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831007 KCSJ-09 合铸铣开拨叉 含CAD图纸工序卡说明书等资料 CA6140车床拨叉[831007]工艺及 铣断夹具设计 CA6140车床拨叉[831007]工艺及铣

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内容简介：

表1 机械加工工艺过程卡机械加工工艺过程卡片产品型号KCSJ-09零件图号09产品名称合铸拨叉零件名称拨叉材料牌号HT250毛坯种类铸件毛坯外形尺寸4050备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时01粗铣粗铣22孔上端面X51立式铣床专用铣 夹具2602粗镗粗镗55孔T68卧式镗床专用镗 夹具03粗、半精铣1) 铣出73圆柱孔；2) 粗铣55上端面；3) 半精铣22上端面。X51立式铣床专用铣 夹具04粗、精铰1）粗铰至；2) 精铰至Z525 立式钻床专用钻 夹具5205半精铣半精铣55端面X51立式铣床专用铣 夹具5006半精镗半精镗55孔T68立式镗床专用镗 夹具2.407钻、铰1)钻8孔；2)铰8孔Z525立式钻床专用钻 夹具408钻、攻1)钻M8底孔；2)攻螺纹Z525立式钻床专用钻 夹具2.509铣铣断X61卧式铣床专用铣 夹具15编 制审 核批 准共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片产品型号KCSJ-09零部件图号09产品名称零部件名称拨叉共 2 页第 1 页车间工序号工序号称材料牌号0201粗铣HT250毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式铣床X511夹具编号夹具名称切削液一面两销工位器具编号工位器具名称工布工时机动辅助工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工步工时机动辅助1粗铣22上端面铣刀具：YG6硬质合金端铣刀3611420.14126量具：（1）游标卡尺 （2）千分尺设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件编号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工艺卡片产品型号KCSJ-09零部件图号09产品名称零部件名称拨叉共 2 页第 1 页车间工序号工序号称材料牌号0202铰HT250毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液一面两销工位器具编号工位器具名称工布工时机动辅助工步号工步内容工艺装备主轴速度(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/r)背吃刀量(mm)进给次数工步工时机动辅助1粗铰孔刀具：专用铣刀1409.450.810.811262精铰孔至至1409.670.480.24252量具：圆柱塞规设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件编号签字日期标记处数更改文件号签字日期 目 录览第一章 机械加工工艺规程1第一节 序言1第二节 零件的分析21零件的作用22零件图23零件的工艺分析34工艺规程设计44.1确定毛坯种类44.2基面的选择54.3制定工艺路线64.4机械加工余量工序尺寸及公差的确定74.5确定切削用量及时间定额9第二章 夹具设计161 定位基准的选择162切削力和夹紧力计算163定位误差分析184夹具设计及操作的简要说明19设计总结21参考文献22第一章 机械加工工艺规程第一节 序言机械制造技术基础学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过对此门学科的课程设计，使我在下述各方面得到了锻炼：能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册及图表资料。培养了一定的创新能力。通过对CA6140拔叉的工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如互换性与测量技术基础、机械设计、金属切削机床概论、机械制造工艺学、金属切削原理与刀具等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！第二节 零件的分析1零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。零件上方的22孔与操纵机构相连，二下方的55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。2零件图3零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.小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2.大头半圆孔55 3.小头孔端面、大头半圆孔上下73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，可以粗加小头孔端面，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4工艺规程设计4.1确定毛坯种类1零件材料为HT250，零件结构较简单，中等批量生产，选择砂型铸造毛坯，查机械制造工艺设计简明手册，表2-2-5，选用铸件尺寸公差等级为CT-12。2确定加工余量及形状加工余量上端面 555上端面 555下端面 522孔 455 1073 103绘制铸件毛坯图4.2基面的选择定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（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22 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个40作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1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，这在以后还要专门计算，应该进行尺寸互算。（3）加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。(4）工序的集中和分散本拨叉选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工装、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。(5) 加工原则:1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准拨叉下端面2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3）遵循“先主后次”原则. 4）遵循“先面后孔”原则.4.3制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,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。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：01 划线10 以下端面为基准，钻18孔20 以下端面为基准，粗车40, 55, 73上端面，55, 73内圆0 以下端面为基准，精车40, 55, 73上端面，55, 73内圆340 以上端面为基准，粗车55, 73下端面50 以上端面为基准，精车55,73下端面60 以上端面为挡板，以55, 73内孔为基准，粗车18,至21.5，精度达IT870 以上端面为挡板，以55, 73内孔为基准，精车21.5,至22，精度达IT780 钻8圆锥孔90 钻7.8底孔，攻M8内螺纹100 铣断110 去毛刺120 检验4.4机械加工余量工序尺寸及公差的确定圆柱表面工序尺寸：前面已确定各表面加工余量，现确定各表面多工序的加工余量加工表面加工内容加工余量精度等级表面粗糙度工序余量钻18IT10最小最大粗车3.5IT83.23.2精车0.5IT71.60.21.01粗车96.38.79.3精车13.20.71粗车96.38.79.3精车16.30.71平面表面工序尺寸加工表面加工内容加工余量精度等级表面粗糙度工序余量40上下端面粗车46.33.74.3精车13.20.71.755上下端面粗车46.33.74.3精车13.20.71.773上下端面粗车46.33.74.3精车16.30.71.74.5确定切削用量及时间定额工序01. 划线根据图样技术要求，在毛坯上用划线工具画出加工界限工序10 钻18孔1. 选择钻头查切削，选择高速钢麻花钻钻头，=18钻头采用双锥后磨横刃，查切削表2-1-2，取后角=120二重刃长度=3.5，横刃长度b=2，弧面长度=4，棱带长度=1.5查表2-2得2=120，=302. 选择切削用量（1） 确定进给量按加工要求确定进给量，查切削表2-7，f=0.430.53查切削表2-7，修正系数k=1.0按钻头迁都选择，查切削表2-8，钻头允许进给量为1.45mm/n，按机床进给机构强度选择：查切削表2-9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给伟f=0.93mm/n以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是加工要求，其值为0.430.53mm/n，最终选择进给量f=0.48mm/n根据切削表2-9，由进给量和钻头直径得钻孔是轴线力=5880N，轴向修正系数为1，故=5880，根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N，故所选进给量可用.（2） 确定钻头磨钝标准及寿命查切削表2-1-2，得后刀面最大磨损限度为0.7mm，寿命T=50min（3） 切削速度查切削表2.30，切削速度计算公式为：其中=11.1 =18 =0.25 =9 =0 =0.4 =0.48m=0.125查得修正系数=0.85（4） 检验机床扭矩及攻率查切削表2.20，当f=0.51, 21时，修正系数为1.2 故=43.16x1.2=51.8NM查机床说明书，=144.2NM查切削表2.23，钻头消耗攻率=1.7KW查机床说明书，=2.8x0.81=2.26KW因为,最终确定=4.0mm=350mm/min =44m/min6） 计算基本工时查切削手册表1.26，入切量及超切量为=12.5mm= L=l+=160+12.5=172.5mm=粗车55, 73上端面，55, 73内圆孔，加工后表面粗糙度达到6.3，切削用量与粗车40上端面相同计算基本工时，查切削表1.26，入切量及超切量为=12.5mm=0.24min工序30 精车40上端面，以下端面为基准，加工后表面粗糙度达到3.2，保证55上端面垂直度要求刀具：YG硬质合金车刀机床：CA6140加工要求：精度40上端面，加工余量1mm，加工后表面粗糙度达到3.2选择=1mm，两次走刀查切削表1.6，进给量f=0.250.4mm/r，取f=0.4mm/r查切削表1.11，查得=90m/min=717r/min查简明手册取=700则实际切削速度v=88m/min当=600r/min每分钟进给量=0.4x700=280mm工时=0.59精车55, 73上端面，55, 73内圆孔，加工后满足孔德公差要求，切削用量与精车40上端面相同工时=*2=0.56min工序40 粗车55, 73下端面，以上端面为基准切削用量及工时与工序20一样工序50 精车55, 73下端面，以上端面为基准切削用量及工时与工序30一样，加工后满足孔的公差要求工序60 以上端面为挡板，以55, 73轴线为基准，粗车18到21.5，加工后精度达到IT18，表面粗糙度达到3.21.选择刀具查机械手册表5.26，选择硬质合金镗刀，取d=12,mm，总长L=1252.选择切削用量查课程设计表5-69，取=2mm，选择刀具类型为刀头，切削速度=0.661.32m/s，=0.31.0mm/r现取=0.9m/s=54m/min f=0.5mm/r取主轴转速=200每分钟进给量=0.5x200=100mm/r基本工时=工序70 以上端面为挡板，以55, 73轴线为基准，精车21.5到22，加工后精度达IT7，表面粗糙度达到7.6取=0.5mm，走刀两次查课程设计表5-9，取=1.1m/s=66m/min f=0.3mm/r去主轴转速300r/min每分钟进给量=0.3x300=90mm/r基本工时：=工序80 钻8孔，以22中心轴线为基准刀具：专用刀具机床：Z525立式钻床确定进给量：查切削表2.7，f=0.220.26mm/r 现取f=0.24mm/r查切削表2.15，v=14m/min主轴转速=571r/min取=600r/min则实际切削速度为v=14.7m/min切削基本工时=工序100 铣断 以22中心轴线为基准选择锯片铣刀,d=160mm，l=4mm，中齿，Z=40采用X61卧铣查切削表3.5，选择进给量f=0.1mm/z，切削速度v=27m/min则=54r/min查简明机械加工工艺手册表4.2，取=100r/min则实际切削速度v=50.2m/min每分钟进给量=z=0.1*40*100=400mm/min基本工时=0.25min第二章 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。（一）问题的提出：本夹具是用来铣断55的孔，由于此孔为预铸孔 ，在前面的加工过程中保证了加工精度，经过与老师商议决定采用X5032立式升降台铣床，设计铣断夹具。1 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。25的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的25孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的25孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。2切削力和夹紧力计算（1）刀具： 高速钢错齿三面刃铣刀4 机床： x61W型万能铣床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 （2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=20mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=2.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力3定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为一平面和二定位销，孔与销间隙配合。 （2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 该夹具以一面两销定位，两定位销孔尺寸公差为127。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献5可得： 两定位销的定位误差 ： 其中：， 且：L=127mm ，得 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 查5表1215有。 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。4夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本