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例一CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:序言大三下学期我们进行了《机械制造基础》课的学习，并且也进行过金工实习。
为了巩固所学知识，并且在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,我们进行了本次课程设计。
通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。
另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。
一、零件的分析(一)零件的作用题目所给的零件是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Φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ50半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。
通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
两件零件铸为一体，加工时分开。
(二)零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此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Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔2、大头半圆孔Φ503、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，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。
二、确定毛坯1、确定毛坯种类：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，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。
拨叉类说明书。
目录第一章零件的工艺分析 (2)1.1零件的功用、结构及特点 (2)1.2主要加工表面几及其要求 (2)第二章毛坯的选择 (3)2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差 (3)2.2确定毛坯的技术要求 (3)2.3绘制毛坯图 (4)第三章基准的选择 (5)第四章拟定机械加工工艺路线 (6)4.1 确定各表面的加工方法 (6)4.2 拟订加工工艺路线 (7)4.3工艺路线方案的分析与比较 (8)第五章确定机械加工余量、工序尺寸及公差 (9)第六章选择机床及工艺装备 (9)6.1选择机床 (9)6.2选择刀具 (9)6.选择夹具 (10)6.选择量具 (11)第七章确定切削用量及基本工时 (13)第八章夹具的设计 (16)第九章UG仿真加工························第十章填写工艺文件 (18)总结 (19)参考文献 (20)第一章零件的工艺分析1.1零件的功用、结构及特点该零件是以φ15H8孔套在轴上，并用销钉经φH12孔与轴定位的，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，就可实现变速箱的变速功能，从而实现拖拉机的变速。
拨叉的主要工作表面为操纵箱及拨叉两端面。
主要配合面为φ15H8孔、φ5H12孔和拨叉脚内侧而50H12。
该零件属特殊形状零件，但复杂程度一般。
由于拨叉在工作时有一定的强度、刚度和韧度。
1.2 主要加工表面几及其要求1. 拨叉安装孔）的孔是拨叉的安装孔，起形状公差遵守包括要求，表面孔径φ15H8（+0.027粗糙度Ra为3.2μm;孔端面位置尺寸为30mm，表面粗糙度Ra为12.5μm2. 拨叉脚端面)mm，两端面对孔φ15H8轴线的垂直度公差为拨叉脚端面的厚度为7(-0.15-0.250.1mm，外端面与操纵槽对称面的距离为31mm，表面粗糙度Ra为6.3μm.。
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1 零件的分析1.1零件的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面，把滑块与齿轮连在一起，使齿轮带动滑块，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。
题目给定的零件是CA6140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进行工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
拨叉头以Ø22+0.280孔套在变速叉轴上，并用花键与变速叉轴连接，拨叉教夹在变换齿轮的槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动齿轮在化简轴上滑动以变换档位，从而改变主轴转速。
该拨叉在变换档位时要承受弯曲应力及冲击载荷作用，因此该零件应有足够强，度，刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。
该零件的主要工作表面为叉轴孔Ø22+0.280拨叉脚内表面及操纵槽。
宽度为18+0.012mm的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。
所以，宽度为18+0.0120mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。
1.2零件的工艺分析CA6140拨叉共有两组加工表面:2.2.1以花键孔的中心线为基准的加工面这一组面包括Ø25+0.0230mm的六齿矩形花键孔Ø22+0.28花键底孔两端的2X150倒角和距中心线为27mm的平面。
2.2.2以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.012mm的槽经上述分析可知，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。
图2.1 零件尺寸图2 选择加工方法制定工艺路线2.1 定位基准的选择基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
拨叉工艺说明书.
拨叉80-08的加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用题目所给的零件是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工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
2.1.2零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。
但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良。
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：⑴中心圆孔① 25。
0.021。
(2) M 22x1.5的螺纹孔垂直于中心孔，其中心与右面的距离为44003。
⑶ 键槽1600.11与中心孔有0.08的垂直度，深为800.15。
⑷ 半孔：.：」600°3与中心孔有127_0.1的位置关系，其宽为12 j0.05与中心孔有0.1的垂直度。
由上面分析可知，可以先加工拨叉中心孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，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。
2.2确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序应当集中;加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
2.3确定毛坯2.3.1确定毛坯种类零件材料为HT200。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，生产类型为大批生产，故选择金属型铸造毛坯。
2.3.2确定铸件加工余量及形状查《机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册》125页表1-4-7，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm2.3.3绘制铸件零件图图2.1 零件毛坯图2.4工艺规程设计2.4.1选择定位基准①粗基准的选择以零件的下端孔为主要的定位粗基准，以较大面a面为辅助粗基准。
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，以加工后的通孔为主要的定位精基准，以下端孔为辅助的定位精基准。
拨叉零件说明书
S S1S2 S3S4 2 11.2 1 2.4
1 3
3.夹紧方案的选择
3.1 确定夹紧方案（如图 3 所示） ：
图3 在上图中，丝杠左端为左旋，右端为右旋，通过转动丝杠，可以 使丝杠上的两个滑块产生相对运动， 从而滑块上的斜面对压紧杠杆施 加作用力，使工件达到夹紧的作用。当丝杠反向转动时可以将工件松 开。 3.2 夹紧力的估算： 通常，由于切削力本身是估算的，工件与支承件间的摩擦因数也 是近似的，因此夹紧力也是粗略估算的。在计算夹紧力时，将夹具和 工件看作一个刚性系统，以切削力的作用点，方向和大小处于最不利 于夹紧时的状况为工件受力状况，根据切削力、夹紧力（大工件还应 考虑重力， 运动速度较大时应考虑惯性力） ， 以及夹紧机构具体尺寸， 列出工件的静力平衡方程式，求出理论夹紧力，再乘以安全系数，作 为实际所需夹紧力。 安全系数一般可取 S 2 3 ，或按下式计算：
工 x 轴方向和 y 轴方向的线自由度， 底面为大平面限制 z 轴方向的线 自由度和绕 x 轴和 y 轴的旋转自由度，侧面为第二定位基准面，由于 要限制工件绕 Y 轴的旋转自由度，并且考虑到工件为圆柱型，选择一 个 V 型块为定位元件，实际限制六个自由度即 X、Y、Z 轴方向的线性 自由度和绕 X，Y，Z 轴的旋转自由度；定位方案能够保证加工尺寸精 度和两孔平行度要求。 2.3.3 定位误差的计算： 本工序的定位误差主要以两支撑钉的定位误差为主，V 型块主要 起辅助作用，具体分析过程如下： （1）基准不重合误差为 0； （2）定位引起的误差： 平面产生的位移误差，该误差由加工平面时的精度决定，一般很 小，可以忽略不计，所以总误差也很小，定位误差显然在工件允许误 差的 范围内，所以加工精度足以保证。
拨叉831008详细说明书
一、拨叉的工艺分析及生产类型的确定1、拨叉的用途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φ20mm孔与操纵机构相连，二下方的φ50mm半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。
通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
两件零件铸为一体，加工时分开。
2、拨叉的技术要求该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。
为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求高。
为保证拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔的垂直度要求为0.07mm。
综上所述，该拨叉件的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在机床中的功用。
3、审查拨叉的工艺性CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。
分述如下：1. 以φ20mm为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ20mm 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M6的螺纹孔。
这三个都没有高的位置度要求。
2. 以φ50为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ50mm 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φ50 mm的孔上下两个端面与φ20mm 的孔有垂直度要求。
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。
4、确定拨叉的生产类型依设计题目知：Q=10000台/年；m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。
代入公式（1-1）得N=10000台/年*1件/台*(1+3%)*(1+0.5%)=10350.5件/年拨叉重量为1kg,由表1-3知,拨叉属轻型零件；由表1-4知，该拨叉的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1选择毛坯根据《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。
拨叉设计说明书 ---第一组
拨叉设计（说明书）设计题目：拨叉设计专业：机械设计与制造班级：15机械一学号：姓名：第一组指导老师：起讫日期目录摘要III第一节拨叉机械加工工艺规程设计0一、拨叉的用途0二、拨叉的技术要求0三、审查拨叉的工艺性0第二节确定毛坯、绘制毛坯简图1一、选择毛坯 1二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1三、绘制传动轴锻造毛坯简图2第三节拟定拨叉工艺路线2一、定位基准的选择21、粗基准的选择22、精基准的选择2二、表面加工方法的确定3三、工序的集中与分散3四、工序顺序的安排3五、确定工艺路线3第四节机床设备及工艺装备的选用4一、机床设备的选用4二、工艺装备的选用4第五节加工余量、工序尺寸和公差的确定5一、铣左端面的确定5二、钻φ22的孔确定5三、拉花键的确定5四、铣角尺面的确定5五、M8螺纹孔的确定6六、18H11槽的确定6第六节切削用量、时间定额的计算6一、切削用量的计算61、左端面62. 花键底孔83.拉花键104.角尺面11螺纹孔12槽13二、时间定额的计算15第七节心得体会16第八节参考文献17第九节附录171、零件-毛坯图纸各一张172、机械加工工艺过程卡片1套173、机械加工工序的工序卡片1套 17摘要所谓机械加工工艺规程，是指规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。
生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。
因此，机械加工工艺规程的设计是一项十分重要而又非常严肃的工作。
制订机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，在保证持量和生产进度的前提下，能获得最好的经济效益。
制订工艺规程时，应注意以下三方面的问题：1、技术上的先进性；2、经济上的合理性；3、有良的劳动条件，避免环境污染。
第一节拨叉机械加工工艺规程设计一、拨叉的用途题目给定的零件是CA6140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进行工作。
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3、 审查拨叉的工艺性
CA6140 车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如 下： 1. 以φ 20mm 为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ 20mm 的孔，以及其上下端面，上端面 与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个 M6 的螺纹 孔。这三个都没有高的位置度要求。 2. 以φ 50 为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ 50mm 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φ 50 mm 的孔上下两个端面 与φ 20mm 的孔有垂直度要求。 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。
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工序六 以 φ 20mm 孔为精基准，粗铣 φ 50mm 孔上下端面。 工序七 以 φ 20mm 孔为精基准，精铣 φ 50mm 孔上下端面，保证 端面相对孔的中心线垂直度误差不超过 0.07。 工序八 以 φ 20mm 孔为精基准，钻 φ 8mm 孔（装配时钻铰锥孔） 。 工序九 以 φ 20mm 孔为精基准，钻一个 φ 4mm 孔，攻 M6 螺纹。 工序十 以 φ 20mm 孔为精基准，铣 47°凸台。 工序十一 去毛刺、清洗。 工序十二 终检。 。 以上工艺过程详见图 3。 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上， 表列出了拨叉的工 艺路线，如下： 工序号 1 上下端面 2 上下端面 3 精铰 φ 20 孔 4 精铰 φ 50 孔 5 切断 铣床
0.06 0.18
Φ 50 0.25 Φ
0.50
IT12 IT7 IT13 IT113.2 1.6来自200.0210
Φ8
70
0 0 .2
3.2
12
0.06 0.18
IT11
6.3
⊥ 0.07 A
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课程设计说明书
系别机电工程系
专业机械设计制造及其自动化
课程名称《制造技术基础课程设计》
学号 06130200
姓名
指导教师张0光
任务名称拨叉夹具设计
设计时间 2-6月
年 6 月 25 日
1.零件分析 (3)
1.1零件的作用 (3)
1.2拨叉的技术要求 (3)
1.3零件的工艺性分析 (4)
1.4确定拨叉的生产类型 (4)
2.毛坯 (5)
2.1.确定毛坯的成型方法 (5)
2.2.铸件结构工艺性分析 (5)
2.3.加工余量的确定 (5)
2.4.毛坯图的绘制 (6)
2.4.1.毛坯图的表示 (6)
2.4.2.毛坯图的绘制方法 (6)
3.拟定拨叉工艺路线 (7)
3.1.粗基准的选择 (7)
3.2.精基准的选择 (7)
3.3.加工阶段的划分 (7)
3.4.工序的集中与分散 (7)
3.5.各表面加工方案的选择 (7)
3.6.制定机械加工工艺路线 (8)
4.夹具设计 (8)
4.1.夹具设计任务 (8)
4.2.夹具结构方案 (8)
4.2.1.定位方案 (8)
4.2.2.夹紧机构 (9)
5.心得 (10)
•零件分析
•零件的作用
CA6140车床的拨叉零件用在车床变速机构中, 如图1-1 。
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。
拨叉经过叉轴孔φ25mm安装在变速叉轴上, 与操纵机构
相连, 拨叉脚φ55mm半孔则是夹在双联变速齿轮的槽中, 当需要变速
时, 操纵变速杆, 变速操纵机构经过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变
速叉轴一起在变速箱中滑移, 拨叉脚拨动双联滑移齿轮在花键轴上滑
动以改变档位, 从而改变车床主轴转速。
拨叉在换挡时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用, 因此零件应具有足
够的强度、刚度和韧性, 以适应拨叉的工作条件。
拨叉的主要表面为
拨叉脚的两端面、变速叉轴孔φ25H7和操纵槽, 在设计工艺规程时
应重点予以保证。
图1-1
•拨叉的技术要求
该拨叉的技术要求列于表1-1中
表1-1
•零件的工艺性分析
分析拨叉零件图可知, 拨叉头部一段面和拨叉脚两端面在轴向方向上
均高于相邻表面, 这样既减少了加工面积, 又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度; φ25mm孔和φ55mm孔的端面均为平面, 能够防止加工过程中钻头钻偏, 以保证孔的加工精度; 另外, 该零件除主要工作表面外, 其余表面加工精度均较低, 经过铣削、钻削的一次加工就能够达到加工要求; 主要工作表面虽然加工精度相对较高, 但也能够在正常生产条件下, 采用较经济的方法保质保量地加工出来。
由此可见, 该零件的工艺性很好。
•确定拨叉的生产类型
依设计题目知: Q=6500台/年, m=1件/台, 工件工作过程中不会受到冲击载荷, 毛坯选用铸件, 结合生产实际, 备品率a%和废品率b%分别为3%和0.5%。
N=Qm( 1+a%) ( 1+b%) =6500×1×( 1+3%) ×( 1+0.5%) =6728.475件/年
根据拨叉的质量由表1-2可知, 该拨叉属于轻型零件, 再由标1-3可知该拨叉的生产类型为大批生产。
表1-2。