ca6140车床拨叉加工工艺及夹具设计

CA6140车床拨叉加工工艺及夹具设计,组长：组员：,零件分析,1.零件的作用：拨叉位于车床变速机构中，起换档作用。宽度为18H11mm的槽面尺寸精度要求高，以保证滑移齿轮得到很高的位置精度,2.零件工艺分析：第一组加工表面;拨叉上部阶梯面、下部18H11mm槽面、拨叉后端面。 第二组加工表面;三个花键孔，花键底孔22mm及两端的230倒角。 确定毛坯的制造方法 零件生产纲领为4000件，属中批量生产类型，材料为HT200灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，为了满足不加工表面的粗糙度要求及生产纲量要求，选用金属型铸件。因内孔很小，故不铸内孔。 定位基准的选择 1.粗基准：选择R20外圆，拨叉前端面，上顶面。 2.精基准：以加工好的22mm花键底孔和后端面作为精基准。,零件表面加工方法的选择,本零件的加工面有端面、内孔、花键、槽等，材料为HT200灰铸铁，参考机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法选择如下：1.后端面：根据GB1800-79规定毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5um，要达到零件的技术要求，公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2um，需要经过粗铣半精铣。2.阶梯面8030mm，公差等级为IT9，表面粗糙度为Ra3.2um，先粗铣，后半精铣。3.花键底孔22mm：公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3um，毛坯为实心，故采用钻扩。4. 槽18mm：表面粗糙度为Ra3.2um，用卧式铣床铣出，采用粗铣半精铣。5.花键孔：要求花键孔公差0.023，公差等级为IT7，故采用拉削加工。6.两处倒角：花键底孔两端处的230倒角，表面粗糙度为Ra6.3um，为了使工序集中，所以倒角在钻床上锪出即可。,工艺路线,采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。（1）工艺路线方案一 工序 粗、半精铣拨叉后端面 （上顶面3点面定位+前端面2点线定位） 工序 钻、扩花键底孔，锪两端倒角30 （长V型块4点定位+后端面1点定位）,工序 粗铣、半精铣8030mm台阶面 (长圆柱销4点定位+后端面1点+ 左端面1点，限制6个自由度）工序 粗、半精铣沟槽18H11 （长圆柱销4点+后端面1点+ 左端面1点，限制6个自由度）,工序 钻两M8底孔、攻螺纹和钻、扩5圆锥孔 （长圆柱销4点+后端面1点+ 左端面1点，6点定位）工序 拉花键(长圆柱销4点+后端面1点 +左端面1点，6点定位）,工序 去毛刺 工序 清洗 工序 终检（2）工艺路线方案二 工序 粗、半精铣拨叉后端面 工序 粗铣、精铣8030mm台阶面 工序 钻、扩花键底孔，锪倒角30 工序 粗、半精铣沟槽18H11 工序 钻两M8底孔、攻螺纹和钻、扩5圆锥孔 工序 拉花键 工序 去毛刺 工序 清洗 工序 终检 工艺方案比较：方案一是先拉花键孔，再以该花键孔为基准加工其余平面；方案二是先加工台阶面，再加工花键孔。两者比较可以看出，方案一体现了设计基准与定位基准的统一，所以选用方案一作为零件的加工工序。以上工艺过程详见 “机械加工工序卡片”。,确定加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸及其公差，设计毛坯图,除最后工序（或工步）是按零件图样图1要求确定外，其余工序（或工步）主要是根据工艺手册表1.4-7， 1.4-8和1.4-11并参考表1.4-17等来确定公差等级（即IT）和表面粗糙度。,下图为毛坯图：,切削用量、时间定额的计算,A.工序铣拨叉后端面切削用量及基本时间的确定：粗铣精铣拨叉后端面，保证前后端面的尺寸80mm，Ra=3.2m,铣削宽度ae=53mm,单边加工余量Z=2.5mm；选用X51立式铣床与通用夹具加工。根据毛坯图上拨叉后端面总加工余量为2.5mm，粗加工余量为2mm，精加工余量为0.5mm。（1）粗铣拨叉后端面：选择刀具：采用一把硬质合金刀齿端面铣刀，外径d=60mm,齿数Z=4确定铣削深度：单边加工余量为Z=2.0mm,=2.0mm确定每齿进给量fz：根据切削手册表3.3，在X51立式铣床功率为4.5kW（参看工艺手册表4.2-35）、工艺系统刚性为中等、用硬质合金刀齿端面铣刀加工时，选择每齿进给量fz =0.30mm/z。选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.8mm；根据切削手册表3.8，铣刀直径d0=60mm的硬质合金刀齿端面铣刀的耐用度T=180min。确定切削速度： v=,v=,=68.85m/min,v=,查表计算,查表计算,工序卡:车后端面,钻、扩花键孔、倒角,铣阶梯面,铣18mm槽,钻底孔、攻螺纹、钻配作孔,拉花键,夹具设计,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。 经过讨论，决定设计第四道工序铣18H11槽的铣床专用夹具。（1）定位基准的选择 为了保证18H11槽的两边与花键孔中心的垂直 度要求，按照基准统一原则，选择花键孔中心 为主要定位基准，及主视图上的后端面和左端 面上各一点定位。 在刀具方面，选择镶齿三面刃铣刀。 为了使夹紧机构结构简单，制造容易，使用手夹紧装置，采用螺旋夹紧机构。（2）切削力刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀，铣刀规格为：d=160mm ,D=40mm,齿数为24齿。切削力：,水平分力： =1.0F=9272.8N 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数 其中由（机械加工工艺设计手册表9-62）查得： 为基本安全系数，取1.2； K1 为加工性质系数，取1.1； K2 为刀具钝化系数，取1.0； K3 为继续切削系数，取1.0. K4 为继续切削系数，取1