设计CA6140车床拨叉零件加工工艺规程以及夹具设计

武汉职业技术学院机电工程学

院毕业设计

题目：设计CA6140车床拨叉零件的加工工艺规程以及夹具的设计

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目录

一、零件工艺性分析 (1)

1.1、零件的作用 (1)

1.2、零件的工艺分析 (1)

二、机械加工工艺规程设计 (2)

2.1、确定毛坯的制造形成 (2)

2.2、基准的选择 (2)

2.2.1粗基准的选择 (2)

2.2.2精基准的选择 (2)

2.3、制定工艺路线 (2)

2.3.1工艺路线方案一 (3)

2.3.2工艺路线方案二 (3)

三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 (4)

3.1、毛坯余量及尺寸的确定 (4)

3.2、确定工序 (4)

四、夹具的设计 (12)

4.1、提出问题 (12)

4.2、设计过程 (12)

4.3、夹具设计 (12)

4.3.1定位分析 (13)

4.3.2切削力、夹紧力、切屑用量和切屑速度的计算 (13)

4.3.3夹具操作说明 (13)

五.体会 (13)

六．参考文献 (14)

一、零件工艺性分析

1.1、零件的作用

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。宽度为18+0.012

mm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+0.012

mm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

二、机械加工工艺规程设计

2.1、确定毛坯的制造形成

零件材料HT20-40、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载荷，因此选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取模锻成型。经查《金属机械加工工艺人员手册》表5-5取等级为2级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为3±0.8mm。

2.2基准的选择

2.2.1 粗基准的选择

因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。

2.2.2精基准的选择

为保证定位基准和工序基准重合，以零件的下低面为精基准。

2.3、制定工艺路线

制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,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。

2.3.1. 工艺路线方案一

工序：

1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。

2.粗、精铣削B面。

mm的槽。

3.铣削8+0.03

mm的槽。

4.铣削18+0.012

5.铣削30mm的槽。

6.拉花键。

2.3.2.工艺路线方案二

工序：

1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm

圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。

2.拉花键。以花键中心线及右端面为基准，

3.铣削槽B面。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧式铣床

加专用夹具

4.铣削8+0.03

mm的槽。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧

式铣床加专用夹具。

5.铣削18+0.012

mm的槽。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W

卧式铣床加专用夹具。

6.铣削30mm的槽。以花键的中心线及下低面为基准。选用X62W卧式

铣床加专用夹具。

7.

方案分析：

上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和下低面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。

三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定

=160MPa HBS。根据《机零件材料为HT20-40，毛坯重量为1.0 kg，σ

b

械加工工艺师手册》（以下简称《工艺手册》机械工业出版出版社、杨叔子主编）知生产类型为大批生产，采用模锻锻模造毛坯。

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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

3.1.毛坯余量及尺寸的确定

1.下端面的加工余量：下端面有3±0.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质

表面层切除

2.矩形花键底孔。

+0.28，要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为Φ22

见零件图，参照《金属机械加工工艺人员手册》表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔Φ20mm，扩孔Φ21mm，拉花键，花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量参照《金属机械加工工艺人员手册》取 2Ζ=1mm

3.右端面的加工余量。

此工序分2个工步1、粗铣右端面 2、精铣右端面。精加工余量为

0.2mm，粗铣加工余量为2.8mm

3.2、确定工序

工序Ⅰ：车削下底面。

1．加工条件。

工件材料：灰口铸铁HT20。σb=145 MPa。铸造。

加工要求：粗、半精车A面并保证28mm的工序尺寸，R

=3.2µm

a

机床C3163-1。转塔式六角卧式车床。

刀具：刀片材料。 r =12. ao=6-8 b= -10 o=0.5 Kr=90 n=15

2、计算切削用量。

（1）已知长度方向的加工余量为3±0.8mm 。实际端面的最大加工余量为3.8mm 。故分二次加工（粗车和半精车）。长度加工公差IT １２级取-0.46 mm （入体方向）

（2）进给量、根据《切削简明手册》（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm ３mm时，以及工件直径为Φ60mm时（由于凸台B面的存在所以直径×25mm,ａ

ｅ≤

取Φ60mm）

ƒ=0.6-0.8mm/ｒ.

按C３１６３－１车床说明书取ƒ=0.6mm/n。

由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75—0.85 所以：实际进给量f=0.6×0.8=0.48 mm/ｒ

按C３１６３－１车床说明书ƒ＝0.53ｍｍ／ｒ

（3）计算切削速度。按《切削简明手册》表 1.27 ，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）

刀具材料YG6

V=Cv/(T m·ap xv·f yv) ·kv