哈工大机械制造大作业

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一、零件分析

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操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的孔与操纵机构相连，二下方的Φ55叉口则是用于与所控制齿轮所在的轴接触，拨动下方的齿轮变速。

其生产纲领为批量生产，且为中批生产。

图1-1 CA6140拨叉零件图

二、零件的工艺分析

零件材料采用HT200，加工性能一般，在铸造毛坯完成后，需进行机械加工，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Φ25：该加工面为内圆面，其尺寸精度要求为；

2、叉口半圆孔Φ55：该加工面为内圆面，其尺寸精度要求为；

3、拨叉左端面：该加工面为平面，其表面粗糙度要求为，位置精度要求与内圆面圆心距离为；

4、叉口半圆孔两端面，表面粗糙度要求为，其垂直度与小头孔中心线的垂直度为；

5、拨叉左端槽口，其槽口两侧面内表面为平面，表面粗糙度要求为，其垂直度与小头孔中心线的垂直度为0.08mm。

6、孔圆柱外端铣削平面，加工表面是一个平面，其表面粗糙度要求为。

三、确定毛坯

1、确定毛坯种类：

零件材料为，查阅机械制造手册，有，考虑零件在机床运行过程中受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸造毛坯。

图3-1 毛坯模型

2、毛坯特点：

（1）性能特点：

（2）结构特点：一般多设计为均匀壁厚，对于厚大断面件可采用空心结构。CA6140拨叉厚度较均匀，出现疏松和缩孔的概率低。

（3）铸造工艺参数：

铸件尺寸公差：铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差成为铸件尺寸公差。成批和大量生产

采用金属型时，铸钢和铸件尺寸公差等级为级，选择尺寸公差等级为CT8。

机械加工余量：查阅参考文献[5]，铸铁件的加工余量等级为E、F、G，故设计铸件公差为。

最小铸出孔：由于孔深为，孔壁厚度为，此时灰铸铁的最小铸出孔直径大于，故孔不铸出，采用机械加工的方法加工。

3、毛坯尺寸的确定：

图3-2

如图所示，现对图中1、2、3、4处加工面进行余量计算。

毛坯加工工艺方法选择金属型铸造，

GB6414/86，公差等级选择8级。

所以，铸件基本尺寸根据计算以及查表所得数据可以得到：

①左端面到的基本尺寸及公差：

，圆整之后，取基本尺寸和公差为；

②的内圆基本尺寸及公差：

，圆整之后，取基本尺寸和公差为；

③圆端面到底部大平面基本尺寸及公差：

，圆整之后，取基本尺寸和公差为；

④孔两端面基本尺寸及公差：

，圆整之后，取基本尺寸和公差为。

四、选择定位基准

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得

到保证，生产效率得到提高。否则，加工工艺过程中就会问题百出，甚至会造成零件大批报废。

1、粗基准的选择：

按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作为粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做粗基准。现以零件的底面作为定位的粗基准。

2、精基准的选择：

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，叉口两端面与孔中心线的垂直度误差为

0.1mm；槽口端面与孔中心线的垂直度误差为0.08mm，故以孔为精基准。

五、工序的安排

1、加工方法的选择

（1）孔是配合面，又是其他加工表面的基准，其终加工是铰孔，其前面的工步则是钻孔、扩孔。（2）叉口内圆终加工可用半精铣或半精镗，其前面的工步则是粗铣或粗镗；

（3）叉口侧面终加工可用半精铣，其前面的工步则是粗铣；

（4）叉口断面用铣刀切断；

（5）拨叉左端面终加工可用精铣，前面的工步则是粗铣、半精铣；

（6）槽口终加工可用精铣，其前面的工步则是粗铣、半精铣；

（7）孔外圆平面可以用粗铣达到表面质量要求。

2、机械加工工序

（1）遵循“先基准，后其他”原则，首先加工精基准；

（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；

（3）遵循“先面后孔”原则。

3、热处理工序

铸造成型后，进行调制处理。

4、辅助工序

粗精加工工序之间，应安排去应力退火、去毛刺和中间检验工序。

六、制定工艺路线

制定工艺路线应以零件的几何形状、尺寸精度和位置精度等技术要求得到保证为出发点。在生产纲领以确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用工、夹具，尽量是工序集中来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

1、工艺路线一

2、工艺路线二

3、工艺路线比较与分析

上述两个方案的特点：方案一是先加工圆与两个内孔，并把这两步放在一个工序中，利用夹具和夹具上的定位元件保证以保证内孔和孔的

相对位置精度。在后续加工时，以内孔为精基准，保证后续加工精度，并利用了两件合铸的优势，提高了工作效率；方案二与方案一不同之处在于是先加工内孔，使之达到要求精度，然后再利用

一锥销保证内孔和孔的相对位置精度，工序上不如方案一效率高，但是在可操作性上面比方案一略高。

可以将工序定为：

七、机械加工余量、工序尺寸的确定

CA6140车床拨叉，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛坯重量约为1.1kg，生产类型为中批量生产，铸造毛坯。

根据以上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。按《机械制造工艺设计简明手册》（后称文献[10]）表2.2-1查得铸件在长度最大方向公差尺寸CT=2.2mm，同理可查得外圆轴线方向CT=1.6mm；大头孔

CT=1.4mm；外圆轴线方向CT=1.1mm。

根据文献[10]表2.2-4按8F标准查得机械加工余量MA分别为2.0mm、2.0mm、1.5mm （双边余量）、2.0mm。