工艺设计说明书
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机械制造工艺学课程设计题目名称CA6140拨叉的加工工艺设计系别机械工程学院专业/班级机自10101班学生向小龙学号43910130指导教师（职称）张春兰（高级工程师）目录序言 (1)1.计算生产纲领、确定生产类型 (2)2.零件图样的工艺性分析 (2)2.1 CA6140车床拨叉的工艺分析 (2)3.确定毛坯 (3)3.1确定铸件加工余量及形状 (3)3.2绘制铸件零件图 (4)4.工艺规程设计 (4)4.1选择定位基准 (4)4.2制定工艺路线 (5)5.工序设计 (6)4.1机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (7)5.2确定切削用量及基本工时 (8)6.设计总结 (24)7.参考文献 (25)序言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能够通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，今后为国家的“四化”建设打下一个良好的基础。
1.计算生产纲领，确定生产类型该零件是CA6140车床拨叉，该产品年产量为4000台，其备品率为6%，零件废品率为2%，现制定机械加工工艺规程。
N = Qn（1+α%+β%）=4000 x（1+6%+2%）件/年=4320件/年此拨叉年产量为4320件，根据机械制造工艺学表1-1生产类型与生产纲领的关系，可以确定其生产类型为中批生产。
2.零件图样的工艺性分析CA6140车床拨叉零件图样的视图正确、完整、尺寸、公差及技术要求齐全。
零件的材料为HT200，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压，但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。
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：2.1 CA6140车床拨叉的工艺分析CA6140车床拨叉共有以下几处加工表面，其间有一定位置要求。
分别如下：1. 以ϕ25孔为中心的加工表面该组加工表面包括：ϕ25H7的通孔，以及ϕ42的圆柱两端面，其中主要加工表面为ϕ25H7通孔。
2. 以ϕ60孔为中心的加工表面该组加工表面包括：ϕ60H12的孔，以及ϕ60H12的两个端面。
主要是ϕ60H12的孔。
3. 铣16H11的槽该组加工表面包括：此槽的端面，16H11的槽的底面，16H11的槽两侧面。
4. 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。
该组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。
主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。
这几组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）ϕ60孔端面与ϕ25H7孔垂直度公差为0.1mm。
（2）16H11mm的槽与ϕ25H7的孔垂直度公差为0.08mm。
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。
可以先加工ϕ25H7通孔，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，并且此零件没有复杂的加工表面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
3.确定毛坯零件材料为HT200,灰铸铁属于脆性材料，故不能锻压和冲压，但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为中批量生产，故选择金属型铸造毛坯。
3.1确定铸件加工余量及形状毛坯尺寸如下：1. 外圆表面（φ42）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。
2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（ϕ25，ϕ60端面）查《简明手册》表2.2-4。
取ϕ25，ϕ60端面长度余量均为3mm（均为双边加工。
[1]3. 内孔（ϕ60已铸成ϕ50的孔）查表2.2-3～2.2-5，为了节省材料，取ϕ60孔已铸成孔长度余量为5mm，即铸成孔半径为50mm。
[1]4. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线47mm的距离，余量为3mm。
5. 螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至ϕ25孔轴线且垂直轴线方向40mm的距离，余量为4 mm。
6. 其他尺寸直接铸造得到3.2绘制铸件零件图图3.1 零件毛坯图4.工艺规程设计4.1选择定位基准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。
(1)粗基准的选择(先粗后精)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ϕ25 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，其余以零件的下端孔为主要的定位粗基准。
（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“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的ϕ25通孔为主要的定位精基准，以ϕ25通孔端面为辅助的定位精基准。
4.2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,可以考虑采用各种机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。
选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工艺路线方案一：工序 01 粗、钻、扩、铰、精铰ϕ25、ϕ60孔工序 02 粗、精铣ϕ60、ϕ25孔下端面工序 03 粗、精铣ϕ25孔上端面工序 04 粗、精铣ϕ60孔上端面工序 05 切断ϕ60H12孔工序 06 铣螺纹孔端面工序 07 钻ϕ20.5孔（装配时钻铰锥孔）工序 08 攻M22×1.5螺纹工序 09 粗铣、精铣槽所在的端面工序 10 粗铣、精铣16H11的槽工艺路线方案二：工序 01 粗铣ϕ25H7两端面，保证尺寸80mm工序 02 钻、扩、铰ϕ25H7通孔工序 03 粗镗ϕ60H12孔,半精镗ϕ60H12孔，粗糙度达到3.2工序 04 粗铣槽顶端面和槽底端面,槽顶端面到ϕ25H7孔中心距为4003.0-，槽底端面到ϕ25H7的中心距为 36mm工序 05 铣螺纹孔端面，粗糙度6.3工序 06 钻ϕ20孔垂直于ϕ25H7通孔工序 07 攻M22×1.5螺纹工序 08 粗、精铣16H11槽工序 09 粗铣ϕ60H12孔两端面，保证尺寸13，精铣ϕ60H12孔两端面，保证尺寸12d11工序 10 切断ϕ60H12孔工艺方案的比较与分析：以上两个加工工艺方案进行比较，方案一的加工工序比较集中，工序较少，但装换刀具的辅助时间较长，而且同时钻两个孔，还要保证加工精度，对机床设备要求较高，不适合中批量生产。
方案二的加工工序比较分散，适合流水线生产，而且很多工序不用装换刀具和重新对刀，极大的缩短辅助工时。
而且加工完前次的又可成为下次加工的基准，加工精度容易保证，综合以上两个方案的优缺点，而且又是中批量生产，考虑到工作效率及经济效益等原因，所以选择方案二比较合适。
5.工序设计①机床的选择工序01、04、05、08、09、10用X62型卧式铣床（表4.2-38）工序02、06、07采用Z535立式钻床（表4.2-14）工序03采用T68卧式镗床（表4.2-19）②选择夹具该拨叉的生产纲领为中批生产，所以采用专用夹具。
③选择刀具零件材料为HT200，在铣床上加工的各工序，采用YG类硬质合金铣刀或高速钢铣ϕ，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。
刀即可保证加工质量。
在铰孔257H5.1机械加工余量、工序尺寸及公差的确定根据前面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：据以上原始资料及加工路线，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（ϕ42）考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。
2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（ϕ25，ϕ60端面）取ϕ25、ϕ60端面长度余量均为2.5（均为双边加工）。
[1]铣削加工余量为：粗铣2.5mm，保证尺寸80mm3. 内孔（ϕ60已铸成ϕ50的孔）查表 2.2～2.5，为了节省材料，取ϕ60孔已铸成孔长度余量为5，铸成孔半径为50mm。
[1]工序尺寸加工余量：粗镗ϕ50mm孔至ϕ59mm 余量为1mm半精镗至ϕ60H12mm工序尺寸加工余量：同上ϕ25钻孔至ϕ22 余量为3mm扩孔至ϕ24.7mm 余量为0.03mm铰孔至ϕ25H7mm4.槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量铸出槽端面至中心线47mm的距离，余量为3mm。
工序尺寸加工余量：粗铣端面3mm 保证槽端面，即a面至中心线尺寸440-0.3 mm5.螺纹孔顶面加工余量铸出螺纹孔顶面至ϕ25孔轴线且垂直轴线方向40mm 的距离，余量为4 mm 。
工序尺寸加工余量：粗铣顶面 4 mm 保证顶面即b 面到中心线尺寸36mm 6. 其他尺寸直接铸造得到。
由于本设计规定的零件为中批量生产，应该采用调整加工。
因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。
5.2确定切削用量及基本工时工序01粗铣Φ25H7两端面机床：X62型卧式铣床刀具：两块镶齿套式面铣刀(间距为80)，材料：15YT ，100D mm = ，齿数14Z =，为粗齿铣刀。
因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度p a ：a p =3mm每齿进给量f a ：查表 2.1-85，取0.2/f a m m Z =铣削速度V ：查表 2.1-85，取20/minV m =。
【3】 机床主轴转速n ：100010002063.69/min 3.14100V n r d π⨯==≈⨯， 按照表3.1-74 100/min n r = 实际铣削速度v ： 3.141001000.523/1000100060dnv m s π⨯⨯==≈⨯进给量f V ：0.214100/60 4.67/f f V a Zn mm s ==⨯⨯≈ 工作台每分进给量m f ： 4.67/280.2/min m f f V mm s mm ===εa ：根据表2.1-85,mm a 60=ε切削工时被切削层长度l ：由毛坯尺寸可知42l mm =，刀具切入长度1l ：2210.5()(1~3)l D D a ε=--+220.5(10010060)(1~3)12mm =--+=刀具切出长度2l ：取mm l 22=走刀次数为1机动时间1j t ：121421220.199min 280.2j m l l l t f ++++==≈ 工步辅助时间为：1.23min工序02钻Φ25H7通孔工件材料为HT200铁，硬度200HBS 。
