机械制造技术与装备
课程设计说明书
设计题目：“CA6140车床拔叉831005”零件的机械加工工艺规程及φ22孔加工夹具设计
专业：机械设计制造及自动化
班级：
学号：
设计者：
指导教师：
日期 2014年6月20日
目录
序言 (1)
一、零件的分析 (2)
1.1零件的作用 (2)
1.2零件的工艺分析 (2)
二、工艺规程设计 (2)
2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状 (2)
2.2基准的选择 (2)
2.3制定工艺路线 (3)
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (4)
三、夹具设计 (12)
3.1问题的提出 (12)
3.2夹具设计 (12)
四、设计小结 (14)
五、参考文献 (15)
序言
机械制造工艺学课程设计,是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的：
1.能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
2.通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具（或量具）的训练，提高结构设计的能力。
3.课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。
就我个人而言，我希望能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的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后从事的职业打下一个良好的基础。
由于个人能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。
一、零件的分析
1.1零件的作用
题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）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进行工作。宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
1.2零件的工艺分析
CA6140拨叉共有两组加工表面。
1.以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。
2.以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽经上述分析可知，对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。
二、工艺规程设计
2.1确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状
零件材料HT200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为大批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查《金属机械加工工艺人员手册》表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。
2.2基准的选择
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，是生产无法正常进行。
2.2.1粗基准的选择
因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。
2.2.2精基准的选择
为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面为精基准。
2.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领一确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性的机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，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1：粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。
工序2：粗、精铣削B面。
工序3：铣削8+0.030mm的槽。
工序4：铣削18+0.0120mm的槽。
工序5：拉花键。
2）工艺路线方案二
工序1：粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。
工序2：拉花键。以A面为基准。
工序3：铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。
mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣工序4：铣削8+0.03
床加专用夹具。
mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣工序5：铣削18+0.012
床加专用夹具。
3）工艺方案的比较与分析
上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和A面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。
以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片”
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为1.0 kgσb =160MPa HBS 生产类型为由大批量生产，采用模锻锻模。
根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，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，足够把铸铁的硬质表面层切除
2.矩形花键底孔：
+0.28，见零件图，要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为Φ22
参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。
钻孔Φ20mm
(1)扩孔Φ21mm
(2)拉花键
(3)花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取 2Ζ=1mm
3.B面的加工余量：
此工序分2个工步(1)粗铣B面 (2)精铣B面。
精加工余量为0.2mm
粗铣加工余量为2.8mm
2.5确定切削用量及基本工时
工序1：车削A面。
1．加工条件
工件材料：灰口铸铁HT200。σb=145 MPa。铸造。
加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2µm
机床：C3163-1。转塔式六角卧式车床。
刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15
2．计算切削用量
(1)已知长度方向的加工余量为3±0.8mm 。实际端面的最大加工余量为3.8mm 。故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT １２级取-0.46 mm （入体方向）
(2)进给量、根据《切削简明手册》（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm³25mm,
