拨叉831006工艺规程及专用夹具设计详细

CA6140车床拨叉（831006型号）工艺规程及专用夹具设计详细说明粗镗半精镗φ55孔为例目录第一章机械加工工艺规程设计············3一、零件的分析···········································3（一）拨叉的用途····························3（二）拨叉的工艺分析····································3二、确定毛坯、绘制毛坯图·································3（一）确定毛坯的制造方法···································错误!未定义书签。（二）确定毛坯尺寸公差和机械加工余量·····················3（三）绘制零件毛坯图·····································3第一章机械加工工艺规程设计一、零件的分析（一）拨叉的用途题目所给的零件是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，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔与操纵机构相连，二下方的φ55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）拨叉的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2大头半圆孔Ф553小头孔端面、大头半圆孔上下Ф73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加小头孔端面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二．确定毛坯、绘制毛坯图（一）确定毛坯的制造方法已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。确定毛坯种类：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，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》（后称《指导手册》）选用铸件尺寸公差等级CT9级。定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（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φ40的外表面和底面为粗基准加工φ22孔的上表面。（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的φ55mm孔为精基准，限制四个自由度。考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的上表面和镗过的孔为主要的定位精基准。4，制定工艺路线CA6140拨叉设计工艺过程(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φ22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φ40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，此处不再重复。（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。工艺路线方案一:工序1铣φ40上平面，保证表面粗糙度3.2工序2钻绞孔φ22，保证表面粗糙度1.6工序3粗镗半精镗孔φ55，保证表面粗糙度3.2工序4铣φ55上端面，保证表面粗糙度3.2工序5φ55下端面，保证表面粗糙度3.2工序6锥孔φ8及M8底孔螺纹M8精绞锥孔φ8，保证表面粗糙度1.6工序7切断工艺路线方案二:工序1铣φ40上平面，保证表面粗糙度3.2工序2粗镗半精镗孔φ55，保证表面粗糙度3.2工序3钻绞两孔φ22，保证表面粗糙度1.6工序4铣φ55上端面，保证表面粗糙度3.2工序5铣φ55下端面，保证表面粗糙度3.2工序6钻锥孔φ8及M8底孔，攻丝，精绞锥孔φ8，保证表面粗糙度1.6工序7切断工艺方案比较分析上述两方案:方案一：是先加工内孔φ22,再以φ22孔为基准加工φ55内孔,而方案二：先镗孔φ55,以底面及φ22外圆面为基准，再以φ55内孔及上平面加工φ22孔。由零件图可知φ22孔的设计基为准φ55孔的中心线，所以加工φ22孔时定位基准最好为φ55孔的中心线，可保证其加工的位子精度，符合大批生产要求,方案二较为合理方案二:工序1铣φ40上平面。（以φ22孔外表面及底面为基准，选用X5032立式升降台铣床和专用夹具）工序2粗镗，半精镗φ55。（以φ40上平面及φ22内孔为基准，选用TGX4132B立式单柱坐标镗床和专用夹具）工序3钻绞两孔φ22.。（以φ40上平面及φ22孔外表面为基准，选用Z3025摇臂钻床和专用夹具）工序4铣φ55下端面。（以φ40上平面及φ22内孔为基准，选用X5032立式升降台铣床和专业夹具）工序5铣φ55上端面。（以φ55的下端面及φ22内孔为基准，选用X5032立式升降台铣床和专业夹具）工序6钻锥孔φ8及M8底孔，攻螺纹M8，精绞锥孔φ8。（以φ40上平面及φ55内孔为基准，选用Z3025摇臂钻床和专用夹具）工序7切断拨叉零件材料为HT200HB170—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0-15°自然失效处理以消除铸造应力。3两内孔φ22+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φ40圆柱铸成实心的。4铣φ40上平面加工余量及公差。两φ40圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ40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，单边余量Z=2mm公差CT=1.2φ22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:50+0.8+1.2=52毛坯最大尺寸:52+1.2=53.25粗镗，半精镗φ55。毛坯为铸孔,内孔精度要求IT13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φ53.5，2Z=3.5二次半精镗φ55+0.4，2Z=1.56钻绞两孔φ22。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：φ20扩孔：φ21.82Z=1.8mm半精绞:φ21.942Z=0.14mm精绞:φ20+0.02107铣φ55下端面。两φ55圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ55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。φ55半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.28铣φ55上端面。两φ55圆柱端面加工余量及公差,圆柱φ55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。φ55半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.29钻锥孔φ7.8及M6底孔，攻丝，半，精绞φ8，保证R1.6的表面粗糙度半精绞加工余量2Z=0.14精绞加工余量2Z=0.0610切断确定切削用量及基本工时工序一：铣φ40上平面。1工具选择1.选择工具《切削手册》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=102铣刀几何形状查表(3.2)由于HBS=200150,r0=0°a=8°Kr=45°Kre=30°Kr′=5°λs=-20°α=8°bq=1.22选择切削用量1决定铣削深度ap，因为表面粗糙度要去为Ra=3.2，所以需两次走刀完成。第一次走刀达到尺寸为50+0.8（半精铣的加工余量）第二次走到达到50的尺寸，并保证Ra=3.22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=0.183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=100mmZ=10ap=2fz=0.18Vi=98m/minnt=322r/minVft=490mm/min各修正系数为:kmv=kmn=kmvf=0.89Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vtkv=98×0.89×0.8=70m/minn=ntkn=322×0.89×0.8=230r/minVf=Vftkvt=490×0.89×0.8=350.3mm/min根据X52K型立铣说明书(《设计手册》表4.2-35)选择n=300r/minVfc=375mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为Vc=πdn/1000=3.14×100×300/1000=94.2m/minFzc=vfc/(nc×Z)=375/300×10=0.125mm/z5根据机床功率:根据表3.24当HBS=170~240ae≤9mmap≤2.4d=100Z=10Vf=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=7.5×0.75=5.63KW故PccPcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2.4Vf=375mm/minn=300r/minVc=94.2m/minfz=0.125mm/z6计算基本工时tm=L/Vf式中L=160mm根据表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+Δ=35则L=(160+35)=195mm故tm=195/375=0.52min工序二：粗镗半精镗φ55孔1选择刀具:查表《机械加工工艺手册》表11.2-10选择莫式锥柄3刀杆直径D=30高速钢刀头2选择切削用量有《工艺手册》表2.3-10得粗镗φ53.5，2Z=3.5半精镗φ55+0.42Z=1.5粗镗孔至φ53.5单边余量Z=1.75/mm一次镗去全部余量ap=3.5mm（5~8）进给量f=0.52mm/r（0.3~1.0）根据有关手册确定立式镗床的切削速度为v=35m/min（20~35m/min）nw=1000v/Πd=1000×35/3.14×50=223r/min查表4.2-20T4132立式镗床主轴转速n=250r/min切削工时L=30,L2=3,L3=4t1=L/nf=(30+3+4)/250×0.52=0.28min③半精镗孔