CA6140车床工艺规程及铣端面专用夹具设计(831003)

制造技术课程设计说明书姓名：班级：学号：目录1拔叉的分析 (2)1.1拔叉的功用 (2)1.2拔叉的机械加工工艺分析 (2)1.3毛坯的选择 (3)2工艺规程设计 (3)2.1主要技术要求和技术关键 (3)2.2确定各表面加工方案 (3)2.3确定定位基准 (5)2.4毛坯的结构工艺要求 (6)2.5工艺路线的拟定 (6)2.6拔叉的偏差，加工余量，工序尺的确定 (11)2.7 确定切削用量及基本工时（机动时间） (12)2.8时间定额计算及生产安排 (13)2.9 粗、精铣18H11底槽 (13)3铣端面专用夹具设计 (14)3.1定位基准的选择 (14)3.2定位误差分析 (14)3.3夹具设计方案确定 (15)3.4切削力及夹紧分析计算 (15)3.5 误差分析与计算 (17)4总结 (17)5参考资料 (18)1 拨叉的分析1.1 拨叉的功用题目给定的零件是CA6140拨叉（831003）。

它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。

通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，从而使主轴获得所需的速度和扭矩。

宽度为30+0.0120mm的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。

滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。

从而影响整个传动系统的工作。

所以拨叉宽度为30+0.0120mm 的面和槽之间要达到很高的配合精度。

1.2 拨叉的机械加工工艺分析一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。

拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其加工内花键的精度要求较高，此外还有上端面要求加工，所以对精度要求也很高。

其底槽侧面与花键孔中心轴有垂直度公差要求，上端面与花键孔轴线有平行度要求。

因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。

拨叉零件图如下图1.1其余未注明圆角半径R3~5m m 5锥孔配作2-M 8通孔图1.1 拨叉零件图大致的加工顺序和过程：铣侧面；拉257H φ内花键孔；铣上端面；铣18H11底槽；钻、铰2-M8通孔，并攻丝。

（1） 侧面的加工主要是为了后续工序中能有更好的定位面，确保后续加工所要求的精度，粗糙度在6.3即可。

（2） 以2212H φ为主要加工面，拉内花键槽257H φ，槽数为6个，其粗糙度要求是底边6.1=Ra ，侧边 3.2R a =，2212H φ内孔粗糙度 6.3R a =。

（3）加工是铣上端面，表面粗糙度要求为 3.2R a =。

（4）铣18H11底槽，该槽的表面粗糙度要求是两槽边 3.2R a =，槽底的表面粗糙度要求是3.6=Ra 。

（5） 钻并攻丝2-M8，保证两螺纹孔中心距为25mm 。

1.3毛坯的选择本次课程设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用金属型铸造。

该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，并且拨叉不经常受交变载荷作用，受力也不是太大，所以能够满足使用要求。

生产类型为大批量生产。

因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可以铸出，18H11的底槽也不能铸出。

2工艺规程设计2.1主要技术要求和技术关键主要加工面的技术要求:后侧面: 3.2R a =;内花键槽257H φ，内花键槽底边6.1=Ra ，侧边 3.2R a =;上端面： 3.2R a =；底槽：18H11槽底边3.6=Ra ，两槽侧边 3.2R a =；2-M8的孔，保证两螺纹孔中心距为25mm 。

由加工工艺分析和技术要求可知，该拨叉零件的主要加工表面是平面、内花键槽。

一般来说，保证平面的加工精度要比保证内花键的加工精度容易。

因此，对于拨叉来说，上端面与槽边均与花键轴有位置度公差，加工过程中的主要问题是保证内花键的尺寸精度及位置精度，处理好内花键和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度是拨叉夹具设计的重点、难点。

2.2确定各表面加工方案一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时是加工的劳动量最小。

设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。

对于设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足内花键加工精度要求的加工方法及设备。

除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。

在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。

2.2.1加工方法的确定（1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。

（2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。

在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。

（3）考虑被加工材料的性质。

（4）考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。

（5）此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。

选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法。

再选择前面各工序的加工方法。

2.2.2 面的加工铣床：参考文献资料[1]P130表5-8可以确定:粗铣R a=6.3~3.2 半精铣R a=6.3~0.4精铣R a=1.6~0.2根据以上原则并结合题目可得主要加工面的加工方案如下：后侧面的加工主要是为后续加工做准备，因此，在选择加工方法上可以选用一次性铣面，表面粗糙度为3.2。

上端面的加工方案为：粗铣—半精铣（7~9IT IT），粗糙度达到R a=3.2。

2.2.3 孔的加工（1）加工内花键前的的孔2212φ加工H查参考文献[2]P129表5.8，钻孔R a=25~0.8，并由于的孔的精度为H12，所以确定的孔的加工方案为：一次钻孔，由于在拉削过程中才能保证的孔表面精度，所以，在加工内花键前的孔的精度可适当降低。

（2）内花键的加工通过拉刀实现花键的加工，由于拉削的精度高，所以能满足花键表面精度，同时也能保证的孔表面精度,内花键的进度要求φ25H7。

（3） 2-M8螺纹孔的加工设计要求：两孔中心距50mm。

加工方案定为：钻通孔，攻丝，铰锥孔。

2.2.4 槽的加工底槽设计要求：18H11槽底边3.6Ra，两槽侧边 3.2R a=。

=查参考文献[1]P138表5.8，粗铣R a=6.3~3.2；半精铣R a=6.3~0.4；精铣R a=1.6~0.2可以确定，槽的加工方案为：粗铣—半精铣（7~9IT IT），粗糙度为R a=6.3~0.8。

2.3 确定定位基准2.3.1 粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。

粗基准选择应当满足以下要求：（1）选择加工余量小而均匀的重要表面作为粗基准，以保证该表面有足够余量。

（2）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。

目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。

如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。

以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

（3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。

这样可以保证该面有足够的加工余量。

（4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。

有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。

（5）粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。

多次使用难以保证表面间的位置精度。

结合整个工艺路线全面考虑，要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拔叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。

从拔叉零件图分析可知，选择后侧面作为拔叉加工粗基准。

2.3.2 精基准选择的原则（1）基准重合原则。

即尽可能选择设计基准作为定位基准。

这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。

（2）基准不变原则，应尽可能选用统一的定位基准。

（3）互为基准的原则。

选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。

（4）自为基准原则。

有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。

（5）应使工件装夹稳定可靠，夹具简单等。

选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。

综合分析要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拔叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。

从拔叉零件图分析可知，它的φ内花键槽，适于作精基准使用。

H2572.4 毛坯的结构工艺要求（1）拔叉为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：①铸件的壁厚应合适、均匀，不得有突然变化。

②铸造圆角要适当，的得有尖棱、尖角。

③铸件的结构要尽量简化。

④加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。

⑤铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。

（2）设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：①各加工面的几何形状应尽量简单。

②工艺基准以设计基准相一致。

③便于装夹、加工和检查。

④结构要统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。

在确定毛坯时，要考虑经济性。

虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。

因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。

拨叉材料为HT200，年常量为600件，根据材料成型工艺可知用金属型铸造，生产类型为大批量生产。

经过查资料：为减小铸造困难，φ22的孔，2—M8的通孔，φ5的锥孔，18H11的底槽均不铸出。

2.5 工艺路线的拟订对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。

拨叉的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。

具体安排是：先加工后侧面，再加工的孔，再加工花键槽，最后以花键槽定位粗、精加工拨叉上端面和底槽及M8螺纹孔。

后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。

2.5.1 工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。

确定工序数的基本原则：（1）工序分散原则工序分散的特点工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。

便于采用通用设备。

简单的机床工艺装备。

生产准备工作量少，产品更换容易。

对工人的技术要求水平不高。

但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。

（2）工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。