车床拨叉的课程设计完整版

1、车床拨叉的课程设计HEN system office room HEN 16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688序言2第1章零件的分析2零件的作用2拨叉的技术要求2零件的工艺分析3第2章 工艺规程的设计3确定毛坯的制造形式3基面的选择3制定工艺路线4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5确立切削用量及基本工时7第3章夹具设计13问题的提岀13夹具设计13切削力及夹紧力的计算13定位误差分析14夹具设计及简要操作说明14第4章结论14参考文献15序言课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节机械制造工艺学课程设讣是在我们 学完这学期基础课、技术基础课以及部分专业课之后进行的

2、。这是我们年业之前对所学各课程的 一次深入的综合性的链接，也是一次性理论联系实际的训练。在学完机械制造基础的基础上进行这样的设计和练习，我们觉得是很有必要的，它对我们的理论 知识有了一左的提高，让我们知道了学习知识的重要性和怎么根据具体的情况设计岀实用的零 件。就我个人而言，我希望能通过这次课程设汁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、提髙自己、对此专业课有更深刻的认识和了解，为今后参加 社会现代化建设奠定一个良好的基础。第1章零件的分析零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。该拨叉应用在CA6140型车床变速箱传动轴上的换档 机构中该拨叉头以2

3、5mm孔套在变速叉轴上，并用螺钉经螺纹孔M22mm与变速叉轴联结,拨叉脚 则夹在两齿轮之间当需要变速时，操纵变速手柄,变速操纵机构就通过拨叉壁部的操纵槽带动拨叉 与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动三联滑移变速齿轮在花键轴上滑动以改变档位，从而 改变车床主轴的旋转速度.该拨叉是在停车时用于换档的，承受的弯曲应力和冲击载荷较小，因此零件应具有的强度和韧 性均不高该零件的主要工作表面为拨叉脚两端而、叉轴25H7、锁销螺纹孔M22X、拨叉长槽, 在设计工艺规程时应予以保证.拨叉的技术要求加工表而尺寸偏差(mm)公差及精度等级表而粗糙度 Ra ( u m)形位公差(mm)长槽侧而IT11长槽底而I

4、T12拨叉脚两端面ITUA拨叉脚内表面IT12M22X螺纹孔到 大槽外侧IT1225mm孔IT7M22X 孔拨叉头上下端面SO该拨叉形状特殊，结构简单，属于典型的叉杆类零件为了实现换档变速的功能，英叉轴孔与变 速叉轴有较高的配合要求，因此加工精度要求较髙为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔2502，mm的垂直度要求为.为保证拨叉在叉轴上有准确的位置,改换档 位准确，拨叉用螺钉宅位.综上所述,该拨叉件的各项技术要求制订得较合理.零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一泄位巻要求。分述如下：1. 以425mm孔为中心的加工表面这一组加工表而包括：25H7mm的孔，以

5、及42mm的圆柱两端而，英中主要加工表而为25H7mm 通孔。2. 以“ 60mm孔为中心的加工表而这一组加工表而包括：6OH12的孔，以及Q60H12的两个端而。主要是60H12的孔。3. 铳16H11的槽这一组加工表而包括：此槽的端而，16Hllmm的槽的底而，16Hllmm的槽两侧面。4. 以M22X螺纹孔为中心的加工表而这一组加工表而包括：M22X的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表而为M22X螺纹孔。这两组加工表而之间有着一宦的位置要求，主要是：（1）* 60孔端面与 25H7孔垂直度公差为。（2）（2）16Hllmm的槽与25H7的孔垂直度公差为。由上而分析可知，加工时应先加工一

6、组表而，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。第2章工艺规程设计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。定位基面的选择基面选择是工艺规程设讣中的重要工作之一。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岀，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使 生产无法正常进行。（1）粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表而为粗基准。而作为粗基准的表而应平整，没有飞边， 毛刺或其他表而残缺。对有若干个不加工表而的工件，则应以与加工表而要求相对位置精度较高的不加工表而作粗基准。根据这个基

7、准选择原则，现选取025 孔的不加工外轮廉表而作为粗 基准，利用一组共两块V形块支承这两个*42孔作主要逹位而，限制5个自由度，再以一个销钉 限制最后1个自由度，达到完全建位，然后进行铳削。（2）精基准的选择根据拨叉零件的技术要求同装配要求，选择拨叉右端而同轴孔25作为精基准。零件上很多 表而都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循“基准统一”原则，轴孔25的轴线是设计基 准，选用其作为精基准加工拨叉的左右端面，螺纹孔M22X同槽，实现了设计基准跟工艺基准的 重合，保证了被加工表而的垂直度要求，另外，由于拨叉的刚性较差，受力容易产生变型，夹紧 力应该垂直于主要定位而，选用拨叉25孔端面做精基准，

8、夹紧可作用在端而上，夹紧可靠，不 容易引起零件变型。制定工艺路线制立工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位垃精度等技术要求能得到合 理的保证,在生产纲领已确左的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中 来提髙生产率。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铸造工序二时效工序三钻、扩、餃、精狡25、少60孔工序四粗、精铳60、e25孔下端面工序五粗、精铳*25孔上端面工序六粗、精铳60孔上端面工序七两件铳断工序八铳螺纹孔端面工序九钻20孔（装配时钻较锥孔）工序十攻22乂螺纹工序十一粗铳半精铳槽所在的端而工序十二粗铳半精铳

9、精铳16H11的槽工序十三去毛刺，修锐边工序十四检査上而的工序加工不太合理，因为由经验告诉我们大多数都应该先铳平而再加工孔，那样会更 能容易满足零件的加工要求，效率不髙，但同时钻两个孔，对设备有一左要求。且看另一个方 案。2. 工艺路线方案二工序一铸造工序二时效工序三 粗、精铳25孔上端而工序四粗、精铳*25孔下端而工序五钻、扩、较、精钱25孔工序六钻、扩、绞、精狡60孔工序七 粗、精铳60孔上端而工序八 粗、精铳60孔下端而工序九两件铳断工序十铳螺纹孔端面工序十一 钻e 22孔（装配时钻钱锥孔）工序十二攻M22X螺纹工序十三粗铳半精铳精铳槽所在的端面工序十四粗、半精铳精铳16H11的槽工序十

10、五去毛刺，修锐边工序十六检査上而工序可以适合大多数生产，但是在全部工序中间的工序九把两件铳断，对以后的各工序 的加工定位夹紧不方便，从而导致效率较低。再看另一方案。3. 工艺路线方案三工序一铸造工序二时效工序三 粗、精铳25孔上端而工序四粗、精铳e25孔下端而工序五钻、扩、较、精钱25孔工序六钻、扩、績、精钱60孔工序七 粗、精铳60孔上端而工序八 粗、精铳60孔下端而工序九铳螺纹孔端而工序十钻 22孔（装配时钻较锥孔）工序一攻M22X螺纹工序十二粗铳半精铳精铳槽所在的端而工序十三粗、半精铳精铳16H11的槽工序十四两件铳断工序十五去毛刺，修锐边工序十六检查此方案仍有先钻孔再铳平而的不足，所以

11、这个方案仍不是最好的工艺路线。综合考虑以上各 方案的各不足因素，得到以下我的工艺路线。4. 工艺路线方案四工序一铸造工序二时效工序三以42外圆为粗基准，粗铳* 25孔上下端而工序四精铳少25孔上下端而工序五以e25孔上端面为精基准,钻、扩、钱、精钱*25孔,孔的精度达到IT7工序六以25孔为精基准，粗铳d）60孔上下端而工序七以25孔为精基准，精铳60孔上下端而，保证端而相对孔的垂直度误差不超过工序八以25孔为精基准，粗镇、半精镣G60孔,保证孔的精度达到IT12工序九以25孔为精基准，铳螺纹孔端而工序十以025孔为精基准,钻420孔（装配时钻较锥孔）。攻M22X螺纹工序十一 以25孔为精基准

12、，铳槽端而以及侧而工序十二 以25孔为精基准，铳16H11的槽保证槽的侧而相对孔的垂直度误差是工序十三两件铳断工序十四去毛刺，修锐边工序十五检査虽然工序有十五步，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 （实际铳削只有两次，而且刀具不用调整），多次加工60、425孔是精度要求所致。此方案可 以适合批量生产，在全部孔及面加工完之后把两件铳断，不影响前而工序的加工泄位夹紧，并 且提高了加工效率。机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140车床拨叉”：零件材料为HT200,硬度190210HB,毛坯重量，生产类型为中批疑，铸 造毛坯。由机械加工工艺手册表表知，要确泄毛坯的尺

13、寸公差及机械加工余量，应先确定以下各项因 素：仃)公差等级由拨叉的铸造方法和材料，并查表得毛坯公差等级为CT10级.(2) 公差带位置公差带应相对于基本尺寸对称分布，即一半在基本尺寸之上，一半在基本尺寸之下.(3) 要求的机械加工余捲根据工件的铸造方法和铸件的材料，査表得其精度等级为F级.根据上述条件，可査表,表确左铸件的尺寸公差和机械加工余量.拨叉铸件毛坯尺寸公差及机构加工余量项目(mm)机械加工余量(mm)尺寸公差(mm)脚内圆直径60长槽宽度162脚端而宽度122中心距2孔径255端而442长槽底而至上表而822顶而364据以上原始资料及加工路线，分别确定务加工表而的机械加工余量、工序尺

14、寸及毛坯尺 寸如下：1. 外圆表而(”42)考虑其零件外圆表而为非加工表而，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. 外圆表而沿轴线方向长度方向的加工余疑及公差(425, 60端而)。查实用机械制造工艺设讣手册表7-23. 7-24,取425, 60端面长度余量均为(均为双边加 工)铳削加工余量为：工步加工余量粗铳精铳3. 内孔*60查机械加工余量手册孔60经过粗镇、半粗镇得到，査指导教程表2-1和2-5取公差等 级为IT10,加工余量等级为F级，砂型铸造孔的加工余量等级需要降低一级选用，其加工余戢等 级为CT10、MA-G级，再由表2-4查的加工余量为，直径总加工余量

15、为，毛坯尺寸为，CT10,。 工步加工余量工序尺寸公差粗镇 2mm 60-2*=IT12,半精镇 60mmIT9,同上，查机械加工余量手册得，零件25的孔也已铸出20的孔。工步加工余量工序尺寸公差钻孔m2,扩孔9粗狡*2 二IT9,精较25mm IT7,4. 槽端而至中心线垂直中心线方向长度加工余量5.铸出槽端而至中心线46mm的距离，余量为2mm。工序尺寸加工余量：粗铳端而至44mm5. 螺纹孔顶而加工余量毛坯尺寸40mm,加工余量等级为CT10,。工步 加工余量 工序尺寸 公差粗铳二T13,半精铳40mm IT&6. 长槽宽度（16H11）和长槽深度即底而至上表而8的加工余量铸岀长槽宽度为

16、14mm,深度为6mm,余量都为2mm7.工序尺寸加工余量：粗铳余量精铳余量7. 中心距加工余量两件铳断时中心距为128mm,余量为。粗铳脚底而至8. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规泄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。确立切削用量及基本工时工序三以42外圆为粗基准，粗铳* 25孔上下端而1. 加工条件工件材料：HT200, o b=, HB二200241,铸造。加工要求：粗铳*25孔上下端而。机床：X53K立式铳床。刀具：硬质合金钢端铳刀，牌号YG6. 铳削宽度心二60,深度二4,齿数z二10,故拯切削用量简明手册取刀具直径do二

17、80mm。选择刀具前角丫 o=+5后角a 0=15 ,副后角=10 ,刃倾角入s二一 15，主偏角Kr二60，过渡刃Kr =30，副偏角K；二5过渡刃宽b 二。2. 切削用量3.1）铳削深度因为有精度要求，要使用到精铳，切削量较小，故可以选择竹，二，不在一次走刀内完成所需长度。2）每齿进给量机床功率为10kwo查切削用虽简明手册表得f=z由于是对称铳，选较小量f二z。3）查后刀而最大磨损及寿命查切削用量简明手册表，寿命T=180min4）计算切削速度按切削用量简明手册表V-110m/min, n=439r/min Vf =492mm/min5）计算基本工时，查切削用量简明手册表得入超量及超切量

18、y+A=12mmtm=2*（L+y+Z）/Vf 二2*（42+12）/492二。工序四精铳25孔上下端而1. 加工条件工件材料：HT200, o b=, HB二200241,铸造。加工要求：精铳25上下端而。机床：X53k立式铳床。刀具：硬质合金钢端铳刀，牌号YG6.铳削宽度，二60,深度作 二4,齿数z二10,故据切削用呈:简明手册取刀具直径do二80mm.选择刀具前角Y。=+5 ,后角 0=8 ,副后角u。， 二8 ,刃倾角Xs=-10，主偏角Kr二60，过渡刃Kr 二30，副偏角Kr二5 ,过渡刃宽b lmiDo2. 切削用量3.1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择二，一次走刀即可完成

19、所需长度。2）每齿进给量机床功率为。査切削手册表5得f=z。由于是对称铳，选较小量f二z。3）査后刀而最大磨损及寿命查切削用量简明手册表，寿命T=180min4）计算切削速度,按切削用量简明手册表，查得Vf=s,5）6）计算基本工时，查切削用量简明手册表得7）入超量及超切量y+A=12mmtm=2*（L+y+A）/Vf=2*（42+12）/ （*60）=工序五以e25孔上端面为精基准,钻、扩、较、精餃G25孔，孔的精度达到IT71. 选择钻床及钻头选择Z5125A钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do二23mm,钻头采用双头刃磨法，2. 选择切削用量3.（1）决定进给量由do二23mm,查实用

20、机械制造工艺设讣手册表8-10按钻头f二按机床强度査实用机械制 造工艺设计手册表10-15选择f二 最终决定选择机床已有的进给量f二r（2）耐用度查切削用量手册表9得T二4500s二75min（3）切削速度查机械制造工艺设计简明手册表得n二502000r/min,取n二1000r/min.3. 计算工时，査切削用量简明手册表入超量及超切量y+二12mm由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩较和精餃的切削用量如下： 扩钻：选髙速钢扩孔钻n二1000r/min f二九=铁孔：选髙速钢狡刀n二1000r/minf二 =精铁：选高速钢钱刀 n二1000r/minf二= 25

21、H7几=fm +勺2 +匚3 +f”2 =工序六粗铳60孔上下端面（1）背吃刀量的确泄，取你二2mm（2）进给量的确定，查指导教程表5-7得f二z（3）切削速度的计算,由表 5-9,由 d/z二80/10,取 V=40m/min, n=1000v/ n d=min,参照表 4-15, 取 n二 150r/min,实际铳削速度 V二n n d/1000二min（4）工序七精铳60孔上下端面（1）背吃刀量的确定，取听二（2）进给虽的确泄，查指导教程表5-8得f二r（3）切削速度的计算，由表5-9,由d/z二80/10,取V二min, n=1000v/ n d=min,参照表4-15,取 n二235

22、r/min,实际铳削速度 V二n n d/1000二min工序八以d25孔上端而为精基准，粗锂、半精锂60孔粗镇4）60孔：（1）背吃刀量的确左，取ap =2mm（2）进给疑的确泄，查指导教程表5-29得f二r（3）切削速度的计算，由表5-29,取V=22m/min,由机械制造工艺设计简明手册表取d二60, n二lOOOv/n d二min,参照表机械制造工艺设计简明手册表，取n=125r/min,实际铳削速 度 V二n n d/1000二min半精镇巾60孔：（1）背吃刀量的确左，取竹二（2）进给呈:的确泄，查指导教程表5-29得f二r（3）切削速度的计算,由表5-29,取V=30m/min,

23、由机械制造工艺设计简明手册表取d二60, n二1000v/“ d二min,参照表机械制造工艺设计简明手册表，取n二160r/min,实际铳削速 度 V二n n d/1000二min工序九铳螺纹孔顶而 工件材料:HT200,铸造。机床：X53Ko查参考文献工艺师手册表30-34,刀具：硬质合金三而刃圆盘铳刀（面铳刀），材料: 15YT, D二100mm,齿数z=8,此为粗齿铳刀。因其单边余量：Z二2mm,所以铳削深度-：ap =2nim每齿进给量卩：根据参考文献工艺手册表一75,取竹二Z铳削速度V：参照参考文献工艺师手册表30-34,取Ws机床主轴转速n： h =式（）式中：V铳削速度：d刀具直

24、径70.1代入式（）得按照参考文献工艺手册表一74取n=300r/min匕冊刚、舌刖加加 3.14x300x100 _ .实际铳削速度v： v =el.57m/s10001000x60进给量Vf : Vf =af Zn = 0.12 x 8 x 300 / 60 4.8mm/s工作台每分进给量fm : fm二Vf =s=288mm/min：根据参考文献工艺手册表281, 二40mm切削工时被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/二32mm刀具切入长度厶：厶=05（）-历二7） + （1 3）式（7-23 ）= 0.5（100-V1002 - 322） + （1 3）二5mm刀具切出长度人：取= 2mm

25、 上刀次数为1机动时间 fji: /. =+ = + 7 + 1 心 04 min；八 九288工序十以25孔为精基准，钻C20孔（装配时钻铁锥孔），攻M22*螺纹1. 钻20孔（1）选择钻床及钻头选择z535型立式钻床，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do二20mm,钻头采用双头刃法（2）选择切削用量1）决定进给量f根据表可以查岀f=r由于孔深和孔径之比nJ/” =1.8,所以二，故 f二（） *l=r1000查z535型立式钻床说明书，取f二r2）确泄切削速度v,用不同的刀具材料进行钻、扩、钱孔的v、F、T、均可以按照表以及表进行计算。根据所给条件，可以直接在表中用插入法计算得：V二min,F

26、二4340N,T二，/严二由于实际条件与上表所给条件不完全相同，故应该对结果进行修正。由表可知，切削速度的修正系数 kmv=, kh.=,故:V二min*二min1000 v计n =18or/min加/() 查z535型机床说明书，取n=180r/min,实际切削速度为:3）计算工时:L36 + 2t =二=二(7-2o)0.43x1802.车床攻M22X螺纹。1）切削速度的计算：见切削用量手册表21,刀具寿命T=60min,采用髙速钢螺纹车刀，规定粗车螺纹时5上刀次数匸3英中，cv = ,m= xv=,螺距厶二 1需）f 5所以，粗车螺纹时：11.8匕=6()“.1()5旅)1心 % 1 1

27、1 x0.75 = 605(/min), a=，走刀次数辽3半精车螺纹时:* = 6兀()珂乂严 % 1 11 x 0.75 = 19.32(“/ min) “ 精车螺纹时：11.8=,走刀次数i二31 1 Q-j-j-j xl.l 1x0.75 = 31.38(/?/min), a60 xO.l xl=，走刀次数i=22）切削工时取切入长度为厶=3mm粗车螺纹时/ + /, .15 + 3半精车螺纹时15+343x1x3 =精车螺纹时15+3195x1x2 =所以车螺纹的总工时为t = t+t2+t3 =工序十一粗铳半精铳槽16H11的端面1.选择机床刀具选择立式铳床X53K硬质合金钢Yab

28、端铳刀竹,=62 切削用量查切削用捲手册表5得frT=180min 取 f=rv二minn=min=6.44 m/min3.计算工时厶 _ 3 + 24 nf 6.44半精铳厶 _ 2 + 24 nf 6.44工序十二精铳槽16H11本道工序精铳槽之前已进行了粗铳和半精铳工步，此工序精铳槽须满足各技术要求包括：槽宽 16H11,槽深8H12,槽两侧面粗糙度为，槽底面粗糙度为。1. 选择机床及刀具机床：x61w万能铳床刀具：高速钢错齿三而刃铳刀铳槽do二16mm查1表 8 按国家标准 GB1118D二 160mmd二40mmL二 16mm 齿数 z二242. 计算切削用量（1）由机械制造工艺设计

29、简明手册表一1和切削用捲手册查得：走:刀量（2）铳刀磨钝标准和耐用度由机械制造工艺设计简明手册表一6查得：磨钝标准为 表一7査得：耐用度为T=150min（3）切削速度 由机械制造工艺设计简明手册式 查表一8得其中：修正系数忍二，Cv=40,qv = 0.2 t Xv =0.1, Yv = 0.4, uv = 0.5 , pv = 0.1f 0.67ID t (I f =1 z 24代入上式，可得v=min=s3. 计算切削工时工序十三两件铳断加工机动时间: tj = 辅助时间0：参照参考文献工艺手册表一45,取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为lmino则t

30、f =0.41+1 = 1.41 nink：根据参考文献工艺手册表一48, k二13单间时间左额有: td =(少+)(1 +R%) = (0.28+ 1.41 )(1+ 13%) a ( (7-28)因此，达到生产要求。第3章夹具设计设计工序一一钻25H7夹具。问题的提出本夹具要用于钻625孑L,钻25孔之前我们苴他孔系都还没有加工，所以左位比较困难，又 因为我们的孔和其他面没有位巻度要求，因此我们采用已经加工好的底而和侧而左位即可满足要 求，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证各而的各加工精度，提髙生产效率，降低劳动强 度。夹具设计泄位基准的选择拟左加工路线的第一步是选择左位基准。圧位基准

31、的选择必须合理，否则将直接影响所制定 的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合 理，或是使夹具设汁更加困难甚至达不到零件的加工精度(特别是位置精度)要求。因此我们应 该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求岀发，合理选择定位基准。此零件图没有 较髙的技术要求，也没有较髙的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提髙劳动效率，降低 劳动强度，提髙加工精度。由零件图可知，用060圆弧一端而定位并用压板夹紧，再用两可调螺 钉组成的v形上泄位限制六个自由度。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决泄用简单的钩型压板作为夹紧机构。切削力及夹紧力的计算切削刀具：髙速钢麻花钻头，则式中：ap=f vc =50m/min, f=r, a 1 (心=匕卩 % )计算结果F二F 1460选用压板压紧，实际夹紧力N应为N = 1460NuA +u20.5+ 0