1一、零件的分析（一） 零件的作用題目所給的零件是 CA6140 車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動，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 φ22 孔與操縱機構相連，下方的 φ55 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。（二） 零件的工藝分析零件的材料為 HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不適合磨削，為此以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1. 小頭孔 以及與此孔相通的 的錐孔、 螺紋孔0.21???8?M2. 大頭半圓孔 53. 撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，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。由上面分析可知，可以粗加工撥叉底面，然后以此作為粗基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。二 確定生產(chǎn)類型已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領為 Q=5000 件/年，零件的質(zhì)量 m=1.0 件/臺，結合生產(chǎn)實際,備品率 a%和廢品率 b%分別取 3%和 0.5%.代入公式(1-1)得N=5000 件/年 1 件/臺 (1+3%) (1+0.5%)=5152.5 件/年??拔叉重量為 1.0kg,由《機械制造技術基礎課程設計指導教程》(本說明書中除特殊說明外,其余查表均由此指導教程查得)表 1-3 知,拔叉屬輕型零件;由表 1-4 知,該拔叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn).所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。三 確定毛坯1 確定毛坯種類：零件材料為 HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄件毛坯。由表 2-1 選用鑄件尺寸公差等級 CT12 級。2 確定鑄件加工余量及形狀：由表 2-5，選用加工余量為 MA-G 級，并查 24 頁表 2-4 確定各個加工2面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選者及加工余量如下表所示：3 繪制鑄件零件圖(見附圖)四 工藝規(guī)程設計(一)選擇定位基準：1 粗基準的選擇：以零件的兩個小頭孔外圓表面為主要的定位粗基準，以小頭孔的底面為輔助粗基準。2 精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以兩個小頭孔外圓柱表面為主要的定位精基準，以加工后的小頭孔的上端面為輔助的定位精基準。（二）制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機械制造工藝及設備設計指導手冊》346 頁表 15-32、15-33、15-34，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如機械加工工藝過程卡片。（三）選擇加工設備和工藝設備1 機床的選擇：工序 010～060 均為銑平面，可采用 X51 立式銑床。工序 070～110 采用搖臂鉆床。3工序 120 采用鉆床。多刀具組合機床。工序 130 采用銑斷機床。2 選擇夾具：該撥叉的生產(chǎn)綱領為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3 選擇刀具：在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔 ，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。513H?4 選擇量具：兩小頭孔、中間孔均采用極限量規(guī)。5 其他：對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。（四）機械加工余量、工序尺寸及公差的確定1 圓柱表面工序尺寸：前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定 7 、8 加工工序鉆-擴- 粗鉸- 精鉸 φ22 加工余量工序尺寸及公差如下：由 2-28 可查得精鉸余量 Z 精鉸 =0.06mm 粗鉸余量 Z 粗鉸 =0.14mm 擴孔余量 Z 擴孔 =1.8mm 鉆孔余量 Z 鉆 =20mm查表 1-20 可依次確定各工序的加工精度等級為 ,精鉸:IT7; 粗鉸:IT10; 擴孔:IT11; 鉆孔:IT12.根據(jù)上述結果,再查標準公差數(shù)值表可確定各工步公差值分別為,精鉸:0.021mm; 粗鉸:0.058mm; 擴孔 :0.075mm; 鉆孔:0.15mm綜上所述,該工序各工步的工序尺寸及公差分別為,精鉸: φ22 00.021mm; 粗鉸 φ21.94 00.058mm; 擴孔:φ 21.800.075mm; 鉆孔: φ20 00.15mm.2 平面工序尺寸：1.1 粗銑兩小頭孔上端面，加工余量為 1.2mm，基本尺寸為，經(jīng)濟精度為 CT12 級。1.2 粗銑中間孔上端面，加工余量為 4mm，基本尺寸為 mm，經(jīng)濟精度為 CT12 級。1.3 粗銑中間孔下端面，加工余量為 4mm，基本尺寸為 mm，經(jīng)濟精度為 CT12 級。1.4 精銑小頭孔上端面，加工余量為 0.5mm，基本尺寸為 50mm，經(jīng)濟精度為 CT11 級。1.5 精銑中間孔上端面，加工余量為 1mm，基本尺寸為 mm，經(jīng)濟精度為 CT10 級。1.6 精銑中間孔下端面，加工余量為 1mm，基本尺寸為 mm，經(jīng)濟精度為 CT10 級。（五）確定切削用量，切削速度和時間定額：1 工序 1 以小頭孔外圓表面為粗基準，粗銑 φ22 孔上端面。 1.1 加工條件工件材料：HT200,σ b =0.16GPa HB=190~241,鑄造。加工要求：粗銑 φ22 孔上端面。機床：X51 立式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。0.256?00.721?.6?4銑削寬度 aePcc。故校驗合格。最終確定 ap=1.2mm，n=160r/min, V c=40.2m/min，f z=0.2mm/z。1.5 計算基本工時根據(jù)《教程》表 5-43 查得對稱銑 tj＝l+l 1+l2/fmz ，由于 krPcc。故校驗合格。最終確定 n=210r/min, V c=46.8m/min，f z=0.12mm/z。4.5 計算基本工時tm＝L+l 1/ fn=(4+1)/0.12*210=0.20min。輔助時間：t a=(0.15~0.2)tj=0.4min5.工序 070 和 080 以 T1 及小頭孔外圓為基準，鉆、擴、粗鉸、精鉸 φ22孔，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達到 IT7。 .采用立式鉆床6525 型號5.1 鉆孔工步(1)刀具:采用莫氏錐柄麻花鉆(20GB/T1438.1-1996)(2)背吃刀量的確定 取 a p=20mm(3)進給量的確定 由表 5-22,選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.25mm/r(4)切削速度的計算 由表 5-22,按工件材料為鑄鐵的條件選取 ,切削速度 v 取 18m/min. 由公式(5-1) n=1000v/ d=1000 18/(3.14 22)=286.6r/min,參照表 4-9 所列 Z525??型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=272r/min.代入(5-1),求出實際鉆削速度v=n d/1000=272 3.14 20/1000=17m/min(5)時間定額計算 根據(jù)表 5-41,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn 求得.式中l(wèi)=50mm, l2=1mm;l1=Dcotkr/2+(1~2)=20mm/2 cot54.0+1mm=11.7mm,f=0.25mm/r,n=2?72r/min.將以上結果代入公式,得該工序基本時間 tj=(50mm+11.7mm+1mm)/(0.25mm/r 272r/min=0.92min=55.3s?(6)輔助時間 tf 的計算 由輔助時間與基本時間的關系為 ta=(0.15~0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 55.3=8.30s5.2 擴孔工步(1)刀具:采用莫氏錐柄擴孔鉆(B/T1141-1984)(2)背吃刀量的確定 取 ap=1.8mm(3)進給量的確定 由表 4-10,選取 f=1.1mm/r.(4)切削速度的計算由表 5-22,按工件材料為鑄鐵的條件選取 ,切削速度 v 取 4m/min. 由公式(5-1) n=1000v/ d=1000 4/(3.14 21.8)=58.43r/min,參照表 4-9 所列 Z525 型??立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實際鉆削速度 v=nd/1000=272 3.14 21.8/1000=6.64m/min(5)時間定額計算由 D=21.8mm l=50mm l2=3mm 得l1=(D-d)cotkr+(1~2)=(21.8-20)/2 cot54.0+1=1.6mm=30.7s?(6)輔助時間 tf 的計算 由輔助時間與基本時間的關系為 ta=(0.15~0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 30.7=4.6s5.3 粗鉸工步(1)刀具:采用錐柄機用鉸刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的確定 取 a p0.14mm(3)進給量的確定 由表 5-31,選取 f=1.0mm/r.(4)切削速度的計算由表 5-31,取 v=4m/min. 由公式(5-1) n=1000v/ d=1000 4/(3.14 20)=63.7r/min,參照表 4-9 所列??Z525 型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實際切削速7度 v= n d/1000=97 3.14 20/1000=6.1m/min??(5)時間定額計算 根據(jù)表 5-41,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中 l1 l2 由表 5-42 按 kr=15.0 ap=(D-d)/2=(21.94mm-21.8mm)/2=0.08mm 的條件查得l1=0.37mm l2=15mm;而 l=50mm f=1.0mm/r n=97r/min將以上結果代入公式,得該工序的基本時間 tj=(50mm+0.37mm+15mm)/(1.0mm/r 97r/min)=0.67min=40.4s?(5)輔助時間 tf 的計算 由輔助時間與基本時間的關系為 ta=(0.15~0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 40.4=6.06s5.4 精鉸工步(1)刀具:采用錐柄機用鉸刀(GB/T1133-1984)(2)背吃刀量的確定 取 ap=0.06mm(3)進給量的確定 由表 5-31,選取 f=0.8mm/r.(4)切削速度的計算 由表 5-31,取 v=6m/min.由公式(5-1) n=1000v/ d=1000 6/(3.14 20=95.5r/min, 參照表 4-9 所列 Z525 型立??式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速,取轉(zhuǎn)速 n=97r/min.代入(5-1),求出實際切削速度 v= n d/1000=97 3.14 20/1000=6.1m/min(5)時間定額計算根據(jù)表 5-42,鉆孔的基本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn,式中 l1 l2 由表5-42 按 kr=15.0 ap=(D-d)/2=(22mm-21.96mm)/2=0.02mm 的條件查得l1=0.19mm l2=13mm;而 l=50mm f=0.8mm/r n=97r/min,將以上結果代入公式,得該工序的基本時間tj=(50mm+0.19mm+13mm)/(0.8mm/r 97r/min)=0.81min=48.8s?(6)輔助時間 tf 的計算 由輔助時間與基本時間的關系為 ta=(0.15~0.2) tj 得鉆孔工步的輔助時間 tf=0.15 48.8=7.32s?五 總結機械制造工藝學課程設計是我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的系統(tǒng)性設計.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，通過這次課程設計，使我對專業(yè)知識了解得更扎實，也從中鍛煉了自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎。由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。