CA6140拨叉831008工艺及夹具设计

中北大学课程设计说明书

目录

一、零件分析 (1)

（一）零件的作用 (1)

（二）零件的工艺分析 (1)

二、工艺规程设计 (1)

（一）确定毛坯的制造形式 (1)

（二）基面的选择 (2)

（三）制定工艺路线 (2)

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 (4)

（五）确立切削用量及基本工时 (4)

三、夹具设计 (13)

四、设计总结 (16)

五、参考文献 (17)

附加：

机械加工工艺卡片 (18)

毛坯图 (30)

零件图 (31)

机构设计夹具装配图 (32)

机构设计夹具零件图 (33)

一、零件分析

（一）零件的作用

零件是CA6140车床831008拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔与操纵机构相连，下方的Φ50半孔与所控制齿轮所在轴接触。通过上方的力拨动下Φ方的齿轮变速。两者零件铸为一体，加工时分开。 （二） 零件的工艺分析

CA6140车床831008零件共有两组加工表面，期间有一定位置要求。 以Φ20孔为中心加工表面

① 这一组加工表面包括：2002

.00Φ+的孔，以及其上下端面。上端面与孔有位置要求，孔壁

上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端有一个45°的斜凸台。这三个没有高的位置的要求。 ② 以Φ50孔为中心加工表面 这一组加工表面包括：50

50.025

.0Φ++的孔，以及其上下两个端面。这组表面有一定的位置度要

求，即5050.025

.0Φ++的孔上下两个端面与2002

.00Φ+的孔有垂直度要求： （1） Ф50mm 的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.07mm 。 （2） Ф20mm 的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.05mm 。

（3） Ф50mm、Ф20mm 的孔的上、下表面以及Ф50mm 的孔的内表面的粗糙度误差为

3.2um 。

（4） Ф20mm 的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um ，精度为IT7。 ③ 分析可知

加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另一组表面。

二、工艺规程设计

（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。

图1 毛坯图

（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。【6】根据这个基准选择原则，现选取2002.0

Φ+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Φ32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。

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。【6】

（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。

①工艺路线方案一

工序一粗、精铣Φ20孔上端面。

工序二钻、扩、铰、精铰Φ20、Φ50孔。

工序三粗、精铣Φ50孔上端面

工序四粗、精铣Φ50、Φ20孔下端面。

工序五切断。

工序六钻Φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序七钻一个Φ4孔，攻M6螺纹。

工序八铣47°凸台。

工序九检查。

上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。

②工艺路线方案二

工序一粗、精铣Φ20孔上端面。

工序二粗、精铣Φ20孔下端面。

工序三钻、扩、铰、精铰Φ20孔。

工序四钻、扩、铰、精铰Φ50孔。

工序五粗、精铣Φ50孔上端面

工序六粗、精铣Φ50孔下端面。

工序七切断。

工序八钻Φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序九钻一个Φ4孔，攻M6螺纹。

工序十铣47°凸台。

工序十一检查。

上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。

③工艺路线方案三

工序一以Φ32mm外圆为粗基准，粗铣Φ20mm、Φ50mm孔上下端面。

工序二以Φ32mm外圆为粗基准，精铣Φ20mm、Φ50mm孔上下端面。保证其粗糙度为3.2 um。

工序三以Φ20孔下端面为精基准，钻、扩、铰、精铰Φ20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。

工序四以Φ20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰Φ50孔，保证孔的精度达到IT7。

工序五切断。

工序六以Φ20孔为精基准，粗铣Φ50孔上下端面。

工序七以Φ20孔为精基准，精铣Φ50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。

工序八以Φ20孔为精基准，钻Φ4孔（装配时钻铰锥孔）。

工序九以Φ20孔为精基准，钻M6螺纹。

工序十以Φ20孔为精基准，铣47°凸台。

工序十一检查。

虽然工序是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍而且刀具不用调整，加工Φ50、Φ20孔是也能达到精度要求。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

“CA6140车床813008”拨叉零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量2.2kg，生产类型大批量，铸造毛坯。

①外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差。

查《工艺手册》表2.2~4取Ф20mm、Ф50mm端面长度余量为2.5mm(均为双边加工)。

铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b)精铣：1mm

毛坯尺寸及公差为：（35土0.3）mm （ 17土0.25）mm

2、内孔（Ф50mm已铸成孔）查《工艺手册》表2.2~2.5，取Ф50mm已铸成长度余量为3mm，即已铸成孔Ф44mm。

镗削加工余量为：a)粗镗：2mm b)半精镗：1mm

毛坯尺寸及公差为：（48土0.3）mm （

0.50

0.25

50+

+）mm

3、其他尺寸直接铸造得到。

由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。（五）确立切削用量及基本工时

工序一以Φ32mm外圆为粗基准，粗铣Φ20mm、Φ50mm孔下端面。

1. 加工条件

工件材料：HT200,σ

b

=0.16GPa HB=190~241,铸造。

加工要求：粗铣φ20孔上下端面。

机床：X6140卧式铣床。

刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度a

e <=60,深度a

p

<=4,齿数z=10,故