CA6140车床拨叉831008加工设计说明书
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一、零件分析 （一）、零件的作用 CA6140车床的拨叉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φ20孔与操纵机构相连，二下方的φ50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。 （二）、零件的工艺分析 CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 1. 以φ20为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ20 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M6的螺纹孔。这三个都没有高的位置度要求。 2. 以φ50为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ50 的孔，以及其上下两个端面。 这两组表面有一定的位置度要求,即φ50 的孔上下两个端面与φ20 的孔有垂直度要求。 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。 二、工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 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。 （二）基面的选择 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。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （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φ20 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φ32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）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，这在以后还要专门计算。 （三）制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,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保证,在生产纲领已确定的情况下,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、工艺路线方案一: 工序1 铸造毛坯 工序2 钻扩两孔φ20 工序3 半精铣底面 工序4 粗镗 半精镗孔φ50 工序5 粗铣 半精铣φ32端面 工序6 粗铣 半精铣φ50端面 工序7 粗铣φ32圆柱侧面 工序8 钻锥孔φ8及M6底孔 工序9 攻螺纹M6 工序10 半精绞 精绞两孔φ20 工序11 切断 工序12 去毛刺 清洗 工序13 终检 2、工艺路线方案二: 工序1 铸造毛坯 工序2 半精铣底面 工序3 钻扩两孔φ20 工序4 粗镗 半精镗孔φ50 工序5 粗铣 半精铣φ50端面 工序6 粗铣 半精铣φ32端面 工序7 粗铣φ32圆柱侧面 工序8 钻锥孔φ8及M6底孔 工序9 攻螺纹M6 工序10 半精绞 精绞两孔φ20 工序11 切断 工序12 去毛刺 清洗 工序13 终检 3、工艺方案比较分析: 上述两方案:方案一 是先加工内孔φ20, 再以φ20孔为基准加工底面，然后加工φ50内孔,而方案二 先加工底面,以底面为基准加工各面及φ20内孔.由方案一可见φ20孔为基准加工底面精度易于保证,再以底面为基准加工φ50孔各面基垂直度要求 ,可保证便于定位加工，符合中批生产要求,方案二较为合理。因此，最后的加工路线确定如下： 工序1 半精铣底面/以φ32端面为基准，选用X52K立式和专用夹具 工序2 钻扩两孔φ30/以φ50内孔为基准选用Z3025摇臂钻床和专用夹具 工序3 粗镗，半精镗孔φ50/以两个圆粒φ32外围及底面为粗基准 选用T611卧式铣镗床和专用夹具。 工序4 粗铣 半精铣φ50孔端面 工序5 粗铣，半精铣φ32端面/以底面及φ32外围为基准 工序6 粗铣φ32圆柱侧面/以底面为基准，X62卧式铣床和专用夹具 工序7 钻锥孔φ8及M6底孔/以φ20端面为基准选用Z3025摇臂钻床及专用夹具 工序8 攻螺纹m6 工序9 半精绞,精绞两孔φ20/以φ50内孔为基准Z3025摇臂钻床 工序10 切断/以φ20端面及底面为基准选用x62卧式铣床床和专用夹具 工序11 去毛刺清洗 工序12 终检, （四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 拨叉零件材料为HT200 HB170—240，毛坯重量约1.0Kg生产中批采用金属型铸造毛坯。 依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下： (1)、由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。 (2)、铸件的圆角半径 按表2.2.1<<简明设计手册>> 选则金属型铸造 R=3-5mm，拔模斜度外表面α=0O30’。毛坯热处理方式为自然失效处理以消除铸造应力。 (3)、两内孔φ20 +0.0210,考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将φ32圆柱铸成实心的。 (4)、两内孔精度要求IT7参照《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称《工艺手册》）表2.3-8确定工序尺寸及余量为： 钻孔： φ18 扩孔： φ19.8 2Z=1.8mm 半精绞： φ19.94 2Z=0.14mm 精绞： φ20+0.0210 (5)、内孔φ50+0.05+0.25 毛坯为铸孔,内孔精度要求IT12表面粗糙度为Ra3.6,参照《工艺手册》表2.3-10确定工序尺寸及余量为: 一次 粗镗φ45 二次 粗镗φ48 2Z=3 三次 半精镗φ49.7 2Z=1.7 四次 精镗φ50+0.50+0.25 2Z=0.3 (6)、内孔φ50端面加工余量(计算长度为12-0.06-0.18)： ① 按照《工艺手册》表(2.2-3) (2.2-4) 得孔外端面单边加工余量为1.5,基准为2.0 公差CT=1.1 表(2.2-1) ② 铣削余量(2.3-2.1) 精铣削的公称余量(单边)为 Z=10 铣削公差：现规定本工序（粗削）的加工精度为IT11级,因此可知本工序的加工尺寸偏差-0.22mm(入体方向),由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差,因此规定的加工余量其实只是名义上的加工余量,实际上,加工余量有最大及最小之分,由于本设计规定的零件为中批生产应该采用调整法加工,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定. φ50基准端面毛坯尺寸加工余量 Zmax=2.0+1.1=3.1 Zmin=2.0-1.1=0.9 φ50半精铣的加工余量(单边)Z=0.8 粗铣加工余量(单边)Z=1.2 毛坯名义尺寸:12+22=16 毛坯最大尺寸:16+1.12=18.2 毛坯最小尺寸:16-0=16 粗镗后最大尺寸:12+0.8=12.8 粗镗后最小尺寸:12.8-0.22=12.58 半精镗后与零件图尺寸相同即12-0.06-0.18 (7)、两φ32圆柱端面加工余量及公差 圆柱φ32圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣、半精铣比对单边余量Z=1.5mm，公差CT=1.3。 φ32半精铣的加工余量(单边)Z=0.8 粗铣加工余量(单边)Z=1.2 毛坯名义尺寸:30+22=34 毛坯最大尺寸:34+1.12=36.4 毛坯最小尺寸:34-0=34 粗镗后最大尺寸:30+0.8=30.8 粗镗后最小尺寸:30.8-0.22=30.58 半精镗后与零件图尺寸相同即30-0.06-0.18 （五）加工基本工时 工序1 粗铣、半精铣底面 1.选择工具 据《切削手册》 (1)根据表1.2选择YG6硬质合金刀具 根据表3.1 铣前深度ap≤4 铣削宽度ae≤90 端铣刀直径D0=100mm 由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=10 (2)铣刀几何形状查表(3.2) 由于 HBS=200>150,r 0=0 α0=8Kr=45Kre=30 Kr′=5 λs=-20 α0′=8 bq=1.2 2.选择切削用量 (1)决定铣削深度ap (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度为12.5~6.3 所以可以在一次走刀内切完) ap=h=2mm (2)决定每齿进给量fz 当使用YG6铣床功率为7.5KW 查表3.5时 fz=0.14~0.24mm/z 取fz=0.18 (3)选择铣刀磨纯标准及刀具寿命 根据表3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铣刀直径d0=100mm 故刀具寿命T=180min (查表3.8) (4)根据(表3.16)当d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min 各修正系数为: km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故:c=t k=980.890.8=70m/min n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min 根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择 n =300r/min fc=375mm/min 因此 实际切削速度和每齿进给量为 C=πd0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z (5)根据机床功率: 根据表3.24 当HBS= 170~240 ae≤9mm ap≤2 d=100 Z=10 f=375mm/min 近似Pcc=3.8KW 根据X52K型立铣说明机床主轴允许功率为Pcm=7.50.75=5.63KW,故Pcc
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