1 一、零件分析 （一）、零件的作用 CA6140 車床的撥叉位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20 孔與操縱機構相連，二下方的 50 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 （二）、零件的工藝分析 CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以 20為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 20 的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求，孔壁上有一個裝配 時鉆鉸的錐孔，一個 M6 的螺紋孔。這三個都沒有高的位置度要求。 2. 以 50為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 50 的孔，以及其上下兩個端面。 這兩組表面有一定的位置度要求 ,即 50 的孔上下兩個端面與 20 的孔有垂直度要求。 由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。 二、工藝規(guī)程設計 (一 )確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，故選擇鑄件毛坯。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之 一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程中回問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，是生產無法正常進行。 （ 1）粗基準的選擇。對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則，現(xiàn)選取 20 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準，利用一組共兩塊 V 形塊支承這兩個 32 作主要定位面，限制 5 個自由度，再以一個銷釘限制最后 1個自由度，達到完全定位 ,然后進行銑削。 （ 2）精基準 的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算。 （三）制定工藝路線 制定工藝路線得出發(fā)點 ,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證 ,在生產綱領已確定的情況下 ,可以考慮采用萬能性機床配以專用工卡具 ,并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮 2 經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 1、 工藝路線方案一 : 工序 1 鑄造毛坯 工序 2 鉆擴兩孔 20 工序 3 半精銑底面 工序 4 粗鏜 半精鏜孔 50 工序 5 粗銑 半精銑 32 端面 工序 6 粗銑 半精銑 50 端面 工序 7 粗銑 32 圓柱側面 工序 8 鉆錐孔 8 及 M6底孔 工序 9 攻螺紋 M6 工序 10 半精絞 精絞兩孔 20 工序 11 切斷 工序 12 去毛刺 清洗 工序 13 終檢 2、 工藝路線方案二 : 工序 1 鑄造毛坯 工序 2 半精銑底面 工序 3 鉆擴兩孔 20 工序 4 粗鏜 半精鏜孔 50 工序 5 粗銑 半精銑 50 端面 工序 6 粗銑 半精銑 32 端面 工序 7 粗銑 32 圓柱側面 工序 8 鉆錐孔 8 及 M6底孔 工序 9 攻螺紋 M6 工序 10 半精絞 精絞兩孔 20 工序 11 切斷 工序 12 去毛刺 清洗 工序 13 終檢 3、 工藝方案比較分析 : 上述兩方案 :方案一 是先加工內孔 20, 再以 20 孔為基準加工底面，然后加工 50 內孔 ,而方案二 先加工底面 ,以底面為基準加工各面及 20 內孔 .由方案一可見 20 孔為基準加工底面精度易于保證 ,再以底面為基準加工 50 孔各面基垂直度要求 ,可保證便于定位加工，符合中批生產要求 ,方案二較為合理 。 因此，最后的加工路線確定如下： 工序 1 半精銑底面 /以 32 端面為基準，選用 X52K立式和專用夾具 工序 2 鉆擴兩孔 30/ 以 50 內孔為基準選用 Z3025搖臂鉆床和專用夾具 工序 3 粗鏜，半精鏜孔 50/ 以兩個圓粒 32 外圍及底面為粗基準 選用 T611臥式銑鏜床和專用夾具。 工序 4 粗銑 半精銑 50 孔端面 工序 5 粗銑，半精銑 32 端面 /以底面及 32 外圍為基準 工序 6 粗銑 32 圓柱側面 /以底面為基準， X62臥式銑床和專用夾具 工序 7 鉆錐孔 8 及 M6底孔 /以 20 端面為基準選 用 Z3025搖臂鉆床及 3 專用夾具 工序 8 攻螺紋 m6 工序 9 半精絞 ,精絞兩孔 20/ 以 50 內孔為基準 Z3025搖臂鉆床 工序 10 切斷 /以 20 端面及底面為基準選用 x62臥式銑床床和專用夾具 工序 11 去毛刺清洗 工序 12 終檢 , （ 四） 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉零件材料為 HT200 HB170 240，毛坯重量約 1.0Kg生產中批采用金屬型鑄造毛坯 。 依據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工面的機械加工余量，工序 尺寸及毛坯尺寸如下： (1)、 由于工件較小，為方便加工節(jié)省材料將兩件鑄在一起，同時加工 。 (2)、 鑄件的圓角半徑 按表 2.2.1 選則金屬型鑄造 R=3-5mm， 拔模斜度外表面 =0O30 。 毛坯熱處理方式為自然失效處理以消除鑄造應力 。 (3)、 兩內孔 20 +0.021 0,考慮其孔徑較小鑄造困難，為簡化鑄造毛坯外型，現(xiàn)直接將 32 圓柱鑄成實心的 。 (4)、 兩內孔精度要求 IT7參照機械制造工藝設計簡明手冊（以下簡稱工藝手冊）表 2.3-8 確定工序尺寸 及余量為： 鉆孔： 18 擴孔： 19.8 2Z=1.8mm 半精絞 ： 19.94 2Z=0.14mm 精絞 ： 20+0.0210 (5)、 內孔 50+0.05+0.25 毛坯為鑄孔 ,內孔精度要求 IT12表面粗糙度為 Ra3.6,參照工藝手冊表2.3-10確定工序尺寸及余量為 : 一次 粗鏜 45 二次 粗鏜 48 2Z=3 三次 半精鏜 49.7 2Z=1.7 四次 精鏜 5 0+0.50+0.25 2Z=0.3 (6)、 內孔 50 端面加工余量 (計算長度為 12-0.06-0.18)： 按照工藝手冊表 (2.2-3) (2.2-4) 得孔外端面單邊加工余量為 1.5,基準為 2.0 公差 CT=1.1 表 (2.2-1) 銑削余量 (2.3-2.1) 精銑削的公稱余量 (單邊 )為 Z=10 銑削公差：現(xiàn)規(guī)定本工序（粗削）的加工精度為 IT11級 ,因此可知本工序的加工尺寸偏差 -0.22mm(入體方向 ),由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差 ,因此規(guī)定的加工余量其實只是名義上的加工余量 ,實際上 ,加工余量有最大及最小之分 ,由于本設計規(guī)定的零件為中批生產應該采用調整法加工 ,因此在計算最大最小加工余量時應按調整法加工方式予以確定 . 50 基準端面毛坯尺寸加工余量 Zmax=2.0+1.1=3.1 4 Zmin=2.0-1.1=0.9 50 半精銑的加工余量 (單邊 )Z=0.8 粗銑加工余量 (單邊 )Z=1.2 毛坯名義尺寸 :12+22=16 毛坯最大尺寸 :16+1.12=1 8.2 毛坯最小尺寸 :16-0=16 粗鏜后最大尺寸 :12+0.8=12.8 粗鏜后最小尺寸 :12.8-0.22=12.58 半精鏜后與零件圖尺寸相同即 12-0.06-0.18 (7)、 兩 32 圓柱端面加工余量及公差 圓柱 32 圓柱端面為自由尺寸公差 ,表面粗糙度值要求為 Ra3.2,要求粗銑 、半精銑比對單邊余量 Z=1.5mm， 公差 CT=1.3。 32 半精銑的加工余量 (單邊 )Z=0.8 粗銑加工余量 (單邊 )Z=1.2 毛坯名義尺寸 :30+22=34 毛坯最大尺寸 :34+1.12=36.4 毛坯最小尺寸 :34-0=34 粗鏜后最大尺寸 :30+0.8=30.8 粗鏜后最小尺寸 :30.8-0.22=30.58 半精鏜后與零件圖尺寸相同即 30-0.06-0.18 （ 五 ） 加工基本工時 工序 1 粗銑 、 半精銑底面 1.選擇工具 據 切削手冊 (1)根據表 1.2選擇 YG6硬質合金刀具 根據表 3.1 銑前深度 ap4 銑削寬度 ae90 端銑刀直徑 D0=100mm 由于采用標準硬質 合金端銑刀 ,故齒數(shù) Z=10 (2)銑刀幾何形狀查表 (3.2) 由于 HBS=200150,r0=0 0=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s= -20 0=8 bq=1.2 2.選擇切削用量 (1)決定銑削深度 ap (由于加工余量不大 ,鑄體為金屬型 ,鑄造表面粗糙度為12.56.3 所以可以在一次走刀內切完 ) ap=h=2mm (2)決定每齒進給量 fz 當使用 YG6銑床功率為 7.5KW 查表 3.5時 fz=0.140.24mm/z 取 fz=0.18 (3)選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據表 3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時 2.0,精加工時 0.5,由于銑刀直徑 d0=100mm 故刀具壽命 T=180min (查表 3.8) (4)根據 (表 3.16)當 d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min 各修正系數(shù)為 : km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故 :c=t k=980.890.8=70m/min 5 n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min 根據 X52K型立銑說明書 (設計手冊表 4.2-35)選擇 n =300r/min fc=375mm/min 因此 實際切削速度和每齒進給量為 C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm /z (5)根據機床功率 : 根據表 3.24 當 HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min 近似 Pcc=3.8KW 根據 X52K型立銑說明機床主軸允許功率為 Pcm=7.50.75=5.63KW ,故Pcc200 d0=18mm f=0.430.53mm/r 由于 L/d=30/18=1.67 故應乘以孔深修正系數(shù) kcf=1 f= 0.430.53 mm/r (2)按鉆頭強度決定進給量 根據表 2-8 當 HBS=200 d=18mm 鉆頭強度允許的進給量 f=1.6mm/r (3)按機床進給機構強度決定進給量 根據表 2.9 當 HBS210 d0=20.5 機床進給機構允許的軸 向力為 6960N (Z3025鉆床允許的軸向力為 7848N 見設計手冊表 4.2-11)進給量為 0.6mm/r 從以上三個進給量比較可看出 ,受限制的進給量是工藝要求 ,其值為 f=0.430.53mm/r 根據 Z3025鉆床 ,選擇 f=0.5 mm/r 決定鉆頭磨純標準及壽命 由表 2.12 當 d0=18 時 ,鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.6mm,壽命 T=60min 切削進度 由表 2.15 HBS 170240, f=0.5mm/r d20 c=16m/min n =1000/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min 檢驗機床扭矩及功率 根據表 2.20 當 f=0.5mm/r d0150,r0=0 0=8Kr =45Kre=30 Kr=5 s= -20 0=8 bq=1.2 2選擇切削用量 (1)決定銑削深度 ap (由于加工余量不大 ,鑄體為金屬型 ,鑄造表面粗糙度為12.56.3 所以可以在一次走刀內切完 ) ap=h=2mm (2)決定每齒進給量 fz 當使用 YG6銑床功率為 7.5KW 查表 3.5時 fz=0.140.24mm/z 取 fz=0.18 (3)選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據表 3.7 銑刀刀 齒刀面最大磨損量為粗加工時 2.0,精加工時 0.5 由于銑刀直徑 d0=100mm 故刀具壽命 T=180min (查表 3.8) (4)根據 (表 3.16)當 d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min 各修正系數(shù)為 : km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故 :c=t k=980.890.8=70m/min n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min 根據 X52K型立銑說明書 (設計手冊表 4.2-35)選擇 n =300r/min fc=375mm/min 因此 實際切削速度和每齒進給量為 C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z (5)根據機床功率 : 根據 表 3.24 當 HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min 近似 Pcc=3.8KW 根據 X52K型立銑說明機床主軸允許功率為 Pcm=7.50.75=5.63KW 故 Pcc150,r0=0 0=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s= -20 0=8 bq=1.2 2選擇切削用量 (1)決定銑削深度 ap (由于加工余量不大 ,鑄體為金屬型 ,鑄造表面粗糙度為12.56.3 所以可以在一次走刀內切完 ) ap=h=2mm (2)決定每齒進給量 fz 當使用 YG6銑床功率為 7.5KW 查表 3.5時 fz=0.140.24mm/z 取 fz=0.18 (3)選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據表 3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時 2.0,精加工 時 0.5 由于銑刀直徑 d0=100mm 故刀具壽命 T=180min (查表 3.8) (4)根據 (表 3.16)當 d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min 各修正系數(shù)為 : km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故 :c=t k=980.890.8=70m/min n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min 根據 X52K型立銑說明書 (設計手冊表 4.2-35)選擇 n =300r/min fc=375mm/min 因此 實際切削速度和每齒進給量為 C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm /z (5)根據機床功率 : 根據表 3.24 當 HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min 近似 Pcc=3.8KW 根據 X52K型立銑說明機床主軸允許功率為 Pcm=7.50.75=5.63KW 故 Pcc150,r0=0 0=8Kr=45Kre=30 Kr=5 s= -20 0=8 bq=1.2 2選擇切削用量 (1)決定銑削深度 ap (由于加工余量不大 ,可以在一次走刀內切完 ) ap=h=6mm (2)決定每齒進給量 fz 當使用 YG6銑床功率為 7.5KW 查表 3.5時 fz=0.140.24mm/z 取 fz=0.18 (3)選擇銑刀磨純標準及刀具壽命 根據表 3.7 銑刀刀齒刀面最大磨損量為粗加工時 2.0,精加工時 0.5 由于銑刀直徑 d0=100mm 故刀具壽命 T=180min (查表 3.8) (4)根據 (表 3.16)當 d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 i=98m/min nt =32r/min ft=490mm/min 各修正系數(shù)為 : km=kmn=kmf=0.89 Ks=ksn=ksf=0.8 故 :c=t k=980.890.8=70m/min n=nt kn=3220.890.8=230r/min f=ft kt=4900.890.8=350.3mm/min 根據 X62型臥式銑說明書 (設計手冊表 4.2-35)選擇 n =300r/min fc=375mm/min 因此 實際切削速度和每齒進給量為 C=d0n /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/min Fzc=fc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm /z (5)根據機床功率 : 根據表 3.24 當 HBS= 170240 ae9mm ap2 d=100 Z=10 f=375mm/min 近似 Pcc=3.8KW 根據 X62型臥式銑說明機床主軸允許功率為 Pcm=7.50.75=5.63KW 故 PccPcm 因此所選擇的切削用量可以采用即 ap=2 f=375mm/min n=300r/min c=94.2m/min fz=0.125mm/z 3.計算基本工時 tm = L / f 式 中 L=20mm 根據表 3.26,對稱安裝銑刀 ,入切量及超切量 Y+=35 則 故 tm= L / nf=(20+3+4)/375=0.07 min 工序 7 鉆錐孔 8 及 M6 底孔 一 .鉆錐孔 8 1.錐柄麻花鉆 (GB1436-85) d=7.8 mm 鉆 頭幾何形狀為 (表 2.1及表 2.2)雙錐修磨橫刃 =30 2=118 be=3.5mm 0=12 =55 2.選擇切削用量 (1)按加工要求決定進給量 根據表 2.7 當加工要求為 H12HB精度鑄鐵硬度 HBS200 d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r 由于 L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù) kcf=0.95 則 10 f =(0.360.44) 0.95=0.34 0.42 mm/r 由鉆床 Z3025手冊取 f=0.4mm/r (2)決定鉆頭磨純標準及壽命 由表 2.12 ,當 d0=8時 ,鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.6mm 壽命 T=35min (3)決定切削速度 由表 2.15 硬度 HBS200 219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/min n =1000/d0=100022/(3.1420)=350 r/min 由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min 3.計 算工時 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(32+10)/4000.4=0.26min 二 .鉆 M6底孔 1.錐柄麻花鉆 (GB1436-85) d=5.2mm 鉆頭幾何形狀為 (表 2.1及表 2.2)雙錐修磨橫刃 =30 2=118 be=3.5mm 0=12 =55 2.選擇切削用量 (1)按加工要求決定進給量 根據表 2.7 當加工要求為 H12HB精度鑄鐵硬度 HBS200 d0=7.8mm 時 f=0.360.44 mm/r 由于 L/d=32/7.8=4 所以應乘以修正孔系數(shù) kcf=0.95 則 f =(0.360.44) 0.95=0.34 0.42 mm/r 由鉆床 Z3025手冊取 f=0.4mm/r (2)決定鉆頭磨純標準及壽命 由表 2.12 ,當 d0=8時 ,鉆頭后刀面最大磨損量取為 0.6mm 壽命 T=35min (3)決定切削速度 由表 2.15 硬度 HBS200 219 f=0.9mm/r d020mm c=22 m/min n =1000/d0=100022/(3.1420)=350 r/min 由鉆床說明手冊選取 n=400 r/min 3.計算工時 tm =L / nf= L+Y+/ nf=(6+10)/4000.4=0.1 min 工序 8 攻螺紋 M6 切削速度 =0.1m/s=6 m/min 則 ns =238 r/min 按機床選取 nw=19.5r/min 則 =4.9 m/min 基本工時 :L=6mm L1=3mm L2=3mm 攻 M6孔