拨叉课程设计.docx
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拨叉课程设计
拨叉的建模与加工仿真
一．拨叉的三维建模
采用SolidWorks2008完成拨叉的三维建模的过程如下：
1.绘制圆柱
首先，选择“前视基准面”进入草图绘制界面，以原点为圆心绘制直径为
的圆，如图1所示。
然后，点击“退出草图”，选择特征栏里的“拉伸凸体/基体”，输入拉伸长度为85mm，如图2所示。
图1图2
2．建立拨叉的外轮廓
选择“右视基准面”进入草图绘制界面，绘制如图3所示的草图，并添加相关的尺寸约束和几何约束。
然后，点击“退出草图”，选择特征栏里的“拉伸凸体/基体”，选择“两侧对称”，拉伸长度为40mm如图4所示。
图3图4
3．建立拨叉的花键
选择拨叉的圆柱端面进入草图绘制界面，绘制如图5所示的直径为
的圆。
然后，点击“退出草图”，选择特征栏里的“拉伸切除”，选择“完全贯穿”，如图6所示。
图5图6
4．建立花键孔两端倒角
选择孔的一端倒角，尺寸如图7所示，孔的另一端也进行倒角，结果如图8所示。
图7图8
5．建立花键的槽
首先，选择“前视基准面”进入草图绘制界面，绘制如图9所示的草图。
然后，点击“退出草图”。
然后，选择特征栏里的“拉伸切除”，选择“完全贯穿”，如图10所示。
图9图10
6．建立拨叉的槽
选择拨叉的一侧面进入草图绘制界面，绘制如图11所示的草图。
然后，点击“退出草图”。
然后，选择特征栏里的“拉伸切除”，选择“完全贯穿”，如图12所示。
图11图12
7．添加肋板和倒圆角
图13
二．拨叉的二维图
通过采用SolidWorks2008完成拨叉的三维建模，并通过其三维模型生成如下图14所示拨叉的二维图。
图14拨叉的二维图
三．零件的分析
1．零件的作用
图纸中所给的零件是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，工作过程：
拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速，转向。
其花键孔
通过与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动，零件的两个叉头部位与滑移齿轮相配合。
2．零件的工艺分析
CA6140车床共有两处加工表面，分述如下：
1．以花键孔的中心线为基准的加工面
这一组面包括
的六齿方花键孔、
花键底孔两端的
到角、工件右端面和距离中心线为27mm的平面。
2．以工件右端面为基准的
的槽和
的槽
经上述分析可知，对于两组加工表面，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。
四．拨叉工艺规程设计
1．确定毛坯的制造形成
零件材料为HT200。
考虑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，故选择铸件毛坯。
2．基准的选择
基面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，生产率得以提高。
（1）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
孔的不加工外轮廓底面作为粗基准，利用圆柱来定位，另外四爪握住两边来限制六个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。
（2）精基准的选择
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
3．制定工艺路线
制定工艺路线，在生产纲领确定的情况下,根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线。
可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
（1）工艺路线方案
工序一铸坯。
工序二粗铣圆柱底面。
工序三钻圆柱成
的孔。
工序四扩铰孔
到
。
工序五粗车圆柱孔口斜度为15度。
工序六粗铣右槽1侧平面和宽度为8mm，粗铣宽度为18mm的左槽2。
工序七精铣槽1的上下面和和里面、侧面，精洗槽2的上下面和里面。
工序八拉销孔
成花键。
工序九去毛刺。
工序十检验。
工序号
工序内容
定位基准
01
铸件
02
粗铣下端面
孔的外圆，上端面
03
钻孔
孔的外圆，下端面
04
扩孔
孔的外圆，下端面
05
车倒角，角度为15度
孔的上下端面
06
铣左边键槽，铣右边键槽
孔，下端面
07
精铣左右两槽
孔，下端面
08
拉花键槽
孔的外圆，下端面
9
去毛刺
10
终检
（2）选择机床
工序二、工序六、工序七都为铣表面，可用XA5032铣床。
工序三为钻孔，工序四为扩孔工艺，可采用摇臂钻床Z305B。
工序八为拉花键，采用普通拉床。
工序五用车床。
（3）选择夹具：
每个工序都可以采用专用的夹具。
（4）选择刀具：
在铣床上用高速钢立铣刀，铣上下两槽用三面刃铣刀，在车床上选普通车刀，内拉床选矩形齿花键拉刀。
（5）选择量：
精度要求较高的可用内径千分尺量程50～125mm，其余都用游标卡尺分度值为0.02mm。
4．机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定
“CA6140车床拨叉”，零件材料为HT200，硬度190～210HB，生产类型大批量，铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线，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.查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）
铣削加工余量为：
粗铣2-4mm
半精铣1-2mm
精铣0-1mm
2.圆柱（
用铸成）内孔
用钻和扩成，加工余量：
扩孔1.2mm
3．粗车加工余量：
粗车1.2mm
半精车0.8mm
4．右凹槽：
对于右凹槽的加工，由于事先未被铸出，要满足其槽的深度先需要粗铣，现确定其加工余量取8mm。
为了保证槽两边的表面粗糙度和槽的水平尺寸
的精度要求，需要进行精铣槽的两侧面，加工余量取0.5mm。
5．左凹槽：
由于此平面没有加工，只加工平面的凹槽，其基本尺寸为槽宽
mm（精度较高，IT6级），槽的深度为23mm，可事先铸出该凹槽，该槽的三个表面的粗糙度都为
，在粗铣后
精铣就能达到粗糙度要求。
6．孔：
钻孔其尺寸为20mm，加工余量取2mm，扩孔钻，保留0.5mm的拉刀加工余量。
孔里的花键槽用组合装配式拉刀成型式的加工方式一次拉出。
7．其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。
因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。
五．数控加工仿真
采用数控铣削加工槽1的上下面和和里面、侧面。
步骤如下所示：
1．启动UGNX5.0后，打开拨叉的模型文件“bocha.x-t”。
选择“开始—加工”命令，打开“加工环境”对话框。
在“CAM设置”框中选择“mill-planar”选项，然后单击“初始化”按钮，进入加工环境。
2．单击“创建几何体”工具按钮，打开“创建几何体”对话框。
设置各个选项，然后单击“应用”按钮，打开“工件”对话框，设置部件和毛坯。
如图15所示。
图15“创建几何体”对话框和“工件”对话框
3．在“加工创建”工具条中单击“创建刀具”工具按钮，打开“创建刀具”对话框。
在对话框中设置各个选项，然后单击“应用”，在新的对话框中设置刀具的各个参数。
4．单击“创建操作”按钮，打开“创建操作”对话框。
设置各个选项后，单击“应用”，打开“FaceMillingArea”对话框，设置相应的各个选项。
如图16所示。
图16“创建操作”对话框和“FaceMillingArea”对话框
5．在“FaceMillingArea”对话框中单击“切削区域”按钮，然后在模型部件中指定要进行铣削的区域。
如图17所示。
图17“切削区域”对话框和指定铣削的区域
6．在“FaceMillingArea”对话框中，设置其它选项，然后在“操作”面板中单击“生成”按钮，在模型部件中显示生成的刀轨。
如图18所示。
图18“FaceMillingArea”对话框和生成的刀轨
7．在“操作”面板中单击“确认”按钮，打开“刀轨可视化”对话框，进行3D动画加工模拟演示，如图19所示。
最后，在“刀轨可视化”对话框中单击“确定”，完成操作。
图19“刀轨可视化”对话框和加工模拟的演示效果
六．数控加工程序
选择MILL3-AXIS数控铣床进行后处理操作，数控程序如下所示。
%
N0010G40G17G90G70
N0020G91G28Z0.0
:
0030T00M06
N0040G1G90X.9843Y1.5748Z1.0564F39.4S0M03M08
N0050Y1.2598F9.8
N0060Y1.1417
N0070X.8858
N0080X-.8858
N0090Z.9121
N0100X.8858
N0110Z.7677
N0120X-.8858
N0130Z.6234
N0140X.8858
N0150Z.479
N0160X-.8858
N0170Z.3346
N0180X.8858
N0190Z.1903
N0200X-.8858
N0210Z.0459
N0220X.8858
N0230X.9843F19.7
N0240Y1.2598
N0250Y1.5748F39.4
N0260Z1.0564
N0270Y1.2205F9.8
N0280Y1.1024
N0290X.8858
N0300X-.8858
N0310Z.9121
N0320X.8858
N0330Z.7677
N0340X-.8858
N0350Z.6234
N0360X.8858
N0370Z.479
N0380X-.8858
N0390Z.3346
N0400X.8858
N0410Z.1903
N0420X-.8858
N0430Z.0459
N0440X.8858
N0450X.9843F19.7
N0460Y1.2205
N0470Y1.5748F39.4
N0480Z1.0564
N0490Y1.1811F9.8
N0500Y1.063
N0510X.8858
N0520X-.8858
N0530Z.9121
N0540X.8858
N0550Z.7677
N0560X-.8858
N0570Z.6234
N0580X.8858
N0590Z.479
N0600X-.8858
N0610Z.3346
N0620X.8858
N0630Z.1903
N0640X-.8858
N0650Z.0459
N0660X.8858
N0670X.9843F19.7
N0680Y1.1811
N0690Y1.5748F39.4
N0700Z.6102
N0710Y.9449F9.8
N0720Y.8268
N0730X.8563
N0740X-.8563
N0750Z.4921
N0760X.8563
N0770X.9843F19.7
N0780Y.9449
N0790Y1.5748F39.4
N0800Z.6102
N0810Y.9055F9.8
N0820Y.7874
N0830X.8563
N0840X-.8563
N0850Z.4921
N0860X.8563
N0870X.9843F19.7
N0880Y.9055
N0890Y1.5748F39.4
N0900Z.6102
N0910Y.8661F9.8
N0920Y.748
N0930X.8563
N0940X-.8563
N0950Z.4921
N0960X.8563
N0970X.9843F19.7
N0980Y.8661
N0990Y1.5748F39.4
N1000M02
%
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