CA6140车床拨叉831003课程设计

1、目录一零件的分析1（一）零件的作用1（二）零件的工艺分析1二工艺规程设计2（一）确定毛坯的制造形式2（二）基面的选择3（三）制定工艺路线3（四）机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定5（五）确定切削用量及基本工时6三夹具设计15（一）问题的提出15（二）夹具的设计15（三）夹具设计中的特点17四总结17五、参考文献19一零件的分析（一）零件的作用 题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，主要起换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。宽度为30mm的免得尺寸精度要求很高，在拨叉工作过程中，如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空

2、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30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度。（二）零件的工艺分析 CA6140车床拨叉共有三组加工面，它们之间有一定的位置要求。现分述如下： 1.以25mm的花键孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：25H70.021mm的六齿方齿花键孔22H12花键底孔及两端2X15倒角，尺寸为80mm与花键孔垂直的两端面，尺寸为18H11与花键孔垂直的通槽。 2.与25mm的花键孔平行的表面 这一组加工表面包括：与花键孔中心轴线相距22mm的上表面，与上表面垂直的两个M8

3、通孔和一个5锥孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1）.上表面与25mm花键孔中心线平行度为0.10mm;（2）.18H11通槽两侧面与25mm花键孔中心线的垂直度为0.08mm。 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其一组表面，然后借助专用夹具加工另一个表面，并且保证它们之间的位置精度要求。二工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200。考虑到车床拨叉在工作中没有交变载荷，而且属于间歇工作，中间还有加强肋，故选用铸件即可以满足零件工作要求。由于此零件需加工表面少，精度要求不高，选用金属型铸件，还可以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。因为零件形

4、状简单，因此毛坯形状需要与零件的形状尽量接近，又因为内孔较小，因此不可以直接铸出。由于零件是中批量生产，采用金属型铸件还可以提高生产率。（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。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得以保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。此零件的右端面没有粗糙度要求，而且左端面是设计基准。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工面表面时，应以这些不加工表面作粗基准;若零件有若干个不加工表面时，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为粗基准）,现选取右端面作为

5、粗基准，利用一面两夹板，支撑板支撑住拨叉的外表面作为主要定位面，以消除x,y,三个个自由度，两个夹板夹持住前后表面，用以消除,y两个自由度，而方向的自由度可以不考虑，从而达到了不完全定位。 （2）精基准的选择。精基准的选择应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准,应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。要从保证孔与孔孔与面平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的25H7内花键孔，适于做精基准选择使用。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是是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

6、的保证。在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，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 粗精铣左端面。工序 钻孔并扩花键孔底孔22，倒两端15角。工序 粗精铣上端面。工序 粗精铣18H1低槽。工序 钻2M8通孔和5mm锥孔。工序 拉内花键25H7。工序 攻螺纹2M8。工序 去毛刺清洗。工序 检验。2.工艺路线方案二工序 粗精铣左端面。工序 钻孔并扩花键孔底孔22，倒两端15角。工序 拉内花键25H7。工序 粗精铣18H1低槽。工序 粗精铣上端面。工序 钻2M8通孔和5锥孔。工序 攻螺纹2M8。

7、工序 去毛刺清洗。工序 检验。3.工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一是先打上下表面，再加工花键孔；方案二是先拉花键孔，再以该花键孔为基准加工其余平面。两相比较可以看出，方案二可以避免加工上表面和槽的设计基准和加工基准不重合的问题，而方案一不能，所以选择方案二作为零件的加工工序。以上过程详见附表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坯尺寸的确定拨叉“零件材料为HT200,毛坯重量约为1.00，生产类型为中批量生产，采用金属型铸造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.铣端面 考虑左端面的粗糙度Ra为3.2，

8、参照机械制造工艺设计手册以下简称“手册”，表143，确定工序尺寸为 Z=3.0，其中粗加工的加工余量Z=2.0，精加工的加工余量Z=1.0。右端面没有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位3.0。2. 花键孔（6-25H722H126H11）。要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。内孔22H12：钻孔：20扩钻：22 2Z=2.0拉花键孔（6-25H722H126H11）花键孔要求外径定心，花键内径拉削时的加工余量为孔的公差0.17。3铣表面根据“手册”表149，取上表面的机械加工余量为4.0，下表面的余量为3.0。粗铣上表面 Z=3.0精铣上表面的台阶面 Z=1.0粗铣下表面 Z=3.04.

9、 铣通槽18H11粗铣16 2Z=4.0半精铣18 2Z=2.0毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图。（五）确定切削用量及基本工时 工序：铣端面。1）粗铣左端面背吃刀量为= 1.5(表3-28)进给量的确定：机床的功率510Kw,工件夹具系统的刚度为中等条件，按切削用量简明手册中表3.3选取该工序的每齿进给量为=0.2mm/z。铣削速度：参考机械制造技术基础课程设计指导教程得，选用高速钢三面刃。铣削速度为v=40m/min，有公式n=100040/80=159.15r/min。由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铣削速度为：v=nd/1000=1603.1480

10、/1000=40/min基本时间t: 根据铣刀平面（对称铣削、主偏角=90）的基本时间计算公式:t=()/。其中，=75，=13，取=2，=40。则有： =0.5（d- ）+=0.5(80-)+2=7.36。=n=zn=0.210160=320/mint=()/=(75+7.36+2)/320=0.264min15.82s 2）精铣左端面背吃刀量的确定：=1mm .进给量的确定：由切削用量简明手册中表3.3，按表面粗糙度为=3.2m的条件选取，该工序的每转进给量f=0.8mm/r。铣削速度的计算：根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，d/z=80/10，=0.08mm/z的条件选取,铣削速度v为:

11、v=57.6mm/min。由公式:n=1000r/d可以求得铣刀转速n=229.3r/min。参照机械制造技术基础课程设计指导教程中4-15的X51型立式铣床的主轴转速，选取转速为n=210r/min。再将此转速代入上面公式，可以求得：v= nd/1000=52.78mm/min。基本时间的确定：根据机械制造技术基础课程设计指导教程中表5-43中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角=90）的基本时间公式t=()/，可以求得该工序的基本时间，其中=75mm，=13mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得=n=0.8mm/r210r/min=168mm/mint=()/=(75+2+7.36)/

12、168=0.502min30.13s工序：钻、扩花键底孔并倒角1）钻孔20机床：轻型圆柱立式钻床Z535刀具：查实用机械加工工艺手册表10-175，选高速钢直柄麻花钻，钻孔到20mm，所以d=20。进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取f=0.5/r切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取 n=7.16r/s (430r/min) 按照机械加工工艺手册表3.1-36，取n=430r/min 故实际切削速度 =0.45m/s 切削工时 l=80，l= 6，l=3 t= =25s （0.42min）2）扩孔22刀具：查实用机械加工工艺手册表10-175，选高速钢钻，钻孔到22mm，

13、所以d=22。进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取f=1.07/r切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取=0.175m/s （10.5m/min） n=2.53r/s (151.8r/min) 按机床选取 n=136r/min=2.27r/s 故实际切削速度 =0.16m/s 切削工时 l=80，l= 3，l=1.5 t= =35s （0.6min）3)倒角1.0715 f=0.05/r (表317) =0.516m/s （参照表321） (378r/min) 按机床选取 n=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm，l= 2.5mm， t= =14s （

14、0.23min） 工序三：拉内花键22机床：卧式拉床L6120。刀具：查复杂刀具设计手册表1.3-1，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该刀具特点：拉削长度大于30mm，同时加工齿数不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料。拉削过程中，刀具进给方向和拉削方向一致，拉刀各齿齿升量详见拉刀设计，拉削的进给量即为单面的齿升量。查机械加工工艺手册表2.4-118和2.4-119，确定拉削速度=0.0750.0，取。拉削工件长度：；拉刀长度：（见拉刀设计）；拉刀切出长度=510，取。走刀次数一次。根据以上数据代入公式（计算公式由机械加工工艺手册表2.5-20获得），得机动时间（0

15、.2min）工序四：粗、精铣上端面机床：卧式升降台铣床X63刀具：根据实用机械加工工艺手册表10-231，选用高速钢错齿三面刃铣刀，规格为：，齿数为24齿。（1）粗铣上端面铣削深度： 每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，取。铣削速度：查实用机械加工工艺师手册表11-94，得，取机床主轴转速： 查机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： =82mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： （2）精铣上端面 切削深度：根据实用机械加工工艺师册表11-91查得：每齿进给量,取，根据实用机械加工工艺师册表11-94查

16、得切削速度机床主轴转速：，按照机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： =81mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间 工序五：粗、精铣18H11底槽机床：立式升降台铣床（X62）刀具：根据实用机械加工工艺师手册表21-5选用高速钢镶齿三面刃铣刀。外径160mm，内径40mm，刀宽粗铣16mm，精铣18mm，齿数为24齿。（1）粗铣16槽铣削深度： 每齿进给量：查机械加工工艺手册表2.4-75，得，取。铣削速度：查机械加工工艺师手册表30-33，得机床主轴转速：查机械加工工艺手册表3.1-74取实

17、际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：=81mm刀具切出长度：取走刀次数1次机动时间： （2）精铣18槽 切削深度： 根据机械加工工艺手册表查得：进给量,查机械加工工艺手册表2.4-82得切削速度，机床主轴转速： 查机械加工工艺手册表3.1-74取实际切削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： =81mm刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间： 本工序机动时间 工序六：钻M8孔并攻丝机床：摇臂钻床Z3025刀具：根据参照机械加工工艺手册表4.3-9硬质合金锥柄麻花钻头。（1）钻孔6.7钻孔前铸件为实心，根据上

18、文所的加工余量先钻孔到再攻丝，所以。钻削深度： 进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-38，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速，有：，按照机械加工工艺手册表3.1-31取所以实际切削速度：切削工时 被切削层长度：刀具切入长度： 刀具切出长度： 取走刀次数为1，钻孔数为2个机动时间： （2）攻2-M8螺纹通孔刀具：钒钢机动丝锥 进给量：查机械加工工艺手册表1.8-1得所加工螺纹孔螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-105，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：，加工数为2机动时间：本工序机动时

19、间：。 最后，将以上各工序用量工时定额的计算结果，连同其他加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见附表1。三专用夹具设计一，该工件为中批量生产，所以为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。需要设计专用夹具，二，提出问题利用本夹具来钻拔叉上表面上的三个工作孔，在加工本工序时，其他工序都已基本完成。因此，在本工序加工时，主要考虑如何保证侧面和孔轴线和花键轴线在同一平面，如何降低劳动强度，提高劳动生产率，而且精度也有一定的要求。三，夹具设计1，定位基准的选择。有零件图可知，为了定位误差为零，则选择零件的左侧表面为主要基准，花键轴线为辅助基准，2，切削力及夹紧力的计算。（1）刀具：直炳麻

20、花钻,高速钢钻头，钻头直径6.5mm，钻头转速n=5.63r/s 工件材料:灰铸铁HB=210（2） 计算M=CMdoXM fYmm KM 10-3 =225.636.520.250.810-3=3.144NmF=CF.dOXF.fyF.KF，查表得，CF=588.60，yf=0.8，xF=1，F=588.606.50.25 0.81.0=1262.07N当HB=210时，查表得休正系数K =0.9实际切削扭矩M及轴向力F为： M=3.144x0.9=2.8296（Nm）， F=1262.070.9=1135.86（N）切削功率为：PM=2Mn10 -3=23.142.819613.610 -

21、3=0.24（KW）切削扭矩M=1444Nmm，对工件定位的影响很少，可以忽略当偏心夹紧时，夹紧力公式为： W0= W0：偏心夹紧时的夹紧力（N）; L：力臂长（mm）；u：摩擦因数（tg=tg=u）； R：偏心轮半径（mm）；E：偏心量（mm）；r：转轴半径：偏心轮几何中心与转动中心联线和几何中心与夹紧点联线间的夹角（ ）； ；s1=0.3mm，s2=0.1mm ，s3=0.1mm，s4=0.2mm，s=0.3+0.1+0.1+0.2=0.7mm；偏心轮工作段为为150180，偏心量：偏心量：偏心量：偏心轮直径D（1420）e，转轴直径：d0.25，D=0.2525=6.25mm， W0=10070x0.43=3010N总的来看对夹具体的要求还是比较高的，所以我们在夹具体的选材上要合理，且应采用铸造结构，来可靠度。四，夹具装配图标注尺寸、配合及技术要求 （1）确定定位元件间的尺寸，心轴与削边销中心距尺寸为96.8 （2）根据加工孔的加工要求，确定钻套中心线与定位销轴线垂直度为零件相应尺寸的公差值的1/3。位置度公差为零件相应尺寸0.1的公差值的1/3。 （3）心轴中心线与夹具底面的平行度公差为0.02mm。 （