0080-CA6140车床拔叉零件加工工艺规程及铣削工艺装备设计
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ca6140
车床
零件
加工
工艺
规程
铣削
装备
设备
设计
- 资源描述：
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（一）零件的作用
题目给定的零件是C6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。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的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。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拨叉共有两组加工表面：
1、这一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直的 花键底孔
2、这一组加工表面包括: 六个方齿花键孔，及Φ25mm花键底孔两端的2×75°倒角。
对于两组加工表面可先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组表面。
二、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
此次所设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用金属型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求。因为生产纲领为大批量生产。因为零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。
毛坯零件图见附图2。
（二）基准面的选择
1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑移齿轮的右端面。所以以Φ40的外圆表面为粗基准。
2、精基准的选择：为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的左端面为精基准。
（三）制定工艺路线
工艺路线方案一：
工序一：铸造毛坯；
工序二：粗、半精铣左端面C面，
工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角；
工序四：拉花键Φ25H7
工序五：粗、半精铣底面D面；
工序六：钻配作孔、螺纹孔；
工序七：粗、半精铣槽；
工序八：去毛刺；
工序九：终检，入库。
工艺路线方案二：
工序一：铸造毛坯；
工序二：粗、半精铣左端面C面，
工序三：终检，入库。
工序四：拉花键Φ25H7
工序五：粗铣底面D面及18H11槽；
工序六：半精铣底面D面及18H11槽；
工序七：钻配作孔、螺纹孔；
工序八：去毛刺；
工序九：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×75°倒角；
比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。
- 内容简介：
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1 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 I 零件名称 拨 叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 41 铸 件 设 备 夹具和辅助工具 名 称 型 号 工 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/n) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(mm/基本工时 I 1 铸造毛坯 游标卡尺 游标卡尺 2 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 件名称 拨 叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 41 铸 件 设 备 夹具辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 立 式铣床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(mm/s) 基本工时I 1 2 粗铣表面 75 40 精 铣 表面 75 40 标卡尺 游标卡尺 87 87 1 1 00 300 3 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 零件名称 拨 叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 41 铸 件 设 备 夹具和辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 钻床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走 刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时 2 3 钻 20 孔 扩 22 孔 倒角 麻花钻 3速钢 钻 标卡尺 20 2 72 140 4 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 件名 称 拨叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 41 铸 件 设 备 夹具和辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 拉床 工 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 齿 升量(进给量(mm/z) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(m/基本工时V 1 拉花键 立 铣 刀 游 标 卡 尺 300 5 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 V 零件名称 拨叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 41 铸 件 设 备 夹 具 辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 立式铣床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/z) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(mm/基本工时 1 2 粗铣 80 30 表面 精铣 80 30 表面 立 铣 刀 游 标 卡 尺 91 91 1 1 2 1 60 460 124 1 6 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 件名称 拨叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 41 铸 件 设 备 夹 具 辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 钻床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/r) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(mm/基本工时I 1 2 钻 孔 攻 纹 高速钢麻花钻 丝锥 游 标 卡 尺 80 392 7 机 械 加 工 工 序 卡 片 生产类型 中批生产 工序号 件名称 拨叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 式 重 量 41 铸 件 设 备 夹 具 辅助工具 名 称 型 号 专用 夹具 铣床 序 工 步 工步说明 刀 具 量 具 走刀 长度 （ 走刀 次数 切削 深度(进给量(mm/z) 主轴转速 （ r/ 切削 速度(mm/基本工时 2 粗铣 18 半精铣 18 立 铣 刀 游 标 卡 尺 51 51 1 1 30 5 60 460 8 机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目 : 设计“ 床 拔叉 ”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（ 大批生产 ） 前 言 通过所学的专业课知识（公差与配合、工程材料、机械原理、机械设计制造、机械制造技术基础等）和金工实习使我们对机械设计制造有了一定的感性和理性认识。这次机床工艺及夹具设计让我们对所学的专业课得以复习、巩固和应用。是理论和实践相结合的有效手段。不仅为大四的毕业设计做准备，而且为以后的工作打下一定的基础。 在这次设计中，我们主要 设计 叉的夹具。在设计中阅读大量的参考资料并且得到老师的指导由于能力有限在设计中难免有不足之处，恳请各位老师、同学批评指正。 一、零件的分析 （一） 零件的作用 题目给定的零件是 叉（见附图 1）它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。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 30面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。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 30面和槽之间要达到很高的配合精度。 （二） 零件的工艺分析 叉共有两组加工表面： 1、 这一组加工表面包括 :端面相垂直的 花键底孔 2、 这一组加工表面包括 : 六个方齿花键孔，及 25 75倒角。 对于两组加工表面可先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组表面。 二、工艺规程设计 （一）确定 毛坯的制造形式 此次所设计的拨叉材料为 据材料成型工艺可知用金属型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求。因为生产纲领为大批量生产。因为零件形状简单故 毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。 毛坯零件图见附图 2。 （二）基准面的选择 1、粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑移齿轮的右端面。所以以 40 的外圆表面为粗基准。 2、精基准的选择： 为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的左端面为精基准。 （三）制定工艺路线 工艺路线方案一： 工序一：铸造毛坯； 工序二：粗、 半 精铣左端面 C 面 ， 工序三： 钻孔并扩花键底孔 22并锪 2 75倒角； 工序四 ：拉花键 25序五 ： 粗、 半 精铣底面 工序六 ： 钻配作孔、螺纹孔； 工序七 ： 粗、 半 精铣槽； 工序八 ：去毛刺； 工序九 ：终检，入库。 工艺路线方案 二 ： 工序一：铸造毛坯； 工序二：粗、半精铣左端面 C 面， 工序三： 终检，入库。 工序四：拉花键 25序五：粗铣底面 18 工序六：半精铣底面 18 工序七：钻配作孔、螺纹孔； 工序八 ： 去毛刺； 工序九：钻孔并扩花键底孔 22并锪 2 75倒角； 比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。 （四） 、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定： b=22057。 根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加 工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根据零件图计算轮廓尺寸，长 40为 80为 75零件最大轮廓尺寸为 80 选取公差等级 机械制造技术基础课程设计指南中表 5查得毛坯件的公差等级为 810 级，取为 10 级。 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级 机械制造技术基础课程设计指南中表 5查得尺寸公差为 机械加工余量由机械制造技术基础课程设计指南表 5得机械加工 余量等级范围为 DF，取为 E 级 求 求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由机械制造技术基础课程设计指南表 5得最大轮廓尺寸为 80械加工余量为 E 级，得 值为 求毛坯尺寸 2孔和 5锥孔较小铸成实心； C、面单侧加工，应由 机械制造技术基础课程设计指南式 5出，即： R=F+T/2=80+=面为单侧加工，毛坯尺寸由 机械制造技术基础课程设计指南 式 5： R=F+T/2=72+=了简化铸件的形状取 R 75件毛坯尺寸公差与加工余量见下表： 项目 公差等级 0 10 加工面基本尺寸 80 72 铸件尺寸公差 械加工余量等级 E E 坯基本尺寸 5 1、 C 面的单边总加工余量为 Z 查 机械制造技术基础课程设计指南 表 5加工余量故粗加工余量为 Z 、 D 面精加工余量同 C 面 Z 1 D 面粗加工余量 Z 2、 花键孔 要求以花键外径定心 ，故采用拉削加工 内空尺寸为 1222H 。由机械制造技术基础课程设计指南表 5定孔的加工余量分配： 钻孔： 20孔： 22花键孔 (6- 251222H *64、铣 18 由机械制造技术基础课程设计指南表 5得粗铣后半精铣宽度余量 Z 3铣后公差为 +精铣后公差为 + （五）确定切削用量及基本工时 工序一：铸造毛坯 工序 二 ： 粗、半精铣左端面 75 40 面即 C 面。 一、 粗铣面 75 40 面 1、 背吃刀量的确定 因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故 z= 2、 进给量的确定。 选用硬质合金端铣刀刀具材料为 刀直径为 8数为 10，选用 式升降台铣床，功率为 实用机械加工工艺手 册表 11 92 可查得每齿进给量 z 3、 铣削速度的确定。 由实用机械加工工艺手册表 11查得灰铸铁的硬度为 150225得 010m/主轴转速为 n 1000 D 取 n 300r/480mm/ 切削工时： 由切削用量简明手册表 查得入切量及超切量 Y+ =12 t 4801275 二、 精铣 75 40 面 1、 背吃刀量的确定 由实用机械加工工艺手册表 6得半精铣的铣削用量为 1即 1 2、 进给量的确定 选用与粗铣刀同样的刀具与机床，由实用机械加工工艺手册表11求表面粗糙度为 得每转进给量为 取 r 3、 铣削速度的确定 由实用机械加工工艺手册查得铣削速度为 60 110m/机床主轴转速 n 1000 D= n 300r/ 50mm/ 4、 计算切削工时 由切削用量简明手册表 得入切量和超切量 Y+ 12 t 1501280 序三 钻 22花键底孔，扩花键底孔 22 倒 2 751、 钻 20的孔。 1） 决定进给量 由切削用量简明手册 表 择高速钢麻花钻头其直径 0 铸铁的硬度大于 200得进给量 f=r 由于 0/20 4 查得修正系数 f r。 由 切削用量简明手册 表 查得钻头强度允许的进给量为 f r。 由 切削用量简明手册 表 知机床进给机构强度所允许的钻削进给量。 选用 床由表 得进给机构允许的最大抗力 830N， f s，故取 f 切削用量简明手册表 得高速钢钻头钻孔的轴向力 F 5510N 小于可用。 2） 确定钻头的磨钝标准及寿命。 由切削用量简明手册表 命为 T=15 3） 确定切削速度 1000 20*8*1000 切削用量简明手册表 n 272r/实际切削速度 0001000 0*272 17.1 m/ 4）检验机床扭矩及功率 由 切削用量简明手册 表 查得 f 0.5 mm/r 时， 272r/由切削用量简明手册表 查得 由切削用量简明手册表 得 1.1 因为 所选切削用量可用。 f r ， n 272r/17m/ 计算基本工时： tm削用量简明手册表 得入切量与超切量分别为 10 10： tm72 1080 二、扩 20 孔。 1、确定背吃刀量 由切削用量简明手册查得背吃刀量为 2 2、确定进给量 由切削用量简明手册查 的 f r。根据机床说明书取 fr 3、计算切削速度 1213121 8.5 m/此可知主轴的的转速为： n 据机床说明书取 n 140r/实际切削速度 v1000140V m/、计算切削工时 由切削用量简明手册表 查得 30 60，取 45。 由机械加工工艺手册表 得 tm1 ，式中各参数：L=80 2 故 序 四 拉花键孔 由机械加工工艺手册表 刀的齿开量查得矩形花键拉刀，工件材料铸铁的齿开量为 齿开量为 削速度由机械加工工艺手册表 65 查得表面粗糙度要切 削速度为 级的花键拉削速度为 3.5 m/ 3 m/削级别由机械加工工艺手册表 66 查得。 拉削加工工时 t中 单面余量 22225 1.5 为拉削表明长度 L 80 为拉削系数，取 考虑机床返回行程系数取 k 1.4 v 为拉削速度 z 为拉刀同时工作齿数 z L/P P 为拉刀齿距 P（ 80 0 12 以拉刀同时工作齿数为 z L/P=80/12 7 所以 t7*1000 0*序五 粗、精铣 80 30 面 一、粗铣 80 30 面 1、加工余量的确定 由前面可知粗加工加工余量为 2 工余量较小故采用一次切削故 2 2、切削用量的确定 由机械加工工艺手册表 20 选择高速钢立铣刀，铣刀直径为 16 。 由机械加工工艺手册表 96 查得加工材料为灰铸铁，铣削宽度为，铣刀的铣削速度为 v 齿进给量为 mm/z 则主轴转速为 n000=77.2 r/ n 460r/此可得 3 460 124.2 mm/、铣削加工工时的计算 由机械加工工艺手册表 94 可查得 t 式中 i 为次给次数 i430l 9 l 1 2 2l 2 t980 铣 80 30 面 1、加工背吃刀量 确定 由前面可知道精铣的加工余量为 1 1 、进给量的确定 由精铣加工工艺手册表 72 查得高速钢立铣刀直径为 16 用与粗铣时同一铣刀和机床。 铣削宽度为 3 的每齿进给量为 mm/z，因为表精度要求较高故 mm/z 3、切削 用量的确定 由机械加工工艺手册表 75 查得铣刀磨钝标准查得后刀面最大磨损限度为 由机械加工工艺手册表 76 限度寿命查得限度寿命 T=60机械加工工艺手册表 得 22 m/铣床的主轴转速： n1000 437.9 r/ n 460 r/ 则 fz*z*n *460 =82.8 mm/、计算铣削加工工时 由上面可知 t 式中 1l 、 2l 与上述所相同。 i 30/3 10 将各参数代入上式可得： t980 10 11 序 六 钻两 孔及攻螺纹 1、选择切削用量 选择高速钢直柄麻花钻直径为 7，钻头形状为双锥修磨横刃。由切削用量简明手册表 f r，由切削用量简明手册表 f r。由切削用量简明手册表 f r。故由 立式钻创说明书取 f r。 2、确定钻头磨钝标准及寿命 由切削用量简明手册表 35 3、确定切削速度 由切削用量简明手册表 得切削速度为 V 18m/主轴转速为 n000 818.9 r/ 由 床说明书由就近原则取 n 680 r/实际切削速度为 v14.9 m/、 校核 机床扭矩及功率 由切削用量简明手册表 FM0 420, 1 0.8 420 72 1 72 1 m *30 15 W 根据 m=m, W, 830 N 由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数， 故机床符合要求。 5、计算钻削加工工时 由切削用量简明手册表 y 的值为 6 t680*10 为表面存在俩加工孔故加工工时为 T=2t 二、攻 由机械加工工艺手册表 8 细柄机用丝锥，在普通钻床上 攻丝 。 由机械加工工艺手册表 c 1112 m/钻床主轴的转速为： 我 n000 477.7 r/ n 392 r/实际切削速度为 9.8 mm/螺纹机动实际的计算 我 11 11 l ：工件螺纹的长度 l 10 1l ：丝锥切削长度 1l 22 ：攻螺纹是的超切量 （ 2 3） 3。 n ：攻螺纹是的转速 n 392 r/ 1n ：丝锥退出时的转速 1n 680 r/ P:螺距。 工序 七 铣 18槽 一 、粗铣 18 1、选择与加工 80 30平面同一规格的铣刀，同一铣床。 因为槽深为 35 铣 18时底边留有 5 加工余量 ，精铣以达到图纸所规定的表面粗糙度的要求故 30 、切削用量的确定 由机械加工工艺手册表 得切削速度为 V 18 29 m/每齿进给量为 mm/z取 mm/z。则铣床主轴转速为 n000=577.2 r/据机床说明书可取 n 460 r/实际转速为 3 460 124.2 mm/、切削加工工时 由机械加工工艺手册表 1 940 、 半 精铣 18 1、选取与粗铣 18同一规格的铣刀，背吃刀量 5 2、确定进给量 由机械加工工艺手册表 mm/z取 mm/z。 由机械加工工艺手册 表 表 60 、切削用量的确定 由机械加工工艺手册表 22 m/主轴转速 n000=437.9 r/据机床的说明书确定主轴转速为 n 460 r/ 则 82.8 mm/、计算切削工时 由机械加工工艺手册表 1 2*940 1.2 、夹具设计
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