CA6140车床拨叉夹具装配图

1、例二CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:序言机械制造丁艺学课程设计是我们学完了人学的全部基础课、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。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产T艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的丁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，为今后的T作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处

2、，恳请各位老师给予指导。一、零件的分析（一）零件的作用题冃所给的零件是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T作者的要求T作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的20孔-与操纵机构相连，二下方的50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，加工吋分开。（二）零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁生产丁艺简单，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丁的表面以及加工表面之间的位置要求：1、小头孔20以及与此孔和通的8的锥孔、M6螺纹孔。2、大头半圆孔50。3、拨叉底面、小头孔端面

3、、大头半圆孔端面，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-与其中心线的垂宜度误差为0.05mm由上而分析可知，可以粗加工拨叉下端而，然后以此作为基准采用专用夹具进行加T,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T曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加丁T艺均可保证。二、确定生产类型已知此拨叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是l.OKg/个，查机械制造T艺设计简明手册第2页表1.1-2,可确定该拨叉生产类型为中批生产,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

4、，大量采用专用工装。三、确定毛坯1、确定毛坯种类：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，故选择木摸手T砂型铸件毛坯。查机械制造T艺设计简明手册第41页表2.25,选用铸件尺寸公差等级为CT-12O2、确定铸件加工余量及形状：查机械制造工艺设计简明手册第41页表225,选用加工余量为MAH级，并查表2.24确定各个加T面的铸件机械加T余量，铸件的分型面的选用及加丁余量，如下表所示：简图加工面代号基本尺寸加工余戢等级加工余量说明T2、|T3DI20H10X2孔降一级双侧加工D250H3.5X2孔降一级双侧加工T230H5单侧加工、！!I

5、IDI02TtriT312H5单侧加工T412H5单侧加工3、绘制铸件零件图四、工艺规程设计（一）选择定位基准：1粗基准的选择：以零件的小头上端而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。2精基准的选择：考虑要保证零件的加T精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一原则，以粗加丁后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。（二）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丁卡具，并尽量使丁序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以

6、便使生产成本尽量下降。查机械制造T艺设计简明手册第20页表1.4-7.1.4-8,1.4-11,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：T序01粗铳20、50下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铳床加专用夹具；T序02粗铳20上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具；工序03粗铳50上端而，以T4为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具；T序04钻、扩20孔，以32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；T序05粗锂50孔，以D1为定位基准，采用T616卧式铉床加专用夹具;工序06铳斜肩，以D1和T2为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具;T序07精铳20下端面，以T

7、2为基准，采用X51立式铳床加专用夹具;T序08精铳20上端面，以T1为基准，采用X51立式铳床加专用夹具;T序09粗较、精钱20孔，以T2和32外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序10精铳50端而，以D1为基准，采用X51立式铳床加专用夹具；工序11半精镣50孔，以D1做定位基准，采用T616卧式锐床加专用夹具；T序12钻、较8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；T序13钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；T序14铳断，以D1为基准，采用X60卧式铳床加专用夹具；T序15去毛刺；丁序16终检。（三）机械加工余量

8、、工序尺寸及公差的确定：1、圆柱表而工序尺寸：前面根据资料已初步确定T件各面的总加T余量，现在确定各表面的各个加TT序的加丁余量如下：加工表血加工内容加工余最将度等级工序尺寸表面粗糙度工序余最最小最大(P50IT12(D2)铸件7.0CT124432.8粗锤4.0IT1247計25()6.30.956.8半精锤3.0IT103.22.93.25(P20IT7(DI)钻18IT11418j11017.8918扩1.8IT10419.8$0846.31.7161.910粗较04IT819.94捫彳3.20.1070.2240.06IT720捫11.60.0390.0932、平面T序尺寸:T序号T序

9、内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余最最小最大铸件5.0CT122.501粗铳（p20孔下端面4.036.0120-0.251.57.7502粗铳（p20孔上端面4.032.0120-0.251.57.7503粗铳（p50孔上端面4.014.0120-0.1801.86.3807精铳（p20孔下端面1.031.080-0.0330.751.28308精铳p20孔上端面1.030.080-0.0330.751.28310精铳（p50孔端面1.0 x212.0840.016-0.0160.9511.0163、确定切削用量及吋间定额：T序01粗铳20、50下端面，以T2为粗基准。加T条件丁

10、件材料：HT200Qb=170240MP,铸造;工件尺寸：比咖x=72mm,1=176mm;加工要求：粗铳20孔下端而，加工余量4mm;机床：X51立式铳床；刀具：YG6硬质合金端铳刀。铳削宽度恋90,深度皿6,齿数z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3.1,取刀具直径do=125mm0根据切削用量手册（后简称切削手册）表3.16,选择刀具前角yo=O后角0=8，副后角a=10。，刃倾角：Xs=-10,主偏角Kr=60,过渡刃Kr=30,副偏角Kr=5o切削用量1）确定切削深度如因为余量较小，故选择ap=4mm,一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量传由于本工序为粗加工，

11、尺寸精度和表而质量可不考虑，从而可采用不对称端铳，以提高进给量提高加丁效率。根据切削手册表3.5,使用YG6硬质合金端铳刀加丁，机床功率为4.5kw（据简明手册表4.2-35,X51立式铳床）时:=0.0908mm/z故选择：fz=0.18mm/Zo3）确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表3.7,铳刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铳刀直径do=125mm,故刀具使用寿命T=180min（据简明手册表3.8）。4）计算切削速度Vc和每分钟进给量Vf根据切削手册表3.16,当d0=125mm,Z=12,apPcCo故校验合格。最终确定:ap=4.0mm,nc=300r/min,Vt=390

12、mm/s,vc=l18m/min,fz=0.lmm/zo计算基本工时tm=L/Vf,L=1+y+A,1=176mm.查切削手册表3.26,入切量及超切量为:y+A=40mm,则:tm=UVf(176+40)/390=0.8lminoT序02粗铳20上端面，以T1为定位基准。切削用量和时间定额及其计算过程同T序01。T序03粗铳50上端面，以T4为定位基准刀具：YG6破质合金端铳刀，do=4Onw2,Z=10机床：X51立式铳床根据切削手册查得，fz=0A3mm/z,aP=mmo根据简明手册表4236查得，取：nH.=300r/min,故实际切削速度：100()龙x40 x3001000=37.

13、77?/min当g=300r/min时，T作台每分钟进给量应为:fm=儿Z=0.13x10 x300=390mm/min查说明书，取几=400mm/min计算切削基本T时：厶=72+y+=72+10=82mmTQQ因此，tm=一=0.205minf390JtnT序04钻、扩20孔，以32外圆和T2为基准,保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到rriOo选择钻头根据切削手册表222,选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时d()=18mm,钻头采用双锥后磨横刀，后角Oo=12。，二重刃长度b=3.5mm,横刀长b=2mm,宽1=4mm,棱带长度l=1.5mm,2。=100,0=30。选择切削用量确定

14、进给量按加T要求确定进给量：查切削手册，/=0.430.53加加仃，%=3%8=1.67v3,由切削手册表2.7,系数为0.5,则：f=(0.430.53)x0.5=(0.2150.265)呦按钻头强度选择:查切削手册表2.&钻头允许进给量为：f=2.0mm/r；按机床进给机构强度选择：查切削手册表2.9,机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为/=0.93mm/ro以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是丁艺要求，其值为：02150265mm/r。根据简明手册表4.2-16,最终选择进给量f=0.22mm/ro由于是通孔加T,为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿吋停止自动进给而改为

15、手动进给。根据切削手册表2.19查出，钻孔时轴向力Ft=2500N,轴向力修正系数为1.0,故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf,故所选进给量可用。确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查简明手册)为0.6mm,寿命7=45min切削速度查切削手册表2.30,切削速度计算公式为：(m/min)其中，c=9.5，do=ISmm,=0.25Kii025，cip=9，Xv00.55，/=0.22,查得修正系数：h=L0,ki.=0.85,k.=1.0,故实际的切削速度:x().S5=9.5m/min,9.5x1825V_60125x1x

16、0.2255检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20,当f0.26,do19.94mm刀具：专用较刀机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，较刀的进给量为f-=0.81.2mm/z,进给量取/=0.81mm/r,机床主轴转速取为=140r/min,则其切削速度为:v=n7id=8.77m/min。机动时切削工时，/=3()+8=38mm,38nwf精钱至20加加刀具：dw=20mm机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，较刀的进给量取f=0.48mm/r,机床主轴转速取为：Hu.=140r/min,则其切削速度为：v=n7ld=8.8m/min机动时切削工时，/=3()+8=38mm3838

17、八“tm=0.57minnw-f140 x0.48工序10精铳50端而，以D1为基准。机床：X51立式铳床刀具：硬质合金立铳刀(镶齿螺旋形刀片)，由切削手册表3.6查得：v=0.45/71/5,d=40,z=6,/.=0.08mm/min，即27m/min,因此，lOOOv1000 x27,e一中亠亠比、+ns=214厂/min。现米用X51M式铳床，取心.=210广/min,兀兀x40T作台每分钟进给量fm应为：几=儿z几一0.08x6x210=100.8mm/min,查机床使舟说明书，取=100m/77/mino72+12铳削基本工时：tm=0.84min1002t,n-0.84x2=1.

18、68min工序11半精锂50孔，以D1做定位基准。单边余虽z=1.0/71/71，可一次切除，贝lj5=1.0mmo由切削手册表1.6查得，进给量=0.25-0.40mm/r,取为0.27mm/ro由切削手册表1.1査得,v=l(X)m/min,贝山lOOOv1000 x100/nw=637r/min71dw71X50查简明手册表4.2-20,加取为630r/mino/1?加工基本工时：t=0.038minnw-f630 x0.5T序12钻、狡8锥孔，以T1和零件中线为基准。刀具：专用刀具机床：Z525立式钻床确定进给量根据切削手册表2.7查得，/=0.220.26加加”，查Z525机床使用说

19、明书，现取/=0.22mm/ro查切削手册表2.15,v=17m/min，计算机床主轴转速:lOOOv1000 x17一“,.ns=694/-/minTOC o 1-5 h z兀d、x7.8按机床选取HM=680/min,所以实际切削速度为:nd.,nw7.8x680.v=16.66”?/min10001000计算切削基本T时：/+)，+6+4八么=0.066minf680 x0.22Jtn工序13钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准(1)钻螺纹底孔04.8mm机床：Z525立式钻床刀具：高速钢麻花钻根据切削手册查得，进给量为/=080.22mm/z,现取f=0.22mm/z,v=17m

20、/min,则:nslOOOv兀dw1000 x17x4.8=1128/7min查简明手册表4.2-15,取nu,=960r/mino所以实际切削速度为:龙x4.8x96010001000=14.48m/min计算切削基本工时:/+),+-二二6+4_0()47minJtn960 x0.22攻螺纹M6机床：Z525立式钻床刀具：丝锥M6,P=lmm切削用量选为：v=OAm/s=6m/min,机床主轴转速为：ns=318/7min,按机床使用说明书选取:加=272r7min,贝Iv=5.lwt/min；机动时，/=6+4=1Omm，计算切削基本工时:/10八八/.tm=().04minfn1x27

21、2T序14铳断，以D1为基准。选择锯片铳刀，d=160mm,l=4mm,中齿，Z=40采用X61卧式铳床查切削手册，选择进给量为：f=0A0mm/z，切削速度为:v=Yim/min,则：lOOOv1000 x27一,n,=54r/min兀d、，xl60根据简明手册表4.2-39,取nw=100r/min,故实际切削速度为：V=叭跳=1000严80 x100=50.2加斷1000此时T作台毎分钟进给量/加应为:f小=f_Znw=0.1x40 x100=400mm/min查切削手册表4240,刚好有fm=400mm/mino计算切削基本工时：/+y+A鶴=：72+30=0.255min400Jm五

22、、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。并设计T序13钻M6螺纹底孔的夹具。本夹具将用于Z525立式钻床，刀具为高速钢麻花钻。（一）问题的提出本夹具主要用來钻M6螺纹底孔，该孔为斜孔，跟拨叉的中线有一定的角度要求，在加T吋应保证孔的角度要求。此外，在木工序加工吋还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。（二）夹具设计1、定位基准选择由零件图可知，M6螺纹孔为斜孔，相对于拨叉中线有10。的要求，为使定位误差为零，应该选择拨叉中线为定位基准保证该角度。此外，还应以20孔端面为基准，从而保证螺纹孔在拨叉体上的位置。为了提高

23、加T效率，现决定采用手动夹紧T件快换装置，并采用快换钻套以利于在钻底孔后攻螺纹。2、切削力及夹紧力计算刀具：硬质合金麻花钻，d=4.8血血。由实际加工的经验可知，钻削时的主要切削力为钻头的切削方向，即垂直于工作台，查切削手册表2.3,切削力计算公式为：F尸CfcIF其中：Cf=410,Zf=12,yF=0.75,do=4.&Tim,f=0.229kF=k“FkEkhF，也尸与加工材料有关，取0.94；比希与刀具刃磨形状有关，取1.33；层与刀具磨钝标准有关，取1.0,贝I：F=410 x4.8L2xO.22075x1.25=108IN在20孔两个端面只需要采用开口垫圈和六角螺母适当夹紧后本夹具即可安全T作.3、定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个定位销，这两个定位销的尺寸-与公差规定为-与本零件在T作时与其相匹配轴的尺寸-与公差相同，即20k6xl0。此外，这两定位销共同保证加丁孔偏斜的角