CA6140车床拨叉机械加工工艺设计

序言

通过所学的专业课知识（《公差与配合》、《工程材料》、《机械原理》、《机械设计制造《机械制造技术基础》等）和金工实习使我们对机械设计制造有了一定的感性和理性认识。这次机床工艺及夹具设计让我们对所学的专业课得以复习、巩固和应用，是理论和实践相结合的有效手段，不仅为大三的毕业设计做准备，而且为以后的工作打下一定的基础。

在这次设计中，我们主要设计C6140拨叉的工艺规程。在设计中阅读大量的参考资料并且得到老师的指导，由于本人能力有限在设计中难免有不足之处，恳请各位老师、同学批评指正。

一.计算生产纲领、确定生产类型

该零件是CA6140车床上的拨叉，按照指导老师的要求，设计此零件为大批量生产。

二.零件的分析

1.零件的作用

题目给定的零件是C6140拨叉（见附图1）它位于车床变速机构中，主要其换挡作用。拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，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的结合与分离，达到换档的目的。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的冲击，延长零件的使用寿命。

2.拨叉的技术要求

按《机械制造技术基础课程设计指导教程》表1-1形式将拨叉的全部技术要求列于表2-1中。

表2-1 拨叉技术零件图

该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。宽度为30mm的面的尺寸精度要求很高，在拨叉工作工程中，和如果拨叉和槽的配合尺寸精度不高或者它们之间的空隙很大时。滑移齿轮就达不到很高的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合。从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30mm的面和槽之间要达到很高的配合精度。

综上所述，该拨叉件的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在变速机构中的功用。

3.审查拨叉的工艺性

CA6140拨叉共有两组加工表面，一组加工表面包括:A端面和轴线与A端面相垂直的花键底孔。一组加工表面包括: 六个方齿花键孔，及Φ25mm花键底孔两端的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。该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过洗削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要加工表面虽然加工精度要求较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。

三、确定毛坯、画毛坯—零件综合图

1.选择毛坯

此次所设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用金属型铸造。该零件能够承受较大载荷和冲击载荷，能够满足使用要求。因为生产纲领为大批量生产，零件形状简单故毛坯形状需与零件的形状尽量接近，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的确定

C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，δb=220MPa，HBS=157。

根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。

根据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。

选取公差等级CT 由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-1可查得毛坯件的公差等级为8~10级，，取为10级。

求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT ，由《机械制造技术基础课程设计指南》中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm

求机械加工余量由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-5查得机械加工余量等级范围为D~F ，取为E 级

求RAM （要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由《机械制造技术基础课程设计指南》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《机械制造技术基础课程设计指南》式5-2求出，即：

R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm

D 面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南》式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm 为了简化铸件的形状取R ＝75mm

表3-1铸件毛坯尺寸公差与加工余量

故粗加工余量为Z ＝1.3m

2、D 面精加工余量同C 面Z ＝1mm 故D 面粗加工余量Z ＝2mm

3、花键孔

要求以花键外径定心，故采用拉削加工

内空尺寸为1222H φ。由《机械制造技术基础课程设计指南》表5-42确定孔的加工余量分配：

钻孔：φ20mm

扩孔：φ22mm

拉花键孔(6-φ25H7*1222H φ*6H9)

4、铣18H11槽

由《机械制造技术基础课程设计指南》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.定位基准的选择

定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准选择得正确与合理，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，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 基准面的选择

（1）、粗基准的选择：该零件属于一般轴类零件，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它表面的尺寸精度加工要求，可以把A 面与花键底孔放在一个工序中加工，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，再用一个浮动支承顶住B 面，消除Z 自由度，达到定位要求。因为要保证花键的中心线垂直于拨动滑移齿轮的右端面。所以以Φ40的外圆表面为粗基准。

（2）、精基准的选择：为了保证定位基准和加工工艺基准重合，所以选择零件的左端面为精基准。 2.表面加工方法的确定

根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工各表面的加工方法 如表4-1所示。