸台。

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φ50、φ20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 零件的加工余量和工序尺寸的确定

”CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，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（φ20，φ50端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ20，φ50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 0mm

2. 孔（φ50已铸成孔）

查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ50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

扩孔 0.125mm

铰孔 0.035mm

精铰 0mm

2.6 工序切削用量的确定

2.6.1 工序一 粗精铣φ20φ50孔下端面

以φ32外圆为粗基准，粗铣φ20φ50孔下端面。

1. 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。

加工要求：粗铣φ20φ50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a e <=60,深度a p <=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径d o =80mm 。选择刀具前角γo ＝＋5°后角αo ＝8°，副后角αo ’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr ε=30°,副刃Kr ’=5°过渡刃宽b ε=1mm 。

2. 切削用量

1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =1.5mm ，一次走刀即可完成所需长度。

2）每齿进给量 机床功率为7.5kw 。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z 。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z 。

3）查后刀面最大磨损及寿命

查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm 。

查《切削手册》表3.8，寿命T=180min

4）计算切削速度 按《切削手册》，V c =v pv v e v z v p m v o v K Z

u a y f X a T q d C 算得 V c ＝98mm/s ，n=439r/min,V f =490mm/s

据XA6132铣床参数，选择n c =475r/min,V fc =475mm/s,则实际切削速度V c =3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc =V fc /n c z=475/(300*10)=0.16mm/z 。

5)校验机床功率 查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc 。故校验合格。 最终确定 a p =1.5mm ，n c =475r/min,V fc =475mm/s ，V c =119.3m/min ，f z =0.16mm/z 。

6）计算基本工时

t m ＝L/ V f =(32+80)/475=0.09min 。

精铣φ20孔下端面。

1. 加工条件

工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。

加工要求：精铣φ20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a e <=60,深度a p <=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径d o =80mm 。选择刀具前角γo ＝＋5°后角αo ＝8°，副后角αo ’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr ε=30°,副刃Kr ’=5°过渡刃宽b ε=1mm 。

2. 切削用量

1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择a p =1.0mm ，一次走刀即可完成所需长度。

2） 每齿进给量 机床功率为7.5kw 。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z 。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z 。

3） 查后刀面最大磨损及寿命