机械制造技术基础课程设计设计计算说明书设计题目：CA6140车床拨叉夹具设计姓 名： 赵 波学 号： 20132491班 级： 2013级02班指导教师： 鞠萍华重庆大学机械工程学院二一六年一月一、 零件的工艺分析和生产类型的确定1、零件的用途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25孔与操纵机构相连，而下方的55半圆孔则与其所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮来实现变速。两件零件铸为一体，加工时分开。2、零件的技术要求该零件两个面都没有尺寸精度的要求，也无粗糙度的要求。25的孔的粗糙度值要求1.6，需要精加工。因是大批量生产，所以需用钻、扩、粗铰和精铰以保证其加工精度。下面的55孔内表面有3.2的粗糙度的要求，所以采用先粗镗再精镗来满足其精度要求，同时保证25的孔和叉口的垂直度。同时该零件上还需加工168的槽，其粗糙度值为3.2，所以必须先粗铣再精铣，且同时要满足该槽与25的孔的垂直度。以25为中心的加工表面，这一组加工表面包括：25 的孔，槽端面与孔有位置要求，孔壁上有一个一定角度的斜加工面，操纵槽的三个表面，其中侧面与25孔的中心线有垂直度要求为0.08mm。以55为中心的加工表面，这一组加工表面包括：55 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55 的孔上下两个端面与25 的孔有垂直度要求为0.1 mm。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。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。 3、确定拨叉的生产类型已知此拨叉零件的生产纲领为5000件/年，拨叉属于轻型零件，查机械制造工艺及设备设计指导手册，可确定该拨叉生产类型为大批生产，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。二、确定毛坯根据机械制造工艺设计简明手册（机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编） 零件材料为HT200，采用铸造。根据机械加工工艺手册（机械工业出版出版社、杨叔子主编），得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压铸，由于压铸的设备太昂贵，根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。三、工艺规程设计1、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。2、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。因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择40mm孔及其外圆面作为粗基准加工底面。再加一个钩形压板和一个V形块限制自由度，达到完全定位。选择精基准时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。3、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。4、工艺路线方案工序：以55孔和40外圆面为定位基准，选用X51铣床和专用夹具先粗铣再精铣底面，保证表面粗糙度为Ra3.2。工序：钻、扩、粗铰、精铰25孔，以40外圆和底面为基准，选用Z535立式钻床和专用夹具。工序：铣75的上端面。利用25的孔定位，以底面和75下端面作为基准，选用X51立式铣床和专用夹具。工序：粗、精镗的的内圆面。利用25的孔定位，以底面和75上端面作为基准，选用坐标镗床TS4163和专用夹具。工序：铣75的下端面。利用25的孔定位，以底面和75上端面作为基准，选用X51立式铣床和专用夹具。工序：切断55，用宽为4mm的高速钢锯片铣刀，选用X51立式铣床和专用夹具。工序：粗铣、精铣168的槽，以25的孔及40外圆面定位，选用X51立式铣床、高速钢三面刃铣刀和专用夹具，。工序：粗铣3521的面。以25的孔和55的内圆面定位，选用X51立式铣床和专用夹具。工序IX:去毛刺及检验5、各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定1）底面的加工余量底面的单边总加工余量为Z=4.1mm查文献15表5-49 平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量为Z=3.1mm。2）钻25的孔加工余量及公差由于孔径为25mm，因此毛坯铸成实心。该孔的精度要求在IT6IT7之间，参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量，查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为7-9级，选用8级。MA为F。公差值T=0.12 mm，钻孔23mm扩孔24.8 mm 2Z=1.8 mm粗铰孔24.94mm 2Z=0.14 mm精铰孔25mm 2Z=0.06 mm由于本设计规定的零件为大批量生产，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。由此可知：毛坯名义尺寸：42（mm） 钻孔时的最大尺寸：23（mm）钻孔时的最小尺寸：22.5（mm）扩孔时的最大尺寸：23 +1.8=24.8（mm）扩孔时的最小尺寸：24.8-0.35=24.45（mm）粗铰孔时的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm）粗铰孔时的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm）精铰孔时的最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm）精铰孔时的最小尺寸： 25-0.05=24.95（mm）3）铣75上端面两75圆柱端面加工余量及公差为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,精铣。75精铣的加工余量(单边)Z=0.4粗铣加工余量(单边)Z=1.34）粗、精镗55毛坯为铸孔,内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.2,参照工艺手册表2.3-10确定工序尺寸及余量为:粗镗54，2Z=4 精镗55，2Z=15）铣75下端面两75圆柱端面加工余量及公差为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣,精铣。55精铣的加工余量(单边)Z=0.4 粗铣加工余量(单边)Z=1.36）切断55 ，后粗铣断面选用宽度为2 的高速钢锯片铣刀从55孔处切断并粗铣断面，切削余量Z=1.07）铣168的槽此面的粗糙度要求为3.2，所以先粗铣再精铣。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。MA为F。公差值T= 1.6mm 。粗铣168的槽 Z=2.0 精铣168的槽 Z=0.48）粗铣3521面因为该面的粗糙度为6.3，所以粗铣一次即可。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。MA为F。公差值T=1.3mm粗铣3521的上端面 2z=3.0 三、确立切削用量及基本工时工序：粗铣所在168的底面此面的粗糙度要求为3.2，所以分粗精加工即可。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。MA为F。公差值T=1.6mm，其偏差0.7粗铣168所在表面 Z=1.0工序：钻、扩、粗铰、精铰25孔1）加工条件工件材料：灰铸铁HT200加工要求：钻25的孔，其表面粗糙度值为Rz=1.6 m；先钻23的孔在扩24.8的孔，再粗铰24.94孔，再精铰25孔。机床：Z5125A立式钻床。刀具：23麻花钻，24.8的扩刀，铰刀。2）计算切削用量钻23的孔。1、进给量查机械制造工艺与机床夹具课程设计指导P47表2-23钻孔进给量f为0.390.47 mm/r，由于零件在加工23mm孔时属于低刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则f=(0.390.47)0.75=0.290.35mm/r，查表得出，现取f=0.25mm/r。此工序采用23的麻花钻。所以进给量f= 0.25mm/r2、钻削速度切削速度：根据手册表2.13及表2.14，查得切削速度V=18m/min。根据手册nw=300r/min,故切削速度为3、切削工时l=23mm，l1=13.2mm.查工艺手册P9-143表9.4-31，切削工时计算公式： 1、扩孔的进给量查切削用量手册表2.10规定,查得扩孔钻扩24.8的孔时的进给量,并根据机床规格选取 F=0.3 mm/r2、切削速度扩孔钻扩孔的切削速度,根据工艺手册表28-2确定为V=0.4V 钻其中V 钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度.故V=0.421.67=8.668m/min按机床选取nw=195r/min.3、切削工时切削工时时切入L1=1.8mm,切出L2=1.5mm 1、粗铰孔时的进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3,故F=1/3f钻=1/30.3=0.1mm/rV=1/3V钻=1/321.67=7.22m/min2、切削速度按机床选取nw=195r/min,所以实际切削速度3、切削工时切削工时,切入l2=0.14mm,切出l1=1.5mm.1、精铰孔时的进给量根据有关资料介绍,铰孔时的进给量和切削速度约为钻孔时的1/21/3,故F=1/3f钻=1/30.3=0.1mm/rV=1/3V钻=1/321.67=7.22m/min2、切削速度按机床选取nw=195r/min,所以实际切削速度3、切削工时切削工时,切入l2=0.06mm,切出l1=0mm.工序：粗、精铣73上端面 1.选择工具 切削手册根据表1. 选择YG6硬质合金刀具根据表3.1 铣前深度ap5铣削宽度ae9 端铣刀直径d0=22mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数Z=62 铣刀几何形状查表机械加工工艺师手册21-10，21-18。由于 HBS=200, r0=00=17 a0=6, =30 (2240)Kr=4 (34) Kre=45b=1 mm( 0.81.3)2选择切削用量1决定铣削宽度ae (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度要求为3.2 所以可以在一次走刀内切完)ae=9mm2决定每齿进给量