机械5

（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 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φ20为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ20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M8的螺纹孔。下端有一个47°的斜凸台。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：φ50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的孔上下两个端面与φ20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。 二、工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 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，故选择铸件毛坯。 （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ20孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个φ32作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。 （2）精基准的选择。主要应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，此处不再重复。 （三）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。 1.工艺路线方案一 工序一粗、精铣φ20孔上端面。 工序二钻、扩、铰、精铰φ20、φ50孔。 工序三粗、精铣φ50孔上端面 工序四粗、精铣φ50、φ20孔下端面。 工序五切断。 工序六钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。 工序七钻一个φ4孔，攻M6螺纹。 工序八铣47°凸台。 工序九检查。 上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。 2.工艺路线方案二 工序一粗、精铣φ20孔上端面。 工序二粗、精铣φ20孔下端面。 工序三钻、扩、铰、精铰φ20孔。 工序四钻、扩、铰、精铰φ50孔。 工序五粗、精铣φ50孔上端面 工序六粗、精铣φ50孔下端面。 工序七切断。 工序八钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。 工序九钻一个φ4孔，攻M6螺纹。 工序十铣47°凸台。 工序十一检查。 上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。 综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。 3.工艺路线方案三 工序一以φ32外圆为粗基准，粗铣φ20孔下端面。 工序二精铣φ20孔上下端面。 工序三以φ20孔上端面和φ32外圆为精基准，钻、扩、铰、精铰φ20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。 工序四以φ20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰φ50孔，保证空的精度达到IT11。 工序五切断。 工序六以φ20孔为精基准，粗铣φ50孔上下端面。 工序七以φ20孔为精基准，精铣φ50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。 工序八以φ20孔为精基准，钻φ4孔（装配时钻铰锥孔）。 工序九以φ20孔为精基准，钻φ4孔，攻M6螺纹。 工序十以φ20孔为精基准，铣47°凸台。 工序十一去毛刺，检查。 虽然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整）。多次加工φ50、φ20孔是精度要求所致。 以上工艺过程详见图3。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 ”CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，硬度190～241HB，毛皮重量2.2kg，生产类型中批量，铸造毛坯。 按以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ20，φ50端面）。 查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2.4～2.2.5，取φ20，φ50端面长度余量均为2.5（均为双边加工） 铣削加工余量为： 粗铣2.0mm 精铣0.5mm 2.内孔（φ50已铸成孔） 查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ50已铸成孔长度余量为3mm，即铸成孔φ44mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔2.5mm 扩孔0.5mm 3.其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。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认。 （五）确立切削用量及基本工时 工序一以φ32外圆为粗基准，粗铣φ20孔上下端面。 1.加工条件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 机床：X62万能铣床。 刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故根据《切削用量简明手册》（后简称《切削》）取刀具直径do=80mm，根据《切屑》选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。 2.切削用量 1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）每齿进给量 根据X62万能铣床说明书，机床功率为7.5KW。查《切削》表3.5，f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。 3）查后刀面最大磨损及寿命 查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。 查《切削手册》表3.8，寿命T=180mi
n 4）计算切削速度和每分钟进给量V 查《切屑》表3.16，当d =80mm，z=10，ap=2mm，f z<=0.14时，V =97m/mi
n，
n =387r/mi
n,V =433mm/mi
n。 各修正系数为： K =K =K =0.89 K =K =K =1.0 故V =V K =97×0.89×1.0=86.3m/mi
n N=
n k =387×0.89×1.0=344r/mi
n V =V K =433×0.89×1.0=385.4mm/mi
n 根据X62型万能铣床说明书选择： N=375r/mi
n , V =375mm/mi
n 因此实际切屑速度和每齿进给量为： V = 5)校验机床功率 查《切削》表3.24，当； ，时，Pcc=1.1kw。 根据机床说明书， Pcm>Pcc，所选用切屑用量可用。 最终确定ap=2mm，
n=375r/mi
n,Vf=375mm/s，V c=94.2m/mi
n，f z=0.1mm/z。 6）计算基本工时 tm＝L/ Vf=(32 80)/375=0.297mi
n。 因铣上下端面，故该工序工时为 工序二精铣φ20孔上下端面。 1.加工条件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：精铣φ20上下端面。 机床：X62万能铣床。 刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。 2.切削用量 1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=0.5mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）根据X62万能铣床说明书，机床功率为7.5KW。查《切削》表3.5，f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。 3）查后刀面最大磨损及寿命 查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0~1.5mm。 查《切削手册》表3.8，寿命T=180mi
n