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1序言在学完大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课的基础上，我们进行了机械制造技术基础课程设计。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性总复习，汇总了所学的专业知识。在理论与实践上有机结合，使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！在些次课程设计中我主要是设计CA6140拨叉的机械加工工艺规程以及铣削加工时的夹具。在此次课程设计期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的悉心指点。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件时CA6140车床的拨叉（见附图1——零件图），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。（二）零件的工艺分析CA6140拨叉共有两组加工表面。现分析如下：1.拨叉大端平面的加工2.以花键孔的中心线为基准的加工面2这一组面包括Ø25+0.0250mm的六齿方花键孔、Ø22+0.210mm花键底孔两端的150倒角、距花键孔轴线22mm的平面和拨叉下端的18+0.110mm的槽。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。因为零件为大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用铸造成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。（二）基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，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面为粗基准而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。所以选择右端R20的端面为粗基准。2.精基准的选择。精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。本零件精基准选择为花键孔。（三）制定工艺路线3制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度以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大批生产的条件下，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高生产率，除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。根据工序先后顺序的安排原则：（1）先加工定位基面，再加工其他表面。（2）先加工主要表面，后加工次要表面。（3）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（4）先加工平面，后加工孔。加工路线确定如下：工序I车拨叉大端端面，以右端R20的端面为粗基准，选用C620-1车床加以四爪卡盘。工序II钻、扩花键孔底，保证尺寸Ø22+0.210mm，选用Z525型立式钻床及专用钻模加以四爪卡盘。工序III倒角15°，选用Z525型立式钻床加以专用夹具。工序IV拉花键孔，保证尺寸Ø25+0.0250mm，利用花键内孔底、拨叉左端面为定位，选用L6120卧式拉床加工加以专用夹具。工序V粗、精铣顶面，利用花键孔定位，选用X61W万能铣床加以专用夹具。工序VI铣底面槽，保证尺寸18+0.110mm，选用X61W万能铣床加以专用夹具。4工序VII钻顶面两个M8mm螺纹孔底，选用Z525型立式钻床加以专用夹具。工序VIII攻螺纹M8mm。工序IX终检。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。（四）机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，硬度为170-241HBS，生产类型为大批生产，采用生产方式为铸造。分析零件可知，铸造时只需在毛坯轴向留机械加工余量即可。由于工件材料为HT200，工件的尺寸精度和表面粗糙度要求较高，且为大批量生产，所以毛坯应为2级精度铸件。根据《新编机械工程技术手册》表9-20,查得机械加工余量为3.0mm。铸造毛坯采用砂型机器造型及壳型工艺，尺寸公差为CT8，从《机械制造设计工艺简明手册》查得CT8=1.6mm。所以毛坯长度最大极限尺寸=80+3+1.6/2=83.8mm,最小极限尺寸=80+3-1.6/2=82.2mm。因为花键孔孔底直径较大，所以为了提高生产效率，节省加工时间可在铸造的时候先铸出一个φ18mm的孔。拨叉的铸件毛坯图见附图2。（五）确定切削用量及基本工时工序I：粗车、精车左端面。本工序采用计算法确定切削用量。1.加工条件工件材料：HT200，σb=200MPa、铸造5加工要求：粗车40×75mm2端面，精车至附和Ra=3.2μm机床：本零件外轮廓尺寸不大，精度要求较高，故选用CA6140-1型卧式车床。刀具：刀片材料YG6，刀杆尺寸16×25mm2，kγ=90°，γo=15o，α=8°，γε=0.5mm。2.计算切削用量已知毛坯长度方向的加工余量为3±0.8mm，考虑7°的拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=9mm，因为端面表面粗糙度Ra=3.2μm，所以分粗、精车完成。精加工余量留1mm，则粗加工余量为8mm，分3次走刀，ap=3mm。长度公差按IT12级，取-0.46（入体方向）。（1）粗车①进给量f根据《切削用量简明手册》表1.4，当刀杆尺为16×25mm2，ap≤3mm，工件直径为60～90mm时，f=0.5～0.9mm/r。按C6120-1机床的进给量选择f=0.71mm/r。②计算切削用量按《切削用量简明手册》表1.27，切削速度的计算公式为其中：Cv=189.8，xv=0.15，yv=0.35，m=0.20。修正系数见《切削用量简明手册》表1.28，即kmv=1.0，kkv=1.04，kkrv=0.73，ksv=0.8，kBV=0.97。6③确定机床主轴转速。按机床说明书，正好取r=150r/min。所以实际切削速度v=47.1m/min。④计算切削工时，按《切削用量简明手册》表6.21tm=iL=d/2+l1+l2+l3其中d=100mm，l1=2mmL=100/2+2=52mm所以tm=。⑤检验机床功率主切削力Fc按《切削用量简明手册》表1.29所示公式计算F=CFcapxFcfyFcvcnFckFc其中：CFc=900，xFc=1.0,yFc=0.75,nFc=0。KMp=（σb/190）nF=(200/190)0.4=1.02Kkr=0.89所以切削时消耗的功率Pc为由《切削用量简明手册》表1.30中C6120-1机床说明书可知，C6120-1主电动机功率为7.8KW,当主轴转速为150r/min时，主轴传递的最大功率为5.5KW，所以机床功率足够，可以正常加工。⑥校验机床进给系统强度已知主切削力FC=1887.3N，径向切削力FP按《切削用量简明手册》表1.29所示公式计算7其中,,=1.05所以而轴向切削力其中：所以取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数为μ=0.1，则切削力在纵向进给方向对机构的作用力为而机床纵向进给机构可曾受的最大纵向力为3530N，，故机床进给系统可正常工作。（2）精车精车时仅改变，此时①进给量f与粗车时一样，f=0.71mm/r②计算切削速度按《切削用量简明手册》表1.27，切削速度的计算公式为其中：Cv=189.8，xv=0.15，yv=0.35，m=0.20。修正系数见《切8削用量简明手册》表1.28，即kmv=1.0，kkv=1.04，kkrv=0.73，ksv=0.8，kBV=0.97。所以③确定机床主轴转速现选④计算切削工时d=100mm,所以因为精车时切削速度与粗车时相等，而ap比粗车时小，所以不用再校验机床功率与机床的进给系统强度。工序Ⅱ：钻孔，扩孔。选用机床：Z525型立式钻床。（1）钻孔Φ20mm①钻头选择：选择高速钢钻头钻头几何形状为：双锥修磨横刃。钻头参数：d=20mm,2Φ=120°，Ψ=50°，α=12°，β=30°，=3.5mm，b=2mm，l=4mm。②确定进给量f9因为材料是灰铸铁，钻孔直径是d=20mm。所以选择f=0.7～0.86mm／r。根据机床进给强度决定进给量，查《切削用量简明手册》表2.9，σ≤210HBS时，确定f=0.70mm/r。③计算切削速度根据《切削用量简明手册》选择=14mm/min。===222.93r/min。根据《切削用量简明手册》表2.35选择机床转速=272r/min所以实际切削速度v===17.08m/min④切削工时，L=y+l+△,l=80mm,y+△=10mm==0.47mm（2）扩孔Φ22mm①钻头选择：高速钢扩孔钻。钻头参数：d=22mm，其他参数同上。②确定进给量，《切削用量简明手册》表2.10确定f=1.0mm/r。③扩孔钻孔时的切削速度v=0.4=0.4X17.08=6.832m/min==98.9r/min按机床选取=97r/min实际切削速度v=6.7m/min10④切削工时，L=y+l+△,l=80mm,y+△=10mm.==0.93mm工序Ⅲ：倒角15°①选用机床：Z525立式钻床②刀具选择：150°锪钻③根据有关资料介绍，锪钻时进给量及切削速度约为钻孔时的1/2~1/3,故按机床选择,所以实际切削速度④计算切削工时其中l1=2mm,l2=0,l=0.4mm所以工序IV：拉花键孔单面齿升：根据有关手册，确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿升为0.06mm，拉削速度v=0.06m/s（3.6m/min）切削工时11式中Zb——单面余量1.5mm（由φ22mm拉削到φ25mm）；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，；p——拉刀齿距。所以，拉刀同时工作齿数所以工序V：粗、精铣顶面。加工要求表面粗糙度Ra=3.2μm,分粗、精铣加工。精铣余量为0.2mm，则粗铣余量为3-0.2=2.8mm。（1）粗铣①选择机床：X61W型万能铣床②选择刀具：本工序选用圆柱铣刀。因为铣削深度ap=30mm，铣削宽度ae=2.8mm，根据《切削用量简明手册》表3.1，选择铣刀直径d0=80mm。标准镶齿圆柱铣刀的齿数z=6。铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为1.0mm，刀具寿命T=120min12铣刀几何形状：γ0=10°，α0=12°③进给量f由加工要求Ra=3.2μm可选择每转进给量f=0.5~1mm/r就能满足要求。但考虑到X61W功率为4.5KW，机床为中等系统刚度和X61W铣床说明书，确定每转进给量f=0.6mm/r。④计算切削速度因为z=6，ap=30mm,ae=2.8mm,根据《切削用量简明手册》表3.1，查得,,。各修正系数为故根据X61W铣床说明书，选择nc=80r/min,vfc=40mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为：⑤检验机床功率根据《切削用量简明手册》表3.1，当fz=0.06~0.15mm/z，ap=30mm,ae=2.8mm,vf=40mm/min时，Pct=0.2KW切削功率修正系数KMPC=1。故实际切削功率为Pcc=Pct=0.2KW根据X61W铣床说明书，机床主轴允许的功率为故,因此所决定的切削用量可以采纳，即13ae=2.8mm,vf=40mm/min,n=80r/min,vc=20.1m/min,fz=0.083mm/z⑥计算基本工时式中，,l=80mm,根据表3.25，入切量和超切量所以(2)精铣①选择刀具与粗铣时刀具相同②确定切削用量所留的精铣加工余量为0.2mm，所以本道工序的铣削深度为ap=30mm,铣削宽度ae=0.2mm。③确定进给量f每转进给量f=0.6mm/r④计算切削用量因为z=6，ap=30mm,ae=0.2mm,根据《切削用量简明手册》表3.11，可得vt=29m/min,nt=103r/min,vft=68mm/min各修正系数故根据X61W铣床说明书，选择nc=80r/min,vfc=65mm/min14⑤计算切削工时工序Ⅵ：铣18H11槽选择机床：X61W铣床选择刀具：工序采用盘铣刀铣槽，铣削宽度=3