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831007 含CAD图纸工序卡说明书等资料 CA6140车床拨叉831007 加工工艺及钻φ22孔夹具设计版本 CA6140车床拨叉831007加工工艺及钻 22孔夹具设计

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内容简介：

江南大学机械加工工序卡片产品型号CA6140零件图号T001产品名称车床零件名称拨叉831007共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工钻、扩、铰HT200毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸 件1607340.521设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z53511夹具编号夹具名称切削液专用钻夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件1塞规工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1以毛坯底边为基准， 钻20孔高速钢麻花钻，高速钢扩刀，硬质合金钢铰刀，游标卡尺，塞规，专用夹具6000.420.85014.2s2扩孔至21.8670121.81.8111s3铰孔至22 +00.021，保证孔的粗糙度590100.90.2113s4 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号CA6140零件图号T001产品名称 车床零件名称拨叉共 1页第 1页材料牌号HT200毛坯种类铸件毛坯外形尺寸160x73x54每毛坯可制件数2每台件数1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准终单件 1铣粗铣、半精铣40mm圆柱的上端面X51 立式铣床铣平面专用夹具、硬质合金端铣刀、游标卡尺 2钻、扩、铰钻、扩、铰两端22mm孔至图样尺寸Z525立式钻床钻孔专用夹具、莫氏锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀 3镗粗镗、半精镗55mm孔至图样尺寸T616卧式镗床高速钢镗刀、专用夹具、游标卡尺 4铣粗、半精铣73mm上台阶孔X51 立式铣床铣平面专用夹具、直柄立铣刀、游标卡尺 5铣粗、半精铣73mm下台阶孔X51 立式铣床铣平面专用夹具、直柄立铣刀、游标卡尺6铣铣断保证图样尺寸X61 卧式铣床错齿三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具 7钻钻螺纹孔M8Z353立式钻床高速钢麻花钻钻头、专用夹具 8攻攻螺纹孔M8攻丝机高速钢丝锥、塞规、专用夹具9钻钻8mm的锥销孔至一半，装配时再钻铰Z535立式钻床高速钢麻花钻头、专用夹具、高速钢铰刀10去毛刺，倒角钳工台平锉刀11检查描图描校底图号装订号标记处数更改文件号签字设计日期审核日期标准化日期会签日期 机械制造技术基础 课程设计说明书设计题目：设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加工艺规程及相关工序的专用夹具设计者：班 级：学 号：指导教师：江南大学 2014年6月23日 江南大学 机械制造技术基础课程设计任务书题目： 设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加工艺规程及相关工序的专用夹具内容：1. 零件图 1张 2. 毛坯图 1张3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张（或机械加工工艺规程卡片 1套）4. 夹具装配图 1张5. 夹具体零件图 1张6. 课程设计说明书 1份 班 级：学 号：学 生：指 导 老 师：系（教研室）主任：2014年6月23日 目录序言 -41、 零件的分析 -4 1.1、零件的作用 -4 1.2、零件的工艺分析 -42、 毛坯的确定 -5 2.1、选择毛坯 -5 2.2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 -5 2.3、设计毛坯图 -63、 工艺规程设计 -7 3.1、选择定位基准 -7 3.2、制定工艺路线 -7 3.3、选择加工设备和工艺设备 -8 3.4、确定切削用量及基本工时 -84、 夹具设计 -13 4.1、夹具设计任务 -13 4.2、确定夹具的结构方案 -14 4.3、切削力和夹紧力的计算 -14 4.4、钻床夹具图 -145、 设计总结 -176、 参考文献 -17 序 言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指教。一、零 件 的 分 析（一）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。零件上方的孔与操纵机构相连，下方的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。 （二）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需要加工的表面：1.小孔的上端面、大孔的上下端面；2.小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔；3.大头半圆孔；位置要求：小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm。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 的 确 定（一）选择毛坯零件材料为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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。由表5-1选用铸件尺寸公差等级CT12级。（二）确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。由机械制造技术基础课程设计指南，查表5-5选用加工余量为MA-G级，并查表2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量根据上述原始资料分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、外圆表面（及外表面）考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT9即可。又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对的中心轴线的尺寸偏差为1201.25的范围内。2、两端上表面，由工艺设计手册查的取其加工余量为4mm。3、两小孔 毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7IT8之间，参照机械制造技术基础课程设计指南确定工序尺寸及余量：钻孔： 2Z=21.8mm铰孔： 2Z=0.2mm4、中间孔（及）中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册得：孔的铸造毛坯为，的孔是在孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。参照机械制造技术基础课程设计指南确定工序尺寸及余量：粗 铣： 2Z=16mm半精铣： 2Z=2mm参照机械制造技术基础课程设计指南表5-29、5-30确定工序尺寸及余量：粗 镗： 2Z=4mm半精镗：5、螺纹孔及销孔此销和螺纹孔尺寸铸造为实体。各个加工表面的铸件加工余量如下表：加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量说明两端孔的内表面22mmG孔降一级双侧加工中间孔的内表面55mmG孔降一级双侧加工两端圆柱上表面50mmG0.7+4/4单侧加工中间孔上台阶面73mm5单侧加工中间孔下台阶面73mm5单侧加工（三）设计毛坯图如下图所示： 三、工 艺 规 程 设 计（一）选择定位基准基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。（1） 粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。（2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重复。（二） 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。再生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。处此之外，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 粗铣两头圆柱的端面，孔的上下端面。工序 半精铣两头圆柱的端面，孔的上下端面。工序 粗镗、半精镗孔至图样尺寸。工序 钻、扩、铰两端孔至图样尺寸。工序 钻M8的螺纹孔，攻M8的螺纹 ，钻的锥销孔钻到一半，装配时再钻通。工序 铣断保证图样尺寸。工序 去毛刺，检查。2、工艺路线方案二工序 粗铣、半精铣圆柱的上端面。工序 钻、铰两端孔至图样尺寸。工序 粗镗、半精镗孔至图样尺寸。工序 粗、半精铣上台阶孔，粗、半精铣下台阶孔。工序 钻M8的螺纹孔，攻M8的螺纹 ，钻的锥销孔钻到一半，装配时再钻通。工序 铣断保证图样尺寸。工序 去毛刺，检查。3、工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工完与22mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。而方案二悄悄相反，先是加工完22mm的孔，再以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。方案一的装夹次数少，但在加工22mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。其他两个面很难保证。因此，此方案有很大的弊端。方案二在加工三个面时都是用22mm孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求。这样也体现了基准重合的原则。这样一比较最终的工艺方案为：工序 粗铣、半精铣40mm圆柱的上端面。工序 钻、铰两端22mm孔至图样尺寸。工序 粗镗、半精镗55mm孔至图样尺寸。工序 粗、半精铣上台阶孔，粗、半精铣下台阶孔。工序 钻M8的螺纹孔，攻M8的螺纹 ，钻8mm的锥销孔钻到一半，装配时再钻通。工序 铣断保证图样尺寸。工序 去毛刺，检查。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。（三）选择加工设备和工艺设备1 机床的选择： 工序均为铣平面，可采用X51立式铣床。 工序采用立式钻床和攻丝机。 工序采用卧式镗床。 工序采用铣断机床。2 选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。在铰孔 ，由于精度不高，可采用硬质合金铰刀。4选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。5其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。（四）确定切削用量及基本工时确定切削用量及时间定额 ： 工序 粗铣、半精铣40mm圆柱的上端面 1.加工条件工件材料：HT200，HB=190241，铸造。加工要求：粗铣孔上端面。机床：X51立式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀，牌号YG6。铣削宽度，深度，齿数z=10，故据机械制造技术基础课程设计指南（后简称设计指南）取刀具直径do=80mm。2.切削用量铣削深度： 因为切削量较小，故可以选择。一次走刀即可完成所需长度，按设计指南表5-146查得。3.计算切削速度 按设计指南表5-157，然后根据选取再由公式 算得，查设计指南表6-71得机床X51的转速为n=160r/min，因此由公式 算得实际切削速度。4.校验机床功率 查设计指南，而机床所能提供功率为。故校验合格。最终确定 ap=2.0mm，nc=510r/min,Vfc=433mm/s，V c=450mm/s，f z=0.088mm/z。 5.计算基本工时 L=l+y+ ,y+ 查表为4mm，l=3.14*28=87.9mmL=l+y+=44mm，T=L/Vf=0.1min 工序 钻、铰两端22mm孔至图样尺寸1.加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：钻孔至21.8mm，精铰至22mm，保证孔壁粗糙度Ra=1.6m。机床：Z550台式钻床。刀具：YG8高速钢麻花钻21.8mm，钻头采用双头刃磨法，后角、二重刃长度、横刀长b=1.5mm、宽l=3mm、棱带长度 、 、。YG8高速钢铰刀22mm。2.计算切削用量2.1查切削用量简明手册 f=0.47-0.57，选0.5mm/s。 由切削手册表2.15 V=15mm/minNs=1000V/(3.14*21.8)=219.13mm/min由机床工艺手册选Z550，选取Nw=220r/min(表4.2-2)实际切削速度V=3.14*21.8*220/1000=15.06m/min切削工时T=（l+l1+l2）/Nwf查工艺手册6.2-5 l=51，l1=7.3 l2=1-4则T=0.57min 2.2钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.50.8mm，寿命 2.3铰到22的孔 查表 切削速度Vc=6m/min切削深度ap=0.2mm进给量f=1.2mm/rNs=1000V/（3.14*22）=86.86r/min查工艺手册4.2-2，选N=140r/min，实际切削速度v=3.14*22*140/1000=9.67m/min切削工时T=（l+l1+l2）/fn=0.31min（l1=1.06，l2=0） 工序 粗镗、半精镗55mm孔至图样尺寸。1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：粗镗中间孔至53mm、半精镗中间孔至54mm、精镗中间孔至55mm。机床：T616卧式镗床。刀具：YG8硬质合金镗刀。2.计算切削用量单边余量 分三次切除，则 第一次。根据简明手册4.2-20查得，取 。根据简明手册4.2-21查得，取：。3.计算切削基本工时：同理，当第二次，第三次时，进给量和，机床主轴转速都取64r/min，切削基本工时分别为100s和80s。 工序 粗、半精铣上台阶孔，粗、半精铣下台阶孔。1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。 加工要求：粗铣中间孔上端面至26mm，周径至71mm；粗铣中间孔下端面至26mm，周径至71mm；精铣两头孔的端面至50mm；保证粗糙度Ra=3.2m；精铣中间孔上端面至24mm，周径至73mm；精铣中间孔下端面至保证20mm,周径至73mm，保证端面粗糙度Ra=3.2m，保证孔壁粗糙度Ra=6.3m。机床：X5012卧式铣床。刀具：高速钢立洗刀20，齿数3。2.计算洗削用量 2.1铣削深度 因为切削量较小， ap=1mm 2.2查表切削手册表3.6 f z =0.040.03 取0.04 查表3.14 V c=19m/min 主轴转速 查工艺手册查表4.235 选机床5012 立式铣床 查表4.236 选取n=355r/min 实际切屑速度： 每分钟进给量：fm =fzznw=0.04x3x355=468.6mm/min 取f=470mm/min 时间： f zc=V fc/ncz=750/(30010)=0.25mm/z。2.3校验机床功率 查简明手册Pcc=2kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。最终确定 ap=4mm，nc=355r/min, V c=22.3m/min，f z=470mm/min。2.4其他工步计算粗铣中间孔下端面至24mm，周径至71mm；tm2=tm1=0.44min（各参数与粗铣中间孔上端面相同）精铣两端小孔上端面至50mm，精铣ap=1mm，取主轴转速n=855r/min实际切屑速度：选取vfc=450mm/s每齿进给量：fzc=vfc/nz=0.053mm/z精铣中间孔上端面至25mm周径至73mm，精铣 ap=1mm 取主轴转速n=855r/min切屑速度; 每分钟经给量：fm =fzznw =0.04x3x855=102.6mm/min取fm=100mm/min(L1、L2同粗加工，L=62x3.14=194.68)精铣中间孔下端面至25mm周径至73mm，各参数和精铣中间孔上端面一样 工序 钻M8的螺纹孔，攻M8的螺纹 ，钻8mm的锥销孔钻到一半，装配时再钻通。1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：先钻8mm的锥销孔，钻到一半后将与该孔配合的轴安装进去，把两者配做加工，为的使保证孔与轴的同轴度，同时在尺寸上保证距上端面10mm；再钻M8x1mm的螺纹孔，攻M8x1mm的螺纹。机床：组合机床。刀具：8mm麻花钻、7.5mm麻花钻、8mm的丝锥。2.计算切削用量2.1钻8mm的锥销孔根据切削手册表2.7查得，进给量为,现取f=0.25mm/z，由表2.13查得 v=14m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：2.2钻M8的螺纹孔刀具：6.7mm麻花钻。根据切削手册表2.13查得，进给量为现取f=0.25mm/z，v=14m/min，则：查简明手册表4.2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：2.3攻M8x1mm的螺纹刀具：丝锥M8，P=1mm切削用量选为：，机床主轴转速为：，按工艺手册选用C325机床选取：，实际切削速度V=3.14*8*220/1000=5.53r/min工作用时T=（l+l1+l2）/fn=0.24min 工序 铣断保证图样尺寸1. 加工条件工件材料：HT200，硬度190260HBS，b =0.16Gpa，铸造。加工要求：铣断后保证两边对称相等。 刀具：高速钢盘铣刀，厚度为4mm。 机床：X61W。2.计算切削用量查切削手册表3.3，选择进给量为：,切削速度为：，则：根据简明手册表4.2-39，取，故实际切削速度为：查切削手册表4.2-40，刚好有。计算切削基本工时： 工序 去毛刺，检查4、 夹 具 设 计（一）夹具设计任务 为提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动,需设计转专用夹具,并设计工序钻、铰两端22孔的专用夹具。本夹具将用于组合机床,刀具为麻花钻。（二）确定夹具的结构方案 1.确定定位元件 底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求,因此应以底面为主要定位基准,利用小头孔的外圆表面为辅助定位基准。 2.确定导向装置 本工序要求对被加工孔依次进行钻、扩、铰等三个工步