车床拨叉机械加工基本工艺设计

加工表面尺寸及偏差mm公差精度表面粗糙度Ra级别um形位公差mm拨叉头上断面A//0.10A3000.21IT123.2拨叉头左端面C750IT123.20.30拨叉底面D400IT123.20.25M8通孔80.036IT90序言通过所学专业课知识（《公差与配合》、《工程材料》、《机械原理》、《机械设计制造《机械制造技术基本》等）和金工实习使咱们对机械设计制造有了一定感性和理性结识。这次机床工艺及夹具设计让咱们对所学专业课得以复习、巩固和应用，是理论和实践相结合有效手段，不但为大三毕业设计做准备，并且为后来工作打下一定基本。在这次设计中，咱们重要设计C6140拨叉工艺规程。在设计中阅读大量参照资料并且得到教师指引，由于本人能力有限在设计中难免有局限性之处，恳请各位教师、同窗批评指正。一.计算生产大纲、拟定生产类型该零件是CA6140车床上拨叉，按照指引教师规定，设计此零件为大批量生产。二.零件分析1.零件作用题目给定零件是C6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，重要其换挡作用。拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮接合。滑套上面有凸块，滑套凸块插入齿轮凹位，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，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮结合与分离，达到换档目。分析这种动力联接方式可知，车换档时要减速，这样可以减少滑套与齿轮之间冲击，延长零件使用寿命。2.拨叉技术规定按《机械制造技术基本课程设计指引教程》表1-1形式将拨叉所有技术规定列于表2-1中。表2-1拨叉技术零件图该拨叉形状特殊、构造简朴，属典型叉杆类零件。宽度为30mm面尺寸精度规定很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽配合尺寸精度不高或者它们之间空隙很大时。滑移齿轮就达不到很高定位精度，这样滑移齿轮就不能较好与其她齿轮进行对的有效啮合。从而影响整个传动系统工作。因此拨叉宽度为30mm面和槽之间要达到很高配合精度。综上所述，该拨叉件各项技术规定制定较合理，符合该零件在变速机构中功用。3.审查拨叉工艺性CA6140拨叉共有两组加工表面，一组加工表面涉及:A端面和轴线与A端面相垂直花键底孔。一组加工表面涉及：六个方齿花键孔，及Φ25mm花键底孔两端2×75°倒角。对于两组加工表面可先加工一组表面，再用专用夹具加工另一组表面。该零件除重要工作表面外，别的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过洗削、钻床粗加工就可以达到加工规定；而重要加工表面虽然加工精度规定较高，但也可以在正常生产条件下，采用较经济办法保质保量加工出来。由此可见，该零件工艺性较好。三、拟定毛坯、画毛坯—零件综合图1.选取毛坯本次所设计拨叉材料为HT200，依照材料成型工艺可知用金属型锻造。该零件可以承受较大载荷和冲击载荷，可以满足使用规定。由于生产大纲为大批量生产，零件形状简朴故毛坯形状需与零件形状尽量接近，又因内孔很小，可不铸出。2.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸拟定C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。Φ5锥形孔5IT80.0180花键250.0210IT71.6花键底孔220.210IT126.3操作槽内侧面3500.25IT123.2┻0.08AIT11操作槽顶面180.116.30项目C面D面依照上述原始资料和加工工艺，分别拟定各个加工表面机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。依照零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。选用公差级别CT由《机械制造技术基本课程设计指南》中表5-1可查得毛坯件公差级别为8~10级，，取为10级。求铸件尺寸公差依照加工面基本尺寸和铸件公差级别CT，由《机械制造技术基本课程设计指南》中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm求机械加工余量由《机械制造技术基本课程设计指南》表5-5查得机械加工余量级别范畴为D~F，取为E级求RAM（规定机械加工余量）对所有加工表面取同一数值，由《机械制造技术基本课程设计指南》表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.7mm。求毛坯尺寸2-M8通孔和Φ5锥孔较小铸成实心；C、Ｄ面单侧加工，应由《机械制造技术基本课程设计指南》式5-2求出，即：R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mmD面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基本课程设计指南》式5-1求出，即：R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm为了简化铸件形状取R＝75mm表3-1铸件毛坯尺寸公差与加工余量公差级别CT1010加工面基本尺寸8072铸件尺寸公差3.23.2机械加工余量级别EERAM0.70.7毛坯基本尺寸82.3751、C面单边总加工余量为Z＝2.3mm。查《机械制造技术基本课程设计指南》表5-49精加工余量故粗加工余量为Z＝1.3m2、D面精加工余量同C面Z＝1mm故D面粗加工余量Z＝2mm3、花键孔规定以花键外径定心，故采用拉削加工内空尺寸为22H12。由《机械制造技术基本课程设计指南》表5-42拟定孔加工余量分派：钻孔：20mm扩孔：22mm拉花键孔(6-25H7*22H12*6H9)4、铣18H11槽由《机械制造技术基本课程设计指南》表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z＝3mm粗铣后公差为+0.18～+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11）综上所述，绘制毛坯简图见附表2四.工艺规程设计1.定位基准选取定位基准选取是工艺规程设计中重要工作之一，定位基准选取得对的与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会导致零件大批报废，使生产无法正常进行。基准面选取（1）、粗基准选取：该零件属于普通轴类零件，以外圆为粗基准就已经合理了（夹持长四点定位），为保证A面与花键孔轴线垂直，以便于保证以该两面为定位精基准时其他表面尺寸精度加工规定，可以把A面与花键底孔放在一种工序中加工，因而该工序总共要消除X，Y，Z，X，Y五个自由度，用三爪卡盘卡夹持外圆柱面。消除X，Y，X，Y四个自由度，再用一种浮动支承顶住B面，消除Z自由度，达到定位规定。由于要保证花键中心线垂直于拨动滑移齿轮右端面。因此以Φ40外圆表面为粗基准。（2）、精基准选取：为了保证定位基准和加工工艺基准重叠，因此选取零件左端面为精基准。2.表面加工办法拟定依照拨叉零件图上各加工表面尺寸精度和表面粗糙度，拟定加工各表面加工办法如表4-1所示。加工表面尺寸及偏差mm公差精度级别表面粗糙度Raum加工方案备注拨叉头上端面A3000.21IT123.2粗洗---半精铣表1-8拨叉头右端面C7500.30拨叉底面D4000.25M8通孔80.0360Φ5锥形孔50.0180花键250.0210花键底孔220.210操作槽内侧面3500.25IT123.2粗洗---半精铣表1-8IT11操作槽顶面180.116.30粗洗---半精铣表1-8表4-1拨叉零件各表面加工方案IT123.2粗洗---半精铣表1-8IT123.2粗洗---半精铣表1-8IT9钻表1-7IT8钻表1-7IT71.6拉表1-7IT126.3扩表1-7注：表1-8和表1-7来自《机械制造技术基本课程设计指引教程》邹青主编3.加工阶段划分该拨叉零件质量规定较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几种阶段。在粗加工阶段，一方面将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其她加工表面精度规定。4.工序集中与分散本序选用工序集中原则安排拨叉加工工序。该拨叉生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工具，以提高生产效率；并且运用工序集中原则使工件装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，并且由于在一次装夹中加工了许多了表面，有助于保证各加工表面之间相对位置精度规定。5.拟定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具量具工艺路线方案一：工序一：锻造毛坯；工序二：粗、半精铣右端面C面，工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×15°倒角；工序四：拉花键Φ25H7工序五：粗、半精铣底面D面；工序六：钻配作孔、螺纹孔；工序七：中检工序八：粗、半精铣槽；工序九：去毛刺；工序十：终检，入库。工艺路线方案二：工序一：锻造毛坯；工序二：粗、半精铣右端面C面，工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×15°倒角工序四：拉花键Φ25H7工序五：粗铣底面D面及18H11槽；工序六：半精铣底面D面及18H11槽；工序七：钻配作孔、螺纹孔；工序八：去毛刺；工序九：终检，入库。比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。在综合考虑上述工序顺序安排原则基本上，表4-2列出了拨叉工艺路线表4-2拨叉工艺路线及设备、工装选用1锻造毛坯金属锻造设备2粗、半精铣左端面C面立式升降台铣床X5032硬质合金端铣刀游标卡尺3钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2×15°倒角钻床Z525高速钢麻花钻卡尺、塞规4拉花键Φ25H7矩形花键拉床拉刀游标卡尺5粗、半精铣底面80*30面；立式升降台铣床X5032高速钢立铣刀游标卡尺6普通钻床、高速钢直柄高速钢直柄麻钻配作孔、螺纹孔麻花钻床花钻卡尺、塞规7塞规，百分表中检卡尺等8粗、半精铣槽立式升降台铣床X5032高速钢立铣刀游标卡尺9去毛刺钳工台平锉10清洗清洗机11塞规，百分表终检，入库卡尺等五.机床设备及工艺装备选用1.机床设备选用在大批生产条件下，可以选用高效专用设备和组合机床，也可以选用通用设备。所选用设备应提出机床型号，所选用组合机床应提出机床特性。本例选用机床设备有立式升降台铣床X5032、普通钻床、高速钢直柄麻花钻床2.工艺装备选用工艺装备重要涉及刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们名称，如本例中“百分表”、“钻头”、铣刀“等。本例中只设计工艺规程，不设计夹具。六.切削用量、时间定额计算工序一：锻造毛坯工序二：一.粗、半精铣左端面75×40面即C面。1.粗铣面75×40面：ffzpf2.背吃刀量拟定：由于切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。3.进给量拟定：选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为8mm齿数为10，选用X5032，立式升降台铣床，功率为7.5KW。由《实用机械加工工艺手册》表11－92可查得每齿进给量fz＝0.14～0.24mm取fz＝0.2mm/z4.铣削速度拟定：由《实用机械加工工艺手册》表11-94可查得灰铸铁硬度为150～225HBS，查得Vc=60~10m/min。则主轴转速为n＝1000Vc/D＝238.8～437.9r/min。V＝fZn＝477.6～875.6r/mm。故取n＝300r/min，V＝480mm/min。5.切削工时：由《切削用量简要手册》表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故LYt＝Vf7512＝480＝0.18mim。二.精铣75×40面1.背吃刀量拟定由《实用机械加工工艺手册》表6-30查得半精铣铣削用量为1mm，即a＝1mm。2.进给量拟定选用与粗铣刀同样刀具与机床，由《实用机械加工工艺手册》表11-92规定表面粗糙度为3.2查得每转进给量为0.5～1.0故取0.5mm/r3.铣削速度拟定由《实用机械加工工艺手册》查得铣削速度为60～110m/min则机床主轴转速n＝1000Vc/D=238.8~437.9r/mim取n＝300r/min，则V＝150mm/min。4.计算切削工时由《切削用量简要手册》表3.26查得入切量和超切量Y+＝12mm。则oocLYt＝Vf8012＝150＝0.61mim工序三钻Φ22花键底孔，扩花键底孔Φ22倒2×15o倒角一.钻Φ20孔。1.决定进给量由《切削用量简要手册》表2.7选取高速钢麻花钻头其直径d＝20mm。铸铁硬度不不大于200HBS查得进给量f=0.43~0.