CA6140撥叉課程設(shè)計(jì)20170101

CA6140撥叉加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：

第一節(jié)撥叉的工藝分析分析及生產(chǎn)類型的確定一、撥叉的用途CA6140撥叉零件用在CA6140型車床變速箱的換擋機(jī)構(gòu)中。撥叉通過(guò)叉軸孔Φ22mm安裝在變速叉軸上，銷釘經(jīng)撥叉上Φ8mm孔與變速叉軸連接作軸向固定，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變速齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時(shí)，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過(guò)撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位，從而改變拖拉機(jī)的行駛速度。撥叉在改換檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，剛度，和韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。撥叉的主要工作表面為撥叉腳兩端面，變速叉軸孔Φ22mm，上偏差為+0.021,下偏差為0，和鎖銷孔直徑為8毫米，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。撥叉的技術(shù)要求按表1-1形式將該撥叉的全部技術(shù)要求列于表6-1中，撥叉屬于典型的叉桿類零件，其叉軸孔是主要裝配基準(zhǔn)，叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工件中需承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，其表面要求淬火處理，硬度為48-58HRC,為保證撥叉撥動(dòng)齒輪換擋時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)變速叉軸孔mm的垂直度要求為0.05mm。為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位，鎖銷孔的尺寸為直徑8毫米。綜上所述，該撥叉件的各鄉(xiāng)技術(shù)要求制定的較為合理，符合該零件在變速箱中的功用。審查撥叉的工藝性分析撥叉零件圖可知，撥叉頭兩既端面和叉腳兩端面在軸向方向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時(shí)叉腳端面的接觸剛度，Φ30mm和Φ8mm孔的端面均為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度，另外，該零件除主要工作表面（撥叉腳兩端面，變速叉軸孔和鎖銷孔）外，其余表面加工精度均較低，通過(guò)冼削，鉆削的一次加工就可以達(dá)到加工要求，主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來(lái)，由此可見(jiàn)，該零件的工藝性很好。確定撥叉的生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知：Q=2000臺(tái)/年,m=1件每臺(tái)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率為3％，廢品率為0.5％，代入式子得N=Qm（1+a％）（1+b％）=2000x1件/臺(tái)x（1+3％）（1+0.5％）=2070.3件/年。根據(jù)撥叉的質(zhì)量查表1-4，該零件屬輕型零件；再由表1-5可知，該撥叉生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)。確定毛坯、繪制毛胚簡(jiǎn)圖1、選擇毛坯零件材料為HT200，毛坯重量約1.0Kg生產(chǎn)中批?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)量低，故選擇砂型鑄造手工造型毛坯。確定機(jī)械加工余量、毛坯尺寸和公差1)由于工件較小，為方便加工節(jié)省材料將兩件鑄在一起，同時(shí)加工。鑄件的圓角半徑按參照選擇砂型鑄造R=5mm。3）兩內(nèi)孔,考慮其孔徑較小鑄造困難，為簡(jiǎn)化鑄造毛坯外型，所以直接將Φ40mm圓柱鑄成實(shí)心的。4）求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng)160mm,寬73mm,高50m故最大輪廓尺寸為160mm.5）選取公差等級(jí)CT由書26-28頁(yè)表格。鑄造方法按手工制造、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級(jí)CT范圍11-13，取為12級(jí)。6）求鑄件尺寸公差根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，查表得，公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。7）求機(jī)械加工余量等級(jí)查書26-28頁(yè)表格，鑄造方法按手工制造、鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍E~F級(jí)，取為G級(jí)。8）求RMA（要求的機(jī)械加工余量）對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，查書20-21頁(yè)表格。最大輪廓尺寸為160mm、機(jī)械加工余量等級(jí)為G級(jí)，得RMA數(shù)值為2.8mm。 9）求毛坯基本尺寸和M8孔較小，鑄成實(shí)心；圓筒上頂面單側(cè)加工，由公式求出，即Φ55mm孔屬于內(nèi)腔加工，由公式求出，即臺(tái)階孔加工，由公式求出，即撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見(jiàn)下表：項(xiàng)目圓筒上頂面孔、和M8孔圓柱及臺(tái)階公差等級(jí)CT1212----12加工面基本尺寸50----鑄件尺寸公差88----8機(jī)械加工余量等級(jí)GG----GRMA2.82.8----2.8毛坯基本尺寸54.8Φ0厚30撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量3.設(shè)計(jì)毛胚圖根據(jù)以上各步分析得毛坯圖如下：第三節(jié)擬定撥叉工藝路線一、定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)叉頭左端面叉軸孔?22mm上偏差+0.021下偏差0和叉腳內(nèi)孔表面作為精基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)重合”原則；同時(shí)，零件上的很多表面都可以采用該組表面作為基準(zhǔn)，又遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔?22上偏差+0.021下偏差mm的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔?8mm，有利于保證被加工表面的垂直度；選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)同樣是服從了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵摀懿嬖谳S向方向的尺寸多以該端面做設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；另外，由于撥叉剛性差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，選用撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)，夾緊力可作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊毛刺或其他表面缺欠。本例選擇變速叉軸孔?30mm的外圓面和撥叉頭右端面作為粗基準(zhǔn)。采用?30mm外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面做粗基準(zhǔn)加工左端面，接著以左端面為基準(zhǔn)加工右端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好基準(zhǔn)。各表面加工方案的確定根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表。確定各表面加工方案。加工表面經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度Ra/μm加工方案Φ40mm端面Ra3.2μm粗銑Φ22mm兩孔IT7Ra1.6μm鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ55mm孔IT19Ra3.2μm粗鏜、半精鏜Φ73mm臺(tái)階面IT11Ra6.3μm粗鏜Φ8mm孔鉆底面粗銑

三、加工階段的劃分在選定撥叉各表面加工方法后，就需進(jìn)一步確定這些加工方法在工序路線中的順序及位置，這就涉及加工階段劃分方面的問(wèn)題。對(duì)于精度要求較高的表面，總是先粗加工后精加工，但工藝過(guò)程劃分成幾個(gè)階段是對(duì)整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。該撥叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工，半精加工和精加工三個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（撥叉頭左端面和叉軸孔）準(zhǔn)備好，使后繼工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；另外撥叉頭右端面，撥叉腳內(nèi)表面，撥叉腳兩端面的粗銑，槽內(nèi)側(cè)面和底面的加工也都放在粗加工階段進(jìn)行。在半精工階段，完成撥叉腳兩端面的精銑加工和銷軸孔?80的鉆，鉸加工。在精加工階段，進(jìn)行撥叉腳兩端面的磨削加工。四、工序的集中與分散工序的集中與分散是確定工序內(nèi)容多與少的依據(jù)，它直接影響整個(gè)工藝路線的工序數(shù)目及設(shè)備，工裝的選用等。由于本例撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，確定選用工序集中的原則組織工序內(nèi)容，一方面可以采用萬(wàn)能，通用機(jī)床配以專用夾具加工，以提高生產(chǎn)率；另一方面也可以減少工件的裝夾次數(shù)，有利于保證各加工表面之間的相互位置精度，并可以縮短輔助時(shí)間。五、工序順序的安排1、機(jī)械加工工序1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)--撥叉頭左端面和變速叉軸孔。2）遵循“先粗后精”原則，對(duì)各加工表面都是先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面--撥叉頭左端面和叉軸孔，mm撥叉腳兩端面；后加工次要表面--槽底面和內(nèi)側(cè)面。4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔孔；先銑槽，再鉆銷軸孔Φ8mm。2.熱處理工序。叉腳兩端面在精加工之前進(jìn)行局部高頻淬火，淬火硬度大于47HRC，有利于提高耐磨性。3輔助工序粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序：在半精加工后，安排去毛刺，清洗和終檢工序。綜上所述，該撥叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工--主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工--主要表面半精加工和次要表面加工--熱處理--主要表面加工，其間穿插一些輔助工序。

六、機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用1、機(jī)床設(shè)備的選用在中批生產(chǎn)條件下，可以選用通用萬(wàn)能設(shè)備和數(shù)控機(jī)床設(shè)備。本例各工序所選機(jī)床設(shè)備詳見(jiàn)表。2、工藝裝備的選用工藝裝備主要包括刀具，夾具量檢具和輔具等。本例各工序所選刀具，量具詳見(jiàn)表。夾具均采用專用機(jī)床夾具。七、確定工藝路線歸納以上考慮，制定了撥叉的工藝路線，詳見(jiàn)表：工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具量具1粗銑Φ40mm端面X52K立式銑床銑刀游標(biāo)卡尺2粗銑底面X52K立式銑床銑刀游標(biāo)卡尺3鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸Φ22兩孔CA6140車床鉆頭、擴(kuò)刀、鉸刀游標(biāo)卡尺4粗鏜Φ55孔、半精鏜CA6140車床鏜刀游標(biāo)卡尺5粗鏜兩臺(tái)階面Φ73XA6140鏜刀游標(biāo)卡尺6鉆孔M8、攻螺紋Z525立式鉆床鉆頭、高速鋼麻花鉆游標(biāo)卡尺7鉆Φ8mm兩孔Z525立式鉆床螺紋塞規(guī)8銑斷使之成為連個(gè)零件X60臥式銑床銑刀游標(biāo)卡尺9去毛刺鉗工臺(tái)10熱處理-撥叉腳兩端局部淬火淬火機(jī)11校正撥叉腳端面，對(duì)孔Φ22垂直度≦0.07手錘垂直度測(cè)量?jī)x12磨撥叉腳端面，對(duì)孔Φ22垂直度≤0.05磨床垂直度測(cè)量?jī)x13清洗14終檢

第四節(jié)確定加工余量和工序尺寸工序3——加工撥叉頭Φ22兩圓孔（一）工序加工過(guò)程第一道工序?yàn)殂@毛胚孔，保證尺寸第二道工序?yàn)閿U(kuò)孔保證第三道工序?yàn)榇帚q孔，保證第四道工序?yàn)榫q孔，保證（二）查找工序尺寸鏈，畫出加工過(guò)程示意圖查找出全部工藝尺寸鏈，見(jiàn)下圖（三）求解各工序尺寸及公差查表2-20，查出D=22的孔，鉆孔后加工余量，擴(kuò)孔后加工余量，粗鉸后加工余量，精鉸后加工余量

通過(guò)精度等級(jí)得出各工序尺寸如下：工序鉆擴(kuò)粗鉸精鉸尺寸/mmΦ20~Φ20.13Φ21.8~Φ21.821Φ21.93~21.961Φ22~Φ22.021精度等級(jí)IT11IT9IT7IT7工序4——粗鏜、半精鏜Φ55孔工序加工過(guò)程工序加工過(guò)程第一道工序粗鏜，保證尺寸第二道工序半精鏜，保證尺寸（二）查找工序尺寸鏈，畫出加工過(guò)程示意圖查找出全部工藝尺寸鏈，見(jiàn)下圖（三）求解各工序尺寸及公差查表，查出D=55的孔，粗鏜后加工余量，擴(kuò)孔后加工余量通過(guò)精度等級(jí)得出各工序尺寸如下：工序粗鏜半精鏜尺寸/mmΦ50~Φ53Φ54.5~Φ55精度等級(jí)IT9IT9第五節(jié)確定切削用量及時(shí)間定額確定切削用量工序1——粗銑Φ40兩端面確定背吃刀量。確定進(jìn)給量查表按機(jī)床功率為5~10KW及工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。計(jì)算切削速度查表按的條件選取，銑削速度。由可求的銑刀轉(zhuǎn)速，參照表中X52K型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際銑削速度。工序2——粗銑底面確定背吃刀量。確定進(jìn)給量查表按工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。計(jì)算切削速度查表按的條件選取，銑削速度。由可求的銑刀轉(zhuǎn)速mm，參照表中X52K型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際銑削速度。3.工序3——鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸mm兩孔（1）鉆孔工步1）確定背吃刀量。2）確定進(jìn)給量查表按及工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。3）計(jì)算切削速度查表按的條件選取，切削速度。由可求的鉆頭轉(zhuǎn)速，參照表中Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際切削速度。 擴(kuò)孔工步1）確定背吃刀量。2）確定進(jìn)給量查表按及工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。3）計(jì)算切削速度查表按的條件選取，取轉(zhuǎn)速。再將n帶入公式得出實(shí)際切削速度。（3）粗鉸工步1）確定背吃刀量。2）確定進(jìn)給量查表按及工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。3）計(jì)算切削速度查表按的條件選取，切削速度。由可求的鉸刀轉(zhuǎn)速，參照表中Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際切削速度。（4）精鉸工步1）確定背吃刀量。2）確定進(jìn)給量查表按及工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。3）計(jì)算切削速度查表按的條件選取，切削速度。由可求的鉆頭轉(zhuǎn)速，參照表中Z525型立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際切削速度。4.工序4——鏜、半精鏜Φ55mm兩孔1）粗鏜Φ55mm（1）確定背吃刀量。確定進(jìn)給量查表按機(jī)床功率為5~10KW及工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。計(jì)算切削速度查表按的條件選取，切削速度。由可求的鏜刀轉(zhuǎn)速，參照表中CA6140臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際切削速度。1）半精鏜Φ55mm（1）確定背吃刀量。確定進(jìn)給量查表按機(jī)床功率為5~10KW及工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。計(jì)算切削速度查表按的條件選取，切削速度。由可求的鏜刀轉(zhuǎn)速，參照表中CA6140臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際切削速度。5.工序5——鏜Φ73mm兩孔（1）確定背吃刀量。（2）確定進(jìn)給量查表按工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。（3）計(jì)算切削速度查表按的條件選取，切削速度。由可求的鏜刀轉(zhuǎn)速，參照表中CA6140臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際切削速度。6.工序6——鉆、攻M8mm孔（1）確定背吃刀量。（2）確定進(jìn)給量查表按工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。（3）計(jì)算切削速度查表，切削速度。由可求的鉆頭轉(zhuǎn)速，參照表中Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際切削速度18.8m/min7.工序7——鉆Φ8mm孔（1）確定背吃刀量。（2）確定進(jìn)給量查表按工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。（3）計(jì)算切削速度查表，切削速度。由可求的鉆頭轉(zhuǎn)速，參照表中Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。8.工序8——銑斷工件（1）確定背吃刀量。（2）確定進(jìn)給量查表按工件材料、刀具材料選取，該工序的進(jìn)給量。（3）計(jì)算切削速度查表按的條件選取，參照表中X60W臥式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速帶入公式得出實(shí)際切削速度。二、時(shí)間定額的計(jì)算基本時(shí)間的計(jì)算工序1——粗銑Φ40兩端面根據(jù)表5--47，粗銑端面的基本時(shí)間可由公式求得。式中,,取上述結(jié)果代入公式,則該工序的基本時(shí)間為48.5s.工序2----銑底面根據(jù)表5--47，粗銑端面的基本時(shí)間可由公式求得。式中,取上述結(jié)果代入公式,則該工序的基本時(shí)間為280.8s.工序3----鉆，擴(kuò)，粗鉸，精鉸φ22孔。1）鉆孔工步。根據(jù)表5-45，鉆孔的基本時(shí)間可由公式求得。，取上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間為60s.2）擴(kuò)孔工步。根據(jù)表5-45，鉆孔的基本時(shí)間可由公式求得。，取上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間為7.2s.3）粗鉸工步。根據(jù)表5-45，鉆孔的基本時(shí)間可由公式求得。，取上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間為36.2s.4）精鉸工步。根據(jù)表5-45，鉆孔的基本時(shí)間可由公式求得。，取上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間為36.2s.工序4---—鏜Φ73mm孔根據(jù)表5-43，鏜孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中,i=2,f=0.4mm/r,n=100r/min.取上述結(jié)果帶入公式，則該工序的基本時(shí)間為。工序5——粗鏜，半精鏜Φ55mm孔粗鏜工步根據(jù)表5--43，粗鏜的基本時(shí)間可由公式求得..取上述結(jié)果代入公式,則粗鏜的基本時(shí)間為52.6s.精鏜工步取上述結(jié)果代入公式，則精鏜的基本時(shí)間為35.8s.則該工序總基本時(shí)間為88.4s.工序6——鉆M8孔根據(jù)表5-45，鉆孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中,,取上述結(jié)果代入公式，且有2處M8孔，則該工序的基本時(shí)間為。工序7-----鉆φ8孔根據(jù)表5-45，鉆孔的基本時(shí)間可由公式求得。式中,,取上述結(jié)果代入公式，且有2處φ8孔，則該工序的基本時(shí)間為。工序8——銑斷工件粗銑撥叉頭兩端面根據(jù)表5-47中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削，主偏角