CA6140拨叉831005专用夹具设计说明书

序言机械制造工艺学课程设计是我们学完大学全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的，机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可缺少的辅助环节。

它是我们全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践，对于培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，为以后搞好毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。

本次课程设计培养了我们综合运用机械制造工艺学及相关专业课程的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。

让我们初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。

掌握从事工艺设计的方法和步骤，为学生今后进行毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。

由于能力有限，设计有许多不足之处，恳求各位老师给予指教。

一 零件的分析(一) 零件的作用众所周知，现在的机床有许多半自动控制的，这类机床能实现有级调速，靠的是拨叉拨动从动装置而实现。

本工艺学课程就是针对CA6140车床的拨叉而设计的，此零件的结构如图所示。

它安装在机床齿条的末端，调速时扇形齿由人工拨动，使齿条左右移动，此时拨叉拨动从动装置末端的轴套也作左右移动，从而使得转换齿轮的啮合，达到调速的目的。

零件有花键，可以保证零件使用时不发生转动。

零件工作时所受的载荷主要是两槽在花键孔方向上的载荷。

(二) 零件的工艺分析CA6140的拨叉共有两组加工表面，现分述如下：1. 以右端面为基准的加工表面这组加工表面包括：mm 012.0018+宽槽内外表面至该基准面的距离，槽mm03.008+内表面至基准面的距离。

2. 以mm 25φ花键孔为中心的加工表面这组加工表面包括：mm 28.0022+φ孔，mm 023.0025+φ六齿方齿花键孔，以及2×15°倒角。

mm 012.0018+和mm 03.008+槽上下表面。

由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可先加工右端面，然后借助专用夹具加工另外的表面。

二 工艺规程设计(一) 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，灰铸铁，考虑到机床经常要变速和该零件的表面要求、产量、经济性等因素，决定选用铸造。

由于零件年产量为2000件，达到中批量生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用金属型浇注铸造，这从生产率、保证加工精度上考虑，也是可行的。

(二)基面的选择基面选择是工艺规程式设计工作中的重要工作之一。

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，加工工艺过程中会问题百出。

更严重的还会造成成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

1. 粗基准的选择粗基准的选择：对零件毛坯右端面的加工，按照粗基准选择原则，以左端面为粗基准来加工是合理的，对孔mm 28.0022+φ而言，本来选择V 型块以外圆为粗基准来钻、扩孔是很方便的，似乎也合理，但因为槽mm 012.0018+上表面与该零件的侧面均为不加工的表面，若选用此法钻、扩钻，尺寸mm 73难以保证，故钻、扩孔时选择mm 012.0018+槽上表面。

现选择零件右侧面为粗基准，以消除Z Y X 三个自由度，再用左端面和mm 012.0018+槽上表面为粗基准，消除Z Y 两个自由度，达到完全定位。

2. 精基准的选择精基准的选择：主要应该考虑基准重合问题，当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，这里不再重复了。

(三) 制订工艺路线零件的机械加工工艺过程是工艺规程设计的核心问题。

对于复杂零件，设计时通常应以“优质、高产、低消耗”为宗旨。

制订工艺路线的出发点，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。

在生产纲领已确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。

1. 工艺路线方案一工序Ⅰ 粗、精铣左右两端面工序Ⅱ 粗、精铣mm 012.0018+槽上表面工序Ⅲ 粗、精铣mm 03.008+槽上表面工序Ⅳ 粗、精铣mm 03.008+槽工序Ⅴ 粗、精铣mm 012.0018+槽工序Ⅵ 钻、扩孔mm 22φ工序Ⅶ 倒角 152⨯工序Ⅷ 拉花键孔工序Ⅸ 检查2. 工艺路线方案二工序Ⅰ 粗、精铣右端面工序Ⅱ 钻、扩孔mm 22φ工序Ⅲ 倒角 152⨯工序Ⅳ 拉花键孔工序Ⅴ 粗、精铣mm 03.008+槽上表面工序Ⅵ 粗、精铣mm 03.008+槽工序Ⅶ 铣mm 012.0018+槽工序Ⅷ 检查3. 工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工mm 03.008+槽上表面，然后以此为基面加工花键孔；而方案二与其相反，先加工花键孔，然后再以此为基准加工mm 03.008+槽上表面。

两者比较可以看出，先加工花键孔后再以其定位加工mm 03.008+槽上表面，这时的位置精度较易保证，而且方案二省去了铣左端面和铣mm 012.0018+槽上表面，这两步在零件图里没有精度要求，所以选择不加工是合理的。

从经济和效率的角度和易加工性等方面考虑，此两面也不加工。

由于此零件是大批量生产，如果把铣mm 03.008+槽和mm 012.0018+槽两步合为一步铣会大大提高生产效率，具体工艺过程如下：工序Ⅰ 粗、精铣右端面。

以左端面为粗基准选用XA6132型铣床，并加专用夹具。

工序Ⅱ 钻、扩孔mm 28.0022+φ并倒角 152⨯，以mm 012.0018+槽上表面工件侧面为粗基准，选用Z525钻床加工。

工序Ⅲ 精、细镗孔mm 28.0022+φ，选用T740型卧式金刚镗床及专用夹具加工，以右端面及mm 012.0018+槽上表面定位。

工序Ⅳ 拉花键，利用mm 28.0022+φ孔轴线及右端面定位，选用卧式拉床L6120。

工序Ⅴ 粗、精铣mm 03.008+槽上表面，以mm 28.0022+φ孔轴线为基准并以此孔定位，选用XA6132型万能铣床。

工序Ⅵ 粗、半精铣mm 03.008+槽和mm 012.0018+槽，定位同上，使用专用夹具，选用X62卧式铣床。

工序Ⅶ 检查(四) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1kg ，生产类型为大批量生产，采用金属型浇注铸造毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工尺寸及毛坯尺寸如下：1. 外圆表面（mm 40φ）由零件图可知此表面并非加工表面，也没有粗糙度要求，固取外圆表面直径为mm 40φ2. mm 03.008+槽上端面的加工余量及公差毛坯采用金属型浇注铸造，材料为HT200，查《机械制造工艺设计简明手册》（以下简称工艺手册）表2.2-4及2.2-5，其中铸件加工余量等级为F ，公差等级8，公差值为mm 6.1，mm 03.008+槽上端面为单侧平面加工，加工余量为mm 5.2。

粗铣公差：现规定本工序的加工精度为IT11，根据《互换性与技术测量》表1-8得其公差为mm 13.0。

精铣余量：单边mm 0.1（见《工艺手册》表 2.3-21）。

为保证其表面粗糙度为3.2，现选精铣的加工精度等级为IT8，根据《互换性与技术测量》表1-8得其公差为mm 033.0。

由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。

实际上，加工余量有最大加工余量和最小加工余量之分。

因为本设计规定的零件为中批生产，应采用调整加工，所以在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定。

毛坯名义尺寸：mm 5.295.227=+毛坯最大尺寸：mm 3.308.05.29=+毛坯最小尺寸：mm 7.288.05.29=-粗铣后最大尺寸：mm 28127=+粗铣后最小尺寸：mm 87.2713.028=-精铣后尺寸与零件图尺寸应相符，既mm 033.0027+3. mm 03.008+槽的加工余量和工序的余量及公差参照《工艺手册》表2.3-22确定工序尺寸及余量为：1) 槽深槽未加工前名义尺寸：mm 27（深度方向），槽深为mm 8粗铣后尺寸：mm 21627=- mm z 62=精铣后尺寸：mm 19221=- mm z 22=2) 槽宽粗铣后半精铣单边余量为mm 1，半精铣偏差为mm 22.0~15.0++，尺寸如下：粗铣后名义尺寸：mm 8粗铣后最大尺寸：mm 22.822.08=+粗铣后最小尺寸：mm 15.815.08=+半精铣后尺寸与零件图尺寸相符。

即mm 03.008+4. mm 012.0018+槽的加工余量和工序的余量及公差参照《工艺手册》表2.3-22确定工序尺寸及余量为：1) 槽深加工前的名义尺寸为mm 73，槽深为mm 23粗铣后尺寸：mm 512273=- mm z 224=精铣后尺寸：mm 50151=- mm z 1=2) 槽宽粗铣后半精铣单边余量为mm 1，半精铣偏差为mm 22.0~15.0++，尺寸如下：粗铣后名义尺寸：mm 16粗铣后最大尺寸：mm 22.1622.016=+粗铣后最小尺寸：mm 15.1615.016=+半精铣后尺寸与零件图尺寸相符。

即mm 012.0018+5. 右端面的加工余量参考《工艺手册》表2.2-4及2.2-5，其中铸件加工余量等级为F ，公差等级为8，公差值为mm 6.1，右端面为单侧平面加工，加工余量为mm 5.2粗铣公差：现规定本工序的加工精度为IT11，根据《互换性与技术测量》表1-8得其公差为mm 13.0。

精铣余量：单边mm 0.1（见《工艺手册》表2.3-21）。

毛坯名义尺寸：mm 5.825.280=+毛坯最大尺寸：mm 3.838.05.82=+毛坯最小尺寸：mm 7.818.05.82=-粗铣后最大尺寸：mm 81180=+粗铣后最小尺寸：mm 87.8013.081=-精铣后尺寸与零件图尺寸应相符，既mm 806. 内孔mm 28.0022+φ的加工余量毛坯为实心，不铸出孔。

参照《工艺手册》表2.3-9及表2.3-12确定工序尺寸及余量如下：钻孔：mm 20φ扩孔：mm 8.21φ mm z 8.12= 精镗：mm 9.21φ mm z 1.0=细镗：mm 28.0022+φ mm z 1.02=7. 花键孔（mm mm mm 06.003.028.00023.00622256++++⨯⨯-φφ）要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。

内孔尺寸为mm 28.0022+φ，参照《工艺手册》表2.3-9及表2.3-19确定孔和花键孔的加工余量分配：拉花键孔：mm mm mm 06.003.028.00023.00622256++++⨯⨯-φφ mm z 8.02=(五) 确定切削用量及基本工时工序Ⅰ：粗、精铣右端面。