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mm40 凸体/基体”，输入拉伸长度为85mm，如图2所示。

21 图图．建立拨叉的外轮廓2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。

4 图3 图．建立拨叉的花键3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 22mm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6 图5
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。

8
图图7
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。

10
图9 图
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。

12
图11 图
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所示拨叉的二维图。

14下图
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mm25?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
?0.023?0.20mm?22mm?25这一组面包括的六齿方花键孔、花键底孔两端的00015x2到角、工件右端面和距离中心线为27mm的平面。

?0.03?0.012mm?18mm8．以工件右端面为基准的的槽和2 的槽00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mm22?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。

20?工序四扩铰孔到。

20?22?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。

22?去毛刺。

工序九
工序十检验。

工定位基准序工序内铸01
02孔的外圆，上端粗铣下端03孔的外圆，下端钻04扩孔的外圆，下端2车倒角，角度105孔的上下端铣左边键槽，铣右边键06孔，下端07孔，下端精铣左右两
孔的外圆，下端拉花键08
9去毛终10
2）选择机床（铣床。

工序三为钻孔，工序二、工序六、工序七都为铣表面，可用XA5032。

工序八为拉花键，采用普通拉床。

工序四为扩孔工艺，可采用摇臂钻床Z305B 工序五用车床。

）选择夹具：每个工序都可以采用专用的夹具。

（3）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4（上选普通车刀，内拉床选矩形齿花键拉刀。

，其余都用游标～50125mm（5）选择量：精度要求较高的可用内径千分尺量程0.02mm。

卡尺分度值为4．机械加工余量、工序尺寸及毛坯的确定，生产类型～210HB190CA6140 “车床拨叉”，零件材料为HT200，硬度大批量，铸造毛坯。

工序尺分别确定各加工表面的机械加工余量、据以上原始资料及加工路线，寸及毛坯尺寸如下：查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）1.
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：40?22?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?0.038
的精度要求，需要进行精铣槽的两侧面，加工余量取0.5mm。

平尺寸05．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?0.01218mm (精度较高，IT6级)，槽的深度为23mm，可事先铸出该凹槽，该槽的0?23.Ra精铣就能达到粗糙度要求。

三个表面的粗糙度都为，在粗铣后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UG NX 5.0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，所示。

15然后单击“应用”按钮，打开“工件”对话框，设置部件和毛坯。

如
图
“创建几何体”对话框和“工件”对话框图15
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“Face Milling Area”对话框，设置相应的各个选项。

如图16所示。

”对话框“创建操作”对话框和“图16Face Milling Area5．在“Face Milling Area”对话框中单击“切削区域”按钮，然后在模型部件中所示。

17指定要进行铣削的区域。

如图
“切削区域”对话框和指定铣削的区域图17在“Face Milling Area”对话框中，设置其它选项，然后在“操作”面板中．6单击“生成”按钮，在模型部件中显示生成的刀轨。

如图18所示。

”对话框和生成的刀轨“图18Face Milling Area7．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MILL 3-AXIS数控铣床进行后处理操作，数控程序如下所示。

%
N0010 G40 G17 G90 G70
N0020 G91 G28 Z0.0
:0030 T00 M06
N0040 G1 G90 X.9843 Y1.5748 Z1.0564 F39.4 S0 M03 M08
N0050 Y1.2598 F9.8
N0060 Y1.1417
N0070 X.8858
N0080 X-.8858
N0090 Z.9121
N0100 X.8858
N0110 Z.7677
N0120 X-.8858
N0130 Z.6234
N0140 X.8858
N0150 Z.479
N0160 X-.8858
N0180 X.8858
N0190 Z.1903
N0200 X-.8858
N0210 Z.0459
N0220 X.8858
N0230 X.9843 F19.7 N0240 Y1.2598
N0250 Y1.5748 F39.4 N0260 Z1.0564
N0270 Y1.2205 F9.8 N0280 Y1.1024
N0290 X.8858
N0300 X-.8858
N0310 Z.9121
N0320 X.8858
N0330 Z.7677
N0340 X-.8858
N0350 Z.6234
N0360 X.8858
N0370 Z.479
N0380 X-.8858
N0390 Z.3346
N0400 X.8858
N0410 Z.1903
N0420 X-.8858
N0430 Z.0459
N0440 X.8858
N0450 X.9843 F19.7 N0460 Y1.2205
N0470 Y1.5748 F39.4 N0480 Z1.0564
N0490 Y1.1811 F9.8 N0500 Y1.063
N0510 X.8858
N0520 X-.8858
N0530 Z.9121
N0540 X.8858
N0550 Z.7677
N0560 X-.8858
N0570 Z.6234
N0580 X.8858
N0590 Z.479
N0600 X-.8858
N0620 X.8858
N0630 Z.1903
N0640 X-.8858
N0650 Z.0459
N0660 X.8858
N0670 X.9843 F19.7 N0680 Y1.1811
N0690 Y1.5748 F39.4 N0700 Z.6102
N0710 Y.9449 F9.8
N0720 Y.8268
N0730 X.8563
N0740 X-.8563
N0750 Z.4921
N0760 X.8563
N0770 X.9843 F19.7 N0780 Y.9449
N0790 Y1.5748 F39.4 N0800 Z.6102
N0810 Y.9055 F9.8
N0820 Y.7874
N0830 X.8563
N0840 X-.8563
N0850 Z.4921
N0860 X.8563
N0870 X.9843 F19.7 N0880 Y.9055
N0890 Y1.5748 F39.4 N0900 Z.6102
N0910 Y.8661 F9.8
N0920 Y.748
N0930 X.8563
N0940 X-.8563
N0950 Z.4921
N0960 X.8563
N0970 X.9843 F19.7 N0980 Y.8661
N0990 Y1.5748 F39.4 N1000 M02
%。