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1、设计设计 CA6140 车床拨叉零件的机械加工工车床拨叉零件的机械加工工艺规程艺规程工艺规程及工艺装备（单批量生产）工艺规程及工艺装备（单批量生产）目录目录序言 1工艺规程2一、设计题目,计算生产纲领及生产型 2二、零件的分析 21零件的作用 22零件的工艺分析 2三、确定毛坯的制造方法,初步确定毛坯的形 状3四、工艺规程设计 31定位基准的选择 32零件表面加工方法的选择 43制订工艺路线 54确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 65确定切削用量及基本工时105、1 工序端面 A 铣削用量及基本时间的确定105、2 工序钻扩孔 22mm135、3 工序端面 D 铣削用量及基本时间的确定15
2、5、4 工序槽 8mm 的铣削用量及基本时间的确定175、5 工序槽 18mm 的铣削用量及基本时间的确定 195、6 工序锪 2X15的倒角切削用量及基本时间的确 定215、7 工序拉花键孔切削用量及基本时间的确定22五、参考资料 23序序 言言一、设计目的：现代机械制造工艺设计是宽口径机械类专业学生在学完了机械制造技术基础 等技术基础和专业课理论之后进行的一个实践教学环节。其目的是巩固和加深 理论教学内容，培养学生综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能 力。通过工艺规程及工艺装备设计，学生应达到：1、掌握零件机械加工工艺规程设计的能力；2、掌握加工方法及其机床、刀具及切削用量等的选
3、择应用能力；3、掌握机床专用夹具等工艺装备的设计能力；4、学会使用、查阅各种设计资料、手册和国家标准等，以及学会绘制工序图、 夹具总装图，标注必要的技术条件等。工艺规程工艺规程设计题目：设计题目：设计 CA6140 车床拨叉（0405）零件的机械加工工艺规程及其机床夹 具。一、计算生产纲领，确定生产类型：一、计算生产纲领，确定生产类型：该零件是 CA6140 车床上的拨叉，按照指导老师的要求，设计此零件为中批量生 产。二、零件分析：二、零件分析：1 1、零件的作用、零件的作用：拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块， 滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连 在
4、一起，使齿轮带动滑套，滑 套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同 齿轮的结合与分离，达到换档的目的。分析这种动力联接 方式可知，车换档时 要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间的冲击，延长零件的使用寿命。2 2、零件的工艺分析：、零件的工艺分析：该拔叉共有三组加工表面，且三者之间和其各内部之间存在有一定的位置关系， 现分述如下:(1)A 面及 22 花键底孔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)8mm 槽及其外端平面和 18mm 大槽这一组加工表面包括: 槽的 D 端面， 槽和 180+0.012 的槽。其中从槽 指向槽 180+0.
5、012 且平行槽，花键，肋板对称线的方向是垂直于花键孔轴线的。且 D 端面所在平面垂直于 A 端面所在的平面。(3)花键孔及两处倒角这一组加工表面包括: 6 mm 的六个方齿花键孔，及 25mm 花键底孔两 端的 275倒角。根据零件图的尺寸及其精度要求，可以先加工 A 面及 22 花键底孔，而后其它 表面的加工以这两个表面为精基准进行。三、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：三、确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯形状：零件材料为 HT200 灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋， 且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满 足不加工表面的粗糙度要求及
6、生产纲量要求。零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，又因内孔很小，不可 铸出。四、工艺规程设计：四、工艺规程设计：1 1、定位基准的选择：、定位基准的选择：定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合 理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问 题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。、粗基准的选择：该零件属于一般轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位）， 为保证 A 面与花键孔轴线垂直，以便于保证以该 两面为定位精基准时其它表面 的尺寸精度加工要求，可以把 A 面与花键底孔放在一个工序中加工，因而
7、该工 序总共要消除 X，Y，Z，X，Y 五个自由度（建立空间 坐标系为：以花键孔轴线 方向为 Z 轴，垂直花键孔轴线，平行槽、花键、肋板对称线并且从槽 180+0.012 指向 80+0.03 的方向为 X 轴，同时垂直于 X 轴、Z 轴的方向为 Y 轴， 取坐标原点为花键孔轴线与 A 面的交点为原点），用三爪卡盘卡夹持外圆柱面。消除 X，Y，X，Y 四个自由度，再用一个浮动支承顶住 B 面， 消除 Z 自由度，达到定位要求。、精基准的选择：主要考虑基准重合问题。2 2、零件表面加工方法的选择：、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
8、 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：、A 端面：根据 GB1800-79 规定毛坯的公差等级为 IT13，表面粗糙度为 Ra12.5m，要达 到零件的技术要求，公差等级为 IT9，表面粗糙度为 Ra3.2m，需要经过粗铣、 花键底孔：公差等级为 IT12，表面粗糙度为 Ra6.3m，毛坯为实心，未冲出孔，故采用粗 铣、 槽的 D 端面：零件技术要求表面粗糙度达到 Ra3.2，而毛坯的公差等级为 IT13，表面粗糙度 为 Ra12.5，故需要采用粗铣半精铣。、 槽：零件技术要求槽的两侧端面表面粗糙度为 Ra1.6m
9、，槽的底端面为 Ra6。3m，需要采用粗铣精铣，就可以达到公差等级为 IT8 表面粗糙度 Ra1。6m。、 mm 槽：零件技术要求槽的各端面要达到的表面粗糙度为 Ra3.2m，需要采用粗铣半 精铣、花键孔（6 mm ）：要求花键孔为外径定心，两侧面表面粗糙度为 Ra3.2m 底面表面粗糙度为 Ra1.6m，故采用拉削加工、两处倒角：25 mm 花键底孔两端处的 275倒角，表面粗糙度为 Ra6.3m，为了使工 序集中，所以花键底孔的两端面的 275倒角在 Z525 立式钻床上采用锪钻的 方法即可。3 3、制定工艺路线：、制定工艺路线：制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状
10、精度、位 置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保 证。在生产纲领已经确定为中 批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序集中来 提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生 产成本尽量下降。、工艺路线方案一：工序：粗铣 40mm 右端面 A 面工序：钻孔并扩钻花键底孔 22mm工序：铣 28mm40mm 端面 D工序：铣宽为 mm 槽工序：铣宽为 mm 的槽工序：锪两端面 15倒角工序：拉花键孔 250+0.023mm工序：去毛刺工序：终检、工艺路线方案二：工序：粗车 40mm 右端面 A 面工序：钻孔并扩钻花键底孔 22mm 工序：拉花键孔 250+0.023m
11、m工序：铣 28mm40mm 的端面 D工序：铣 mm 槽工序：铣 mm 槽工序：车 40mm 左端面 B 倒角 275工序：车 40mm 右端面 A 倒角 275，半精车 40mm 右端面 A工序：去毛刺工序 X：终检、工艺方案的比较与分析：上述两工艺方案的特点在于：方案一工序、是以 40mm 左端面 B 为粗基准， 用铣床粗铣 A 端面，然后再以 A 端面为基准 钻花键底孔。方案二在该两工序中 的定位加工方法也是相同的，只是在加工 A 端面时将铣床改用车床来加工，两 个方案的定位方法都可以达到加工要求，但是从零件 结构可知用车床来加工在 装夹时较困难，而用铣床来加工在装夹时较方便。另外，工
12、艺路线一中是在完成前面 5 道工序后，才以花键底孔及 40mm 右端面 A 上一点，及 28mm40mm 端面 D 上两 点为定位基准加工花键孔，能较好的保 证花键孔的位置尺寸精度，而在工艺路线方案二中，在工序、完成后就开 始以花键底孔、A 端面一点及 28mm40mm 端面 D 两点为定位基准拉花键孔， 这样就是重复采用粗基准定位，就不保证花键孔与宽为 mm、 mm 槽的槽的位置 精度，最终达不到零件技术要求，甚至会造成偏差过大而报废，这是重复利用 粗基准而造成的后果。通过以上的两工艺路线的优、缺点分析，最后确定工艺路线方案一为该零件的 加工路线。该工艺过程详见表 2 和表 3，机械加工工艺
13、过程卡片和机械加工工 序卡片。4 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、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸，设计、绘制毛坯图、确定毛坯余量（机械加工总余量），毛坯尺寸及其公差、设计、绘制毛坯 图：铸铁模铸造的机械加工余量按 GB/T11351-89 确定。确定时根据零件重量来初步 估算零件毛坯铸件的重量，加工表面 的加工精度，形状复杂系数，由工艺手 册表 2.2-3，表 2.2-4，表 2.2-5 查得，除孔以外各内外表面的加工总余量 （毛坯余量），孔的加工总余量 由表 2.3-9 查得，表 2.3-9 中的余量值为双边 余量。本零件“CA6140 车床拨叉” 材料为
14、HT200，毛坯重量估算约为 1.3kg，生产类 型为中批量生产，采用金属型铸造毛坯。、A 端面毛坯余量：加工表面形状简单，由铸件重量为 1.3kg ，加工精度 R3.2 ，保证长度尺寸为 80mm ，查工艺手册表 2.2-4 得加工单边余量为 5.5mm ，另查表 1.4-24 得 长度尺寸公差范围为0.27，即长度方向毛坯尺寸为 85.50.27mm。、宽为 80+0.03槽的端面毛坯余量：由毛坯重 1.3kg ，加工精度为 3.2，加工 表面形状简单，从孔的中心线到端面的长度尺寸为 27mm，查工艺手册表 2.2-4 得单边余量为 Z=5.5，另查表 1.4-24 得长度方向尺寸公差为0.195，即 长度方向毛坯尺寸为 32.50.1950.195mm。、孔 22mm、槽 80+0.03mm 和槽 mm 均为实心，未铸造出来。、确定工序余量，工序尺寸及其公差：确定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步）往 前推算，最后工序（或工步）的工序（或工步）尺寸只与工序（或工步）的加 工余量有关。前面已经根据有关资料查出零件各加工表面的加工总余量（即毛坯余量），将 加工总余量分配给各工序（或工步）加工余量，然后由后往前计算工序（或工 步）尺寸。本零
