CA6140车床拨叉831007课程设计说明书

1、2、设计具体内容2.1、 零件的作用题目所给白零件是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。零件上方的小22孔与操纵机构相连，而下方的小55mn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。2.2、 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）需要加工的表面：a.小孔的上端面、大孔的上下端面；b.小头孔22：021mm及与此孔相通的8mm勺锥孔、

2、M8螺纹孔；c.大头半圆孔655mrm2）位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，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。2.3、 工艺规程设计2.3.1 、确定毛坯的制造形式零件材料为HT20Q考虑到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，故选择铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级CT9级，已知零件的

3、质量是1.0Kg/个，所以初步确定工艺安排为：加工过程工序划分阶段；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。2.3.2 、基面的选择基面的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：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。（ 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

4、则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重复。2.3.3 、制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，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。选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：a. 工艺路线方案一工序I粗铳40mnfL的两头的端面，73mmi的上下端面。工序H精铳40mnml的两头的端面，73

5、mmi的上下端面。工序出粗链、半精链、精链55mmi至图样尺寸。工序IV钻、扩、较两端22mnml至图样尺寸。工序V钻M8的螺纹孔，钻8的锥销孔钻到一半，攻M8的螺纹。工序VI铳断保证图样尺寸。工序即去毛刺，检查。b. 工艺路线方案二工序I粗铳40mnml的两头的端面。工序H钻、较两端22mnml之图样尺寸。工序出粗铳中间孔上端面至25mm周径至71mm粗铳中间孔下端面至22mm周径至71mm工序IV精铳两头孔的端面至50mm精铳中间孔上端面至25mm周径至73mm精铳中间孔下端面至周径至73mm工序V粗链、半精链、精链55mmi至图样尺寸。工序VI钻8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，

6、再钻M8x1mnm勺螺纹孔，攻M8x1mmj螺纹。xffvu铳断保证图样尺寸工序Vffl去毛刺，检查。c.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工完与22mm勺孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完22mmi勺孔，冉以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。方案一的装夹次数少，但在加工22mm勺时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。其他两个面很难保证。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三个面时都是用22mmi的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求。这样也体现了基准重合的原则。很是审美！其他的工序尤为平常简单无需再

7、议。这样一比较最终的工艺方案为方案二：工序I粗铳40mnml的两头的端面。工序H钻、较两端22mmFL之图样尺寸。工序出粗铳中间孔上端面至25mm周径至71mm粗铳中间孔下端面至22mm周径至71mm工序IV精铳两头孔的端面至50mm精铳中间孔上端面至25mm周径至73mm精铳中间孔下端面至20mmW径至73mm工序V粗链、半精链、精链55mmi至图样尺寸。工序VI钻8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm勺螺纹孔，攻M8x1mmJ螺纹。xffvu铳断保证图样尺寸工序Vffl去毛刺，检查。以上工艺过程详见“过程卡”。2.3.4 、选择加工设备和工艺设备a)机床的选择：工序01

8、0为铳平面，可采用X52K立式铳床。工序020采用Z512台式钻床工序030采用X52K卧式铳床工序040采用X52K卧式铳床工序050采用T616卧式链床工序060采用钻床。多刀具组合机床。工序070采用铳断机床b）选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。c）选择刀具：在铳床上加工的各工序，采用硬质合金铳刀即可保证加工质量。d）选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。e）其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。2.4、 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA614诉床拨叉”零件材料为HT20Q毛坯重量约为1.0kg,

9、生产类型为大批生产,采用砂型铸造毛坯。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：a.外圆表面（40mmi73mmz卜表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT9即可。又因它们是对称的两个零件最后还需铳断，故对40mmi勺中心轴线的尺寸偏差为120±1.25的范围内。b.两小孔622产毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7IT8之间，参照实用手册表8-21确定工序尺寸及余量：2Z=21.8mm2Z=0.2mm钻孑L:21.8mm钱孔：1220021mmc.中间孔（55mnmi73mm中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册

10、表1-13得：孔的铸造毛坯为49、73的孔是在55孔的基础之上铳削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。参照实用手册表8-95确定73mmT序尺寸及余量：粗铳：71mmZ=4mmZ=1mm精铳：73mm参照切屑加工简明实用手册表8-95确定55mmT序尺寸及余量:2Z=4mm粗镇：53mm半精链：54mm精链：55mmd.螺纹孔及销孔无可非议此销尺寸铸造为实体。参照实用手册表8-70确定钻中8螺纹孔和8圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。e.铳断2.5、 确定切削用量及基本工时工序I粗铳40mnml的两头的端面。a.加工条件工件材料：HT20Q硬度190260

11、HBs6b=0.16Gpa,铸造。加工要求：粗铳两头端面至51mm粗铳大孔端面至30mm机床：X52K立式铳床参数。刀具：涂层硬质合金盘铳刀45mm选择刀具前角丫尸+5°后角ao=8°,副后角a。'=8°,刀齿斜角入s=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr”30°,副刃Kr'=5°过渡刃宽be=1mmb.计算切削用量1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择ap=2mm一次走刀即可完成所需长度。2）计算切削速度按简明手册Cvd°qvc=TmapXvfzyvaeUvZpvKv算得Vc=98mm/§

12、;n=439r/min,Vf=490mm/s据X52K立式铳床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s则实际切削速度Vc=3.14X80X475/1000=1.06m/s,实际进给量为fzc=Vfc/ncZ=475/(300x10)=0.16mm/z。3)校验机床功率查简明手册Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc故校验合格。最终确定ap=2mmnc=475r/min,Vfc=475mm/§Vc=1.06m/s,fz=0.15mm/z。4）计算基本工时tm=L/Vf=9.4s。工序H钻、较两端22mmmL之图样尺寸。a.加工条件工件材料：HT20

13、Q硬度190260HBs6b=0.16Gpa,铸造。加工要求：钻孔至21.8mm精较至22mm保证孔壁粗糙度Ra=1.6pmb机床：Z512台式钻床。刀具：YG则质合金麻花钻中21.8mm钻头采用双头刃磨法，后角=12°、二重刃长t/vo度be=2.5mm横刀长b=1.5mm宽l=3mm棱带长度l1=1.5mm、25=120°a0=100、3=300。YG8®质合金钱刀22mmb.计算切削用量1）查简明手册f=1.1mm/r。按钻头强度选择f=1.75mm/r按机床强度选择f=0.53mm/r,最终决定选择机床已有的进给量f=1.1mm/r。2）钻头磨钝标准及寿命

14、后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.50.8mm寿命T=60min.3）切削速度查简明手册Vc=12mm/r修正系数Ktv=1.0Kmv=1.0Ktv=1.0Kxv=1.0K1V=1.0Kapv=10®Cvc=12mm/rons1000V二d。二465r/min查简明手册机床实际转速为nc=460r/minc一d0ns故实际的切削速度Vc0s=0.52m/s。10004)计算基本工时tm3010=7snf2721.45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。钻和精钱的切削用量如下：钻孑L:n=460r/minf=1.1mm/rvc=0.52m/sd0=21.

15、8mm。精较：n=850r/minf=1mm/rvc=0.98m/sd0=22mm。工序m-工序IV粗铳中间孔上端面至25mm周径至71mm粗铳中间孔下端面至22mm周径至71mm精铳两头孔的端面至50mm精铳中间孔上端面至25mm周径至73mm精铳中间孔下端面至周径至73mma.加工条件工件材料：HT20Q硬度190260HBS6b=0.16Gpa,铸造。加工要求：粗铳中间孔上端面至25mm周径至71mm粗铳中间孔下端面至22mm周径至71mm精铳两头孔的端面至50mm保证粗糙度Ra=3.2仙m精铳中间孔上端面至25mm周径至73mm精铳中间孔下端面至保证20mm同径至73mm保证端面粗糙度

16、Ra=3.2pm,保证孔壁粗糙度Ra=6.3仙m机床：X63卧式铳床。刀具：涂层硬质合金盘铳刀45mm选择刀具前角丫尸+5°后角ao=8°,副后角a。'=8°,刀齿斜角入s=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr”30°,副刃Kr'=5°过渡刃宽be=1mmb.计算切削用量1）铳削深度因为切削量较小，故可以选择ap=4mm一次走刀即可完成所需长度。2）计算切削速度按简明手册KvcTmapXvfzyvaeUvZpvCvdoqv算得Vc=98mm/§n=780r/min,Vf=490mm/s据X52K立式

17、铳床参数，选择nc=750r/min,Vfc=475mm/s则实际切削速度Vc=3.14X80X750/1000=1.78m/s,实际进给量为fzc=Vfc/ncZ=750/(300X10)=0.25mm/z。3)校验机床功率查简明手册Pcc=2kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc故校验合格最终确定ap=1mmnc=750r/min,Vfc=475mm/§Vc=1.78m/s,fz=0.15mm/z。4)计算基本工时粗铳中间孔上端面至25mm周径至71mmtm=L/Vf=13s粗铳中间孔下端面至22mm周径至71mmtm尸L/Vf=13s精铳小孔上端面至50mmtm-=L/

18、Vf=8s；精铳中间孔上端面至周径至73mmtm=L/Vf=10s；精铳中间孔下端面至周径至73mmtm5=L/Vf=10So工序V粗链、半精链、精链55mmi至图样尺寸。a.加工条件工件材料：HT20Q硬度190260HBs6b=0.16Gpa,铸造。加工要求：粗链中间孔至53mm半精链中间孔至54mm精链中间孔至55mm机床：T616卧式链床。刀具：YG8®质合金链刀。b.计算切削用量单边余量Z=3mm,分三次切除，则第一次ap=2mm。根据简明手册4.2-20查得,取f=1mm/r。根据简明手册4.2-21查得，取：n=245r/minc.计算切削基本工时：tmL1221fm-

19、2000.52二30s同理，当第二次ap=0.6mm,第三次ap=0.4mm时，进给量f=0.3mm/r和f=0.12mm/r,机床主轴转速都取64r/min,切削基本工时分别为100s和80s。工序VI钻中8mm的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通，再钻M8x1mm勺螺纹孔，攻M8x1mmfi螺纹。a.加工条件工件材料：HT20Q硬度190260HBS人=0.16Gpa,铸造。加工要求：先钻8mmi勺锥销孔，钻到一半后将与该孔配合的轴安装进去，把两者配做加工，为的使保证孔与轴的同轴度，同时在尺寸上保证距上端面10mm再钻M8x1mmJ螺纹孔，攻M8x1mmJ螺纹。机床：组合机床。刀具：8mms

20、花钻、7.5mm麻花钻、8mm勺丝锥。b.计算切削用量1）钻8mm勺锥销孔根据切削手册查得，进给量为f=0.180.33mm/z,现取f=0.3mm/z,v=5m/min,则:1000v10005.ns=199r/min二dw二8查简明手册表4.2-15取nw=195r/min。所以实际切削速度为：二dwnw二8195v0.1m/s10001000计算切削基本工时:lyl64”tm32sfm1950.222）钻M8的螺纹孔刀具：7.5mm麻花钻。根据切削手册查得，进给量为=0.180.33mm/z,现取f=0.3mm/z,v=5m/min,则:1000vns二照=212r/min二7.5简明手

21、册表4.2-15取nw=195r/min。所以实际切削速度为：dwnw_二7.519510001000=0.1m/s计算切削基本工时：tmfm64cc32s1950.33）攻M8x1mrmJ螺纹刀具：丝锥M6P=1mm切削用量选为:v=0.1m/s,机床主轴转速为：ns=219r/min,按机床使用说明书选取:nw=195r/min则v=0.1m/s；机动时，l=6+4=10mm,计算切削基本工时:1y二fm6432s1950.3xffvu铳断保证图样尺寸a.加工条件工件材料：HT20Q硬度190260HBS6b=0.16Gpa,铸造。加工要求：铳断后保证两边对称相等。刀具：YG硬质合金圆盘铳

22、刀,厚度为4mm机床：组合机床。b.计算切削用量查切削手册，选择进给量为:=0.3mm/r,切削速度为：v=1m/s,则:1000v10001X“，.ns=100r/min二dw二73根据简明手册表4.2-39,取nw=100r/min,故实际切削速度为:二dwnw二73100,v=1m/s10001000查切削手册表4.2-40,刚好有fm=400mm/min0计算切削基本工时:ly.：7230fm400tm=126s工序Vffl去毛刺，检查。2.6、 夹具设计2.6.1 设计任务钻M8螺纹孔（不含螺纹加工）夹具大批量生产2.6.2 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，生产类型为大批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。铸造时两件铸在一起。2.6.3 定位基准选择由零件图可知，M8螺纹孔垂直于22中心线，为使基准重合，应该选择22孔为定位基准。孔在拨叉上的位置尺寸20的设计基准为8锥销孔中心线，但是此孔较小且属于斜孔，不适合用于