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1、目录1、零 件 的 分 析 1.1.1 零件的作用 1.1.2 零件的工艺分析 1.1.3 位置要求： 1.2、工 艺 规 程 设 计 3.2.1 确定毛坯的制造形式 3.2.2 基面的选择 3.2.2.1 粗基准的选择： 3.2.2.2 精基准的选择： 3.2.3 制定工艺路线 4.2.3.1 工艺路线方案一： 4.2.3.2 工艺路线方案二 4.2.3.3 工艺方案的比较与分析 5.2.4 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 : 6.3、确定切削用量及基本工时 8.3.1 工序I 8.3.2 工序 n 9.3.3工序川103.4 工序 IV 113.5工序 V 1.23.6 工序V 133
2、.7 工序 W 143.8 工序 Vffl 144、夹具设计 1.6.4.1 问题的提出 1.64.2 夹具设计 1.64.2.1 定位基准选择 1.6切削力及夹紧力计算 1.6定位误差分析 1.6参考文献 : 1.8.1 零件的分析1.1 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， 主要起换档，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 22mm孔与操纵机构相连，二下方的 55mm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，加工时分开。1.2 零件的工艺分析零件的材料为HT200
3、,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，为此以下是拨叉需要加工的表面以 及加工表面之间的位置要求。需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小头孔0.0210 mm以及与此孔相通的 8 mm的锥销孔、M8螺纹孔；3.大头半圆孔55mm；1.3 位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05m m、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.07mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采 用专用夹具进行加工，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工曲面，所以
4、根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证2 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200。考虑到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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。选用 铸件尺寸公差等级 CT9 级，已知此拨叉零件的生产纲领为 5000件/年， 可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工 过程工序划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量 采用专用工装。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确 与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工 工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造
5、成大批报废，使生产无法 正常进行。2.2.1 粗基准的选择：以零件的底面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。这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械 加紧，就可以达到完全定位。2.2.2 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，以两 个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重 复。2.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及 位置精度等技术要求能得到合理的
6、保证。再生产纲领已确定为大批生 产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工 序集中来提高生产率。处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产 成本尽量下降。2.3.1 工艺路线方案一：工序1 粗铣40mm孔的两头的端面，73mm孔的上下端面。工序2 精铣40mm孔的两头的端面，73mm孔的上下端面。工序3粗镗、半精镗、精镗55mm孔至图样尺寸。工序4钻、扩、铰两端 22mm孔至图样尺寸。工序5钻M8的螺纹孔，钻 8mm的锥销孔钻到一半，攻 M8的螺纹。工序6 倒角，4XR5mm。工序 7 铣断保证图样尺寸。工序 8 去毛刺，检验。2.3.2 工艺路线方案二工序1以毛坯底边为基准，
7、钻20mm孔,扩孔至21.8mm,铰孔至 22+0.021 0mm,保证孔的粗糙度。工序2以底端面为基准，铣 40mm上端面，保证其尺寸要求 及粗糙度，与 22的垂直度为0.05。工序3 以40为精基准，镗 55+0.5 0,镗 73+0.5 0保证 其尺寸和粗糙度，与 22孔的垂直度为0.07。工序4 以孔 40为精基准，钻孔至 7mm,铰孔至 8mm确保 孔内粗糙度为 1.6。工序5以 22孔为精基准，钻 7mm孔。工序 6 以 40上端面为精基准，攻 M8mm 螺纹。工序7 倒角，4XR5mm。工序 8 以 22孔为精基准，将两件两件铣断，铣断量为 4mm， 使其粗糙度为 6.3。工序
8、9 去毛刺，检验。2.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工完与22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完 22mm的孔，再以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂直度要求的 三个面。方案一的装夹次数少，但在加工22mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。其他两个面很难保证。因此，此 方案有很大的弊端。方案二在加工三个面时都是用22mm孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求。这样也 体现了基准重合的原则。这样一比较最终的工艺方案为：工序1以毛坯底边为基准，钻20mm孔，扩孔至21.8mm,铰 孔至22+0.02
9、1 0mm，保证孔的粗糙度。工序2以底端面为基准，铣 40mm上端面，保证其尺寸要求 及粗糙度，与 22的垂直度为0.05。工序3 以40mm为精基准，镗 55+0.5 0mm,镗73+0.5 0mm保证其尺寸和粗糙度，与 22mm孔的垂直度为0.07。工序4以孔 40为精基准，钻孔至 7mm,铰孔至8确保孔内 粗糙度为 1.6。工序5 以 22mm孔为精基准，钻 7mm孔。工序6 以 40mm端面为精基准，攻 M8mm螺纹。工序7 倒角，4XR5mm。工序8以 22mm孔为精基准，将两件两件铣断，铣断量为4mm， 使其粗糙度为 6.3。工序 9 去毛刺。工序 10 检验。2.4 机械加工余量
10、、工序尺寸及公差的确定“ CA614C车床拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.6 kg，生 产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工 余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.外圆表面（40mm及73mm外表面）考虑到此表面为非加工表面， 其精度为铸造精度 CT9 即可。又因 它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对 40mm的中心轴线的尺 寸偏差为 1201.25mm 的范围内。2. 两小孔0.21220mm。毛坯为实心，两内孔精度要求界于 IT7IT8 之间，参照切屑加工简明实用手册表 8-21 确定工序尺寸及余量：钻孑L 21.8mm 2
11、Z=21.8mm铰孔 220mm 2Z=0.2mm3. 中间孔（55mm及 73mm） 中间孑尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册表1-13得：孔的铸造毛坯为 49mm 73mm的孔是在 55mm孔的 基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为35m m,由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。参照切屑加工简明实用手 册表8-95确定 73mm工序尺寸及余量：粗铣71mm Z=4mm精铣 73mm Z=1mm参照切屑加工简明实用手册表 8-95确定55mm工序尺寸及余量粗镗 53mm2Z=4mm半精镗：54mm精镗：55mm4. 螺纹孔及销孔无可非议此销尺寸铸造为实体。参照切屑
12、加工简明实用手册表 8-70确定钻8mm螺纹孔和8mm圆柱销孔及螺纹孔的攻丝。5. 铣断3 确定切削用量及基本工时3.1 工序 1以毛坯底边为基准，钻20mm孔,扩孔至 21.8mm,铰孔至22+0.021 0mm,保证孔的粗糙度。加工条件工件材料：HT200，硬度 190260HBS, c b =0.16Gpa 铸造。加工要求：钻孔至 21.8mm,精铰至 22mm,保证孔壁粗糙度Ra=1.6 ym机床： Z512 台式钻床。刀具：YG8硬质合金麻花钻 21.8mm,钻头采用双头刃磨法，后角a = 12二重刃长度 b =2.5mm、横刀长b=1.5mm、宽l=3mm、 棱带长度 l11.5m
13、m 、 2120010、30。 YG8 硬质合金铰刀22mm。计算切削用量查切削用量简明手册 f 1.1mm/r 。按钻头强度选择 f 1.75mm / r 按机床强度选择 f 0.53mm/ r ,最 终决定选择机床已有的进给量 f 1.1mm/r 。钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.50 . 8 mm,寿命T 60min切削速度查切削用量简明手册Vc 12mm/r修正系数Ktv 1.0K MV 1.0Ktv 1.0Kxv 1 .0 K1v 1 .0 Kapv 10 故ns vc 12mm/r01000vdo465r / min，查简明手册机床实际转速为nc460r/m
14、in。故实际的切削速度dns10000.52m/ s计算基本工时L3010tm7snf2721.453.2工序2以底端面为基准,铣40mm上端面，保证其尺寸要求及粗糙度,与 22mm的垂直度为0.05。加工条件工件材料：HT200，硬度 190260HBS, c b =0.16Gpa 铸造。 加工要求：粗铣两头端面至 51mm、粗铣大孔端面至30mm。 机床：X52K立式铣床参数。刀具：涂层硬质合金盘铣刀 45mm,选择刀具前角 丫 o + 5后 角a o8,副后角a o =8刀齿斜角 入s=-10,主刃Kr=60,过渡刃 Kr =30副刃Kr =5过渡刃宽b =1mm计算切削用量(1) 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=2mm, 一次走 刀即可完成所需长度。(2) 计算切削速度按简明手册pv vCvdoqvV c= Tm ap X v f z yv aeUvZ算得 Vc = 98mm/s, n=439r/min,Vf=490mm/s据X52K立式铣床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14 S0X475/1000=1.06m/s,实际进给量为f zc=V fc/n cz=475/(3
