拨叉课程设计说明书设计者：卢安迪学号：100311340学院：机电工程专业：机械设计制造及其自动化指导教师：许颖机械制造技术基础课程设计任务书题目：设计“CA6140拨叉”零件的机械加工工艺规程及夹具内容：1.零件图1张2.毛坯图1张3.机械加工工艺规程1张4.夹具结构设计装配图1张5.夹具结构设计零件图1张6.课程设计说明书1份一、零件的分析（一）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mm的面寸精度要求很主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。

宽度为30+0.012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mm的面的槽和滑移齿轮的配合轮得不到很高的位置精度。

所以，宽度为30+0.012精度要求很高。

（二）、零件的工艺分析：CA6140拨叉共有两组加工表面：1、A端面和轴线与A端面相垂直的花键底孔2、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。

二、工艺规程设计（一）确定毛坯的的制造形式此次所设计的拨叉材料为HT200，根据材料成型工艺可知用模锻。

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。

因为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，可不锻出。

（二）基准面的选择1、粗基准的选择：选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。

粗基准选择应当满足以下要求：（1）．粗基准的选择应以加工表面为粗基准。

目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。

如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。

以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

（2）．选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。

例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。

因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。

这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。

（3）．应选择加工余量最小的表面作为粗基准。

这样可以保证该面有足够的加工余量。

（4）．应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。

有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。

（5）．粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。

多次使用难以保证表面间的位置精度。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。

从拨叉零件图分析可知，选择作为拨叉加工粗基准。

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：（1）．基准重合原则。

即尽可能选择设计基准作为定位基准。

这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。

（2）．基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。

基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。

例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。

车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。

（3）．互为基准的原则。

选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。

例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。

（4）．自为基准原则。

有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。

例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。

此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。

此外，还应选择工件上精度高。

尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。

并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。

从拨叉零件图分析可知，它的257H内花键槽、零件的左端面适于作精基准使用。

（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、尺寸精度及位置等技术要求得到合理的保证。

在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，可以考虑采取万能机床配以专用夹具，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。

1．工艺路线方案一：工序一：粗铣75*45的端面，半精铣75*45的端面直至符合表面粗糙度要求；工序二：钻孔并扩键槽底孔Φ22并锪2*15°倒角；工序三：拉花键；工序四：粗、半精铣沟槽；工序五：粗、半精铣上平面直至符合表面粗糙度要求；工序六：钻螺纹孔，攻螺纹至M8；工序七：终检，入库。

2．工艺路线方案二：工序一：粗、半精铣左端面；工序二：插键槽；工序三：钻孔并扩花键底孔Φ22并锪2*15°倒角；工序四：拉花键；工序五：粗、半精铣上平面；工序六：钻螺纹孔，攻螺纹至M8；工序七：终检，入库。

比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中粗精铣同一面可用同一夹具和刀具，为了减少换夹具及刀具的时间，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。

（四）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净重质量为0.84kg ，大批生产，模锻毛坯。

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《机械制造设计工艺简明手册》可查得毛坯件的公差等级为8~10级，取为10级。

（1）．预制孔及花键孔的偏差及加工余量计算加工预制孔时，由于锻造是没锻出，且为一次钻出，通过拉削后保证花键尺寸257Hmm ，预制孔尺寸2212Hmm ，查《机械加工工艺手册》表2.3-54，得花键拉削余量为0.7~0.8mm ，取0.8mm ，即预制孔加工到21.2mm ，一次拉削到设计要求，查《机械加工工艺手册》表1.12-11，得花键偏差为0.0450mm +mm（2）．拨叉上端面的偏差及加工余量计算根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。

各工步余量如下：粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表 3.2-23。

其余量值规定为1.4-1.8mm ，现取1.5mm 。

表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取-0.28mm 。

精铣：参照《机械加工工艺手册》表3.2-25，其余量值规定为1mm 。

铸造毛坯的基本尺寸为72+3.0+1=76mm 。

根据《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表3.1-38可得铸件尺寸公差为1.2mm 。

毛坯的名义尺寸为：72+3.0=75mm 。

毛坯最小尺寸为：75-0.4=74.6mm毛坯最大尺寸为：75+0.8=75.8mm粗铣后最大尺寸为：72+1=73mm粗铣后最小尺寸为：73-0.2=72.8mm精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即保证尺寸72mm ，表面与花键轴的平行度公差为0.1mm 。

（3）．18H11槽偏差及加工余量：锻造时槽没锻出，参照《机械加工工艺手册》表21-5，得粗铣其槽边双边机加工余量2Z=2.0mm ，槽深机加工余量为2.0mm ，再由参照参考文献[1]表21-5的刀具选择可得其极限偏差：粗加工为0.110+，精加工为0.0130+。

粗铣两边工序尺寸为：18-2=16mm ；粗铣后毛坯最大尺寸为：16+0.11=16.11mm ； 粗铣后毛坯最小尺寸为：16+0=16mm ； 粗铣槽底工序尺寸为：33mm ；精铣两边工序尺寸为：0.013018+，已达到其加工要求： 0.018018+。

（4）、2-M8螺纹偏差及加工余量：参照《机械加工工艺手册》表2.2-2，2.2-25,2.3-13和《互换性与技术测量》表1-8，可以查得： 钻孔的精度等级：IT12，表面粗糙度Ra=12.5um ，尺寸偏差是0.15mm 。

查《机械加工工艺手册》表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。

确定工序尺寸及加工余量为：加工该组孔的工艺是：钻——攻丝 钻孔6-7mm ：攻丝：攻2-M8螺纹孔（五）确定切削用量及基本工时：工序一：粗、半精铣左端面75×40面。

1．粗铣面75×40面 （1) 背吃刀量的确定因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a 10=z=1.5mm 。

（2) 进给量的确定。

选用硬质合金端铣刀铣刀直径为8mm 齿数为10，选用X5032，立式升降台铣床，功率为7.5KW 。

由《实用机械加工工艺手册》表11－92可查得每齿进给量f z ＝0.14～0.24mm 取f z ＝0.2mm/z（3) 铣削速度的确定。

由《实用机械加工工艺手册》表11-94可查得灰铸铁的硬度为150～225HBS ，查得Vc=60~10m/min 。

则主轴转速为n ＝1000Vc/πD ＝238.8～437.9r/min 。

V f ＝f z Zn ＝477.6～875.6r/mm 。

故取n ＝300r/min ，V f ＝480mm/min 。

切削工时：由《切削用量简明手册》表3.26可查得入切量及超切量Y+∆=12mm 。

故t ＝fV Y L ∆++＝4801275+ ＝0.18mim 。

2．精铣75×40面（1) 背吃刀量的确定由《实用机械加工工艺手册》表6-30查得半精铣的铣削用量为1mm ，即a p ＝1mm 。

（2) 进给量的确定选用与粗铣刀同样的刀具与机床，由《实用机械加工工艺手册》表11-92要求表面粗糙度为 3.2查得每转进给量为0.5～1.0故取0.5mm/r（3) 铣削速度的确定由《实用机械加工工艺手册》查得铣削速度为60～110m/min 则机床主轴转速n ＝1000Vc/πD=238.8~437.9r/mim 取n ＝300r/min ，则V f ＝150mm/min 。

（4) 计算切削工时由《切削用量简明手册》表3.26查得入切量和超切量Y+∆＝12mm 。

则t ＝fV Y L ∆++＝1501280+ ＝0.61min工序二 钻扩Φ22键槽底孔，底孔Φ22倒2×15o 倒角1、 钻Φ20的孔。

（1) 决定进给量由《切削用量简明手册》表2.7选择高速钢麻花钻头其直径d o ＝20mm 。

铸铁的硬度大于200HBS 查得进给量f=0.43~0.53mm/r 由于Y d ＝80/20＝4查得修正系数K tf ＝0.95则f ＝0.41～0.50mm/r 。