CA6140车床的型号831002拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计解析.docx

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CA6140车床的型号831002拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计解析

目录

序言······························································2

CA6140车床的型号831002拨叉工艺规程设计

1.拨叉的工艺分析及生产类型的确定·································2

1.拨叉的用途···················································3

2.拨叉的技术要求···············································3

3.审查拨叉的工艺性·············································4

4.确定拨叉的生产类型···········································4

二.确定毛坯,绘制毛坯简图·········································4

1.选择毛坯······················································4

2.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量······························5

三.拟定拨叉工艺路线···············································5

1.基面的选择···················································5

2.表面加工方法的确定表面加工方法的确定··························6

3.加工阶段的划分················································6

4.工序的集中与分散···············································6

5.确定拨叉的生产类型············································6

6.工艺路线的确定················································7

四．机械加工余量、工序尺寸及公差的确定·······························8

五.拨叉φ60孔切削用量、时间定额的计算·······························9

1.切削用量计算····················································10

2.时间定额的计算·················································10

六．机床夹具设计·····················································12

1.设计应考虑的问题················································12

2.定位方案设计····················································13

3.工件误差分析计算···············································13

4.导向元件设计···················································14

5.夹紧装置设计····················································14

6夹紧力与切削力的计算·············································16

7.夹具体的设计·····················································16

参考文献·······························································18

序言

机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、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的各种课程的一次深入而综合的总复习,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,能够综合地系统化地掌握所学过的知识并加以应用,对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，同时从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，以便于以后更好地投入工作，为未来做好打算。

一.拨叉的工艺分析及生产类型的确定

1.拨叉的用途

该拨叉应用在CA6140型车床变速箱传动轴上的换档机构中.该拨叉头以Φ25mm孔套在变速叉轴上,并用螺钉经螺纹孔M22mm与变速叉轴联结,拨叉脚则夹在两齿轮之间.当需要变速时,操纵变速手柄,变速操纵机构就通过拨叉壁部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移,拨叉脚拨动三联滑移变速齿轮在花键轴上滑动以改变档位,从而改变车床主轴的旋转速度.

该拨叉是在停车时用于换档的,承受的弯曲应力和冲击载荷较小,因此零件应具有的强度和韧性均不高.该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴也（H7）、锁销螺纹孔M22×1.5mm、拨叉长槽,在设计工艺规程时应予以保证.

2.拨叉的技术要求

按表1-1形式将拨叉的全部技术要求列于表1中,

表1拨叉零件技术要求

加工表面

尺寸偏差（mm）

公差及精度等级

表面粗糙度Ra（µm）

形位公差（mm）

长槽侧面

IT11

3.2

长槽底面

IT12

6.3

拨叉脚两端面

IT11

3.2

拨叉脚内表面

IT12

3.2

M22×1.5mm螺纹孔到大槽外侧

IT12

Φ25mm孔

IT7

1.6

M22×1.5mm孔

拨叉头左端面

80

拨叉头右端面

80

该拨叉形状特殊,结构简单,属于典型的叉杆类零件.为了实现换档变速的功能,其叉轴孔与变速叉轴有较高的配合要求,因此加工精度要求较高.为保证拨叉换档时叉脚受力均匀,要求叉脚两端面对叉轴孔mm的垂直度要求为0.1mm.为保证拨叉在叉轴上有准确的位置,改换档位准确,拨叉用螺钉定位.

综上所述,该拨叉件的各项技术要求制订得较合理.

3.审查拨叉的工艺性

分析零件图可知,拨叉脚两端面要求切削加工,并在轴向方向上高于相邻表面,这样既减少了加工面积,又提高换档时叉脚端面的接触刚度.Φ25mm孔和M22mm螺纹孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度.长槽两侧面精度要求较高,而上表面及下表面精度要求不高,加工比较容易.该零件主要工作表面虽然加工精度相对较高,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量地加工出来;除主要工作表面外,其余的加工精度均较低.综上所述知,该零件不需要高精度机床加工,通过铣削钻床的粗加工就可以达到加工要求.由此可见,该零件的工艺性较好.

4.确定拨叉的生产类型

依据设计要求可知,该零件的生产类型为大量生产.拨叉的重量为1.45kg,查表1-3可知,该拨叉属于轻型零件.

2.确定毛坯,绘制毛坯简图

1.选择毛坯

由于该拨叉在工作过程中承受的冲击载荷较小,受力小,故选择材料为HT200.因为该拨叉的生产类型为大量生产,为提高生产效率和铸造件的表面质量与机械性能,采用砂型铸造金属模机器造型.

2.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

由表2-1～表2-5知,要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量,应先确定以下各项因素:

（1）.公差等级

由拨叉的铸造方法和材料,并查表2-1得毛坯公差等级为CT10级.

（2）.公差带位置

公差带应相对于基本尺寸对称分布,即一半在基本尺寸之上,一半在基本尺寸之下.

（3）.要求的机械加工余量

根据工件的铸造方法和铸件的材料,查表2-5得其精度等级为F级.

根据上述条件,可查表2-3,表2-4确定铸件的尺寸公差和机械加工余量.

表2拨叉铸件毛坯尺寸公差及机构加工余量

项目（mm）

机械加工余量（mm）

尺寸公差（mm）

脚内圆宽度Φ60

2

2.8

长槽宽度16

2

2.2

脚端面宽度12

1.5

2.2

中心距126.11

0.5

3.6

孔径Φ25

2

2.4

端面44

2

2.8

长槽底面至上表面8

2

2

顶面36

2

2.6

3.拟定拨叉工艺路线

1.定位基面的选择

定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精准,然后再确定粗基准.

（1）精基准的选择

根据拨叉零件的技术要求同装配要求，选择拨叉右端面同轴孔φ25作为精基准。

零件上很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循“基准统一”原则，，轴孔φ25的轴线是设计基准，选用其作为精基准加工拨叉的左右端面，螺纹孔M22×1.5同槽，实现了设计基准跟工艺基准的重合，，保证了被加工表面的垂直度要求，另外，由于拨叉的刚性较差，受力容易产生变型，夹紧力应该垂直于主要定位面，选用拨叉φ25孔端面做精基准，夹紧可作用在端面上，夹紧可靠，不容易引起零件变型。

（2）粗基准的选择

对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。

而作为粗基准的表面应平整，没有飞边，毛刺或其他表面残缺。

对有若干个不加工表面的工件，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。

根据这个基准选择原则，现选取φ25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个φ42孔作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。

2.表面加工方法的确定

根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如表所示.

表3拨叉零件各表面加工方案

加工表面

尺寸精度等级

表面粗糙度Ra（µm）

加工方案

备注

Φ25mm孔

IT7

1.6

扩-粗铰-精铰

表1-7

长槽内侧面

IT9

3.2

粗铣-精铣

表1-8

长槽底面

IT12

6.3

粗铣

表1-8

长槽上表面

IT12

6.3

粗铣

表1-8

螺纹孔端面

IT12

6.3

粗铣

表1-8

螺纹孔

IT7

3.2

扩孔-丝锥攻螺纹

表1-7表1-10

拨叉脚两端面

IT11

3.2

粗铣-半精铣

表1-8

Φ60mm孔

IT12

3.2

粗镗-半精镗

表1-7

拨叉脚底面

IT12

6.3

粗铣

表1-8

3.加工阶段的划分

该拨叉加工质量比较高,可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工阶段.

在粗加工阶段,首先将精基准Φ25mm孔准备好,使后续工序可以采用精基准定位加工,保证其它表面加工的精度要求;然后粗铣长槽上表面、长槽底面、长槽内侧面、拨叉脚内表面,切拨叉脚底面及加工螺纹孔;在精加工阶段,进行长槽内侧面的精铣.

4.工序的集中与分散

该零件选用工序分散原则安排拨叉的加工工序.采用分散原则安排生产,可以使所用机床和工艺准备简单,并易于调整.

5.工序顺序的安排

（1）机械加工工序

1）.遵循"先基准,后其它"原则,首先加工精基准―拨叉头叉轴孔mm.

2）.遵循"先粗后精"原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序.

3）.遵循"先主后次"原则,先加工主要表面―叉轴孔mm