CA6140拔叉机械制造课程设计解析教学提纲Word格式.docx
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M8通孔和Ø
5锥孔。
经上述分析可知，对于后两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。
2生产类型和生产纲领的确定
根据指导老师要求，设计此零件为铸件，成批大量生产，工艺的安排基本倾向于工序分散原则，设备的选用是通用设备和专用工装，工艺手段以常规工艺为主，新工艺为辅的原则
该产品的年产量为600台，其设备利用率为5%，机械加工废品率为1%，现制定该齿轮零件的写加工工艺规程。
N=Qn（1+α%+β%）
=600×
1×
（1+5%+1%）件/年
=636件/年。
参考《机械制造工艺设计手册》，零件质量小于100kg，属于轻型，并且年产量处于500～5000之间，所以生产类型为中批生产。
3毛坯的确定
CA6140车床拔叉，零件材料HT20-40，硬度190HB～210HB，生产类型为中批生产，毛坯为铸件，灰铸铁的机械加工余量按JZ67-62规定了灰铸铁铸件的三种精度等级和相应的铸件机械加工余量、尺寸偏差和重量偏差，在中批量生产的铸件，采用2级精度铸件，毛坯重量由《机械制造工艺设计手册》表5-2有零件≤80kg，偏差为7%，故毛坯估算约为1.0kg，采用2级精度铸件，顶面的加工余量和底面的加工余量忽略不计，两侧面的加工余量也忽略不计，由表5-4左右端面的加工余量为3±
0.8，其余部分均为实心部分。
故毛坯图如下：
图二毛坯图
4工艺规程设计
4.1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，定位基准的选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
4.1.1粗基准的选择
在选择粗基准时，一般遵循下列原则：
⑴保证相互位置要求原则；
⑵保证加工表面加工余量合理分配的原则；
⑶便于工件装夹原则；
⑷粗基准一般不得重复使用的原则；
⑸为了保证所有加工表面有足够的加工余量，选用加工余量小的表面作粗基准，不要用同一尺寸方向上。
左端面，在铣左端面时，先以右端面为粗基准，粗铣前端面。
加工花键底孔时，利用两边侧面找正对称面和以底面为粗基准加工花键底孔。
4.1.2精基准的选择
在选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方面，提高工件的加工精度。
一般遵循下列原则：
⑴基准重合原则；
⑵统一基准原则；
⑶互为基准原则；
⑷自为基准原则；
⑸便于装夹原则。
为保证定位基准和工序基准重合，加工2-M8螺纹孔、Φ5锥孔，18H11槽以零件的左端面和花键中心线为精基准，铣上顶面以花键中心线为精基准。
4.2制订工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度和表面质量等技术要求能得到合理的保证。
在此零件为大批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序分散来提高生产率，此外，还应考虑经济效果，使生产成本尽量降低。
制定工艺路线：
工艺路线方案一：
工序一：
铸造毛坯；
工序二：
粗、半精铣左端面C面，
工序三：
钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×
15°
倒角；
工序四：
拉花键Φ25H7
工序五：
粗、半精铣顶面D面；
工序六：
钻配作孔、螺纹孔；
工序七：
粗、半精铣槽；
工序八：
去毛刺；
工序九：
终检，入库。
工艺路线方案二：
粗铣顶面D面及18H11槽；
半精铣顶面D面及18H11槽；
比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。
5工序内容以及工艺装备（机床、夹具、量具）的确定
5.1重点工序的内容
CA6140拔叉零件的重要加工面有花键底孔、左端面，花键，槽，顶面，材料为HT200，参考《机械制造工艺设计手册》，其加工方法选择如下：
5.1.1加工前端面
根据GB1800-79规定毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5μm，要达到左端面Ra3.2μm的技术要求，需要经过粗铣→精铣。
5.1.2加工Φ22花键底孔
此工序重点在于找正毛坯对称面，故采用螺旋定心夹紧机构，找正对称面，进行加工。
零件技术要求底孔的表面粗糙度达到Ra6.3μm，毛坯为实心，故采用钻孔→扩孔，可以达到要求。
5.1.3加工外径为Φ25的花键内孔
零件要求花键底面粗糙度Ra1.6μm，侧面Ra3.2μm，由于此工序在钻底孔工序之后，故采用拉花键孔的方法，一次拉削可以达到要求。
5.1.4加工上顶面
零件上顶面为精加工，粗糙度要求为Ra3.2μm，与花键中心线的平行度误差≤0.10mm，故以花键中心线为精基准，对上顶面进行粗铣→精铣。
顶面的钻2-M8通孔和Φ5锥孔工序不是很重要，在此不做详细说明，2-M8通孔先钻孔，再攻丝，Φ5锥孔采用锥刀进行加工。
5.1.5加工18H11槽
零件技术要求槽底面要达到表面粗糙度为Ra6.3μm，侧面粗糙度为Ra3.2μm，而且两侧面和花键中心线的垂直度≤0.08，本身有精度要求，18H11，故以花键中心线和左端面为精基准，用花键心轴定位，采用铣→磨。
5.2选择机床
（1）工序2.5.7是粗铣或半精铣，各工序的加工步骤不多，成批生产不需要很高的生产率，故选用立式铣床就能满座要求。
本零件外廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用最常用的X5032立式铣床就能满足要求。
（2）工序3.6是钻-扩-绞或者是钻-粗绞-精绞。
由于加工的零件外廓尺寸不大，钻床不需要特别大。
要求精度较高，白面粗糙度要求高，不是回转体，故可选用Z525圆柱立式钻床。
（3）工序4是拉花键孔。
选用L6110卧式内拉床。
5.3选择夹具
本零件由于属于冲动分离类零件，形状不规则，不常见且有三个分支且分支在不同方向，夹紧与支撑与一般零件不同。
故各工序需要使用专用夹具。
5.4选择刀具
（1）在铣床上加工的工序，一般选用硬质合金铣刀，加工铸件用YG类硬质合金，选用硬质合金端铣刀YG6。
（2）在钻床上，钻孔一般选用高速钢麻花钻，扩孔选用高速钢扩孔钻，倒角1×
75°
，可用复合钻，高速钢锥柄扩孔钻。
（3）在拉床上，拉孔一般选用高速钢花键拉刀。
5.5选择量具
本零件属成批生产，一般采用通用量具。
选择量具的方法有两种：
一是按计量器具的不确定度选择；
二是按计量器具的测量方法极限误差选择。
选择是采用其中的一种方法即可。
（1）选择加工平面的量具
零件平面的加工方法为粗铣或粗铣—半精铣加工。
尺寸公差等级，粗铣均为IT14，半精铣是都为IT12，均可选用分度值为0.02mm，测量范围0～150mm的游标卡尺进行测量。
孔的加工方法为钻孔或扩孔，选用游标卡尺进行测量。
（2）拉孔加工选用花键量规进行测量。
6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。
根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。
（1）根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。
（2）选取公差等级CT由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等级为8～10级，取为10级。
（3）求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm
（4）求机械加工余量由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-5查得机械加工余量等级范围为D～F，取为E级
（5）求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.7mm。
（6）求毛坯尺寸2-M8通孔和Φ5锥孔较小铸成实心；
C、Ｄ面单侧加工，应由《机械制造技术基础课程设计指南》式5-2求出，即：
R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm
D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即：
R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm
为了简化铸件的形状取R＝75mm
铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：
项目
C面（75×
40）
D面（80×
30）
公差等级CT
10
加工面基本尺寸
80
72
铸件尺寸公差
3.2
机械加工余量等级
E
RAM
0.7
毛坯基本尺寸
82.3
75
（1）C面的单边总加工余量为Z＝2.3mm。
查《机械制造技术基础课程设计指南》表5-49精加工余量故粗加工余量为Z＝1.3m
（2）D面精加工余量同C面Z＝1mm故D面粗加工余量Z＝2mm
粗铣加工余量为2.8mm，工序经济精度等级为IT11，公差值0.22mm。
精铣加工余量为0.2mm，工序经济精度等级为IT7，公差值0.035mm，表面粗糙度Ra3.2μm。
（3）花键孔
要求以花键外径定心，故采用拉削加工
内空尺寸为。
由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-42却定孔的加工余量分配：
钻孔Φ20mm，工序经济精度等级为IT11，公差值0.13mm。
扩孔Φ21mm，工序经济精度等级为IT10，公差值0.084mm，粗糙度Ra6.3μm。
花键孔拉削时加工余量参照《机械制造技术基础课程设计指南》单面余量Z=1.5mm。
（4）铣18H11槽
铸造时槽没铸出，参照《机械制造工艺设计手册》表21-5，得粗铣其槽边双边机加工余量2Z=2.0mm，槽深机加工余量为2.0mm，又由刀具选择可得其极限偏差为：
粗加工为，精加工为。
粗铣两边工序尺寸为：
18-2.0=16.0mm；
粗铣后毛坯最大尺寸为：
16+0.11=16.11mm；
粗铣后毛坯最小尺寸为：
16+0=16mm；
粗铣槽底工序尺寸为：
33mm；
精铣两边工序尺寸为：
，已达到其加工要求：
。
7确定切削用量及基本工时
铸造毛坯
粗、半精铣左端面75×
40面即C面。
一、粗铣面75×
40面
（1）背吃刀量的确定
因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。
（2）进给量的确定。
选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为8mm齿数为10，选用X5032，立式升降台铣床，功率为7.5KW。
由《实用机械加工工艺手册》表11－92可查得每齿进给量fz＝0.14～0.24mm取fz＝
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