CA6140车床拨叉机械加工工艺

1、设trCA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规 则及工艺装备 序言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础 课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设汁之前对所学各 课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此, 它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设il对自己未来将从事的工作 进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参 加祖国的四化”建设打下一个良好的基础。 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导。 、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是CA6140车

2、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。零件的e25孔与操纵机构相连，e55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HT 2 00,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较 差、脆性髙，不适合磨削,为此以下是拨叉需要加工的表而以及加工表而之 间的位置要求： 1. 小头孔25严3； 2 .大头半圆孔中55；及其端而； 3. 1 6X8 ft: 4. 40外圆斜面； 5 .大头半圆孔两端而与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm

3、： 6 槽端而与小头孔中心线的垂直度误差为0. 0 8mm。 由上而分析可知，可以粗加工拨叉底而，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而，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 （一）确定毛坯的制造形式 已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确N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，大疑采用专 用工装。 零件材料为HT 2 0 0。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，生产类型为大批生产，故选择

4、铸件毛坯。 （二）基面的选择 基而选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基而选择的正确与合理, 可以使加工质量得到保证,生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问 题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。 1）粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表而时, 应以这些不加工表而作粗基准：若零件有若干不加工表而时，则应以与加 工表而要求相对位置精度髙的不加工表面作粗基准。对本零件而言，则应以 零件的底面为主要的定位粗基准。 2）精基准的选择: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。对本零件而言，大头半圆孔两端 面与小头孔中心线的垂

5、直度误差为0.1mm,槽端而与小头孔中心线的垂直 度误差为0.08mm,则应以*25小头孔为精基准。 （三）制定工艺路线 制订工艺路线的岀发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位豊 精度等技术要求能达到合理的保证。在生产纲领已确左为大批量生产的情 况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，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I车55圆与两端面 工序II铳断，使之为两个零件 工序【II铳16X8槽 工序IV铳40外圆斜面 工序V 加工25小头孔 2. 工艺路线方案二 工序I铳断，使之为两个零件 工序1【加工25小头

6、孔 工序III铳16X8槽 工序【V车55半圆与两端而 工序V铳40外圆斜面 3. 工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一是先加工5 5圆与两端面,以便于 后续加工,并利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，然后在铳床上把所 有铳的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦，最后加工孔；方案 二是先切开工件，分别加工，然后加工小头孔,再铳、再车、再铳显然， 工序上不如方案一效率高。但由于圆与槽都与小头孔有垂直度要求，可以先 加工小头孔，后加工槽;圆应该利用两件合铸的优势，所以还是先加工55大 圆。故可以将工序定为： 工序I粗，精车1）5 5圆与两端面 工序II铳断，使之为两个零件 工

7、序III 加工d25小头孔 工序IV 铳16X8槽 工序V铳“40外圆斜面 这样，看起来工序简洁且保证了垂直度的要求，还能充分利用两件合铸 的优势。 以上工艺过程详见附表1 “机械加工工艺过程综合卡片”。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 “CA 6 1 40车床拨叉”，零件材料为HT200,硬度1 902 10HB,毛坯 重量约为1.5kg,生产类型为大批量生产，铸造毛坯。 根据以上原始资料及加工工艺，分别确定务加工表面的机械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1 .外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差（25, 55端而）。 查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.

8、22 .5, 取 2 5 , 5 5端面长度余量均为2.5 （均为双边加工） 铳削加工余量为： 粗铳1 mm 精铳Omm 2. 内孔（少55已铸成孔） 查工艺手册表2.2-2. 5,取5 5已铸成孔长度余量为3,即铸成 孔直径为4 9mm 工序尺寸加工余量： 钻孔2mm 扩孔 0. 125 mm 战孔 0.03 5 mm 精铁 0 mm 3. 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规泄的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计 算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 （五）确立切削用量及基本工时 工序一 粗，精车55圆与两端而 1. 加工条件 工件材料:HT200.ob=0. 1 6

9、GPaHB=1902 4 1,铸造。 加工要求：粗，精铳55圆以及上下端而。 机床:卧式车床CA6 140 刀具：YW2内圆车刀 YW3端而车刀 2. 计算切削用量 1）铳削深度 因为切削量较小，故可以选择aP=l. 5 mm.一次走刀即可 完成所需长度。 2）每齿进给量机床功率为7.5kw。査切削手册f=O. 140.24mm/ z o由于是对称铳，选较小量f=0.14mm/z。 3）査后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7,后刀而最大磨损为1.01.5mm。 查切削手册表3.8,寿命T=1 8 0min 4) 计算切削速度 按切削手册N c=K、 TmapXJzyvacilrZpv 算得

10、 Vc= 9 8mm/s,n=43 9 r/min, Vf=490mm/s 据卧式车床CA 6 140铳床参数，选择nc=4 7 5 r/min, Vfc=475mm/ s , 则实际切削速度V c=3. 1 4*80*4 75/10 0 0=1 1 9. 3m/mi n，实际进给 量为 f 吐=V fc/nc z =475/ ( 3 00*10)=0. 16mm/z。 5) 校验机床功率查切削手册Pcc=l.lkw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格。 最终确定 a P= 1.5mm,n：=4 7 5r/mi n ,V rc= 4 75mm / s,V c=119.3m/m in

11、, f z= 0 1 6mm/Zo 6) 计算基本工时 tni=L/ V!=(32+80)/4 7 5= 0 . 0 9min . 工序二铳断，使之为两个零件 1. 加工条件 工件材料：HT200Qh=0. 1 6GP a HB=19 0 24 1，铸造。 加工要求:铳断，使之为两个零件 机床:X60铳床。 刀具：高速钢镶齿三而刃铳刀 工序三加工25小头孔 1.加工条件 工件材料:HT2 0 0.6 =01 6GPaHB=1902 4 1,铸造。 加工要求:加工e 25小头孔 机床:立式钻床Z5 3 5 选择钻头：选择髙速钢麻花钻头2 5 mm.钻孔至4)23mim 扩孔至 巾 24. 8mm

12、,较孔至 24.9 4 mm,精餃孔至（i 25mm 2 选择切削用量 (1) 决定进给量 查切削手册f =0.70-0.86nmi/r/ = 3%0=L53按钻头强度选择/ = X.lSmmlr 按机床强度选择 f = 0.53mm/ r 最终决左选择机床已有的进给量f=OASmm/r 经校验 Fz =6090 凡际校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀而最大磨损限度（査切削手册）为0. 5 0.8mm,寿命 T = 60 min . （3）切削速度 査切削手册v（.=Smm/r 修正系数 =1.0 KMV = 1.0 =1.0 Kxv = 1.0 Kh. = 1.0 Kapv = 10

13、 故冬=18/r o 1000 V =318.3r/nin 查切削手册机床实际转速为=272r/nin 故实际的切削速度vc= = 5Amm/r 1000 （4）校验扭矩功率 Mc = 60Mk Mm =1442N? 所以Mm Pc=.7 -2.0kwPE故满足条件，校验成立。 3 计算工时 L = -7 = =30 + 10=0.10nin 272x1.45 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致.以减少辅助时 间。 扩餃和精较的切削用量如下: f =0ASmm/r vc = 15.4/?:/nin f =0ASmm/r vc = 15.4/?/niin f =0A8mm/r vc

14、= 15.4/?/nin 扩钻：n = 272/7 mill = 19.8n/n/ 较孔:/? = 272/7min d = 19.94mm 精饺:n = 272厂 / min = 20/T7 工序四铳16X 8槽 1.加工条件 工件材料:HT2 00,ob=0. 1 6GPa HB= 1 90241,铸谴。 加工要求：铳16X8槽 机床:X6 0铳床 选择钻头:高速钢镶齿三而刃铳刀 (1) 决定进给量 查切削手册 f = 1.0.2mm/r 按钻头强度选择f = 2mm/r按机床强度选择f = 0.53/nw/r 最终决左选择Z5 5 0机床已有的进给量/ =0.40” 经校验 Ff = 1

15、2260 24520 = Fmax 校验成功。 (2) 钻头磨钝标准及寿命 后刀而最大磨损限度(查切削手册)为0. 8-1. 2 mm,寿命 T = 140 min 扩孔后刀而最大磨损限度(查切削手册)为0.9-1.4mm,寿命 T = 60 min 饺和精较孔后刀而最大磨损限度(查切削手册)为0.60.9mm,寿命 T = 120min (3) 切削速度 查切削手册ve=20mm/r 修正系数=1.0 K”=l0 =10 心v = 1.0 Kh. = 1.0 Kapv = 10 故 vc = 2O/W7? / r 1000 V =132.6/7 min 查切削手册机床实际转速为/tc=125

16、r/min 故实际的切削速度“霭沏m 3 计算工时 L 17 + 18八“. 5甘 =0.52 nun 125x0.53 所有工步工时相同。 工序五铳40外圆斜面 1.加工条件 工件材料：HT200, 6=06GPaHB=1902 4 1,铸造。 加工要求：铳1 6 X8槽 机床：X 6 0铳床 选择钻头：高速钢镶齿三而刃铳刀 三、夹具设计 为了提髙劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用 夹具。 经过与指导老师协商，决立设计加工孔佃工序的夹具。本夹具 将用于立式钻床Z535,刀具为麻花钻头2 5 mm,对工件2 5皿孔进行 钻加工。 （-）问题的提出 在给左的零件中，对本步加工的

17、泄位并未提出具体的要求,是自由 公差，泄位要求较低。因此，本步的重点应在夹紧的方便与快速性上。 （二）夹具设计 1. 定位基准的选择 出于定位简单和快速的考虑，工件以（140外圆、平面和侧而为 上位基准，在V形块、支承板和挡销上实现完全圧位。采用手动 螺旋快速夹紧机构夹紧工件。 2. 切削力和卡紧力计算 本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的夹 紧。 轴向力 Fi = CFdMifyMkF = 420 x 0.006*0 x 1.008 xl.O = 2.52N 扭矩 Mc = 5秽/% = 0.206 x0.00620 x 1.008 xl.O = 7.416 x 10N M 由于扭矩很小，计算时可忽略。 夹紧力为F = F（ = 5ZN 取系数 S 1 = 1 .5S2=S3=S4=1. 1 则实际夹紧力为 F =S 1 *S2*S3*S4*F= 10.06N 使用快速螺旋泄位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装苣，即 可指定可靠的夹紧力。 3. 定位误差分析 本工序采用一左位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一而， 而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因 此，工件不在在左位销正上方，进而使加工位置有一泄转角误差。