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1、 . .一、设计内容设计题目：设计CA6140车床拨叉（831002）零件的机械加工工艺规程及机床夹具。拨叉零件图、夹具零件图、夹具总装图见附件。本零件为中批量生产。二、零件分析1.零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，主要起换挡，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。零件上方的25孔与操纵机构相连，下方的60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，铸造时铸出对称的两件，铣断后即为两件零件。2.零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
2、是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、 孔25H7 （）、控制槽侧面，拨叉脚圆孔60及其两端面2、 螺纹孔M221.5及其端面、拨叉底面、25孔端面、拨叉脚60圆孔端面，拨叉脚两端面与25孔中心线的垂直度误差为0.1mm，控制槽两侧面与小头孔25侧面的垂直度误差为0.08mm。三、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯的形状零件材料为HT200（最低抗拉强度为200MPa的灰铸铁）。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，生产类型为中批量生产，故选择金属模机械砂型铸造毛坯。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。考虑铸造应力，25的通孔不必铸出。毛坯尺
3、寸通过确定加工余量后决定，然后再设计、绘制毛坯图。四、工艺规程的设计1.定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的最重要的工作之一。定位基准选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中就会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使工作无法正常进行。1).粗基准的选择合理地选择定位基准，对于保证加工精度和确定加工顺序都有决定性的影响。在最初的一道工序中，只能用毛坯尚未加工的表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。选择不加工表面作为粗基准可以保证加工面与不加工面之间的相互位置精度，故一般对于零件而言，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
4、，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。2).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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，在此处不再重复。2.零件表面加工方法的选择拨叉零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra /m形位公差/mm25孔25H7IT71.660孔两端面12d11IT113.260孔内表面60IT123.2拨叉脚底面离圆中心线2mmIT126.3螺纹孔顶面距25孔中心线36mmIT126.
5、3槽端面距槽底面8H12IT126.316H槽底面8H12IT116.316H槽内侧面16H11IT113.2 由上表知道：本零件的加工面包括有端面、内孔、内螺纹、槽等。参考机械制造工艺设计简明手册确定其加工方法如下：1).42mm圆柱的端面 由于该端面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT13，尽管表面粗糙的没有要求，但后续加工25mm的内孔要求很高，故选择进行粗加工+精加工。2).25H7通孔 由于其公差等级为IT7，内表面粗糙度为R=1.6，故选择进行钻+粗镗+精镗。3).60mm孔两端面（拨叉脚圆两端面）由于两端面之间厚度的公差等级为IT11级，且表面粗糙度R=3.
6、2，故选择粗铣、半精铣即可，但考虑到同时还要保证与25H7孔的中心线的垂直度误差不超过0.1mm。故选择粗铣+精铣。4).60mm孔 由于表面粗糙度为R=3.2，选用粗镗+精镗。5).控制槽端面 两侧面之间的公差等级为IT11，槽端面表面粗糙度为R=6.3。故选择粗铣控制槽端面。6).控制槽（长90mm、宽16H11、深8mm) 由于槽两侧面之间宽度16H11的公差等级为IT11，两侧面表面粗糙度为R=3.2，槽底面表面粗糙度为R=6.3。故选择粗铣+精铣。7).32mm32mm螺纹孔端面 由于该端面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT13且表面粗糙度为R=6.3，故只需
7、粗铣。8).M221.5螺纹孔 由于该螺纹孔为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT13，同时表面粗糙的没有要求，选择直接钻孔+攻螺纹。9).铣断拨叉脚60圆孔 由于拨叉脚端面表面粗糙度为R=6.3，故可选择直接铣断即可。3.制订工艺路线加工双件的工件对称便于装夹且加工效率比单件高，并减少了零件装夹次数，避免多次装夹带来的加工误差。因此应该选择双件加工。查机械制造工艺设计简明手册最后确定的加工工艺路线如下：工序一 以42mm外圆，42mm外圆一个端面为粗基准，粗铣25mm孔两端面。工序二 以42mm外圆，42mm外圆一个端面为粗基准，精铣25mm孔两端面。工序三 以25mm孔
8、一个端面为精基准，钻25mm孔。 工序四 以25mm孔一个端面为精基准孔，粗镗、精镗25mm孔。工序五 以25mm孔为精基准，粗镗60mm孔。工序六 以25mm孔为精基准，精镗60mm孔。工序七 以25mm孔为精基准，粗铣60mm孔上下端面。工序八 以25mm孔为精基准，精铣60mm孔上下端面。工序九 铣断两件。工序十 中检。工序十一 以25mm孔为精基准，铣槽端面。工序十二 以25mm孔为精基准，铣16H11的槽。工序十三 以25mm孔为精基准，铣螺纹孔端面。工序十四 以25mm孔为精基准，钻一个20.5mm孔。工序十五 以25mm孔为精基准，攻M221.5螺纹。工序十六 清理。工序十七 终
9、检。4.确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图1）、确定毛坯种类：零件材料为HT200，零件结构简单，生产类型为中批生产，故选择金属型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册选用铸件尺寸公差等级为CT7-9。2）、确定毛坯余量（1） 25mm孔外端面的毛坯余量 材料为HT200，采用金属型铸造， 查工艺设计手册表2.2-5得尺寸公差等级79，取8级，加工余量等级为F，查表2.2-4得加工余量数值为1.52.0mm，取单边余量Z=2.0mm。（2） mm孔的毛坯为实心，未铸出孔。（3） 60mm孔外端面的毛坯余量 材料为HT200，采用金属型铸造，查工艺设计手册表2.2-5得尺寸公差
10、等级79，取8级，加工余量等级为F，查表2.2-4得加工余量数值为1.52.0mm，取单边余量Z=2.0mm。（4） mm孔的毛坯余量 材料为HT200，采用金属型铸造，查工艺设计手册表2.2-5得尺寸公差等级79，取8级，加工余量等级为F，查表2.2-4得加工余量数值为1.52.0mm，取单边余量Z=2.0mm。（5） 控制槽端面 材料为HT200，采用金属型铸造，查工艺设计手册表2.2-5得尺寸公差等级79，取8级，加工余量等级为F，查表2.2-4得加工余量数值为1.52.0mm，取单边余量Z=2.0mm。（6） 32mm32mm螺纹孔端面的毛坯余量 材料为HT200采用金属型，查工艺设计
11、手册表2.2-5得尺寸公差等级79，取9级，加工余量等级为F，查表2.2-4得加工余量数值为2.02.5mm，取单边余量Z=2.5mm。（7） M221.5螺纹孔毛坯为实心，未铸造出孔。3）、确定工序余量，工序尺寸及其公差本零件的各加工表面的工艺路线，工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度如下表所示。加工表面工序(mm)工序余量（mm）工序基本尺寸(mm)工序经济精度工序尺寸及其偏差（mm）表面粗糙度公差等级公差（mm）25孔外端面精铣2Z=180IT90.0743.2粗铣2Z=381IT120.356.3毛坯2Z=4848425H7孔精镗2Z=0.525IT70.0211
12、.6粗镗2Z=1.524.5IT130.336.3钻孔2Z=2323IT130.3312.5毛坯实心拨叉脚圆60孔外端面精铣2Z=112IT110.11（）3.2粗铣2Z=313IT120.186.3毛坯2Z=41616拨叉脚孔60H12精镗2Z=0.460IT120.303.2粗镗2Z=3.659.6IT130.466.3毛坯2Z=45656拨叉脚底面铣断Z=2124.11IT120.406.3毛坯Z=2126.11126.11控制槽端面粗铣控制槽端Z=1.544IT120.36.3毛坯Z=1.545.545.5控制槽两侧面半精铣控制槽两侧面Z=216IT110.113.2粗铣控制槽Z=88
13、IT120.156.3毛坯实心螺纹孔端面粗铣Z=236IT120.256.3毛坯Z=23838M221.5螺纹孔攻螺纹M22M223.2钻孔2Z=20.520.53.2毛坯实心5.确定切削用量及基本工时工序一以42mm外圆，42mm外圆一个端面为粗基准，粗铣25mm孔两端面。加工条件工件材料：HT200：b =200MPa ，硬度200HBS，铸造。加工要求：粗铣42两端面，保证两端面之间的尺寸为81mm，切削宽度42mm, 单边加工余量为z=1.5mm；机床为XA6132型万能升降台铣床；工件装夹在专用夹具上。（1） 确定切削用量及基本工时切削用量的确定采用查表法和公式法。 选择刀具根据工艺手册表3.1-27，选择YG6硬质合金端铣刀，根据切削用量简明手册（以下简称切削手册）表3.1选取铣刀外径200mm，根据切削手册表3.16选取铣刀齿数z=16。根据切削手册表3.2，选择刀具前角00，后角08，副后角0=10，刀齿斜角s=20,主偏角=30,过渡刃倾角=30,副偏角=5过渡刃宽b=1.5mm。 确定切削用量(a).确定铣削深度ap：由于单边加工余量z=1.5mm，粗铣一刀可以走完所有余量，故取ap=
