、零件的分析
（一）零件的作用
题目所给的零件是CA6140 车床上的拨叉，他位于车床变速箱内。主要作用是用于车床的变速
起换档作用，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。零件上方的①40孔与操纵机构相连，二下方的①55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
需要加工的表面：
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.以①22mn为中心的加工表面
这一组加工表面包括：①22mnm勺孔，上下表面，孔壁上①8mm的锥孔，M8的螺纹孔。
2.以①55为中心的加工表面
这一组加工表面包括：①55mn t勺孔及其上下表面。
3.加工表面之间的位置精度
大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
由上面分析可知，可以粗加小头孔端面，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。
、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
零件材料为HT20Q考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较复杂且为薄壁零件，且为大批大量生产，故选择精密铸造毛坯，毛坯精度为U级，两件铸为一件。
二）基面的选择
基面是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基面选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
（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。根据这个基准选择原则，现选取下端面不加工表面作为粗基准，限制三个自由度，加工? 40mn 上端面，? 75mn两端面，? 55mm和? 25mm勺孔。
（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的? 25mm孔为精基准，限制四个自由度。
（三）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。再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。处此之外，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10 粗铣①40mm孔的两头的端面，①73mm孔的上下端面。
工序20精铣①40mm孔的两头的端面，①73mm孔的上下端面。
工序30粗镗、半精镗、精镗①55mm孔至图样尺寸。
工序40钻、铰两端①22mm孔至图样尺寸。
工序50钻M8的螺纹孔，钻①8的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通。
工序60 攻M8 的螺纹。
工序70 铣断保证图样尺寸。
工序80 去毛刺，检查。
2.工艺路线方案二
工序10以毛坯底边为基准，钻①20mm孔。
工序20铰孔①20mm孔至图样尺寸。
工序30粗、精铣440mm孔上端面。
工序40粗镗、半精镗、精镗①55mm孔和①73mm孔至图样尺寸。
工序50 钻、铰48mm 的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通。
工序60 钻M8 的螺纹孔。
工序70 攻M8 螺纹。
工序80 铣断保证图样尺寸。
工序90 去毛刺，检查。
3.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422mm 的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422mm 的孔，再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①22mm的时候最
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①22mm 孔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议。这样一比较最终的工艺方案为：
工序10以毛坯底边为基准，钻 ①20mm 孔。 工序20铰孔①20mm 孔至图样尺寸。 工序30粗、精铣440mm 孔上端面。
工序40粗镗、半精镗、精镗 ①55mm 孔和①73mm 孔至图样尺寸 工序50钻、铰①8mm 的锥销孔钻到一半，然后与轴配做钻通。 工序60钻M8的螺纹孔。 工序70攻M8螺纹。 工序80铣断保证图样尺寸。 工序90去毛刺，检查。
以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片” 具体过程见机械加工工艺过程卡片。
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200,毛坯重量约为1.6 kg,生产类型为大批生 产，采用砂型铸造毛坯。由《机械制造工艺及设备设计指导手册》，选用加工余量为 MA-G 级，并查表2.2-3确定各个加工面的铸件机械加工余量
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.外圆表面（①40mm 及 ①73mm 外表面） 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 个零件最后还需铣断，故对 ①40mm 的中心轴线的尺寸偏差为120± 1.25的范围内。
2.
两小孔叮」22。
0.21
毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7~IT8之间，参照《切屑用量简明手册》确定 工序尺寸及余量：
钻孔：①20mm 铰孔：叮-220
0.21
mm
3.中间孔（①55mm 及①73mm ）
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得：孔的铸造毛坯为
449.①73的孔是在①55孔的基础之上铣削加工得到，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《切屑用量简明手册》确 定①73mm 工序尺寸及余量：
粗镗：①71mm
2Z=20mm
2Z=0.2mm
2Z=4mm
半精镗①72mm 精镗：①73mm
参照《切屑加工简明实用手册》表 8-95确定①55mm 工序尺寸及余量： 粗镗：①53mm 2Z=4mm 半精镗：①54mm 精镗：①55mm
4. 螺纹孔及销孔无可非议此销尺寸铸造为实体。
参照《切屑加工简明实用手册》表8-70确定钻①8螺纹孔和 ①8圆柱销孔及螺纹孔 的攻丝。
5铣断
(五) 确定切削用量及基本工时
工序10 :以毛坯底边为基准，钻 ①20mm 孔。 工序20 :铰孔①20mm 孔至图样尺寸。
1. 加工条件
工件材料：HT20Q 硬度190?260HBS c b =0.16Gpa ，铸造。
加工要求：钻孔至 ①21.8mm 精铰至 ①22mm 保证孔壁粗糙度 Ra=1.6卩 机床：Z353台式钻床。
刀具：咼速钢麻花钻 ①20mm 钻头米用双头刃磨法，后角 a
= 12°、二重刃长度
b =2.5mm 横刀长 b=1.5mm 宽 l=3mm 棱带长度 11
二
1.5mm
、
2
二 120
°
- °
_ 10
1 =30
°。YG8硬质合金铰刀 ①22mm
2、计算切削用量
按钻头强度选择
f
N.7
5mm/r
按机床强度选择
f
=°.
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
后刀面最大磨损限度(查《简明手册》)为0.5?0 . 8 mm 寿命T
=
60min
.
(3) 切削速度
(1)查《切削用量简明手册》
f = 1.1mm/ r
。
工序30 :粗、精铣 440mm 孔上端面。
1、加工条件
工件材料：HT20Q 硬度190?260HBS c b =0.16Gpa ，铸造。 加工要求：粗铣两头端面至 51mm 粗铣大孔端面至30mm 机床：X5032立式铣床参数。
刀具：高速钢铣刀 ①45mm 选择刀具前角丫 o = + 5°后角a o = 8°,副后角
a o ' =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b ￡ =1mm 2、计算切削用量
(1) 铣削深度 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》
算得 Vc = 98mm/s n=439r/min,Vf=490mm/s
据X5032立式铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V
c=3.14 X 80 X 475/1000=1.06m/s,实际进给量为
f zc=V fc/ncz=475/(300 X 10)=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。
最终确定即=2mm nc=475r/min,Vfc=475mm/s ，Vc=1.06m/s ，
查《切削用量简明手册》
v c = 12mm/ r
修正系数 K TV =1.0 K MV =1.0 K tv =1.0
Kxv=1.0 Kw =1.0 K apv=
10
故 V
c=12mm/r 。
1000v
n s
二d o
二 465r / min ，查《简明手
册》机床实际转速为
n
^
460r/min
。故实际的切削速度v c
=
I^ = 0.52m/s 1000 。
3. 计算基本工时
t m
L
nf
30 10
=7s
272 1.45 V c=
C v d o q v
T m a p X v f z y v a e U v Z pv
K v