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。零件的φ25孔与操纵机构相连，φ55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φ25 ； 2．大头半圆孔Ф及其端面； 3．16×8槽； 4．φ40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： 基面选择是工艺规程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，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：按有关基准的选择原则，即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度高的不加工表面作粗基准。现以零件的底面为主要的定位粗基准。 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm；槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08m，故以φ25小头孔为精基准。 （三）制定工艺路线 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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Ⅰ车φ55圆与两端面 工序Ⅱ铣断，使之为两个零件 工序Ⅲ铣16×8槽 工序Ⅳ铣φ40外圆斜面 工序Ⅴ加工φ25小头孔 2．工艺路线方案二 工序Ⅰ铣断，使之为两个零件 工序Ⅱ加工φ25小头孔 工序Ⅲ铣16×8槽 工序Ⅳ车φ55半圆与两端面 工序Ⅴ铣φ40外圆斜面 3．工艺方案的比较与分析 上述两个方案的特点在于：方案一是先加工φ55圆与两端面，以便于后续加工，并利用了两件合铸的优势，提高了工作效率，然后在铣床上把所有铣的工序全部弄完，省去了在各机床间切换的麻烦，最后加工孔；方案二是先切开工件，分别加工，然后加工小头孔，再铣、再车、再铣……显然，工序上不如方案一效率高。但由于圆与槽都与小头孔有垂直度要求，可以先加工小头孔，后加工槽；圆应该利用两件合铸的优势，所以还是先加工φ55大圆。可以将工序定为： 工序Ⅰ粗，精车φ55圆与两端面 工序Ⅱ铣断，使之为两个零件 工序Ⅲ加工φ25小头孔铣 工序Ⅳ 16×8槽 工序Ⅴ铣φ40外圆斜面 这样，看起来工序简洁且保证了垂直度的要求，还能充分利用两件合铸的优势。 （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190～210HB，毛皮重量1.12kg，生产类型大批量，铸造毛坯。 据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（φ25，φ55端面）。 查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ25，φ55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1mm 精铣0mm 2.内孔（φ55已铸成孔） 查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ55已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为49mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔2mm 扩孔0.125mm 铰孔0.035mm 精铰0mm 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 工序一粗，精车φ55圆与两端面 1.加工条件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：粗，精铣φ55圆以及上下端面。 机床：卧式车床CA6140 刀具：YW2内圆车刀YW3端面车刀 2.切削用量 1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。 2）每齿进给量机床功率为7.5kw。查《切削手册》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）计算切削速度按《切削手册》，V c= 算得Vc＝98mm/s，
n=439r/mi
n,Vf=490mm/s 据卧式车床CA6140铣床参数，选择
nc=475r/mi
n,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/mi
n,实际进给量为f zc=V fc/
ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 5)校验机床功率查《切削手册》Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。 最终确定ap=1.5mm，
nc=475r/mi
n,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/mi
n，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时 tm＝L/ Vf=(32+80)/475=0.09mi
n。 工序二铣断，使之为两个零件 1.加工条件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：铣断，使之为两个零件 机床：X60铣床。 刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀 工序三加工φ25小头孔 1.加工条件 工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。 加工要求：加工φ25小头孔 机床：立式钻床Z535 选择钻头：选择高速钢麻花钻头￠25mm，钻孔至φ23mm，扩孔至φ24.8mm，铰孔至φ24.94mm，精铰孔至φ25mm 2.选择切削用量 （1）决定进给量 查《切》 所以， 按钻头强度选择按机床强度选择 最终决定选择机床已有的进给量经校验校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查《切》）为0.5～０.８mm，寿命． （3）切削速度