CA6140车床拨叉831006.

目录一、零件的分析 (2)（一）零件的作用 (2)（二）零件的工艺分析 (2)二．工艺规程设计 (2)1，确定生产类型 (2)2，确定毛坯的制造形式 (2)3，基面的选择 (2)4，制定工艺路线 (3)三．夹具设计 (12)（一）问题的提出 (12)（二）夹具设计 (12)一、零件的分析（一）零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。

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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。

零件上方的φ22孔与操纵机构相连，二下方的φ55半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。

通过上方的力拨动下方的齿轮变速。

两件零件铸为一体，加工时分开。

（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2大头半圆孔Ф553小头孔端面、大头半圆孔上下Ф73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加小头孔端面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。

再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二．工艺规程设计1，确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。

2，确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：零件材料为HT200。

考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。

查《机械制造工艺及设备设计指导手册》（后称《指导手册》）选用铸件尺寸公差等级CT9级。

3，基面的选择定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。

基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，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。

根据这个基准选择原则，现选取φ40的外表面和底面为粗基准加工φ22孔的上表面。

（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。

因此选择精加工过的φ55mm孔为精基准，限制四个自由度。

考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的上表面和镗过的孔为主要的定位精基准。

4，制定工艺路线CA6140拨叉设计工艺过程(一)确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。

考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。

（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，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。

（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。

根据这个基准选择原则，现选取φ22 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个φ40作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。

（2）精基准的选择。

主要应该考虑基准重合的问题。

当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。

（三）制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线方案一:工序1 铣φ40上平面，保证表面粗糙度3.2工序2 钻绞孔φ22，保证表面粗糙度1.6工序3 粗镗半精镗孔φ55，保证表面粗糙度3.2工序4 铣φ55上端面，保证表面粗糙度3.2工序5 φ55下端面，保证表面粗糙度3.2工序6 锥孔φ8及M8底孔螺纹M8 精绞锥孔φ8，保证表面粗糙度1.6工序7 切断工艺路线方案二:工序1 铣φ40上平面，保证表面粗糙度3.2工序2 粗镗半精镗孔φ55，保证表面粗糙度3.2工序3 钻绞两孔φ22，保证表面粗糙度1.6工序4 铣φ55上端面，保证表面粗糙度3.2工序5 铣φ55下端面，保证表面粗糙度3.2工序6 钻锥孔φ8及M8底孔，攻丝，精绞锥孔φ8，保证表面粗糙度1.6工序7 切断工艺方案比较分析上述两方案:方案一：是先加工内孔φ22, 再以φ22孔为基准加工φ55内孔,而方案二：先镗孔φ55,以底面及φ22外圆面为基准，再以φ55内孔及上平面加工φ22孔。

由零件图可知φ22孔的设计基为准φ55孔的中心线，所以加工φ22孔时定位基准最好为φ55孔的中心线，可保证其加工的位子精度，符合大批生产要求,方案二较为合理方案二:工序1 铣φ40上平面。

（以φ22孔外表面及底面为基准，选用X5032立式升降台铣床和专用夹具）工序2 粗镗，半精镗φ55。

（以φ40上平面及φ22内孔为基准，选用TGX4132B 立式单柱坐标镗床和专用夹具）工序3 钻绞两孔φ22.。

（以φ40上平面及φ22孔外表面为基准，选用Z3025摇臂钻床和专用夹具）工序4 铣φ55下端面。

（以φ40上平面及φ22内孔为基准，选用X5032立式升降台铣床和专业夹具）工序5 铣φ55上端面。

（以φ55的下端面及φ22内孔为基准，选用X5032立式升降台铣床和专业夹具）工序6 钻锥孔φ8及M8底孔，攻螺纹M8，精绞锥孔φ8。

（以φ40上平面及φ55内孔为基准，选用Z3025摇臂钻床和专用夹具）工序7 切断拨叉零件材料为HT200 HB170—240，毛坯重量约1.0Kg生产中批采用金属型铸造毛坯依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1> 由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。

2> 铸件的圆角半径按表2.2.1<<简明设计手册>> 选则金属型铸造 R=3-5mm 拔模斜度外表面0-15°自然失效处理以消除铸造应力。

3> 两内孔φ22+0.021 0,考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将φ40圆柱铸成实心的。

4>铣φ40上平面加工余量及公差。

两φ40圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ40圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,半精铣，单边余量Z=2mm公差CT=1.2φ22半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=1.2毛坯名义尺寸:50+0.8+1.2=52毛坯最大尺寸:52+1.2=53.25>粗镗，半精镗φ55。

毛坯为铸孔,内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.6,参照《工艺手册》表2.3-10确定工序尺寸及余量为:一次粗镗φ53.5，2Z=3.5二次半精镗φ55+0.4，2Z=1.56>钻绞两孔φ22。

两内孔精度要求IT7参照《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.3-8确定工序尺寸及余量为：钻孔：φ20扩孔：φ21.8 2Z=1.8mm半精绞: φ21.94 2Z=0.14mm精绞: φ20+0.02107>铣φ55下端面。

两φ55圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ55圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,半精铣。

φ55半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.28>铣φ55上端面。

两φ55圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ55圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,半精铣。

φ55半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.29>钻锥孔φ7.8及M6底孔，攻丝，半，精绞φ8，保证R1.6的表面粗糙度半精绞加工余量2Z=0.14精绞加工余量2Z=0.0610>切断确定切削用量及基本工时工序一：铣φ40上平面。

1 工具选择1.>选择工具《切削手册》根据表1.２选择YG6硬质合金刀具根据表3.1 铣前深度ap≤4 铣削宽度ae≤90 端铣刀直径D0=100mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=102 >铣刀几何形状查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r0=0°a=8°Kr=45°Kre=30°Kr′=5°λs=-20°α=8°bq=1.22选择切削用量1>决定铣削深度ap，因为表面粗糙度要去为Ra=3.2，所以需两次走刀完成。

第一次走刀达到尺寸为50+0.8（半精铣的加工余量）第二次走到达到50的尺寸，并保证Ra=3.22>决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW查表3.5时 fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.183> 选择铣刀磨纯标准及刀具寿命根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5由于铣刀直径d0=100mm 故刀具寿命T=180min (查表3.8)4> 根据(表3.16)当d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min nt =322r/min Vft=490mm/min各修正系数为: kmv=kmn=kmvf=0.89Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=98×0.89×0.8=70m/minn=n t kn=322×0.89×0.8=230r/minVf=Vft kvt=490×0.89×0.8=350.3mm/min根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择n =300r/min Vfc=375mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为Vc=πdn /1000 =3.14×100×300 / 1000 =94.2 m/minFzc=vfc / (nc×Z) =375 / 300×10=0.125mm/z5>根据机床功率:根据表3.24 当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2.4 d=100 Z=10 Vf=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5×0.75=5.63KW故Pcc<Pcm 因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.4 Vf=375mm/min n=300r/min Vc=94.2m/min fz=0.125mm/z6>计算基本工时tm = L / Vf式中 L=160mm 根据表 3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35 则L=(160+35)=195mm 故tm=195 / 375=0.52min工序二：粗镗半精镗φ55孔1>选择刀具:查表《机械加工工艺手册》表 11.2-10选择莫式锥柄3 刀杆直径D=30 高速钢刀头2>选择切削用量有《工艺手册》表2.3-10得粗镗φ53.5，2Z=3.5半精镗φ55+0.4 2Z=1.5粗镗孔至φ53.5单边余量Z=1.75/mm一次镗去全部余量ap=3.5 mm （5~8）进给量f=0.52 mm/r （0.3~1.0）根据有关手册确定立式镗床的切削速度为v=35m/min （20~35m/min）nw =1000v / Πd=1000×35 / 3.14×50 =223r/min查表4.2-20 T4132立式镗床主轴转速n=250r/min 切削工时 L=30,L2=3,L3=4t1=L / nf =(30+3+4)/250×0.52=0.28min③半精镗孔φ50+0.50１> 切削用量 ap=1.5 （1.5~3）单边余量Z=0.1mm 一次公差去全部余量ap＝0.2mm进给量 f =0.2mm/r （0.2~0.8）根据有关手册,确定立式镗床切割进度v=40m/min (25~40)查表4.2-20 T4132立式镗床（主电动机=1.1kw，总容量1.16kw）主轴转速n =355 r/min切削工时 L=30,L2=3,L3=4t 2=L/ nf=(30 +3+4)/ 355×0.2=0.52min工序三：钻两孔φ201 选择钻头选择锥柄麻花钻(GB1438-85) 查表 d0=20钻头几何形状(表2.1及表2.2)双锥,修磨横刃β=30° 2φ=100° bξ=3.5 α=11° b=2mm L=4mm2.选择切削刀具①进给量f1>按加工要求决定进给量: 根据表2.7 当加工要求为H12~H13精度铸铁HBS>200 d0=18mm f=0.43~0.53mm/r由于L/d=50/20=2.5,故应乘以孔深修正系数kcf=1f= 0.43~0.53 mm/r2>按钻头强度决定进给量根据表2-8 当HBS=200 d=20mm 钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r3>按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9 当HBS<210 d=≤20.5 机床进给机构允许的轴向力为6960N(Z3025钻床允许的轴向力为7848N 见《设计手册》表4.2-11)进给量为0.75mm/r 从以上三个进给量比较可看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为 f=0.43~0.53mm/r根据Z3025钻床,选择 f=0.5 mm/r②决定钻头磨钝标准及寿命由表 2.12 当d0=20 时,钻头后刀面最大磨损量（0.5~0.8）取为0.6mm,寿命T=60min③切削进度由表2.15 HBS 170~240, f=0.5mm/r d>20 Vc=16m/minn =1000V/πd0=1000×16/(3.14×20)=254.7r/min④检验机床扭矩及功率根据表2.20 当f=0.5mm/r d0<21 时 mt=76.81 N*M根据Z3025 钻床说明书 当nc=250r/min 时 Mm=80 N*M根据表2.23 当HBS200 d0=20 f=0.53mm/r Vc=16m/min 时 Pc=1.1KW 查《设计手册》表4.2-11 PE=2.2KW由于MC<Mm PC<PE 故选择之切削用量可用,即f=0.5min/r nc=250r/min Vc=16m/min⒊计算基本工时tm =L / nfL=L+Y+Δ,L=30 mm 入切量及超切量由表2.29 查出Y+Δ=10mmtm =L / nf=(50+10) / (250×0.5)=0.48min2扩孔1>选择扩刀选择硬质合金扩孔钻d0=21.8mm钻头几何形状为r=5°α0=8°（8~10） kr=30°（30~60） kr ζ=30° β=10° b α1=1mm （0.8~2）2>选择进给量及切削进度查表2.10 d0=21.8HB=200 时, f=1.0～1.2mm/r根据Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r查《机械加工工艺师手册》表28-2v y x p m v c k fa T zv d C v v v 0 Cv=68.2,do=21.8,Zv=0.4,T=40,Ap=50,Xv=0.15,f=1,kv=0.8，m=0.4，Yv=0.45. 计算得V=24m/minV=(1/2-1/3)V 钻=(1/2-1/3) ×16=8～16m/min 取V=8 m/minn =1000V/πd0 =1000×8/ 3.14 ×21.8=116.8r/min,取n=175r/min 。