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1、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。零件的25孔与操纵机构相连，55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25 ； 2大头半圆孔 及其端面；3168槽；440外圆斜面；5大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm；槽
2、端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08m。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗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、艺规程设计（一）确定毛坯生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。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，故选择铸件毛坯。（二）基面的选择基面的选择是工艺规程
3、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，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择。因本零件毛坯是金属模铸造成型，铸件精度较高，所以选择40mm圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个V形块限制自由度，达到完全定位。（2）精基准的选择。主要因该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批
4、生产的情况下，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。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案一：工序一：粗铣55上端面工序二：粗铣55下端面工序三：粗镗，精镗55的孔工序四：粗铣40的上平面工序五：钻，扩。绞25的孔工序六：精铣55的上端面工序七：精铣55的下端面工序八：精铣40的上平面工序九：铣断工序十：铣16*8的槽工序十一：精铣16*8的槽工序十二：精铣结合面工序十三：检验工艺路线方案二：工序一：粗铣55上端面工序二：粗铣55下端面工序三：粗铣40的上平面工序四：钻，扩。绞25的孔工序五：粗镗，精镗55的孔工序六：精铣55的上端面工序
5、七：精铣55的下端面工序八：精铣40的上平面工序九：铣断工序十：铣16*8的槽工序十一：精铣16*8的槽工序十二：精铣结合面工序十三：检验方案比较与分析以上加工方案大致看来是合理的，但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，主要表现在25的孔及其16的槽和55的端面加工要求上,以上三者之间具有位置精度要求。图样规定：先钻mm的孔。由此可以看出：先钻25的孔，再由它定位加工55的内圆面及端面，保证25的孔与55的叉口的端面相垂直。因此，加工以钻25的孔为准。为了在加工时的装夹方便，为了避免造成一定的加工误差；通过分析可以比较工艺路线方案二最为合理。 具体方案如下：
6、工序一：粗铣55上端面工序二：粗铣55下端面工序三：粗铣40的上平面工序四：钻，扩。绞25的孔工序五：粗镗，精镗55的孔工序六：精铣55的上端面工序七：精铣55的下端面工序八：精铣40的上平面工序九：铣断工序十：铣16*8的槽工序十一：精铣16*8的槽工序十二：精铣结合面工序十三：检验（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定（1）粗铣40的上平面因为该面的粗糙度为6.3，所以粗铣一次即可。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。公差值T=1.3mm粗铣353的上端面 2
7、z=2.0（2）铣16*8的槽此面的粗糙度要求为3.2，所以粗铣再精铣。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。公差值T= 1.6mm 。粗铣4016的槽 2Z=2.0精铣4016的槽 2Z=2.0(3) 25的孔加工余量及公差。毛坯为实心，不冲出孔。该孔的精度要求在IT7IT9之间，参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为：查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。公差值T=0.12 mm，钻孔
8、23mm扩孔24.8 mm 2Z=1.8 mm铰孔25 mm 2Z=0.2 mm 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此在计算最大、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： 42（mm）钻孔时的最大尺寸： 23（mm）钻孔时的最小尺寸： 22.5（mm）扩孔时的最大尺寸： 23 +1.8=24.8（mm）扩孔时的最小尺寸： 24.8-0.35=24.45（mm）粗铰孔时的最大尺寸： 24.8+0.14=24.94（mm）粗铰孔时的最小尺寸： 24.94-0.15=24.79（mm）精铰孔时的最大尺寸： 24.94+0.06=25（mm）精铰孔时的最小尺寸：
9、 25-0.05=24.95（mm）(4)铣55的上、下端面查工艺手册表2.2-5，成批和大量生产铸件的尺寸公差等级，查得铸件尺寸公等级CT分为79级，选用8级。公差值T=1.4 mm 粗铣55的叉口及上、下端面余量1.0 mm。 2Z=2.0精铣55的叉口及上、下端面。 2Z=2.0（5）粗镗，半精镗55的孔 毛坯为铸件，内孔精度要求为IT13，表面粗糙度为3.6。参照工艺手册表2.3-10确定工序尺寸余量为： 一次 粗镗53.5 2Z=3.5 二次 半精镗55+0.4 2Z=1.5(6) 切断，铣结合面。（五）确定切削用量及基本工时铣槽 卧式铣床 直齿三面铣刀 （一）选择切削用量1） 确定
10、铣削宽度由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 2） 确定每齿进给量由机床 功率为 由表3 取 3） 铣刀磨钝标准及耐用度由表7 最大磨损量为 耐用度为：4） 确定切削速度和每秒进给量由表9 当 时 各修正系数为： 故 （二）基本工时： 三、夹具设计（一） 定位基准的选择由零件图可知，16mm槽对孔有垂直度要求，则用孔来定位，再用短销大平面来限制五个自由度，加菱形销来辅助，用螺纹夹紧。实际就变为短销大平面和菱形销定位的夹具。（二） 切削力及夹紧力的计算切削刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，则主切削力 式中： 计算结果 = 2448N由于切削力对夹紧力影响不大，故夹紧力只需达到将工件固定即可。（三）
11、定位误差分析（1） 定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为孔的定位销，孔与销间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 基准位移误差y 由于孔和销都有制造误差，为工件装卸方便还有最小间隙（次间隙可以在调刀尺寸和对刀时消除） 由制造误差引起的y(Dmaxdmin)/2(Dmin-dmax)/2=(0.023+0,020)/2=0.02150.08在垂直度要求范围内本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。