CA6140拨叉加工工艺路线制定及夹具设计.doc
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题目给定的零件是CA6140拨叉它位于车床变速机构中，拨叉是一咱辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。
滑套上有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传至输出轴。
摆动拨叉可控制滑套与不同齿轮的结合与分离，主要起换档目的。
宽度为18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。
所以，宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
零件的工艺分析：
该拨叉有三组加工表面，他们之间和内部之间存在一定的位置关系，现分述如下：
（1）A面及 Ø22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槽及外端平面和18mm大槽
这一组加工表面包括：
8+0.030mm的槽的B面，槽和18+0.0120mm的槽。
B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-Ø22mm的六个方齿花键孔，及Ø25mm花键底孔两端的2×75。
倒角。
根据要求，可以先加工A面及Ø22花键底孔，而后基它表面的加工以这两个表面为精基准进行。
（一）确定毛坯的制造方法
零件材料为HT200灰铸铁，考虑到零件需加工表面少，精度要求不是很高，有强肋，无交变载荷，属间歇工作，故选用金属型铸件，满足不加工表面的粗糙度要求及生产纲领要求。
零件形状简单，毛坯形状要与零件的形状尽量接近，由于内孔很小，不可铸出。
（二）基准的选择。
1.粗基准的选择：
因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。
2.精度基准的选择：
为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面为精基准。
（三）制定工艺路线
方案一：
工序：
1．粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端倒角。
以Φ40圆柱面为粗基准。
选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。
2．粗、精铣削B面。
3．铣削8+0.030mm的槽。
4．铣削18+0.0120mm的槽。
5．拉花键。
6．去毛刺。
7．终检。
方案二：
工序：
1．粗、精车端面。
以Φ40圆柱面为粗基准。
选用C3163-1转塔式六角车床及专用夹具。
2．钻、扩花键底孔。
以Φ40圆柱面为粗基准。
选用Z525型立式钻床。
3．倒两端倒角。
以Φ40圆柱面为粗基准。
选用Z525型立式钻床。
150度锪钻。
4．拉花键。
以A面为基准。
5．铣削槽B面。
以花键的中心线及A面为基准。
选用X62W卧式铣床专用夹具。
6．铣削8+0.030mm的槽。
以花键的中心线及A面为基准。
选用X62W卧式铣床专用夹具。
7．铣削18+0.0120mm的槽。
以花键的中心线及A面为基准。
选用X62W卧式铣床专用夹具。
8．去毛刺。
9．终检。
方案分析：
上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。
但此方案中2、3、4工序很难对工件进行定位和夹紧；方案二中，把花键入在第一道工序的后边，这样，方案二中的3、4、5道工序很容易对工件进行定位与夹紧，即以花键中心线和A面作为3、4、5道工序的定位基准。
此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。
以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。
工序
工步
工序说明
工序简图
设备
I
1
粗精车端面，保证尺寸80
C3163-1转塔式六角车床
II
1
2
钻孔Φ20
扩孔Φ22
Z525型立式钻床
III
1
2
倒角0.4×
倒角0.4×
Z525型立式钻床
IV
1
拉花键孔，保证尺寸Φ25H7和6H9
卧式拉床
L6120
V
1
铣B面，保证尺寸27和28
卧式铣床
X62W
VI
1
铣削8+0.030mm的槽。
保证尺寸8+0.030.
卧式铣床
X62W
VII
1
铣削18+0.0120mm的槽。
保证尺寸18+0.0120。
卧式铣床
X62W
VIII
1
去毛刺
X
1
终检
夹具设计
（一）问题的提出
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具，现决定设计第5道工序——铣宽为18+0.0120mm槽的铣床夹具。
本夹具将用与X63卧式铣床。
刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。
本夹具主要用来铣宽18+0.0120mm的槽，由于采用宽为18+0.0120mm的精密级高速钢直齿三面刃铣刀，一次铣削，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度．
（二）夹具设计
1．定位基准的选择
由零件图可知，宽为18+0.0120mm的槽，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（A）为定位基准。
因此选用工件以加工右端面（A）和花键心轴的中心线为主定位基准。
2．切削力及夹紧力的计算
刀具：
高速钢直齿三面刃铣刀，Ø63mm,Z=14
Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP（见《切削手册》3-56表）
解得Fz=200（N）
其中CP=52，t=8mm,Sz=0.08mm/s,B=8mm,D=63mm,Z=14,kP=（HB/198）0.55
在计算切削力时，必须考虑安全系数。
安全系数K=k1k2k3k4
水平切削分力FH=1.1Fz=220（N）
垂直切削分力Fv=0.3Fz=60（N）
其中：
k1为基本安全系数1.5
K2为加工性质系数1.1
K3为刀具钝化系数1.1
K4为断续切削系数1.1
F,=KFH=1.5X1.1X1.1X1.1X200=400（N）
实际加紧力为WK=KFH/（U1+U2）=400/0.5=800（N）
其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025
螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为
W=2M/D2tg（a+）+0.66（D3-d3）/（D2-d2）
解得：
W=1O405（N）
其中：
M=19000N.MD2=14.8mma=2029,D=23mmd=16mm
此时螺母的加紧力W已大于所需的800（N）的加紧力，故本夹具可安全工作。
3.定位误差分析
由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。
径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。
即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。
4．夹具设计及操作说明
如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用开口垫圈,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。
结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。
夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一正确的安装位置，以有利于铣削加工。
铣床夹具的装配图及夹具体零件图见下图。
图1.拨叉夹具装配图
图2.拨叉零件图
图3.拨叉
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