车床拔叉的工艺过程设计.doc

1、 课 题: 车床拔叉的工艺过程设计例一车床拨叉机械加工工艺规程:一、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30孔与操纵机构相连，二下方的48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、小头孔30以及与此孔相通的8的通孔。2、大头半圆孔60

2、.3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，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，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为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、确定毛坯1、确定毛坯种类：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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5,选用铸件尺

3、寸公差等级为CT-12。2、确定铸件加工余量及形状：查机械制造工艺设计简明手册第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：简 图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说 明D132H12空降一级双侧加工D262H3.52空降一级双侧加工T253H5单侧加工T365H5单侧加工T485H5单侧加工3、绘制铸件毛坯图三、工艺规程设计(一)选择定位基准：1 粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。 2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据

4、“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。（二）制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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。查机械制造工艺设计简明手册第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工序1 退火工序2 粗精铣30、48下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序3 粗精铣30上端面，以T1为

5、定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；粗精铣48上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序4 钻、扩、粗、精铰30孔，以32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序5 粗镗、半精镗48孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；工序6 钻、铰8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序7 钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序8 铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具；工序9 去毛刺；工序10 终检。（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1、圆柱表面工序尺寸： 前面根据

6、资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度等级表面粗糙度工序余量最小最大48IT12（D2）铸件7.0CT12粗镗4.0IT126.30.956.8半精镗3.0IT103.22.93.2530IT7（D1）钻18IT1117.8918扩1.8IT106.31.7161.910粗铰0.14IT83.20.1070.224精铰0.06IT71.60.0390.0932、平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件5.0CT1201粗铣30孔下端面4.028.0121.57.7502粗铣30孔上

7、端面4.028.0121.57.7503粗铣48孔上端面4.050.0121.86.3807精铣30孔下端面1.028.080.751.28308精铣30孔上端面1.028.080.751.28310精铣48孔端面1.0246.080.9511.0163、确定切削用量及时间定额：工序 粗铣20、50下端面，以T2为粗基准1. 加工条件工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗铣20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铣床；刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae90,深度ap6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简

8、明手册（后简称简明手册）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16，选择刀具前角00后角08，副后角0=10，刃倾角s=10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）确定切削深度ap 因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35，X51立式铣床）时： fz=0.090.18mm/z故选择：fz=0.18

9、mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据切削手册表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：其中 ，将以上数据代入公式：确定机床主轴转速： 。根据简明手册表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进

10、给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minf zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5)校验机床功率 根据切削手册表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）计算基本工时 tmL/ vf，L=l+ y+，l=176mm.查切削手册表3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/ Vf=(176+40)/390=0.81min。工序

11、 粗铣30上端面，以T1为定位基准，； 切削用量和时间定额及其计算过程同工序。工序 粗铣48上端面，以T4为定位基准刀具：YG6硬质合金端铣刀，机床：X51立式铣床根据切削手册查的，现采用X51立式铣床，根据简明手册4.2-36查得取，故实际切削速度当时，工作台每分钟进给量应为查说明书，取计算切削工时因此工序 钻、扩20孔，以32外圆和T2为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。1. 选择钻头 根据切削手册表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角o12，二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度，

12、2.选择切削用量 （1）确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册，由切削手册表2.7,系数为0.5,则： 按钻头强度选择:查切削手册表2.8,钻头允许进给量为：；按机床进给机构强度选择：查切削手册表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r。根据简明手册表4.2-16,最终选择进给量。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据切削手册表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用

13、说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf，故所选进给量可用。（2）确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.6mm，寿命（3）切削速度查切削手册表2.30，切削速度计算公式为： （m/min）其中，查得修正系数：，=，故实际的切削速度： （4）检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20，当f0.26, do19mm时，Mt=31.78Nm，修正系数均为1.0，故MC=31.78 Nm。查机床使用说明书：Mm =144.2 Nm。查切削手册表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kw。查机床使用说明书，。由于，故切削用量可用，即：，3、计算工时4、扩孔至29查切削手册表2

14、.10，扩孔进给量为：，并由机床使用说明书最终选定进给量为：。根据资料，切削速度 ，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故 根据机床使用说明书选取 。基本工时 工序 粗镗48孔，以D1为定位基准机床：T68卧式镗床单边余量由简明手册4.2-20查得取由简明手册4.2-21查得取计算切削工时工序 铣斜肩，以D1和T2为定位基准刀具：硬质合金三面刃铣刀机床：X51立式铣床根据简明手册查得：。根据切削手册查得：因此：现采用X51立式铣床，取：，故实际切削速度为：当时，工作台每分钟进给量应为：根据切削手册表4.2-37查得,取：。计算切削基本工时：因此：工序 精铣20下端面，以T2为基准刀具：Y

15、G6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，取为0.5mm/r参考有关手册，确定，采用YG6硬质合金端铣刀，则：现采用X51立式铣床，根据简明手册表4.2-36，取故实际切削速度： 当时，工作台每分钟进给量：，取为980mm/min本工序切削时间为：min工序 精铣20上端面，以T1为基准切削用量同工序精铣时基本工时：工序 粗铰、精铰30孔，以T2和48外圆为基准，（1）粗铰至刀具：专用铰刀机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为0.81.2mm/z,进给量取0.81mm/r，机床主轴转速取为=140r/min，则其切削速度为：。机动时切削工时，=38

16、mm，(2) 精铰至刀具：机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48mm/r，机床主轴转速取为：=140r/min，则其切削速度为：机动时切削工时，=38mm工序 精铣48端面，以D1为基准。机床：X51立式铣床刀具：硬质合金立铣刀（镶螺旋形刀片），由切削手册表3.6查得：,即27m/min，因此，。现采用X51立式铣床，取 ，工作台每分钟进给量应为：查机床使用说明书，取 。铣削基本工时：工序 半精镗48孔，以D1做定位基准。单边余量,可一次切除，则 。由切削手册表1.6查得，进给量取为0.27mm/r。由切削手册表1.1查得，则：查简明手册表4.2-20，取为630r/

17、min。加工基本工时：工序12 钻、铰8锥孔，以T1和零件中线为基准。刀具：专用刀具机床：Z525立式钻床确定进给量：根据切削手册表2.7查得，查Z525机床使用说明书，现取。查切削手册表2.15，计算机床主轴转速：按机床选取，所以实际切削速度为：计算切削基本工时：工序 铣断，以D1为基准。选择锯片铣刀，d=160mm，l=4mm，中齿，Z=40采用X61卧式铣床，查简明手册，选择进给量为：,切削速度为：，则：根据简明手册表4.2-39，取，故实际切削速度为：此时工作台每分钟进给量应为：查简明手册表4.2-40，刚好有。计算切削基本工时：参考文献:机械制造工艺学课程设计指导书2版 机械工业出版

18、社,艾兴,肖诗纲主编,切削用量简明手3版 机械工业出版社,曾志新,吕明主编,机械制造技术基础.武汉理工出版社,李益民主编,机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版社,王明珠主编,工程制图学及计算机绘图国防工业出版社,6.工序简图画法及要求（1）工序图可按比例缩小，并尽量用较少的投影给出。（2）简图中的加工表面用粗实线表示。（3）对定位、夹紧表面应以规定符号标明。（4）最后，应表明各加工表面在本工序加工后的尺寸、公差及表面粗糙度。7.外圆表面加工方法及经济精度 外圆表面加工方采及其经济精度加工方案经济精度公差等级表面粗糙度Ra（m）适用范围粗车半精车精车滚压（或抛光）ITll13 IT89 IT7

19、8 IT675010032630 81600820适用于除淬火钢以外的金属材料粗车半精车磨削粗磨精磨超精磨IT67 IT57 IT50 400800 100400012010除不宜用于有色金属外，主要适用于淬火钢件的加工粗车半精车精车金刚石车IT560025040主要用于有色金属粗车半精车粗磨精磨镜面磨精车精磨研磨粗研抛光IT5以上IT5以上IT5以上0 0250200050100025040主要用于高精度要求的钢件加工内孔表面加工方案及其经济特度加工方案经济精度公差等级表面粗糙度Ra（m）适用范围钻扩铰粗铰精铰铰粗铰精铰ITll13ITl011IT89 IT78 IT89IT78502550

20、160320080160160320080160加工未淬火钢及其铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属（所得表面粗糙度Ra值稍大）钻（扩）拉IT78080160大批、大量生产（精度可由拉刀精度而定），如校正拉削后，则Ra可降低到040020粗镗（扩）半精镗磨精镗（或铰）浮动镗ITll13IT89 IT78 IT672550160320080160020040除淬火钢外的各种钢材，毛坯上已有铸出或锻出的孔粗镗（扩）半精镗磨 粗磨精磨IT78 IT670 020080010020主要用于淬火钢，不宜用于有色金属粗磨半精磨精磨金刚镗IT67005020主要用于精度要求高的有色金属钻（扩）粗铰精铰拉珩磨

21、粗镗半精镗精镗珩磨IT67IT67 IT67002502000250200025020精度要求很高的孔，若以研磨代替珩磨，精度可达IT6以上，Ra可降低到0l001平面加工方法及其经济精度加工方案经济精度公差等级表面粗糙度Ra（m）适用范围粗车半粗车粗车磨ITll13IT89 IT78 IT6750320630080160020080适用于工件的端面加工粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）刮研ITll13IT79IT56501 60630010080适用于不淬硬的平面（用端铣加工，可得较低的粗糙度值）粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）宽刃精刨 IT67020080批量较大，宽刃精刨效率高粗刨（或粗铣）精刨（

22、或精铣）磨 粗磨精磨IT67 IT560200800025040适用于精度要求较高的平面加工粗铣拉IT69020080适用于大量生产中加工较小的不淬火平面粗铣精铣磨研磨抛光IT56IT5以上00250200025010适用于高精度平面的加工10.机加工余量表表4铸件机械加工余量尺寸公差等级CT123456加工余量等级MAABCDDEDEF基本尺寸加 工 余 量 数 值 （mm）大于至1000.50.40.60.50.80.60.90.80.80.61.00.81.51.51001600.60.50.90.81.00.81.51.51.00.91.51.52.02.01602500.80.71.

23、61.01.51.02.01.51.51.52.02.02.52.52504000.90.81.51.51.51.52.02.02.01.52.52.03.53.04006302.01.52.01.52.52.52.01.52.52.54.03.563010002.52.03.02.52.52.03.03.04.54.0100016002.52.03.53.05.04.5尺寸公差等级CT78加工余量等级MADEFDEFGH基本尺寸加 工 余 量 数 值 （mm）大于至1001.00.71.50.92.01.51.50.81.51.02.01.52.52.03.02.51001601.50.92

24、.01.52.52.01.51.52.01.52.52.03.02.54.03.51602501.51.52.02.03.02.52.01.52.52.03.02.54.03.55.04.52504002.01.52.52.03.53.02.52.03.02.54.03.55.04.56.56.04006302.52.03.02.54.03.52.52.03.52.54.54.05.55.07.57.063010002.52.03.53.04.54.03.02.54.03.05.04.56.56.08.58.0100016003.02.54.03.55.55.03.02.54.53.56.05

25、.07.56.5109.0尺寸公差等级CT910加工余量等级MADEFGHEFGH基本尺寸加 工 余 量 数 值 （mm）大于至1001.51.02.01.52.52.03.02.53.53.02.51.53.02.03.52.54.03.01001602.01.52.52.03.02.53.53.04.54.03.02.03.52.54.03.05.04.01602502.51.53.02.03.53.04.54.05.55.03.52.54.03.05.04.06.05.02504003.02.03.52.54.53.55.54.57.06.04.03.05.04.06.05.07.56.

26、54006303.02.54.03.05.04.06.05.07.57.04.53.55.54.56.55.58.57.563010003.52.54.53.55.54.57.06.09.08.05.54.06.55.08.06.5108.5100016004.03.05.04.06.55.58.06.5119.56.04.57.56.09.07.51210尺寸公差等级CT1112加工余量等级MAEFGHFGHJ基本尺寸加 工 余 量 数 值 （mm）大于至1003.02.03.52.54.03.04.53.54.02.54.53.05.03.56.04.51001603.52.54.03.0

27、4.53.55.54.55.03.55.54.06.55.07.56.01602504.53.05.03.56.04.57.05.56.04.07.05.08.06.09.57.52504005.03.56.04.57.05.58.57.07.05.08.06.09.57.5119.04006305.54.06.55.07.56.09.58.08.05.59.06.5118.5141163010006.54.57.55.59.07.0119.09.06.5118.013101613100016007.05.08.56.5108.01310117.5129.015121815尺寸公差等级CT91

28、0加工余量等级MADEFGHEFGH基本尺寸加 工 余 量 数 值 （mm）大于至1001.51.02.01.52.52.03.02.53.53.02.51.53.02.03.52.54.03.01001602.01.52.52.03.02.53.53.04.54.03.02.03.52.54.03.05.04.01602502.51.53.02.03.53.04.54.05.55.03.52.54.03.05.04.06.05.02504003.02.03.52.54.53.55.54.57.06.04.03.05.04.06.05.07.56.54006303.02.54.03.05.04

29、.06.05.07.57.04.53.55.54.56.55.58.57.563010003.52.54.53.55.54.57.06.09.08.05.54.06.55.08.06.5108.5100016004.03.05.04.06.55.58.06.5119.56.04.57.56.09.07.51210尺寸公差等级CT13141516加工余量等级MAFGHJHJHJHJ基本尺寸加 工 余 量 数 值 （mm）大于至1005.53.56.04.06.54.57.55.57.55.08.56.09.05.5106.5116.5127.51001606.54.07.04.58.05.59.06.59.06.0107.0117.0128.0138.0149.01602507.55.08.56.09.57.0118.5117.5139.0138.51510159.517112504008.55.59.56.5118.01310139.015111510171218122014400630106.5117.5139.516121511181317122014201323166301000127.51391511181417122015201423172315261810001600138.5151017132016201423172316261927183021