拨叉831003课程设计11111111

一、零件的工艺性分析

（一）、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。获得所需要的速度和扭矩宽度为30mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拨动滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不够或间隙很大时，滑移齿轮得不到高的位置精度，所以宽度为30mm的面槽和滑移齿轮的配合精

度要求很高。

（二）、零件的工艺分析：分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可得到基本形状，减少了工序加工，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余加工表面精度低，不需要高度机床加工，可通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到要求；而主要工作表面----拨叉上表面加工精度虽然较高，但也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件工艺性较好。 CA6140拨叉共有三组加工表面：

(1)零件两端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面为粗基准加工右端面，再以前端面为精基准加工左端面；

(2)以花键中心线为基准的加工面：这一组面包括Ø25H7的六齿方花键孔、Ø22H12的花键底孔、两端的2X150倒角和距花键中心线为22mm的上顶面；

(3)以工件右端面为基准的18H11mm的槽、上顶面的2-M8通孔和Ø5锥孔。

经上述分析可知， 对于后两组加工表面，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

（一）、确定毛坯的制造形成

零件材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能良好，考

虑到零件加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既没有变载荷，又属间歇性工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。零件的形状简单，因此毛坯形状需要与零件形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。

（二）、基准的选择

基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，加工工艺过程中将会出现很多问题，使生产无法进行。

(1)粗基准的选择

选择粗基准主要是选择第一道加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基传的出发点是：一要考虑如何分配加工表面的余量；二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有字口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的5个自由度，达到完全定位。

(2)精基准的选择

为保证定位基准和工序基准重合，加工2—M8、Φ5锥孔、18H11槽以零件的左端面和花键的中心线为精基准，铣上顶面以花键中心线为精基准。

（三）、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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外好应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

1、 工艺路线方案一

工序10：铸造毛坯；

工序20：热处理，去毛刺；

工序30：粗、精铣后端面；

工序40：钻、扩花键底孔Φ22H12；

工序50：倒角1.5 X 15°；

工序60：粗、精铣上顶面；

工序70：粗、精铣18H11底槽；

工序80：钻2—M8通孔并攻丝，钻Φ5锥孔；

工序90：拉内花键Φ25H7；

工序100：挫圆角；

工序110：去毛刺，清洗；

工序120：终检。

2、 工艺路线方案二

工序10：铸造毛坯；

工序20：热处理，去毛刺；

工序30：粗、精铣后端面；

工序40：钻、扩花键底孔Φ22H12；

工序50：倒角1.5 X 15°；

工序60：拉内花键Φ25H7；

工序70：粗、精铣18H11底槽；

工序80：粗、精铣上顶面；

工序90：钻2—M8通孔并攻丝，钻Φ5锥孔；

工序100：挫圆角；

工序110：去毛刺，清洗；

工序120：终检。

3、 两套工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的特点在于：方案二把拉内花键Φ25H7放在粗、精铣18H11底槽之后，这样后面的工序50、工序60、工序70很难对工件进行定位和夹紧。造成生产率的下降。而工艺路线一把花键底孔Φ22H12钻削出来并倒角后紧接着就拉内花键Φ25H7。这样后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧，即以花键中心线进行定位、进行螺旋夹紧。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠。方案一将铣上平面放在铣后端面后面一个工序，使两道工序可以连续在同一机床加工，使整体加工过程更方便简单

通过以上两种工艺路线的优缺点分析。最后确定工艺路线一为该零件的加工路线，工艺过程详见加工工序卡片。

（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“CA6140拨叉（编号831003）”零件材料为HT200，毛坯重量约为0.84kg。生产类型为中批量生产。采用铸造毛坯。

根据上述原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下：

1、后端面加工余量

后端面有3mm的加工余量，足以把铸铁的硬质表面层切除。后端面粗铣一次、精铣一次。粗铣加工余量2mm、工序经济精度等级IT12、公差值0.35mm。精铣加工余量1mm、工序经济精度等级IT11、公差值0.22mm、表面粗糙度Ra3.2um、工序基本尺寸80mm。

2、矩形花键底孔

要求以花键外径定心，故先钻中心孔。再扩最后拉削内孔尺寸为Φ22H12（见零件图）。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。工序经济加工精度等级IT11、公差值0.13mm； 扩孔Φ22H12mm、工序经济加工精度等级IT10、公差值0.084mm、粗糙度Ra6.3um；

拉内花键，花键孔以外径定心，拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取2Z=1mm。

3、18H11底槽的加工余量

槽底面粗铣余量为35mm。槽侧面的铣削余量为17.9mm、工序经济精度等级为IT12、公差值0.25mm、槽底面表面粗糙度Ra6.3um。精铣的加工余量为侧面余量0.1mm、工序经济精度等级为IT9、公差值为0.021mm、侧面粗糙度为Ra3.2um。

4、上顶面的加工余量

此工序为两个工步：①、粗铣上顶面 ②、精铣上顶面

粗铣加工余量为2.8mm、工序经济加工精度等级为IT11、公差值0.22mm；

精铣加工余量为0.2mm、工序经济加工精度等级为IT7、公差值0.035mm、表面粗糙度Ra3.2um。

（五）、确定切削用量及基本工时

工序10:以Φ40外圆为基准，粗、精铣后端面。

1、 加工条件：

工件材料：HT200，b0.16GPa HB190~241HBS,铸造。

加工要求：粗、精铣后端面，尺寸保证80mm。

机床:X51型立式铣床

刀具材料：镶齿铣刀

2. 计算切削用量：

工步1：粗铣

背吃刀量为ap2.8mm

进给量的确定：机床的功率5～10Kw，工件夹具系统的刚度为中等条件，按《切削用量简明手册》中表3.3选取该工序的每齿进给量为fz0.2mm/z。

铣削速度：参考《机械制造技术基础课程设计指导教程》得，选用镶齿铣刀，其中在d/z80/10的条件下选取。铣削速度为v40m/min。有公式n1000r100040 可以得到：n 159.15r/min。d80

由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n160r/min，所以，1603.148040.19m/min。 10001000

基本时间t：根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角kr90）的基ll1l2l75mm，tl21~3mm，本时间计算公式：。其中，取l22mm，fmz实际铣削速度为：vnd

ae40mm。则有：

l10.5(dd2ae)(1~3)0.5(80802402)27.36mm。 2

fmzfnfzzn0.210160320mm/min

ll1l2757.3620.264min15.82s tfmz320

工步2：精铣

背吃刀量的确定ap0.2mm。

进给量的确定：由《切削用量简明手册》中表3.3，按表面粗糙度为Ra3.2um的条件选取，该工序的每转进给量为f0.8mm/r。 铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，d80/10，f0.08mm/z的条件选取，铣削速度v为v57.6mm/min。z

由公式n1000r可以求得铣刀转速n229.3r/min。参照《机械制造技d

术基础课程设计指导教程》中4-15的X51立式铣床的主轴转速，选取转速为n210r/min。再将此转速代入上面公式。可以求得：

vnd

52.78mm/min。

基本时间的确定：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-43中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角kr90）的基本时间公式tll1l2，可以求得该工序的基本时间，其中l75mm，fmz

l21~3mm，取l22mm，ae40mm，l17.36mm，得：

fmzfn0.8mm/r210r/min168mm/min

tll1l27527.360.502min30.13s。 fmz168

工序20：以Φ40mm外圆为基准钻、扩花键底孔Φ22H12mm

1、加工条件：

工件材料：HT200，b0.16GPa HB190~241HBS,铸造。

加工要求：钻花键底孔，尺寸保证20mm。

机床：Z525型立式钻床

刀具材料：高速钢直柄麻花钻Φ20mm、扩孔钻Φ22mm

1、 计算切削用量：

工步1：钻Φ20mm花键底孔

背吃刀量：ap20mm

进给量的确定：选取该工步的每齿进给量 f0.3mm/r。

切削用量的计算：因为该工件的材料为HT200，所以选取切削速

度为v22m/min。由式n

n1000v可以求得： d100022350.32r/min 20

1000v中，d参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-9所列的Z525型立式钻床的主轴转速。先取n392r/min，再将n代入n

得到：v39220

100024.6m/min

Dcotkr1~2101.66112.66mm2基本时间t： 其中l80mm，l1，

l21~4mm，取l22mm。所以基本时间t为：

ll1l28012.662t0.24min14.48s fn0.3392

工步2：扩Φ20mm花键底孔至Φ22H12mm

背吃刀量确定 ap1mm。

进给量的确定：由《切削用量简明手册》中表2.10的资料，选取该工件的没转进给量f1.1mm/r。

切削速度的确定：根据相关资料，确定：v0.4v钻0.1228.8m/min 由公式n1000v8.8。可以得到：n1000127.4r/min 22d

按机床选取n140r/min，得到切削速度v

基本时间t：

其中l80mm，l1nd10009.67m/min Dcotkr1~211.6613.66mm/min， 2

l21~4mm 取l22mm。所以基本时间t为：

ll1l2803.662t0.56min33.4s fn1.1140

工序30：以Φ40mm外圆为基准，倒角1.5 X 15°

1、 加工条件

工件材料：HT200, b0.16GPa HB190~241HBS,铸造。 加工要求：倒角1.515°

机床：C31631车床

刀具材料：专用刀具。

此工步使用到专用刀具与手动进给。

检验机床功率 按《切削用量简明手册》表 1.24

可以查出 当σｂ＝160～241HBS

工艺过程详见加工工序卡片

ap2.8mm f0.6mm/r

vc41m/min Pc3.4kw

按C31631 车床说明书 主电机功率P11Kw

可见Pc比P小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求

钻削功率检验按《切削用量简明手册》表 2.21

当do21mm f0.64mm

查得转矩M61.8nm

《切削用量简明手册》表由表2.32 得功率公式

PcMcVc61.8171.67Kw 30d03021

按C31631车床说明书 主电机功率P11Kw

可见Pc比P小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要求。

工序40：拉内花键Φ25H7

1、加工条件：

工件材料：HT200，铸件；

加工要求：花键底孔粗糙度Ra6.3μm，键槽侧面粗糙度Ra3.2μm，键槽底面粗糙度Ra1.6μm，键槽尺寸6mm，偏差代号H9；

刀具：高速钢拉刀；④切削液：乳化液；

机床：拉床。①确定齿升量：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升量为0.06mm；

②切削速度：查有《切削简明手册》有切削速度为0.06m/s（3.6m/min）；

③切削工时： t=Zblηk/1000vfzZ

式中： Zb 单面余量1.5mm(由Φ22mm拉削到Φ

25mm)；

l 拉削表面长度，80mm；

η 考虑校准部分的长度系数，取1.2； k 考虑机床返回行程系数，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）；

fz 拉刀单面齿升；

Z 拉刀同时工作齿数，Z=l/p；

P 拉刀齿距。 P(1.25~1.9) 所以 P(1.25~1.9)12mm

因为拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127所以其本工时 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13min=7.8s 。

工序50：粗、精铣18H11底槽

1、 加工条件

工件材料：HT200, b0.16GPa HB190~241HBS,铸造。

加工要求：以花键中心线为基准粗、精铣18H11底槽、底面表面粗糙度Ra6.3um、侧面表面粗糙度Ra3.2um。

机床：立式升降台铣床（X52K）

刀具材料：根据《实用机械加工工艺师手册》表21-5选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径160mm，内径40mm，刀宽粗铣16mm，精铣18mm，齿数为24齿。

工步1、粗铣16槽

铣削深度ap：ap33mm

每齿进给量af：查《机械加工工艺手册》表2.4-75，得

af0.2~0.3mm/z，取af0.2mm/z。

铣削速度V：查《机械加工工艺师手册》表30-33，得V14

机床主轴转速n：

n1000V10001427.9r/min D3.14160

查《机械加工工艺手册》表3.1-74取n30r/min

3.14160300.25m/s 1000100060

进给量Vf：VfafZn0.22430/602.4mm/s 实际切削速度v：vDn

工作台每分进给量fm： fmVf2.4mm/s144mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm

刀具切入长度l1：

l10.5D(1~2)

=81mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数1次

机动时间tj1：tj1ll1l2408120.85min fm144

工步2、精铣18槽

切削深度ap：ap35mm

根据《机械加工工艺手册》表2.476查得：进给量af0.05mm/z,

查《机械加工工艺手册》表2.4-82得切削速度V23m/min， 机床主轴转速n：

n1000V10002345.8r/min， d3.14160

查《机械加工工艺手册》表3.1-74取n47.5r/min

3.1416047.50.40m/s 1000100060

进给量Vf：VfafZn0.052447.5/600.95mm/s 实际切削速度v：vDn

工作台每分进给量fm： fmVf0.18mm/s57mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm，

刀具切入长度l1：

l10.5D(1~2)

=81mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数为1

机动时间tj1：tj1

ll1l2408121.52min fm57本工序机动时间tjtj1tj20.851.522.37min

工序60：粗、精铣上顶面

机床：立式升降台铣床X5012

刀具：根据《实用机械加工工艺手册》表10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为：D160mm,d40mm,L32mm，齿数为12齿。

工步1、粗铣上端面

铣削深度ap： ap2mm

每齿进给量af：查《机械加工工艺手册》表2.4-75，

af0.15~0.25，取af0.20。 z

铣削速度V：查《实用机械加工工艺师手册》表11-94，得V15~200.25~0.33，取V0.3 机床主轴转速n：

1000V10000.360n35.83r/min D3.14160

查《机械加工工艺手册》表3.1-74取n37.5r/min

Dn3.1416037.50.31m/s 实际切削速度v：v1000100060

进给量Vf：VfafZn0.21237.5/601.5mm/s

工作台每分进给量fm： fmVf1.5mm/s90mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l80mm

刀具切入长度l1：

l10.5D(1~2)

=82mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数为1

机动时间tj1：tj1ll1l2808221.82min fm90

工步2、精铣上端面

切削深度ap：ap1mm

根据《实用机械加工工艺师册》表11-91查得：每齿进给量af0.01~0.02mm/z,取af0.02mm/z，根据《实用机械加工工艺师册》

表11-94

查得切削速度V18m/min

机床主轴转速n：

n1000V10001833.1r/min， d3.14160

按照《机械加工工艺手册》表3.1-74取n37.5r/min

3.1416037.50.31m/s 1000100060

进给量Vf：VfafZn0.021237.5/601.5mm/s 实际切削速度v：vDn

工作台每分进给量fm： fmVf1.39mm/s83.6mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l20mm，

刀具切入长度l1：

l10.5D(1~2)

=81mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数为1

机动时间tj1：tj1ll1l2208121.23min fm83.6

本工序机动时间tjtj1tj21.821.233.05min

工序70：钻M8孔并攻丝

机床：摇臂钻床Z3025

刀具：根据参照《机械加工工艺手册》表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。

工序1、钻孔6.7

钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到6.7mm再攻丝，所以D6.7mm。

钻削深度ap：ap9.5mm

进给量f：根据《机械加工工艺手册》表2.4-38，取f0.33mm/r

4.1/ms 切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取V0

机床主轴转速n，有：

1000v10000.41601169.31r/min， d3.146.7

按照《机械加工工艺手册》表3.1-31取n1600r/min

dn3.146.716000.56m/s 所以实际切削速度v：v1000100060n

切削工时

被切削层长度l：l42mm

刀具切入长度l1：

D6.7ctgkr(1~2)ctg12012.89mm3mm 22

刀具切出长度l2：l21~4mm 取l22mm l1

走刀次数为1，钻孔数为2个

机动时间tj1：tj1L4232220.5min fn0.331600

工序2、攻2-M8螺纹通孔

刀具：钒钢机动丝锥

进给量f：查《机械加工工艺手册》表1.8-1得所加工螺纹孔螺距p1.25mm,因此进给量f1.25mm/r

切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-105，取

V0.133m/s7.98m/min

机床主轴转速n：n

n350r/min 1000V10007.98317.68r/min，取d03.148

丝锥回转转速n回：取n回350r/min

实际切削速度V：Vd0n

1000

被切削层长度l：l9.5mm 3.1483500.15m/s 100060

刀具切入长度l1：l1(1~3)f31.253.75mm

刀具切出长度l2：l2（2~3）f31.253.75mm，加工数为2

机动时间tj2：

tj2（ll1l2ll1l29.53.753.759.53.753.75）2（）20.13min fnfn回1.53501.5350

本工序机动时间tj：tjtj1tj20.50.130.63min。

三、结论

通过本次的课程设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习提高了我了思考问题，解决问题的能力以及创新设计的能力，为以后的设计工作打下了坚实的基础。

由于能力有限，设计中还有很多不足之处，恳请老师批评指导

四、参考文献

《切削用量简明手册》

《机械制造工艺设计手册》

《机械加工艺手册》

《机械加工技术、基础课程设计指导》

一、零件的工艺性分析

（一）、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。获得所需要的速度和扭矩宽度为30mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拨动滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不够或间隙很大时，滑移齿轮得不到高的位置精度，所以宽度为30mm的面槽和滑移齿轮的配合精

度要求很高。

（二）、零件的工艺分析：分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可得到基本形状，减少了工序加工，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余加工表面精度低，不需要高度机床加工，可通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到要求；而主要工作表面----拨叉上表面加工精度虽然较高，但也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件工艺性较好。 CA6140拨叉共有三组加工表面：

(1)零件两端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面为粗基准加工右端面，再以前端面为精基准加工左端面；

(2)以花键中心线为基准的加工面：这一组面包括Ø25H7的六齿方花键孔、Ø22H12的花键底孔、两端的2X150倒角和距花键中心线为22mm的上顶面；

(3)以工件右端面为基准的18H11mm的槽、上顶面的2-M8通孔和Ø5锥孔。

经上述分析可知， 对于后两组加工表面，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

（一）、确定毛坯的制造形成

零件材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能良好，考

虑到零件加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既没有变载荷，又属间歇性工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。零件的形状简单，因此毛坯形状需要与零件形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。

（二）、基准的选择

基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准的选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，加工工艺过程中将会出现很多问题，使生产无法进行。

(1)粗基准的选择

选择粗基准主要是选择第一道加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。选择粗基传的出发点是：一要考虑如何分配加工表面的余量；二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，但对于一般的轴零件来说，以外圆作为粗基准是完全合理的。对本零件而言，由于每个表面都要求加工，为保证各表面都有足够的余量，应选加工余量最小的面为粗基准(这就是粗基准选择原则里的余量足够原则)现选取外圆柱面和端面作为粗基准。在车床上用带有字口的三爪卡盘夹住工件，消除工件的5个自由度，达到完全定位。

(2)精基准的选择

为保证定位基准和工序基准重合，加工2—M8、Φ5锥孔、18H11槽以零件的左端面和花键的中心线为精基准，铣上顶面以花键中心线为精基准。

（三）、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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外好应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

1、 工艺路线方案一

工序10：铸造毛坯；

工序20：热处理，去毛刺；

工序30：粗、精铣后端面；

工序40：钻、扩花键底孔Φ22H12；

工序50：倒角1.5 X 15°；

工序60：粗、精铣上顶面；

工序70：粗、精铣18H11底槽；

工序80：钻2—M8通孔并攻丝，钻Φ5锥孔；

工序90：拉内花键Φ25H7；

工序100：挫圆角；

工序110：去毛刺，清洗；

工序120：终检。

2、 工艺路线方案二

工序10：铸造毛坯；

工序20：热处理，去毛刺；

工序30：粗、精铣后端面；

工序40：钻、扩花键底孔Φ22H12；

工序50：倒角1.5 X 15°；

工序60：拉内花键Φ25H7；

工序70：粗、精铣18H11底槽；

工序80：粗、精铣上顶面；

工序90：钻2—M8通孔并攻丝，钻Φ5锥孔；

工序100：挫圆角；

工序110：去毛刺，清洗；

工序120：终检。

3、 两套工艺方案的比较与分析

上述两个工艺方案的特点在于：方案二把拉内花键Φ25H7放在粗、精铣18H11底槽之后，这样后面的工序50、工序60、工序70很难对工件进行定位和夹紧。造成生产率的下降。而工艺路线一把花键底孔Φ22H12钻削出来并倒角后紧接着就拉内花键Φ25H7。这样后面的工序就很容易对工件进行定位和夹紧，即以花键中心线进行定位、进行螺旋夹紧。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠。方案一将铣上平面放在铣后端面后面一个工序，使两道工序可以连续在同一机床加工，使整体加工过程更方便简单

通过以上两种工艺路线的优缺点分析。最后确定工艺路线一为该零件的加工路线，工艺过程详见加工工序卡片。

（四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“CA6140拨叉（编号831003）”零件材料为HT200，毛坯重量约为0.84kg。生产类型为中批量生产。采用铸造毛坯。

根据上述原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下：

1、后端面加工余量

后端面有3mm的加工余量，足以把铸铁的硬质表面层切除。后端面粗铣一次、精铣一次。粗铣加工余量2mm、工序经济精度等级IT12、公差值0.35mm。精铣加工余量1mm、工序经济精度等级IT11、公差值0.22mm、表面粗糙度Ra3.2um、工序基本尺寸80mm。

2、矩形花键底孔

要求以花键外径定心，故先钻中心孔。再扩最后拉削内孔尺寸为Φ22H12（见零件图）。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。工序经济加工精度等级IT11、公差值0.13mm； 扩孔Φ22H12mm、工序经济加工精度等级IT10、公差值0.084mm、粗糙度Ra6.3um；

拉内花键，花键孔以外径定心，拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取2Z=1mm。

3、18H11底槽的加工余量

槽底面粗铣余量为35mm。槽侧面的铣削余量为17.9mm、工序经济精度等级为IT12、公差值0.25mm、槽底面表面粗糙度Ra6.3um。精铣的加工余量为侧面余量0.1mm、工序经济精度等级为IT9、公差值为0.021mm、侧面粗糙度为Ra3.2um。

4、上顶面的加工余量

此工序为两个工步：①、粗铣上顶面 ②、精铣上顶面

粗铣加工余量为2.8mm、工序经济加工精度等级为IT11、公差值0.22mm；

精铣加工余量为0.2mm、工序经济加工精度等级为IT7、公差值0.035mm、表面粗糙度Ra3.2um。

（五）、确定切削用量及基本工时

工序10:以Φ40外圆为基准，粗、精铣后端面。

1、 加工条件：

工件材料：HT200，b0.16GPa HB190~241HBS,铸造。

加工要求：粗、精铣后端面，尺寸保证80mm。

机床:X51型立式铣床

刀具材料：镶齿铣刀

2. 计算切削用量：

工步1：粗铣

背吃刀量为ap2.8mm

进给量的确定：机床的功率5～10Kw，工件夹具系统的刚度为中等条件，按《切削用量简明手册》中表3.3选取该工序的每齿进给量为fz0.2mm/z。

铣削速度：参考《机械制造技术基础课程设计指导教程》得，选用镶齿铣刀，其中在d/z80/10的条件下选取。铣削速度为v40m/min。有公式n1000r100040 可以得到：n 159.15r/min。d80

由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n160r/min，所以，1603.148040.19m/min。 10001000

基本时间t：根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角kr90）的基ll1l2l75mm，tl21~3mm，本时间计算公式：。其中，取l22mm，fmz实际铣削速度为：vnd

ae40mm。则有：

l10.5(dd2ae)(1~3)0.5(80802402)27.36mm。 2

fmzfnfzzn0.210160320mm/min

ll1l2757.3620.264min15.82s tfmz320

工步2：精铣

背吃刀量的确定ap0.2mm。

进给量的确定：由《切削用量简明手册》中表3.3，按表面粗糙度为Ra3.2um的条件选取，该工序的每转进给量为f0.8mm/r。 铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，d80/10，f0.08mm/z的条件选取，铣削速度v为v57.6mm/min。z

由公式n1000r可以求得铣刀转速n229.3r/min。参照《机械制造技d

术基础课程设计指导教程》中4-15的X51立式铣床的主轴转速，选取转速为n210r/min。再将此转速代入上面公式。可以求得：

vnd

52.78mm/min。

基本时间的确定：根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表5-43中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角kr90）的基本时间公式tll1l2，可以求得该工序的基本时间，其中l75mm，fmz

l21~3mm，取l22mm，ae40mm，l17.36mm，得：

fmzfn0.8mm/r210r/min168mm/min

tll1l27527.360.502min30.13s。 fmz168

工序20：以Φ40mm外圆为基准钻、扩花键底孔Φ22H12mm

1、加工条件：

工件材料：HT200，b0.16GPa HB190~241HBS,铸造。

加工要求：钻花键底孔，尺寸保证20mm。

机床：Z525型立式钻床

刀具材料：高速钢直柄麻花钻Φ20mm、扩孔钻Φ22mm

1、 计算切削用量：

工步1：钻Φ20mm花键底孔

背吃刀量：ap20mm

进给量的确定：选取该工步的每齿进给量 f0.3mm/r。

切削用量的计算：因为该工件的材料为HT200，所以选取切削速

度为v22m/min。由式n

n1000v可以求得： d100022350.32r/min 20

1000v中，d参照《机械制造技术基础课程设计指导教程》中表4-9所列的Z525型立式钻床的主轴转速。先取n392r/min，再将n代入n

得到：v39220

100024.6m/min

Dcotkr1~2101.66112.66mm2基本时间t： 其中l80mm，l1，

l21~4mm，取l22mm。所以基本时间t为：

ll1l28012.662t0.24min14.48s fn0.3392

工步2：扩Φ20mm花键底孔至Φ22H12mm

背吃刀量确定 ap1mm。

进给量的确定：由《切削用量简明手册》中表2.10的资料，选取该工件的没转进给量f1.1mm/r。

切削速度的确定：根据相关资料，确定：v0.4v钻0.1228.8m/min 由公式n1000v8.8。可以得到：n1000127.4r/min 22d

按机床选取n140r/min，得到切削速度v

基本时间t：

其中l80mm，l1nd10009.67m/min Dcotkr1~211.6613.66mm/min， 2

l21~4mm 取l22mm。所以基本时间t为：

ll1l2803.662t0.56min33.4s fn1.1140

工序30：以Φ40mm外圆为基准，倒角1.5 X 15°

1、 加工条件

工件材料：HT200, b0.16GPa HB190~241HBS,铸造。 加工要求：倒角1.515°

机床：C31631车床

刀具材料：专用刀具。

此工步使用到专用刀具与手动进给。

检验机床功率 按《切削用量简明手册》表 1.24

可以查出 当σｂ＝160～241HBS

工艺过程详见加工工序卡片

ap2.8mm f0.6mm/r

vc41m/min Pc3.4kw

按C31631 车床说明书 主电机功率P11Kw

可见Pc比P小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求

钻削功率检验按《切削用量简明手册》表 2.21

当do21mm f0.64mm

查得转矩M61.8nm

《切削用量简明手册》表由表2.32 得功率公式

PcMcVc61.8171.67Kw 30d03021

按C31631车床说明书 主电机功率P11Kw

可见Pc比P小得多，所以机床功率足够，所用切削用量符合要求。

工序40：拉内花键Φ25H7

1、加工条件：

工件材料：HT200，铸件；

加工要求：花键底孔粗糙度Ra6.3μm，键槽侧面粗糙度Ra3.2μm，键槽底面粗糙度Ra1.6μm，键槽尺寸6mm，偏差代号H9；

刀具：高速钢拉刀；④切削液：乳化液；

机床：拉床。①确定齿升量：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升量为0.06mm；

②切削速度：查有《切削简明手册》有切削速度为0.06m/s（3.6m/min）；

③切削工时： t=Zblηk/1000vfzZ

式中： Zb 单面余量1.5mm(由Φ22mm拉削到Φ

25mm)；

l 拉削表面长度，80mm；

η 考虑校准部分的长度系数，取1.2； k 考虑机床返回行程系数，取1.4 ； v 拉削速度（m/min）；

fz 拉刀单面齿升；

Z 拉刀同时工作齿数，Z=l/p；

P 拉刀齿距。 P(1.25~1.9) 所以 P(1.25~1.9)12mm

因为拉刀同时工作齿数z=l/p=80/127所以其本工时 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13min=7.8s 。

工序50：粗、精铣18H11底槽

1、 加工条件

工件材料：HT200, b0.16GPa HB190~241HBS,铸造。

加工要求：以花键中心线为基准粗、精铣18H11底槽、底面表面粗糙度Ra6.3um、侧面表面粗糙度Ra3.2um。

机床：立式升降台铣床（X52K）

刀具材料：根据《实用机械加工工艺师手册》表21-5选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径160mm，内径40mm，刀宽粗铣16mm，精铣18mm，齿数为24齿。

工步1、粗铣16槽

铣削深度ap：ap33mm

每齿进给量af：查《机械加工工艺手册》表2.4-75，得

af0.2~0.3mm/z，取af0.2mm/z。

铣削速度V：查《机械加工工艺师手册》表30-33，得V14

机床主轴转速n：

n1000V10001427.9r/min D3.14160

查《机械加工工艺手册》表3.1-74取n30r/min

3.14160300.25m/s 1000100060

进给量Vf：VfafZn0.22430/602.4mm/s 实际切削速度v：vDn

工作台每分进给量fm： fmVf2.4mm/s144mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm

刀具切入长度l1：

l10.5D(1~2)

=81mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数1次

机动时间tj1：tj1ll1l2408120.85min fm144

工步2、精铣18槽

切削深度ap：ap35mm

根据《机械加工工艺手册》表2.476查得：进给量af0.05mm/z,

查《机械加工工艺手册》表2.4-82得切削速度V23m/min， 机床主轴转速n：

n1000V10002345.8r/min， d3.14160

查《机械加工工艺手册》表3.1-74取n47.5r/min

3.1416047.50.40m/s 1000100060

进给量Vf：VfafZn0.052447.5/600.95mm/s 实际切削速度v：vDn

工作台每分进给量fm： fmVf0.18mm/s57mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm，

刀具切入长度l1：

l10.5D(1~2)

=81mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数为1

机动时间tj1：tj1

ll1l2408121.52min fm57本工序机动时间tjtj1tj20.851.522.37min

工序60：粗、精铣上顶面

机床：立式升降台铣床X5012

刀具：根据《实用机械加工工艺手册》表10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为：D160mm,d40mm,L32mm，齿数为12齿。

工步1、粗铣上端面

铣削深度ap： ap2mm

每齿进给量af：查《机械加工工艺手册》表2.4-75，

af0.15~0.25，取af0.20。 z

铣削速度V：查《实用机械加工工艺师手册》表11-94，得V15~200.25~0.33，取V0.3 机床主轴转速n：

1000V10000.360n35.83r/min D3.14160

查《机械加工工艺手册》表3.1-74取n37.5r/min

Dn3.1416037.50.31m/s 实际切削速度v：v1000100060

进给量Vf：VfafZn0.21237.5/601.5mm/s

工作台每分进给量fm： fmVf1.5mm/s90mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l80mm

刀具切入长度l1：

l10.5D(1~2)

=82mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数为1

机动时间tj1：tj1ll1l2808221.82min fm90

工步2、精铣上端面

切削深度ap：ap1mm

根据《实用机械加工工艺师册》表11-91查得：每齿进给量af0.01~0.02mm/z,取af0.02mm/z，根据《实用机械加工工艺师册》

表11-94

查得切削速度V18m/min

机床主轴转速n：

n1000V10001833.1r/min， d3.14160

按照《机械加工工艺手册》表3.1-74取n37.5r/min

3.1416037.50.31m/s 1000100060

进给量Vf：VfafZn0.021237.5/601.5mm/s 实际切削速度v：vDn

工作台每分进给量fm： fmVf1.39mm/s83.6mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l20mm，

刀具切入长度l1：

l10.5D(1~2)

=81mm

刀具切出长度l2：取l22mm

走刀次数为1

机动时间tj1：tj1ll1l2208121.23min fm83.6

本工序机动时间tjtj1tj21.821.233.05min

工序70：钻M8孔并攻丝

机床：摇臂钻床Z3025

刀具：根据参照《机械加工工艺手册》表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。

工序1、钻孔6.7

钻孔前铸件为实心，根据上文所的加工余量先钻孔到6.7mm再攻丝，所以D6.7mm。

钻削深度ap：ap9.5mm

进给量f：根据《机械加工工艺手册》表2.4-38，取f0.33mm/r

4.1/ms 切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取V0

机床主轴转速n，有：

1000v10000.41601169.31r/min， d3.146.7

按照《机械加工工艺手册》表3.1-31取n1600r/min

dn3.146.716000.56m/s 所以实际切削速度v：v1000100060n

切削工时

被切削层长度l：l42mm

刀具切入长度l1：

D6.7ctgkr(1~2)ctg12012.89mm3mm 22

刀具切出长度l2：l21~4mm 取l22mm l1

走刀次数为1，钻孔数为2个

机动时间tj1：tj1L4232220.5min fn0.331600

工序2、攻2-M8螺纹通孔

刀具：钒钢机动丝锥

进给量f：查《机械加工工艺手册》表1.8-1得所加工螺纹孔螺距p1.25mm,因此进给量f1.25mm/r

切削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-105，取

V0.133m/s7.98m/min

机床主轴转速n：n

n350r/min 1000V10007.98317.68r/min，取d03.148

丝锥回转转速n回：取n回350r/min

实际切削速度V：Vd0n

1000

被切削层长度l：l9.5mm 3.1483500.15m/s 100060

刀具切入长度l1：l1(1~3)f31.253.75mm

刀具切出长度l2：l2（2~3）f31.253.75mm，加工数为2

机动时间tj2：

tj2（ll1l2ll1l29.53.753.759.53.753.75）2（）20.13min fnfn回1.53501.5350

本工序机动时间tj：tjtj1tj20.50.130.63min。

三、结论

通过本次的课程设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习提高了我了思考问题，解决问题的能力以及创新设计的能力，为以后的设计工作打下了坚实的基础。

由于能力有限，设计中还有很多不足之处，恳请老师批评指导

四、参考文献

《切削用量简明手册》

《机械制造工艺设计手册》

《机械加工艺手册》

《机械加工技术、基础课程设计指导》