CA6140车床拨叉831006零件夹具设计

CA6140车床拨叉831006零件夹具设计说明书

序言

《机械制造工艺学》是一门以机械产品的制造工艺为研究对象的专业主干课程。它包括和涉及的范围很广，需要多门学科知识的支持，同时又和生产实际联系十分紧密。掌握课程的内容要有习题、课程设计、实验、实习等各环节的相互配合才能解决。

因此，课程设计是本课程教学的一个重要环节，是学习过程中的一个不可缺少的部分。通过课程设计使学生能获得综合运用过去所学过的全部课程进行工艺及结构设计的能力，同时，为以后的毕业设计进行一次综合训练和准备。

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计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。

对我个人来说，我希望能通过这次课程设计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，为今后实际工作打下一个良好的基础。

由于知识水平和生产实践经验的限制，设计有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。希望在这次课程设计中学到一些经验，以后少走弯路。

一、零件的分析

（一）零件的作用

题目所给的零件是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。零件的φ25孔与操纵机构相连，φ55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 钻φ25孔保证φ25 公差及其表面粗糙度值1.6，需分粗、精加工。

2 车φ50孔，保证φ50公差及孔中心线与φ25孔中心线的位置精度及其表面粗糙度值3.2，需分粗、半精车、精加工。

3 铣断φ50孔，保证表面粗糙度值6.3，一次铣削完成。

4．铣φ50孔端面，保证两端面的尺寸12的公差要求和端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm，保证端面粗糙度值都为3.2，分粗精铣完成。

5 铣与φ25孔中心线平行的侧面。保证其粗糙度值为6.3一次铣削完成。

6 铣40*16槽，保证16尺寸公差，上下平面粗糙度值3.2分粗精铣，并保证它们与φ25孔中心线垂直度误差为0.08。保证槽侧面的粗糙度值为6.3，槽端面的粗糙度值3.2，分两次铣削。

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。

二、艺规程设计

（一）确定毛坯生产类型

已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：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，大量采用专用工装。

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，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。采用铸造，拨叉属于轻型机械产品类型，产量5000件，按理应部分采用金属模铸造，但多适合于有色金属材料，因而在此选择机械砂型铸造。

（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。

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面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的底面为主要的定位粗基准。

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，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm；槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08m，故以φ25小头孔为精基准。

（三）制定工艺路线

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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Ⅰ 车φ55半圆，卧式车床CA6140及专用夹具

工序Ⅱ 铣断，使之为两个零件，用宽为4的切断刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具

工序Ⅲ 加工φ25小头孔，以Φ40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具，

工序Ⅳ铣两端面，利用Φ25的孔定位，以两个面作为基准，选用X6143A卧式铣床和专用夹具。

工序Ⅴ 铣φ40外圆斜面，以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。

工序Ⅵ 铣16×8槽及其端面，以Φ25的孔定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。

工艺路线方案二

工序Ⅰ 加工φ25小头孔，以Φ40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具，

工序Ⅱ 车φ55半圆 ，卧式车床CA6140及专用夹具

工序Ⅲ 铣断，使之为两个零件，用宽为4的切断刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具

工序Ⅳ 铣两端面，利用Φ25的孔定位，以两个面作为基准，选用X6143A卧式铣床和专用夹具。

工序Ⅴ 铣φ40外圆斜面，以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。

工序Ⅵ 铣16×8槽及其端面，以Φ25的孔定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具

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

先加工φ55圆，利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，然后铣断加工孔然后在铣床上把所有铣的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦；

方案二

在方案一基础上优化，利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，集中铣削工序在铣削车间完成，大大省去了在各机床间切换的麻烦。又有利于各加工位置的保证φ25的孔及其16的槽和φ55的端面加工要求上,以上三者之间具有位置精度要求。图样规定：先钻φ25mm的孔。由此可以看出：先钻φ25的孔，再由它定位加工φ55的内圆面及端面，保证φ25的孔与φ55的叉口的端面相垂直。因此，加工以钻φ25的孔为准可以将工序定为： 工序Ⅰ 加工φ25小头孔，以Φ40外圆和其端面为基准，选用Z5120A立式钻床加专用夹具，

工序Ⅱ 车φ55半圆 ，卧式车床CA6140及专用夹具

工序Ⅲ 铣断，使之为两个零件，用宽为4的切断刀，选用X5020A立式铣床加专用夹具

工序Ⅳ 铣两端面，利用Φ25的孔定位，以两个面作为基准，选用X5020A立式铣床和专用夹具。

工序Ⅴ 铣φ40外圆斜面，以Φ25的孔和Φ55的叉口定位，选用X6143A卧式铣床加专用夹具。

工序Ⅵ 铣16×8槽及其端面，以Φ25的孔定位，选用X5020A立式铣床加专用夹具。

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，而且更换车间的次数大大减少了。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

“CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.12kg，生产类型大批量，铸造毛坯。

据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ25，φ55端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表3.2～23，3.2～25取，φ55端面长度余量为2.5（为单边加工）φ25端面由铸造及钳工获得。

铣削加工余量为：

粗铣 2.7-1=1.7mm

精铣 1.0mm

2. 内孔（φ55已铸成孔）

查《工艺手册》表3.2-35，取φ55已铸成孔长度余量为4.4mm双边，即铸成孔直径为50.6mm。

工序尺寸加工余量：《工艺手册》）表3.2～23，3.2～25）

粗车φ50.6，2Z=2.4

半精车φ53，2Z=1

精车φ55 2Z=1

3. 铸造内孔φ20.8mm工艺手册3.2-9

钻孔φ23mm 2Z=2.2

扩孔φ24.8 mm 2Z=1.8mm

铰孔 粗铰孔φ24.94 mm 2Z=1.4 mm精铰孔φ25 mm 2Z=0.06 mm

4槽断面《工艺手册》）表3.2～23，3.2～25）余量2.7

粗铣 1.7mm

精铣 1.0mm

5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。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。

6毛坯尺寸确定:

1 ）求最大尺寸 根据最大轮廓尺寸，长140mm 宽75mm，高40mm，故最大轮廓尺寸为140mm。

2 ）选取公差等级CT 制造方法为机器造型，铸件材料为灰铁，得公差等级CT范围8~12级，取10级 3）求铸件尺寸公差 根据加工表面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由表得，公差带相对基本尺寸对称分布。

4）加工余量等级 由表按机器造型，铸件材料灰铁得机械加工余量等级范围为E~G级

取为F级。

5）求RMA（要求的机械加工余量） 对所有加工表面取同一个值，由表查最大尺寸为140mm 机械加工余量等级为F级 的RMA数值为1.5mm

6 ）求毛坯基本尺寸φ55大端面R=F+2RMA+CT/2=12+2*1.5+2.4/2=16.2mm

槽端面R=F+RMA+CT/2=23+1.5+2.4/2=25.7mm

φ55孔R=F-2RMA-CT/2=55-1.5*2-2.8/2=50.6mm

φ25孔R=F-2RMA-CT/2=25-1.5*2-2.4/2=20.8mm

槽R=F-2RMA-CT/2=16-1.5*2-2.2/2=11.9mm

R=F-2RMA-CT/2=8-3-1=4mm

（五）确立切削用量及基本工时

工序一 ： 钻、扩、粗铰、精铰Φ25孔。

1.加工条件

工件材料：灰铸铁HT200

加工要求：钻Φ25的孔，其表面粗糙度值为Rz=1.6 μm；先钻Φ23的孔在扩Φ24.8的孔，再粗铰Φ24.94孔，再精铰Φ25孔。

机床：Z5125A立式钻床。

刀具：Φ23麻花钻，Φ24.8的扩刀，铰刀。

2.计算切削用量

（1）钻Φ23的孔。

①进给量

查《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导》P47表2-23钻孔进给量f为0.39~0.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=(0.39~0.47)×0.75=0.29~0.35mm/r，查表得出，现取f=0.25mm/r。此工序采用Φ23的麻花钻。

所以进给量f= 0.25mm/z

钻削速度

切削速度：根据手册表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。