ca6140车床拨叉钻孔加工工艺及夹具设计(附件)【字数：5089】
日 期 2020.4.22 摘 要本论文以CA6140车床拨叉加工工艺及夹具设计为主要研究内容，在对拨叉零件图纸进行系统分析的基础上，选择了毛坯、刀具和机床，设计了专用夹具，确定了加工工艺路线，并编制了加工工序卡；利用UG对该拨叉零件进行三维建模和仿真加工，生成了数控编程；最终，完成零件加工，并且检验合格。
目录
引言 1
一、工艺分析及零件图 2
（一）产品分析 2
（二）毛坯选择 3
（三） 机床选用 3
（四）治具的设计 4
（六）工艺卡片清单 5
二、基于UG对车床拨叉零件分析及设计 5
（一）结构分析 5
（二）零件绘制 6
三、基于UG对零件数控编程 6
（一）毛坯块及坐标系的设置 6
（二）刀具参数设置 7
（三）加工工艺编制 7
五、尺寸检测 12
六、加工中出现的问题和解决措施 13
总结 14
参考文献 15
致谢 16
引 言
我通过企业顶岗实习了解到CA6140车床拨叉零件，并对该零件的加工过程进行了深入研究，所以本论文选择以CA6140车床拨叉的加工工艺及夹具设计为研究对象。拨叉零件的加工对精度要求非常高，包括同轴度，垂直度，表面粗糙程度等要求。数控加工是一种非常适合高精度加工的自动化加工技术，具有高效的优势。本次毕业设计过程中，通过资料查阅和车间经验总结，对零件图纸进行分析，选择合适的毛坯料、刀具及机床，制定机械加工工艺，并对夹具进行设计；最后，在UG上对零件进行分析、设计、编程及仿真，证明工件达到规定的设计参数，满足客户需求。
一、工艺分析及零件图
（一）产品分析
CA6140车床手柄座零件形状比较复杂，具体特征尺寸有φ25mm内孔、M22螺纹孔、φ60mm半圆孔以及16mm键槽。如图11所示为零件图。
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图11 零件图
（二）零件的工艺分析
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
/> 零件的材料为HT150，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.小头孔以及与此孔相通的锥孔、螺纹孔；
2.大头半圆孔；
3.拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
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）毛坯选择
1.确定毛坯种类
选择灰铸铁材料作为其零件的主要材料。
2.确定铸件加工余量及形状，毛坯尺寸如下：
（1）外圆表面（φ60mm）：由于所使用的零件外圆表面实质上是铸造毛坯，在粗糙度等方面不做过多强调，所以不进行相关处理径直加以铸造即可。
外圆上的表面沿圆心轴线的长度方向和外圆上的长度公差方向的平均加工余量及其长度公差(φ25mm,φ60mm外圆上的端面)；需要特别选择的是经由双面加工过的长度为φ25mm，φ60mm端面的长度剩余量均为2.5mm。
内孔(φ60mm已铸成φ50mm的孔)：可以考虑通过选择采用φ60mm的孔已铸成孔(其半径的长度余量大约为5mm)以直接实现大大降低材料使用成本的技术目标,其中铸成孔半径的长度是50mm。
槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量，中心线到铸出槽端面二者的中心线间隔一般要求中心线保持在47mm,其余间距尽量在3mm。
螺纹孔顶面加工余量，垂直测量维度上，φ25mm铸出螺纹管开孔余量轴线长度铸出后的螺纹管开孔顶孔截面间隔长度需始终控制在40mm，且铸出螺纹管开孔余量轴线长度间隔应始终保持为4mm。
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，进一步开展后续加工活动。同时，可以先对φ25通孔加以相应处理，随即将处理结果作为标准，开展有关的专用夹具加工工作，在此期间需要严格按照位置精度标准进行。考虑到该零件加工表面较为简单，施工程序并不复杂，位置精度较易保证，因此在其加工工艺的选择上采取常规手段即可。
机床选用
拨叉零件虽然体积不大，但是因为加工中对通孔的同轴度要求高，则采用专用CNC治具装夹，为方便零件快速成型及降低加工成本选择卧式加工中心机床，进行产品的加工。装夹工件时，零件需要精准的安装到工位上，需要要求机床精度高，操作方便，功能设备齐全。在完成一次装夹之后，不需要进行重新装夹，连续的完成铣，钻等多道加工工序。
卧式机床加工数控中心的主要工作原理:工件在机床完成一次装夹之后,系统计算机会自动控制各个机床按照不同的机床加工操作程序对机床进行加工,换刀,改变机床的主轴转速,进给的速度和机床运动的轨迹等其他的辅助控制功能,从而可以使机床加工的效率进一步高。选用的数控设备为龙门卧式加工中心，如图12所示；
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图12 卧式加工中心
（四）治具的设计
治具要根据零件的外形设计，同时也要考虑加工工艺以及零件的分析。基于确定生产目标（即大批量生产目标），在夹具选择上以专用夹具为主。（因不给拍照，所以没有实物图，只有三维图。）
目录
引言 1
一、工艺分析及零件图 2
（一）产品分析 2
（二）毛坯选择 3
（三） 机床选用 3
（四）治具的设计 4
（六）工艺卡片清单 5
二、基于UG对车床拨叉零件分析及设计 5
（一）结构分析 5
（二）零件绘制 6
三、基于UG对零件数控编程 6
（一）毛坯块及坐标系的设置 6
（二）刀具参数设置 7
（三）加工工艺编制 7
五、尺寸检测 12
六、加工中出现的问题和解决措施 13
总结 14
参考文献 15
致谢 16
引 言
我通过企业顶岗实习了解到CA6140车床拨叉零件，并对该零件的加工过程进行了深入研究，所以本论文选择以CA6140车床拨叉的加工工艺及夹具设计为研究对象。拨叉零件的加工对精度要求非常高，包括同轴度，垂直度，表面粗糙程度等要求。数控加工是一种非常适合高精度加工的自动化加工技术，具有高效的优势。本次毕业设计过程中，通过资料查阅和车间经验总结，对零件图纸进行分析，选择合适的毛坯料、刀具及机床，制定机械加工工艺，并对夹具进行设计；最后，在UG上对零件进行分析、设计、编程及仿真，证明工件达到规定的设计参数，满足客户需求。
一、工艺分析及零件图
（一）产品分析
CA6140车床手柄座零件形状比较复杂，具体特征尺寸有φ25mm内孔、M22螺纹孔、φ60mm半圆孔以及16mm键槽。如图11所示为零件图。
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图11 零件图
（二）零件的工艺分析
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
/> 零件的材料为HT150，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.小头孔以及与此孔相通的锥孔、螺纹孔；
2.大头半圆孔；
3.拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
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）毛坯选择
1.确定毛坯种类
选择灰铸铁材料作为其零件的主要材料。
2.确定铸件加工余量及形状，毛坯尺寸如下：
（1）外圆表面（φ60mm）：由于所使用的零件外圆表面实质上是铸造毛坯，在粗糙度等方面不做过多强调，所以不进行相关处理径直加以铸造即可。
外圆上的表面沿圆心轴线的长度方向和外圆上的长度公差方向的平均加工余量及其长度公差(φ25mm,φ60mm外圆上的端面)；需要特别选择的是经由双面加工过的长度为φ25mm，φ60mm端面的长度剩余量均为2.5mm。
内孔(φ60mm已铸成φ50mm的孔)：可以考虑通过选择采用φ60mm的孔已铸成孔(其半径的长度余量大约为5mm)以直接实现大大降低材料使用成本的技术目标,其中铸成孔半径的长度是50mm。
槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量，中心线到铸出槽端面二者的中心线间隔一般要求中心线保持在47mm,其余间距尽量在3mm。
螺纹孔顶面加工余量，垂直测量维度上，φ25mm铸出螺纹管开孔余量轴线长度铸出后的螺纹管开孔顶孔截面间隔长度需始终控制在40mm，且铸出螺纹管开孔余量轴线长度间隔应始终保持为4mm。
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，进一步开展后续加工活动。同时，可以先对φ25通孔加以相应处理，随即将处理结果作为标准，开展有关的专用夹具加工工作，在此期间需要严格按照位置精度标准进行。考虑到该零件加工表面较为简单，施工程序并不复杂，位置精度较易保证，因此在其加工工艺的选择上采取常规手段即可。
机床选用
拨叉零件虽然体积不大，但是因为加工中对通孔的同轴度要求高，则采用专用CNC治具装夹，为方便零件快速成型及降低加工成本选择卧式加工中心机床，进行产品的加工。装夹工件时，零件需要精准的安装到工位上，需要要求机床精度高，操作方便，功能设备齐全。在完成一次装夹之后，不需要进行重新装夹，连续的完成铣，钻等多道加工工序。
卧式机床加工数控中心的主要工作原理:工件在机床完成一次装夹之后,系统计算机会自动控制各个机床按照不同的机床加工操作程序对机床进行加工,换刀,改变机床的主轴转速,进给的速度和机床运动的轨迹等其他的辅助控制功能,从而可以使机床加工的效率进一步高。选用的数控设备为龙门卧式加工中心，如图12所示；
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图12 卧式加工中心
（四）治具的设计
治具要根据零件的外形设计，同时也要考虑加工工艺以及零件的分析。基于确定生产目标（即大批量生产目标），在夹具选择上以专用夹具为主。（因不给拍照，所以没有实物图，只有三维图。）
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