CA6140车床拨叉831002说明书三

.第一节 拨叉的工艺分析及生产类型的确定11.1 拨叉的用途11.2 拨叉的技术要求11.3 审查拨叉的工艺性21.4 确定拨叉的生产类型2第二节 确定毛胚、绘制毛胚简图22.1 选择毛胚22.2 确定毛坯尺寸公差和机械加工余量32.2.1 公差等级32.2.2 公差带的位置32.2.3 机械加工余量32.2.4 铸件分模线形状32.2.5 零件表面粗糙度32.3 绘制拨叉铸造毛坯简图4第三节 拟定拨叉工艺路线53.1 定位基准的选择53.1.1 精基准的选择53.1.2 粗基准的选择53.2 各表面加工方案的确定53.3 加工阶段的划分63.4 工序的集中与分散63.5 工序顺序的安排63.5.1 机械加工工序63.5.2 辅助工序63.6 机床设备及工艺装备的选用73.6.1 机床设备的选用73.6.2 工艺装备的选用73.7 确定工艺路线7第四节 确定切削用量及时间定额84.1 确定切削用量84.1.1 工序十三铣3232面84.1.2 工序十二粗铣、精铣操纵槽84.1.3 工序五扩、铰25mm孔94.2 时间定额的计算94.2.1 基本时间tm的计算94.2.2 辅助时间tf的计算104.2.3 其他时间的计算104.2.4 单件时间定额tdj的计算10第五节 专用机床夹具设计105.1 确定工序十三定位元件105.2 确定工序十三对刀装置105.3 确定工序十三加紧机构105.4 夹具体简图11参考文献12.第1节 拨叉的工艺分析及生产类型的确定1.1 拨叉的用途拨叉零件用在变速器的换挡机构中。拨叉通过叉轴孔25mm安装在变速叉轴上，螺栓经拨叉上M221.5螺纹孔与变速叉轴连接作轴向固定，拨叉脚则夹在双联变速齿轮的槽中。当需要变速时。操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变速度。拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。拨叉的主要工作表面为拨叉脚两端面、变速叉轴孔25mm(H7)和螺纹孔M221.5，在设计工艺规程时应重点予以保证。1.2 拨叉的技术要求拨叉属于典型的叉杆类零件，其叉轴孔是主要装配基准，叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中承受冲击载荷，为保证拨叉拨动齿轮换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对变速叉轴孔25mm的垂直度要求为0.1mm。表1-1 拨叉零件技术要求表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度表面粗糙度 Ra/m形位公差/mm拨叉头端面80IT126.3拨叉脚内表面60IT126.3拨叉脚两端面12IT113.20.1A25mm孔25IT71.6M221.5螺纹孔20.5操纵槽内表面16IT93.20.08A操纵槽底面8IT126.3操纵槽上表面44IT126.33232表面IT126.3切断面IT126.31.3 审查拨叉的工艺性分析拨叉零件图可知，拨叉两端面和叉脚两端面在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度：25mm孔和M221.5螺纹孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度均比较低，通过铣削、钻削的一次加工就可以达到加工要求；主要工作表面虽然加工精度相对比较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性很好。1.4 确定拨叉的生产类型依设计题目知：Q=6000件/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取为3%和0.5%。代入机械制造技术基础课程设计指导教程式（1-1）得N=Qm（1+a%)(1+b%)=6000件/年1件/台（1+3%）（1+0.5%）=6210.9件/年根据拨叉的质量查机械制造技术基础课程设计指导教程表1-4知，该拨叉属轻型零件；再由机械制造技术基础课程设计指导教程表1-5可知，该拨叉的生产类型为大批生产。第2节 确定毛胚、绘制毛胚简图2.1 选择毛胚由于任务书中交待拨叉的材料为HT200，所以宜选用铸造。且加工场所为校属工厂，生产纲领小，设备投资少，且为提高生产效率和零件机械性能，宜采用砂型铸造机器造型。2.2 确定毛坯尺寸公差和机械加工余量根据机械制造技术基础课程设计指导教程第二章第二节确定铸造毛胚的尺寸公差及机械加工余量，查表2-1表2-5，首先确定如下各项因素。2.2.1 公差等级由铸造方法与大批量生产，且铸造材料为灰铸铁，确定该零件的公差为CT12。2.2.2 公差带的位置不另设规定，公差带相对于基本尺寸对称分布，即一半在基本尺寸之上，一半在基本尺寸之下。2.2.3 机械加工余量不另设规定，要求的机械加工余量适用于整个毛胚铸件，即对所有需机械加工的表面只规定一个值，且该值应根据铸件的最大轮廓尺寸，在相应的尺寸范围内选取。由机械制造技术基础课程设计指导教程表2-5选取机械加工余量等级为F。表2-1 铸件的F级机械加工余量（RMA） （单位：mm）最大尺寸40406363100100160160250250400RMA0.50.511.522.52.2.4 铸件分模线形状分析该拨叉件的特点，选择零件高度方向的平面为分型面，属于平直分型线。2.2.5 零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度均大于等于1.6m，即Ra1.6m。根据上述条件将所得结果列于下表2-2中。表2-2 铸件毛坯尺寸（单位：mm）加工对象铸件加工后尺寸加工余量（RMA）尺寸公差毛胚尺寸拨叉头端面801385拨叉脚端面120.52.215拨叉角内表面600.52.85625mm孔250.52.322操纵槽上表面150.52.2183232表面40.52.172.3 绘制拨叉铸造毛坯简图由表2-2所得结果，绘制毛胚简图如图1所示。（图一）第3节 拟定拨叉工艺路线3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。3.1.1 精基准的选择根据拨叉零件的技术要求和装配要求，选择25mm孔作为精基准，符合“基准重合”原则；同时，零件上很多表面都可以采用该孔作为精基准，又遵循了“基准统一”原则。3.1.2 粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其它表面缺陷。尽可能选择不加工表面为粗基准，对有若干个不加工表面的工件则应与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。根据这个基准选择原则，现选取25mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准。3.2 各表面加工方案的确定根据拨叉零件图上各表面的尺寸精度和表面粗糙度，查机械制造技术基础课程设计指导教程表1-10、表1-11和表1-12，确定各表面加工方案，如表3-1所示。表3-1 拨叉零件各表面加工方案加工表面经济精度表面粗糙度 Ra/m加工方案拨叉头端面IT126.3粗铣拨叉脚内表面IT126.3粗镗拨叉脚两端面IT113.2粗铣-半精铣切断面IT126.3粗铣25mm孔IT71.6粗扩-精扩-铰3232表面IT126.3粗铣M221.5螺纹孔7H3.2钻孔-丝锥攻螺纹操纵槽上表面IT126.3粗铣操纵槽内表面IT93.2粗铣-精铣操纵槽底面IT126.3粗铣3.3 加工阶段的划分在选定拨叉各表面加工方法后，就需进一步确定这些加工方法在工艺路线中的顺序及位置，这就涉及加工阶段划分方面的问题。对于精度要求较高的表面，总是先粗加工后精加工，但工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工和精加工阶段。3.4 工序的集中与分散工序的集中与分散是确定工序内容的多与少的依据，它直接影响整个工艺路线的工序数目的设备、工装的选用等。由于本拨叉零件的生产类型为大批生产，确定选用工序集中的原则组织工序内容，一方面可以采用万能、通用机床配以专用夹具加工，以提高生产率；另一方面也可以减少工件的装夹次数，有利于保证各加工表面之间的相互位置精度，并可以缩短辅助时间。3.5 工序顺序的安排3.5.1 机械加工工序遵循"先基准后其它"原则,首先加工精基准25mm孔；遵循"先粗后精"原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序；遵循"先主后次"原则,先加工主要表面25mm孔和操纵槽及拨叉脚两端面,后加工次要表面3232面及M221.5螺纹孔、拨叉脚内表面及切断面；遵循"先面后孔"原则,先加工3232面再加工M221.5螺纹孔。3.5.2 辅助工序加工前进行时效处理，涂硝化漆。精加工后进行去毛刺，清洗等终检工序。3.6 机床设备及工艺装备的选用3.6.1 机床设备的选用在大批生产条件下，可以选用通用万能设备和数控机床设备。查机械制造技术基础课程设计指导教程表4-8、表4-15、表4-18和表4-25选取各工序所选取机床设备详见表3-2。3.6.2 工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具、量检具和辅具等详见表3-2。夹具均采用专用机床夹具。3.7 确定工艺路线归纳以上考虑，制订了拨叉的工艺路线，详见表3-2。表3-2 拨叉工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀 具量 具1铸造毛坯2时效处理3涂硝化漆4铣拨叉头端面X53K立式铣床硬质合金面铣刀游标卡尺5扩、铰25mm孔Z525立式钻床扩孔钻、铰刀塞规6检查塞规7粗铣拨叉脚端面X62卧式铣床硬质合金面铣刀游标卡尺8半精铣拨叉脚端面X62卧式铣床硬质合金面铣刀游标卡尺9粗镗拨叉脚内表面T68卧式镗床高速钢镗刀游标卡尺10铣断X62卧式铣床锯片铣刀11铣操纵槽上表面X62卧式铣床硬质合金面铣刀游标卡尺12粗铣、精铣操纵槽X62卧式铣床三面刃铣刀游标卡尺13铣3232面X53K立式铣床硬质合金面铣刀游标卡尺14钻20.5mm孔、攻螺纹Z525立式钻床钻头、丝锥15去毛刺钳工台16终检第4节 确定切削用量及时间定额4.1 确定切削用量4.1.1 工序十三铣3232面确定背吃刀量 取ap=3mm。确定进给量 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-7，由于机床功率为10KW，及材料选取 取fz=0.2mm/z。计算铣削速度 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-13，d=80mm；v=72m/min。由式得n=286.62r/min，查机械制造技术基础课程设计指导教程表4-19 n=300r/min，代入上式得 v=nd/1000=75.36m/min。4.1.2 工序十二粗铣、精铣操纵槽粗铣：确定背吃刀量 取ap=2mm。确定进给量 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-5，由于机床功率为7.5KW，及材料选取 取fz=0.2mm/z。计算铣削速度 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-18，由于fz=0.2mm/z，取ae=10mm，d=63mm；v=19m/min。由式得n=96.05r/min，查机械制造技术基础课程设计指导教程表4-19 n=95r/min，代入上式得 v=nd/1000=18.79m/min。精铣：确定背吃刀量 取ap=1mm。确定进给量 本工步需要保证表面粗糙度达到3.2m 取fz=0.05mm/z。计算铣削速度 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-18，由于fz=0.05mm/z，取ae=10mm，d=63mm；v=33m/min。由式得n=166.81r/min，查机械制造技术基础课程设计指导教程表4-19 n=150r/min，代入上式得 v=nd/1000=29.67m/min。4.1.3 工序五扩、铰25mm孔扩孔：确定背吃刀量 取ap=2mm。确定进给量 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-25选取 取fz=0.8mm/r。计算切削速度 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-27，d=24mm；v=20m/min。由式得n=265.39r/min，查机械制造技术基础课程设计指导教程表4-9 n=272r/min，代入上式得 v=nd/1000=20.50m/min。铰孔：确定背吃刀量 取ap=0.125mm。确定进给量 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-29选取 取fz=0.8mm/r。计算切削速度 查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-29，d=25mm；v=11.6m/min。由式得n=147.77r/min，查机械制造技术基础课程设计指导教程表4-9 n=140r/min，代入上式得 v=nd/1000=10.99m/min。4.2 时间定额的计算4.2.1 基本时间tm的计算工序十三 由公式tj=（l+l1+l2）/fmz ;查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-47l=32mm，l1=+(12)=3.83mm,l2=2mm,fmz=500mm/z,代入的：tj=4.54s。工序十二 由公式tj=（l+l1+l2）/fmz ;查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-47l=90mm，l1=+(13)=28mm,l2=4mm,fmz1=300mm/z,fmz2=47.5mm/z代入的tj1=24.4s,tj2=154.105s;tj=178.5s。工序五 由公式tj=（l+l1+l2）/fn ;查机械制造技术基础课程设计指导教程表5-45l=80mm，l1=2.9mm,l2=3mm,f1=0.8mm/r,n1=272r/min，f2=0.8,n2=140r/min代入的：tj1=25.265s，tj2=46.02s,tj=71.29s。4.2.2 辅助时间tf的计算由tf=0.2tj得 工序十三tf=0.91s；工序十二tf=35.7；工序五tf=14.26s。4.2.3 其他时间的计算由tb+tx+(tz/m)=9%(tj+tf)得 工序十三tb+tx+(tz/m)f=0.49s；工序十二tb+tx+(tz/m)f=19.28s；工序五tb+tx+(tz/m)=7.7s。4.2.4 单件时间定额tdj的计算由tdj=tj+tf+tb+tx+(tz/m)得 工序十三tdj=5.94s；工序十二tdj=233.48s；工序五tdj=93.25s。第5节 专用机床夹具设计5.1 确定工序十三定位元件根据工序简图规定的定位基准，选用一面两销定位方案，长定位销与工件定位孔配合，限制四个自由度，定位销轴肩小环面与工件定位端面接触，限制一个自由度，削边销与工件夹口接触限制一个自由度，实现工件定位。定位孔与定位销的配合尺寸取为25H7/f6。对于工序尺寸而言，定位基准与工序基准重合，定位误差为0。5.2 确定工序十三对刀装置加工平面只需要在一个方向确定刀具的加工位置，选用方形对刀块及平塞尺对刀，塞尺厚度取3mm。5.3 确定工序十三加紧机构采用螺旋压紧机构。5.4 夹具体简图（图5-1）参考文献1陈国定. 机械设计. 北京：高等教育出版社，20132邹青. 机械制造技术基础课程设计指导教程. 北京：机械工业出版社，20173陆铁鸣. 新编机械设计课程设计图册. 北京：高等教育出版社，2003.