序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及大部分專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)前的對(duì)所學(xué)的各課程的的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的的訓(xùn)練，因此它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。一、 零件的分析（一） 零件的作用題目所給定的零件是CA6140車(chē)床的上的撥叉，它位于車(chē)床的變速機(jī)構(gòu)中，主要起換擋，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用，零件上方的22mm孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，55mm的半孔是用于與所控制的齒輪所在軸接觸，通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速，兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。（二） 零件的工藝分析零件的材料為HT200,灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能良好，但是韌性較差、脆性高，不適合磨削，以下是撥叉加工表面及加工表面之間的位置要求：1、 小頭孔22mm以及與此孔相通的8mm的錐孔、M8mm螺紋孔。2、 大頭半圓孔55 mm及 73mm的兩沉槽。3、 撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度誤差為0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為0.05mm. 由以上分析可知，小頭孔的傷端面與其中心線的垂直度課一次裝夾完成，撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔兩端面與小頭孔中心線的垂直度可以在加工完小頭孔與其端面后，以一面兩孔定位，采用專用夾具保證位置精度，由于此零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可以保證。二、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一） 確定毛坯的制造形式零件的材料為HT200,考慮機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中所受的沖擊不是很大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。（二） 基準(zhǔn)面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的重要任務(wù)之一，基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更為甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。由此零件的零件圖要求知道，此零件在加工小端孔的上表面和兩小孔必須一次裝夾完成，以保證零件的小端上表面和小孔的垂直度，故加工時(shí)以地面定位和使用兩個(gè)V塊定位夾緊，其中一個(gè)V型塊使用活動(dòng)V型塊。（2）精基準(zhǔn)的選擇?？紤]要保證零件的加工精度和裝夾得準(zhǔn)確和方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，以加工后的小端上表面和小孔的外圓為主要的定位精基準(zhǔn)。（三）制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性能的機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工藝路線如下：工序1 鉆、擴(kuò)、鉸22mm的兩孔，锪小端孔的上端面。工序2 鏜55mm的孔。工序3 將零件銑開(kāi)。工序4 銑73mm的沉槽。工序5 鉆M8的螺紋底孔6.7mm， 攻螺紋M8mm。工序6 粗鉆8mm的錐銷(xiāo)孔到7.9mm工序7 去毛刺（四）選擇毛坯、確定毛坯尺寸1、選擇毛坯“撥叉”零件的材料為HT200，毛坯重量為1.0kg,生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用砂型鑄造毛坯2、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量求最大輪廓尺寸 根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng)160mm，寬73mm，高50mm，故最大輪廓尺寸為160mm。選取公差等級(jí)CT 查文獻(xiàn)（1）表8-2，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級(jí)CT范圍1114級(jí)，取為12級(jí)。求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，查文獻(xiàn)（1）表8-3，其中公差帶相對(duì)于基本尺寸按對(duì)稱分布。求機(jī)械加工余量等級(jí) 查文獻(xiàn)（1）表8-1，鑄造方法按機(jī)器造型、鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍FH級(jí)，取為G級(jí)。求RMA（要求的機(jī)械加工余量） 對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由文獻(xiàn)（1）表8-1查最大輪廓尺寸為160mm、機(jī)械加工余量等級(jí)為G級(jí)，得RMA數(shù)值為4.0mm。求毛坯基本尺寸2孔，2M8孔較小，4x鑄成實(shí)心；小頭孔上端面屬單面加工，應(yīng)由式R=F+RMA+CT2=50+4+5.6/2 =56.8mm求出。撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見(jiàn)下表項(xiàng)目小頭孔上端面撥叉孔中間孔小頭孔中心距公差等級(jí)CT12121212加工表面基本尺寸502255120鑄件的尺寸公差2.82.82.83.5機(jī)械加工余量等級(jí)GGGGRMA42250毛坯基本尺寸54050120（五）選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備1、 機(jī)床的選擇： 工序1采用Z3025搖臂鉆床。 工序2采用CD6140A臥式車(chē)床。 工序3、4均采用X60W萬(wàn)能臥銑。 工序5、6均采用Z3025搖臂鉆床。2、 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3、 選擇刀具：鉆床上使用的鉆頭和忽刀均為高速鋼，鉸刀為硬質(zhì)合金，車(chē)床上使用的是硬質(zhì)合金，銑床上使用的是高速鋼。4、 選擇量具：兩小孔和中間孔都使用塞規(guī)，其余均使用游標(biāo)卡尺。（六）確定加工余量及基本工時(shí)工序1：鉆、擴(kuò)、鉸22mm的兩孔，忽小端孔的上端面。1、 加工條件：工件材料：HT200，=160Mpa,木模鑄造加工要求：鉆20mm的孔，锪小孔的上表面，擴(kuò)、鉸22mm的孔道零件圖尺寸要求。刀具材料：鉆頭、忽刀均為高速鋼（W6Mo5Cr4V2），鉸刀為硬質(zhì)合金。2、 計(jì)算切削用量：（1） 鉆20mm的兩孔1） 進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-69查得： f=0.70.86mm/r取f=0.7mm/r2) 切削速度：查文獻(xiàn)（1）表8-71查得=0.35m/s3) 背吃刀量：查文獻(xiàn)（2）的118頁(yè)得：=d/2=20/2=10mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000*60/d=1000*0.35*60/*20=334r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-31，取n=315 r/min所以實(shí)際的切削速度是=dn/1000X60=0.33 m/s5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23t=i=(54+0+5)*1/0.7*315=0.27min（2） 锪小孔的上表面1） 進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-80，由刀具材料為高速鋼，加工材料為灰鑄鐵查得f=0.130.18mm/r取f=0.15mm/r2) 切削速度：查文獻(xiàn)（1）表8-80查得=0.7m/s3) 背吃刀量：=4mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000*60/d=1000*0.7*60/*50=268r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-31，取n=200 r/min所以實(shí)際的切削速度是=dn/1000*60=0.5 m/s5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23t=i=(4+0+0)*1/0.15*200=0.13min（3） 擴(kuò)兩孔到21.9mm1） 進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-7，f=1.01.2mm/r取f=1.0mm/r2) 切削速度：查文獻(xiàn)（1）表8-81查得=（1/21/3）取=1/2*=1/2*0.35=0.175m/s3) 背吃刀量：=0.95mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000*60/d=1000*0.175*60/*21.9=153r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-31，取n=125 r/min所以實(shí)際的切削速度是=dn/1000*60=0.14 m/s5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23t=i=(50+0+2)*1/1*125=0.4min（4） 鉸22mm的兩孔1） 進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-7，f=1.02.0mm/r取f=1.0mm/r2) 切削速度：根據(jù)相關(guān)資料，加工鑄鐵是確定為=1220m/min取=12 m/min3) 背吃刀量：=0.05mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000*/d=1000*12/22=174r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-31，取n=200 r/min所以實(shí)際的切削速度是=dn/1000*60=0.2 m/s5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23t=i=(50+0+2)*1/1*200=0.26min工序2：鏜55mm的孔，選用機(jī)床：CD6140A2） 進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-87，粗鏜孔時(shí)：f=0.31mm/r，取f=0.3mm/r精鏜孔時(shí)：f=0.150.5mm/r，取f=0.2mm/r、2) 切削速度：根據(jù)相關(guān)資料，加工鑄鐵是確定為粗鏜孔時(shí)：=48m/min精鏜孔時(shí)：=36 m/min3) 背吃刀量：粗鏜孔時(shí)：=2mm精鏜孔時(shí)：=0.5mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：粗鏜孔時(shí)：n=1000*/d=1000*48/*54=283r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-31，取n=280r/min精鏜孔時(shí)：n=1000*/d=1000*36/55=208r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-31，取n=200r/min5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23粗鏜時(shí)：t=i=(30+5+5)*1/0.3*280=0.48min精鏜時(shí)：t=i=(30+5+5)*1/0.2*200=1min工序3 ：將零件銑開(kāi) 選用機(jī)床：X60W萬(wàn)能臥銑刀具：細(xì)齒鋸片銑刀（D=80mm）1） 進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-97，f=1.02.0mm/r取f=1.0mm/r2) 切削速度：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-99=1.01.83m/s取=1.0 m/s3) 背吃刀量：=4mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000*60/d=1000*1*60/*80=239r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-74，取n=280 r/min所以實(shí)際的切削速度是=dn/1000*60=1.2 m/s5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23t=i=(73+0+80)*1/0.01*80=0.9min工序4 : 銑73mm的沉槽。 選用機(jī)床：X60W萬(wàn)能臥銑 刀具：直齒三面刃銑刀（D73mm）a) 進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-97，f=0.015mm/r2) 切削速度：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-99=0.250.35m/s取=0.25 m/s3) 背吃刀量：=5mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)相關(guān)資料，加工鑄鐵是取n=400 r/min5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23t=i=9+0+0)*1/0.01*400=1.5min工序5 ：鉆M8的螺紋底孔6.7mm，攻螺紋M8mm。（1）鉆M8的螺紋底孔6.7mm1）進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-69查得： f=0.360.44mm/r取f=0.36mm/r2) 切削速度：查文獻(xiàn)（1）表8-71查得=0.35m/s3) 背吃刀量：查文獻(xiàn)（2）的118頁(yè)得：=d/2=6.8/2=3.4mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000*60/d=1000*0.35*60/*6.8=984r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-31，取n=1000 r/min所以實(shí)際的切削速度是=dn/1000*60=0.36 m/s5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23t=i=(9+0+5)*1/0.36*1000=0.04min（2）攻螺紋M8mm由相關(guān)資料選用的主軸轉(zhuǎn)速為：n=160r/min工序6 :粗鉆8mm的錐銷(xiāo)孔到7.9mm1）進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)（1）表8-69查得： f=0.360.44mm/r取f=0.36mm/r2) 切削速度：查文獻(xiàn)（1）表8-71查得=0.35m/s3) 背吃刀量：查文獻(xiàn)（2）的118頁(yè)得：=d/2=7.9/2=3.95mm4）確定主軸轉(zhuǎn)速：n=1000*60/d=1000*0.35*60/*7.9=847r/min 由文獻(xiàn)（4）表3.1-31，取n=1000 r/min所以實(shí)際的切削速度是=dn/1000*60=0.4 m/s5) 切削工時(shí)：查文獻(xiàn)（3）公式4-23t=i=(40+0+5)*1/0.36*1000=0.13min三、夾具的設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本次的夾具設(shè)計(jì)為第2道工序的鏜55mm的孔的車(chē)床夾具，本夾具將用于CD6140A臥式車(chē)床，刀具為YG15內(nèi)孔車(chē)刀，對(duì)55mm的孔進(jìn)行粗精加工。（一）問(wèn)題的提出本夾具主要用于粗精鏜55mm的孔，若本工序使用通用夾具，將耗費(fèi)大量的時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率，零件的精度也沒(méi)辦法很好的保證，故本道工序加工時(shí)，主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也是提高零件的加工精度。（三） 夾具的設(shè)計(jì)1、 定位基準(zhǔn)的選擇 本道工序加工時(shí)可以使用“一面兩孔”定位，一面就是以第一道工序已加工的兩個(gè)端面來(lái)定位，兩孔就是22mm的兩個(gè)內(nèi)孔，定位是使用的是大端面加短圓柱銷(xiāo)，夾緊使用的是機(jī)械夾緊，使用螺旋夾緊。2、 切削力及夾緊力的計(jì)算刀具：YG15硬質(zhì)合金內(nèi)孔車(chē)刀查文獻(xiàn)（2）表3-1得，所以 3、 定位誤差的計(jì)算基準(zhǔn)位置誤差的計(jì)算，下圖畫(huà)出了工件兩中心連線與夾具上兩銷(xiāo)中心連線偏移的情況（圖中畫(huà)出了一個(gè)極端位置，另一個(gè)極端位置只畫(huà)出了孔心連線）當(dāng)兩孔直徑均為最大，而兩銷(xiāo)直徑均為最小時(shí)，可能出現(xiàn)的最大偏移角為：由此得到一面兩孔定位時(shí)的轉(zhuǎn)角定位誤差的計(jì)算公式：工件上與圓柱銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)配合孔的最大直徑； 夾具上圓柱銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)最小直徑；L 兩孔（兩銷(xiāo)）中心距將各各參數(shù)代入上式得：4、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該使零件的裝夾快速和方便，有利于提高零件的加工精度，并且零件的加工精度在使用工裝夾具之后是通過(guò)夾具來(lái)保零件的形位公差，本次的夾具使用的一面兩孔定位，夾具體上面的孔與機(jī)床的過(guò)度盤(pán)配合，夾具體的定位準(zhǔn)確，便于車(chē)削加工。（七）參考文獻(xiàn)文獻(xiàn)（1） 切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)第二版文獻(xiàn)（2） 金屬切削原理與刀具 第四版文獻(xiàn)（3） 機(jī)械制造工藝學(xué) 第二版文獻(xiàn)（4） 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 文獻(xiàn)（5） 機(jī)械制圖 第六版