2022年拨叉课程方案

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1、个人资料整理仅限学习使用目录一、拨叉的工艺分析及生产类型确定1 二、工艺规程设计 2 三、加工余量、工序尺寸和公差确定4 四、切削用量、时间定额的计算6 五、夹具设计 17 六、小结17 七、文献18精选学习资料 -名师归纳总结-第 1 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用一、拨叉的工艺分析及生产类型确定一 零件的分析一）、零件的作用：题目给定的零件是CA6140 拨叉，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，

2、宽度为18+0.0120mm 的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。二）、拨叉的工艺分析：精选学习资料 -名师归纳总结-第 2 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用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?25+0.230mm 的六齿方花键孔、?22+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+0.030mm 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 生产类型确定年产量为 5000件大批生产）二、工艺规程设计(一)确定

3、毛坯的制造形成。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。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查文献【3】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。毛坯零件图在附：(二)定位基准的选择精选学习资料 -名师归纳总结-第 3 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准1精基准的选择：根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，为了保证定位基准和工序基准重合，以零件的右端面A 面）为精基准，遵循了“基

4、准重合”。2粗基准的选择：作为粗基准的表面应平整，没有飞边毛刺或其他表面缺陷。因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以40 的外圆表面为粗基准。(三)加工阶段的划分该拨叉的加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、精加工阶段。在粗加工阶段，首先将精基准A 面）准备好，使后续都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉 B 面。在精加工阶段，完成拨叉?22 孔的钻、扩加工；在精加工阶段，进行拨叉?18 的磨削加工。(四)工序的集中和分散该拨叉选用工序集中的原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床和立式铣床，以及专用工、夹具，以提高生产率；而且运

5、用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工啦许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。(五)工序顺序的安排1、机械加工工序精选学习资料 -名师归纳总结-第 4 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准拨叉右端面（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗精粗加工工序，后安排精加工工序（3）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉右端面，再加工叉轴孔?22。2、热处理工序模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为241285HBS，并进行酸洗，喷丸处理，喷丸处理可提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来不

6、利影响。3、辅助工序精加工够，安排去毛刺和中间检验工序(六)确定工艺路线1、粗、精车端面，以 40mm圆柱面为粗基准。选用X51 卧式铣床加专用夹具2、钻、扩花键底孔、倒两端15倒角。选用Z550 立式铣床加专用夹具3、拉花键。以 A面为基准。选用 Z550立式铣床加专用夹具。4、铣削槽 B面。以花键的中心线及A 面为基准。选用X51卧式铣床加专用夹具5、铣削8+0.030mm的槽。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。6、铣削 18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A 面为基准。选用精选学习资料 -名师归纳总结-第 5 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用

7、X62W 卧式铣床加专用夹具。三、加工余量、工序尺寸和公差确定CA6140的拨叉材料为HT200。毛坯重量为1.0kg b=160MPaHBS 生产类型为由大、中批量生产，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 3mm 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。由文献【1】表 2-28 查得，扩孔余量：Z扩=2mm,钻孔余量 Z钻=20mm；查文献【1】表 1-20 可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为：扩：IT12，钻：IT13。根据上述结果，再查文献【1】表2-40 标准公差数值可确定各工

8、步的公差值分别为：扩：0.21，钻：0.33。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为：扩孔220+0.21mm 钻孔200+0.33 mm。3.拉花键。花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照【3】取 2=1mm 4.B面的加工余量。精选学习资料 -名师归纳总结-第 6 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用此工序分 2 个工步 1、粗铣 B面 2、精铣 B面。粗铣加工余量为 2.8mm 精加工余量为 0.2mm 四、切削用量、时间定额的计算1、车削用量和基本时间的计算3.粗铣1）.背吃刀量的确定 ap=2.5mm 2）.进给量的确定：由文献【1】表 5-11 按铣刀直径50mm，齿数

9、为 6 的条件选取每齿进给量fz为 0.4mm/z 3）.由文献【1】表 5-13.按高速钢立铣刀d/z=50/6的条件选取，铣削速度v=42m/min 由文献【1】公式 5-1）n=100042/3.14 50=267.38 r/min参照文献【1】表 4-15 选取 X51 型立式铣床的主轴转速，取转速n=255r/min，再将此转速代入公式 5-1）可求出实际铣削速度v=dn/1000=40.06 m/min4）.基本时间 tj的计算：根据文献【1】表 5-43 中面铣刀铣平面/fmz=(50+11.5+3/612=0.10min=60s4.精铣精选学习资料 -名师归纳总结-第 7 页，

10、共 20 页个人资料整理仅限学习使用 1）.背吃刀量的确定 ap=0.5mm 2）.进给量的确定：由文献【1】表 5-11，按铣刀直径50mm，齿数为 6 的条件选取每齿进给量fz为 0.25mm/z 3）.铣削速度的计算：由文献【1】表5-13，按高速钢立铣刀d/z=50/6的条件选取，铣削速度v 为 47 m/min。由文献【1】公式5-1）n=100047/3.14 50=299.21 r/min。参照文献【1】表 4-15 选取X51 立式铣床主轴转速，取n=300 r/min，再将此转速代入文献【1】公 式 5-1）可 求 出 该 工 序 实 际 铣 削 速 度 为v=dn/1000

11、=47.12 m/min。4）.基本事件 tj的计算：根据文献【1】表 5-43 中面铣刀铣平面/fmz=(50+11.5+3/450=0.14 min=8.20s工序 2钻、扩 22 孔、倒角（1）钻孔1）.背吃刀量的确定 ap=20 mm 2.进给量的确定：由文献【1】表 5-22，取每转进给量 f=0.20mm/r 3.切削速度的计算：由文献【1】表 5-22，工件材料HT200条件选取，切削速度v=15m/min，由文献【1】公式 5-1）得n=1000精选学习资料 -名师归纳总结-第 8 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用15/3.14 20=238.73 r/min。参照文献

12、【1】表 4-9 选取 Z550 立式钻床主轴转速n=250r/min。再将此转速代入文献【1】代入公式.基本事件 tj的计算：根据文献【1】表 5-41 钻孔的基本时间可由 tj=l+l1+l2）/fn求的。式中 l=80 l2=1,L1=D/2cotKr+1=20/2cot54+1=100.72+1=8.18，f=0.20/r,n=250r/min,所以 基 本 时 间：tj=l+l1+l2）/fn=.背吃刀量的确定 ap=2 mm 2.进给量的确定：由文献【1】表 5-23，取每转进给量 f=0.7 mm/r 3.切削速度的计算：由文献【1】表5-24,选取切削速度v=92.9 m/mi

13、n 由 文 献【1】公 式 5-1）得n=1000 92.9/3.14 22=1344.14 r/min，参照文献【1】表 4-9 选取 Z550 立式钻床主轴转速n=1400 r/min。再 将 此 转速 代 入 公式.基本事件 tj的计算：根据文献【1】表 5-41 扩孔的基本时间可由 tj=L/fnl+l1+l2）/fn,式中 l=80 l2=4,L1=D-d1）/2cotKr+1=22-20）/2 cot45+2=3，所以基本时间：精选学习资料 -名师归纳总结-第 9 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用tj=l+l1+l2）/fn=80+3+4）/0.7 1400=0.89 mi

14、n=5.33s 精选学习资料 -名师归纳总结-第 10 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用切削工时 t=Zblk/1000vfzZ 式中：Zb单面余量 1.5mm(由21mm 拉削到 25mm；L 拉削表面长度，80mm；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 sqrt80=1.35sqrt80=12mm 拉刀同时工作齿数z=l/p=80/12 7 其 本 工 时Tm=1.5 80 1.2 1.4/1000 3.6 0.06 7=0.13min=7.8s工序 4粗、精铣 B面加工工件尺寸：长度28，宽度 40，加工余量 3.背吃刀量的确定：ap

15、=2.8 mm 2.进给量的确定：由文献【1】表 5-11 按铣刀直径 32mm，齿数为 6 的条件选取每齿进给量fz为 0.18mm/z3.铣 削速 度 的 计算：由 文 献【1】表 5-13.按高 速 钢 立铣 刀d/z=32/6铣削速度v=39m/min 由文献【1】公式5-1）得 n=100039/3.14 32=387.94 r/min。参照文献【1】表 4-15 选取 X51 型精选学习资料 -名师归纳总结-第 11 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用立式铣床，取转速n=380 r/min再 将 此 转 速 代 入 公 式.基本事件 tj的计算：根据文献【1】表 5-43 中

16、面铣刀铣平面/fmz求得。式中l=40mm,l2=3mm,l1=0.5d-(d2-ae2）1/2+1=0.5 32-(322-282）1/2+1=9.75mm,fmz=fz Zn=0.186380=410.4 mm/min 所以该工序的基本时间tj=(l+l1+l2/fmz=(40+9.75+3/410.4=0.13min=7.71s.背吃刀量的确定：ap=0.2mm 2.进给量的确定：由文献【1】表 5-11 按铣刀直径32mm，齿数为 6 的条件选取每齿进给量fz为 0.12mm/z3.铣 削速 度 的 计算：由 文 献【1】表 5-13.按高 速 钢 立铣 刀d/z=32/6铣削速度v=

17、42m/min 由文献【1】公式5-1）得 n=100039/3.14 32=417.78 r/min。参照文献【1】表 4-15 选取 X51 型立式铣床，取转速n=490 r/min。再将此转速代入公式.基本事件 tj的计算：根据文献【1】表 5-43 中面铣刀铣平面/fmz求得。式中l=40mm,l2=3mm,l1=0.5d-(d2-ae2）1/2+1=0.5 32-(322-282）1/2+1=9.75mm,fmz=fz Zn=0.126490=352.8 mm/min 精选学习资料 -名师归纳总结-第 12 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用所以该工序的基本时间tj=(l+l1

18、+l2/fmz=(40+9.75+3/352.8=2.89min=173.13s工序 5 铣削 8+0.030mm 槽。加工工件尺寸：8+0.030mm,长度 L=40mm 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据文献【2】表 3.7,得最大磨损量为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命：T=100min其中4 决定切削速度 Vc和每齿进给量 Vf、由文献【2】3.27 的公式Vc=(Cvxdoxqv/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpvKv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ks

19、v=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpvKv=82.86m/min精选学习资料 -名师归纳总结-第 13 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用n=1000Vc/do=100082.86/3.14 63=418.87r/min 根据 X62W 型铣床说明书选nc=375r/min 实际速度 Vc=donc/1000=74.2m/min 选Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/minfzc=110/3

20、7516=0.018mm/z 1)机床功率：根据文献【2】表 3.28 公式圆周力fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnW FKFCKTV=0.90 KMFC=0.94由表 28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnW FKFC=30 X 8 X 0.018 X 8/63 X 375=505.6 N M=FCdo/2 103=15.9N?MPc=FcVc/1000=1.18km 根据 X62W 型铣床说明书，功率足够。6 基本工时基本工时根据文献【2】表 3.5 T

21、m=(L+L1+/Vf=(40+14/110=0.49min=29.4s L1+=14mm工序 6铣宽为 180+0.12mm 槽加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽180+0.12mm，长L=40mm，加工余量 23mm 由于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步走，ae=23，ap=10mm，1)选择刀具铣刀参数：L=10 D=100mm d=30mm ro=15 精选学习资料 -名师归纳总结-第 14 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用ao=12an=6Z=24 2)选择铣削用量由于槽的宽度为 18mm,

22、故二次走完，ae=23mmap=10mm 由 文 献【2】表3.3 确 定f=0.5mm/r 现 取f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据文献【2】表 3.7,得最大磨损量为 0.5 由表 3.8 确定刀具寿命：T=100min其中4）确定切削速度Vc和每齿进给量：决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由文献【2】3.27 的公式Vc=(Cvxdoxqv/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpvKvCv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0

23、.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpvKv=98.6m/minn=1000Vc/do=100098.6/3.14 100=314r/min 根据 X62W 型铣床说明书选 nc=300r/min 实际速度 Vc=donc/1000=94.2m/min 选 Vfc=ncf=300X0.5=150mm/min 根据 X62W型铣床说明书选选Vf=150mm/minfzc=150/30024=0.020mm/z5）基本工时基本工时根据文献【2】表 3.5 Tm=(L+L1+?i/Vf=(4

24、0+20X2/150=0.8min=48s L1+=20mm 精选学习资料 -名师归纳总结-第 15 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用i=2(走两次 工序 7 磨 18mm 槽，保证尺寸 18mm 1)选择砂轮。见文献【2】第三章中磨料选择各表，结果为GZ46KV6P35040127 其含义为：磨轮磨料为棕刚玉，为了防止粒度过小而磨轮堵塞，所以选用为粒度为46#，硬度为软2级。平型砂轮，其尺寸为16640，v砂=2.5m/s 进给量 f=50mm/min 双单行程 fr=0.015mm 3)切削工时。当加工1 个表面时Tm=(L+y+?i K/50=3.1min=186s 2、辅助时间

25、 ta的计算根据文献【1】的第五章第二节所述，辅助时间tf与基本时间 tj之间的关系 tf=0.150.2）tj，本零件 tf=0.15tj，则各工序的辅助时间分别为：工序 1 的粗铣 A面辅助时间：tf=0.156s=0.9s工序 1 的精铣 A面辅助时间：tf=0.158.20s=1.23s 工序 2 钻孔的辅助时间：tf=0.15107.02s=16.05s 工序 2 扩孔的辅助时间：tf=0.155.0s=0.75s 工序 3 拉花键的辅助时间：tf=0.157.8s=1.17s 精选学习资料 -名师归纳总结-第 16 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用工序 4 粗铣 B面的辅助

26、时间：tf=0.157.71s=1.16s 工序 4 精铣 B面的辅助时间：tf=0.15173.13s=26.0s 工序 5 铣 8 槽的辅助时间：tf=0.1529.4s=4.41s 工序 6 铣 18 槽的辅助时间：tf=0.1548s=7.2s 工序 7 磨 18 槽的辅助时间：tf=0.15186s=27.9s 3、其他时间的计算除了作业时间 基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括还布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于该拨叉的生产类型为大型生产，分摊到每个工件上的的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间tb是作业时间的 2%7%，休息与生理

27、需要时间tx是作业时间的 2%4%，该拨叉取 3%，则各工序的其他时间tb+tx）可按关系式 3%+3%）=0.14s 工序 1 精铣 A面的其他时间：tb+tx=6%(8.20s+1.23s=0.57s 工序 2 钻孔的其他时间：tb+tx=6%(107.02s+16.05s=7.38s 工序 2 扩孔的其他时间：tb+tx=6%(5.0s+0.75s=0.35s 工序 3 拉花键的其他时间：tb+tx=6%(7.8s+1.17s=0.54s 工序 4 粗铣 B面的其他时间：tb+tx=6%(7.71s+1.16s=0.14s 工 序4精 铣B面 的 其 他 时 间：tb+tx=6%(173

28、.13s+26s=10.46s 工序 5 铣 8mm 槽的其他时间：tb+tx=6%(29.4s+4.41s=2.03s 精选学习资料 -名师归纳总结-第 17 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用工序 6 铣 18mm 槽的其他时间：tb+tx=6%(48s+7.2s=3.31s 工 序7磨18mm 槽 的 其 他 时 间：tb+tx=6%(186s+27.9s=12.83s 4、单件时间 tdj的计算该拨叉各工序的单件时间分别为：工序 1 的单件时间 tdj为两个工步单件时间的和，其中工序 1 粗铣的单件时间：tdj 粗=6s+0.9s+0.41s=7.31s 工序 1 精铣的单件时间

29、：tdj 精=8.20s+1.23s+0.57s=10s 因此，工序 1 的单件时间 tdj=tdj 粗+tdj 精=7.31s+10s=17.31s 工序 2 的单件时间 tdj为两个工步单件时间的和，其中工序 2 钻孔的单件时间：tdj 钻=107.02s+16.05s+7.38s=130.45s 工序 2 扩孔的单件时间：tdj 扩=5.33s+0.75s+0.35s=6.43s 因此，工序 2 的单件时间 tdj=tdj 钻+tdj 扩=130.45s+6.43s=136.88s 工序 3 拉花键的单件时间：tdj=7.8s+1.17s+0.54s=9.51s 工序 4 的单件时间 t

30、dj为两个工步单件时间的和，其中工序 4 粗铣的单件时间：tdj 粗=7.71s+1.16s+0.53s=9.4s 工序 4 精铣的单件时间：tdj 精=173.13s+26s+10.467s=209.59s 因此，工序 4 的单件时间 tdj=tdj 粗+tdj 精=9.4s+209.59s=218.99s 工序 5 铣 8mm 槽的单件时间：tdj=29.4s+4.41s+2.03s=35.84s 工序 6 铣 18mm 槽的单件时间：tdj=48s+7.2s+3.31s=58.51s 工序 7 磨 18mm 槽的单件时间：tdj=186s+27.9s+12.83s=226.73s 将上述

31、拨叉工艺规程设计的结果，填入工艺文件。精选学习资料 -名师归纳总结-第 18 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用五、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。我选择第二道工序中的一个工步钻22mm 孔的钻床夹具。这副夹具的工作原理是：工件以40mm 的外圆和一端面为定位基准，在V型块和支撑板上实现五点定位。采用快速螺旋夹紧机构推动V型压头压紧工件。六、小结两周的拨叉课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为机械制造技术基础、机械制造技术基础课程设计指导教程课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强

32、化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。刚开始无从下手，经过反复看书，查找资料，加上老师的指导，一边查一边做，慢慢懂得怎样去做。刚做完一遍，发觉数据上出现很多问题，还有思考问题不够周到。通过和组员的讨论，改正了很多。最后还是完成了自己的设计。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总

33、的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。虽然过程是艰苦的，但坚持下来，得到的收获是可喜的！在此，十分感谢张建老师的细心指导，感谢同学们的互相帮助。在以后的学习生活中，我将继续刻苦努力，不段提高自己。精选学习资料 -名师归纳总结-第 19 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用文献：【1】机械制造技术基础课程设计指导教程主编邹青机械工业出版社【2】切削用量简明手册主编艾兴,肖诗纲.机械工业出版社.【3】机械制造工艺设计简明手册.主编李益民哈尔滨工业大学.精选学习资料 -名师归纳总结-第 20 页，共 20 页