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课程设计 CA6140车床拨叉(831008)机械加工及夹具设计3.doc

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课程设计 CA6140车床拨叉(831008)机械加工及夹具设计3.doc

1计算与说明主要结果1、零件的分析1.1零件的作用CA6140车床的拨叉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。1.2零件的工艺分析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φ20021.00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M6的螺纹孔。下端有一个47°的缺口。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φ5050.025.0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φ5050.025.0的孔上下两个端面与φ20021.00的孔有垂直度要求,主要是1Ф50mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.07mm。2Ф50mm、Ф20mm的孔的上、下表面以及Ф50mm的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um。3Ф20mm的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um,精度为IT7。4Ф20mm的孔的上、下表面与Ф20的孔的垂直度误差为0.05mm。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采用专用夹具加工另外一组表面,并且保证它们之间的位置精度要求。2计算与说明主要结果2、工艺规程设计2.1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。2.2基面的选择(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φ20021.00mm孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用一组共两块V形块支承两个Ф20mm孔的外轮廓作主要定位面,以消除3个自由度,再用一个支承板支撑在Ф72mm的上表面,以消除3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。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发点,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。在生产纲领已确定为中批生产的条件下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,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退火工序二粗、精铣Ф20mm、Ф50mm的下表面,保证其粗糙度为3.2um工序三以Ф20mm的下表面为精基准,粗、精铣Ф20mm的孔的上表面,保证其粗糙度为3.2um,其上、下表面尺寸为30mm,工序四以Ф20mm的下表面为精基准,钻、扩、铰、精铰Ф20mm的孔,保证其内表面粗糙度为1.6um,垂直度误差不超过0.05mm工序五以Ф20mm的下表面为精基准,粗、半精镗Ф50mm的孔,保证其内表面粗糙度为3.2um工序六以Ф20mm的下表面为精基准,粗、精铣Ф50mm的上表面,保证其与孔的垂直度误差不超过0.07mm,3计算与说明主要结果其上、下表面尺寸为12mm工序七铣断工序八以Ф20mm的孔为精基准,钻Ф8mm的锥孔的一半Ф4mm,装配时钻铰工序九以Ф20mm的孔为精基准,钻Ф5mm的孔,攻M6的螺纹工序十以Ф20mm的孔为精基准,铣47°缺口,保证其粗糙度为12.5um工序十一去毛刺,清洗工序十二终检。上面的工序可以是中批生产,但是其效率不高,并且工序三中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。经综合考虑,采用下面的方案二。2、工艺路线方案二工序一退火工序二粗、精铣Ф20mm、Ф50mm的下表面,保证其粗糙度为3.2um工序三以Ф20mm的下表面为精基准,粗、精铣Ф20mm、Ф50mm的孔的上表面,保证其粗糙度为3.2um,Ф20mm的上、下表面尺寸为30mm,Ф50mm的上、下表面尺寸为12mm工序四以Ф20mm的下表面为精基准,钻、扩、铰、精铰Ф20mm的孔,保证其内表面粗糙度为1.6um,垂直度误差不超过0.05mm工序五以Ф20mm的下表面为精基准,粗、半精镗Ф50mm的孔,保证其内表面粗糙度为3.2um工序六铣断工序七以Ф20mm的孔为精基准,钻Ф8mm的锥孔的一半Ф4mm,装配时钻铰工序八以Ф20mm的孔为精基准,钻Ф5mm的孔,攻M6的螺纹工序九以Ф20mm的孔为精基准,铣47°缺口,保证其粗糙度为12.5um工序十去毛刺,清洗工序十一终检。4计算与说明主要结果2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定CA6140车床拨叉零件的材料为HT200硬度为190210HB,毛坯重量为2.2Kg,生产类型为中批量,铸件毛坯。又由(以下称〈〈工艺手册〉〉表1.31查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级,表2.24查得加工余量等级为G级,选取尺寸公差等级为CT10。根据以上资料及路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差(Ф20mm、Ф50mm端面)查工艺手册表2.24取Ф20mm、Ф50mm端面长度余量为2.5mm均为双边加工。铣削加工余量为a粗铣1.5mmb精铣1mm毛坯尺寸及公差为(35土0.3)mm(17土0.25)mm2、内孔(Ф50mm已铸成孔)查工艺手册表2.22.5,取Ф50mm已铸成长度余量为3mm,即已铸成孔Ф44mm。镗削加工余量为a粗镗2mmb半精镗1mm毛坯尺寸及公差为(48土0.3)mm(0.500.2550)mm3、其他尺寸直接铸造得到。2.5确定切削用量及基本工时2.5.1工序二粗、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的下表面(1)加工条件工件材料HT200。b0.16GPaHBS190210,铸件机床XA5032立式铣床刀具W18Cr4V硬质合金端铣刀W18Cr4V硬质合金端铣刀,牌号为YG6,由切削用量简明手册〉后称切削手册表3.1查得铣削宽度ae≤60mm,深度ap≤4,齿数Z10时,取刀具直径do80mm。又由切削手册表3.2选择刀具的前角ro5o后角ao8o副后角a'o8,刀齿斜角λs10o,主刃Kr60o,过渡刃Krε30o,副刃Kr5o,过渡刃宽bε1mm2切削用量2.5.1.1粗铣Ф20mm的下表面a切削深度因切削用量较小,故可以选择ap1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。ap1.5mm5计算与说明主要结果b每齿进给量由切削手册表3.30可知机床的功为7.5KW,查切削手册表3.5可得f0.140.24mm/z,由于是对称铣,选较小量f0.14mm/zc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(1.01.5)mm查切削手册表3.8,寿命T180mind计算切削速度按切削手册表3.27中的公式vvvovcvxymprpzvecdqvkTafuaz也可以由表3.16查得cv98mm/sn439r/minvf490mm/s又根据XA5032铣床参数,选n475r/minvf600mm/s,则实际的切削速度为1000occdnv即cv3.14804751000119.3m/min,实际进给量为fczvcvfnz即zvf600475100.13mm/ze校验机床功率查切削手册表3.24,Pcc1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW,所以PcmPcc,故校验合格。最终确定ap1.5mmnc475r/minvfc600mm/minvc119.3m/minfz0.13mm/zf计算基本工时mfLtV公式中LlyΔ根据切削手册表3.26,可得lΔ12mm,所以LlyΔ321244mm故mt44/6000.073min2.5.1.2粗铣Ф50mm的下表面n475r/mincvzvf0.13mm/zmt0.073min6计算与说明主要结果a铣削Ф50mm的下表面与铣削Ф20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即ap1.5mmnc475r/minvfc600mm/svc119.3m/minfz0.13mm/zb计算基本工时mfLtV公式中LlyΔ根据切削手册表3.26,可得lΔ0所以LlyΔ72mm故mt72/6000.12min2.5.1.3精铣孔Ф20mm的下表面a切削深度因切削用量较小,故可以选择ap1.0mm,一次走刀即可完成所需尺寸b每齿进给量由切削手册表3.30可知机床的功为7.5KW,查切削手册表3.5可得f0.50.7mm/r,由于是对称铣,选较小量f0.7mm/rc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(1.01.5)mm查切削手册表3.8,寿命T180mind计算切削速度按切削手册表3.27中的公式vvvovcvxymprpzvecdqvkTafuaz也可以由表3.16查得cv124mm/svf395mm/minn494r/min,根据XA5032铣床参数,选n475r/minvf375mm/min,则实际的切削速度为1000occdnv所以cv3.14804751000119.3m/min,实际进给量fczvcvfnz所以zvf375475100.08mm/ze校验机床功率查切削手册表3.24,Pcc1.1KW,而机床所提供ap1.5mmnc475r/minvfc600mm/svc119.3m/minfz0.13mm/zmt0.12minap1.0mmf0.7mm/rn475r/minvc119.3m/minzvf0.08mm/z7计算与说明主要结果的功率Pcm为1.7KW,所以PcmPcc,故校验合格。最终确定ap1.0mmnc475r/minvfc375mm/minvc119.3mm/minf计算基本工时mfLtV公式中LlyΔ根据切削手册表3.26,可得lΔ80mm,所以LlyΔ3280112mm故mt112/3750.3min2.5.1.4精铣Ф50mm的下表面a铣削Ф50mm的下表面与铣削Ф20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即ap1.0mmnc475r/minvfc375mm/minvc119.3mm/mb计算基本工时mfLtV公式中LlyΔ根据〈〈切削手册〉〉表3.26,可得lΔ80mm所以LlyΔ7280152mm故mfLtV152/3750.405min2.5.2工序三粗、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的上表面本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔Ф20mm、Ф50mm的下表面相同。2.5.3工序四钻、扩、铰、精铰Ф20mm的孔2.5.3.1钻Ф18mm的孔(1)加工条件工艺要求孔径d18mm,孔深l30mm,通孔,用乳化液冷却机床Z535型立式钻床刀具高速钢麻花钻头选择高速钢麻花钻头,其直径do18mm,钻头几何形状为由切削手册表2.1及表2.2选修磨横刃,β28oαo10o2Φ118o2Φ170obε3.5mmb2mml4mm2切削用量mt0.3minmt0.405min

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