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CA6140车床拨叉831003零件的机械加工工艺规程及精铣18H11mm底槽夹具设计2【机械课程设计CAD图说明书工艺卡片工序卡】.zip
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机械课程设计CAD图说明书工艺卡片工序卡
CA6140车床拨叉
831003
零件的机械加工工艺及夹具设计
CA6140 车床拨叉
零件的机械加工 工艺规程及
- 资源描述：
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CA6140车床拨叉831003零件的机械加工工艺规程及精铣18H11mm底槽夹具设计2【机械课程设计CAD图说明书工艺卡片工序卡】.zip,机械课程设计CAD图说明书工艺卡片工序卡,CA6140车床拨叉,831003,零件的机械加工工艺及夹具设计,CA6140 车床拨叉,零件的机械加工 工艺规程及
- 内容简介：
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机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计设 计 者： 指导教师： 2 年 0日 学机械制造技术基础课程设计任务书题目：拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计内容： 1、零件图 1张 2、毛坯图 1张 3、机械加工过程卡 1张 机械加工工序卡 8张 4、夹具结构设计装配图 1张 5、夹具结构设计零件图 1张 6、课程设计说明书 1份班 级： 学 生： 指导教师： 19目录设计任务书前言一、 设计目的 (4)二、 零件分析（5）（1） 、零件的作用 （5）（2） 、零件的工艺分析 （5）三、 工艺规程设计（6） （一）、确定毛坯的制造形式 (6) （二）、确定定位基准 (6) （三）、确定工艺路线 (7) 四、 工序设计 （9） （一）、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 寸的确定（9） （二）、确定切削用量及基本工时 (10) 五、 夹具设计(16) （一） 、问题分析 (16) （二） 、结构设计 (16) 小结 参考文献前 言通过这次机械制造技术基础课程设计，将我们以前所学专业知识结合在一起，在设计的工程中有机械制造技术基础、互换性、金属热加工、机械制造工艺机械设计。让我们对所学的专业课得以巩固、复习和应用，使我们对知识有了更加深刻的认识和理解，并为即将要来的工作打下坚实的基础！这次设计主要是CA6140拨叉。首先我们通过零件图，自己设计加工工艺过程，这过程用到了大量的工艺学知识，我们不断的查表，最终确定合理的加工路线。然后是铣床夹具的设计，用到了机械制造基础，通过定位夹紧，最终确定尺寸。在这过程中，我遇到了困难，但是在老师的帮助下，都一一克服了，在此期间我还在图书馆查阅了相关的书籍，而且和同学相互讨论，共同进步，最终完成了此次设计，对于他们的帮助我表示感谢。但是由于自身能力有限，没有什么实际经验，所以设计还存在许多不足，希望老师多多指出，这样在毕业设计和以后工作中才能更好的完成任务，谢谢！ 1、 设计目的机械设计制造基础课程设计是在学完了机械制造技术基础、进行了生产实习之后的下一个教学环节。它一方面要求我们通过设计能获得综合运用过去所学过的全部工艺过程及结构设计的基本能力，另外，也为以后作好毕业设计进行一次综合训练和准备。我们通过机械制造技术基础课程设计，应该在下述各方面得到锻炼：（1） 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。（2） 提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。（3） 学会使用手册及图表资料。掌握与本次设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。二、零件分析 （一）、零件的作用题目所给的零件拨叉831003是用于CA6140车床，主要起换挡，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。零件上平面与操纵机构相连，而下方的18H11槽则是用于控制拨动齿轮，花键孔用于与花键相连。宽度18mm的槽寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为18mm的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。 （二）、零件的工艺分析 拨叉这个零件从零件图上可以看出，它一共有两组加工表面，而这二组加工表面之间有一定的位置要求，现将这二组加工表面分述如下：1以25mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：25H7mm的l六齿花键孔及倒角，尺寸为80与花键孔垂直的两端面，尺寸为18H11与花键孔垂直的通槽。2 与25mm花键孔平行的表面。这一组加工表面包括：与花键孔中心轴线相距22的上表面，与上表面垂直的二个M8通孔和一个 5锥孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：1 上表面与25mm花键孔中心线平行度为0.10；2 18H11通槽两侧面与与25mm花键孔中心线的垂直度为0.08。 由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、内花键和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证内花键的加工精度容易。因此，对于拨叉831003来说，加工过程中的主要问题是保证内花键的尺寸精度及位置精度，处理好内花键和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。由上工艺分析知，上端面与槽边均与花键轴有位置度公差，所以，保证内花键高精度是本次设计的重点、难点。三、工艺规程设计(一)、确定毛坯的制造形式 零件的材料是HT200，工作环境良好，不会承受较大的冲击载荷，由于年产量为4000件，已经达到了大批量生产，并且材料可铸。因此从提高生产率、保证经济性的角度讲，应该采用铸造成型中的“金属型铸造”的方法来制造毛坯。 （二）、确定定位基准 1 、粗基准的选择选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。粗基准选择应当满足以下要求：（1） 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，选择40的外圆作为拨叉的加工粗基准。2、精基准选择的原则（1） 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。（2） 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。（3） 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的内花键槽，适于作精基准使用。选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准。(3) 、确定工艺路线 因25mm花键轴孔对是零件整体位置基准的一个确定，故它们的加工采用工序集中原则，较少装夹次数，以提高加工精度。由于该零件生产类型为大批量生产，所以应尽量使工序集中来提高生产率，除此之外，还应降低生产成本。 方案一工序号加工步骤1铣端面2钻，扩花键底孔223内花键孔倒角154拉花键孔5铣上表面6钻M82孔7铣通槽18H118攻螺纹9去毛刺10检验方案二工序号加工步骤1铣端面2钻，扩花键底孔223内花键孔倒角154 铣上表面5钻M82孔6铣通槽18H117拉花键孔8攻螺纹9去毛刺10检验方案比较：上述两个工艺方案的在区别在于：方案一是先拉花键孔，再以该花键孔为基准加工其余平面；方案二是先加工上下面，再加工花键孔。两相比较可以看出，方案一可以避免加工上表面和槽的设计基准和加工基准不重合的问题，而方案二不能而且拉花键孔在铣槽后，工序4.5.6很难定给和夹紧，所以选用方案一作为零件的加工工序。 四、工序设计（1） 、确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸“拨叉”两件的材料为HT200，净重为0.84Kg，生产类型为大批量生产，可以采用“金属型铸造”的方法进行毛坯的制造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1、 铣端面毛坯的尺寸公差为CT8，可以从机械制造设计简明手册得到CT8=1.6mm。相应计算如下：最大极限尺寸=80+3+CT8/2=83.2mm最小极限尺寸=80+3-CT8/2=82.2mm7540的端面的半精加工余量为1mm，粗加工余量3-1=2mm。2、 预制孔及花键加工预制孔时，由于铸造是没铸出，切为一次钻、扩，通过拉削后保证花键尺寸25H7mm，预制孔尺寸22H12 mm，查机械加工工艺手册表2.3-54得花键拉削余量为0.70.8mm，取0.8mm，即预制孔加工到21.2mm,一次拉削到设计要求，查机械加工工艺手册表1.12-11得花键偏差为mm。3、18H11槽铸造时槽没铸出，参照机械加工工艺师手册表21-5，得粗铣其槽两边双边机加工余量2Z=2.0mm，槽深机加工余量为2.0mm，再由参照参考文献切削用量简明手册表21-5的刀具选择可得其极限偏差：粗加工为mm，精加工为mm。粗铣两边工序尺寸为：18-2=16mm；粗铣后毛坯最大尺寸为：16+0.11=16.11mm；粗铣后毛坯最小尺寸为：16+0=16mm；粗铣槽底工序尺寸为：33mm；粗铣两边工序尺寸为：18；已达到其加工要求：18。 4、2-M8螺纹偏差及加工余量： 参照机械加工工艺手册表2.2-2,2.2-25,2.3-13可以查得：钻孔的精度等级：IT=12，表面粗糙度Ra12.5，尺寸偏差是0.15mm。查机械加工工艺手册表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。确定工序尺寸及 加工余量为：加工该组孔的工艺是：钻-攻丝钻孔：6.7mm攻丝：攻2-M8螺纹孔（2） 、确定切削用量及基本工时 工序1：铣端面。 工步1：粗铣左端面 背吃刀量为=3.0-1.0=2.0mm。 进给量的确定：按切削用量简明手册中表3.3选取该工序的每齿进给量为 =0.2mm/z。 铣削速度：参考实用机械加工工艺手册得，选用高速钢套式面刃铣刀，镶齿铣刀，其中在按表5-9在d/z=80/10的条件下选取。铣削速度为v=41.4m/min。有公式n=1000r/d可以得到:n=100041.4/80=82.4r/min 由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n=100r/min,所以，实际 的铣削速度为：V=nd/1000=1003.1480/1000=25.1m/min 基本时间t: 根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角=90）的基本时间计算公式:t=()/。其中，=75mm，=13mm，取=2mm，=40mm。则有： =0.5（d- ）+(1 3)=0.5(80-)+2=11mm。 =n=zn=0.210100=200mm/min t=()/=(75+11+2)/200=0.58min 工步2：粗铣右端面 粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。 切削工时 l=45mm，l=11mm，l=2mm t= =0.49min 工步3：精铣左端面 =1mm ， ，v=50.4m/min 采用高速三面刃铣刀，d=160mm,齿数Z=16。 n=100.3r/min 按机床选取n=160/min （表415） 故实际切削速度=50.4r/min切削工时 l=75mm，l=11mm，l=3mm t= =0.62min 工序2：钻、扩花键底孔工步1：钻孔 20f=0.2mm/r =15m/min n=238.8r/min 立式钻床Z535，由表4-9选取 n=400r/min 故实际切削速度 =0.35m/s 切削工时 l=20mm，l= 10mm，l=1mm t= =0.4min 工步2：扩孔 22 f=0.8mm/r =27.5m/min n=398r/min 按机床选取 n=400r/min 故实际切削速度 =0.16m/s 切削工时 l=20mm，l= 3mm，l=2mm t= =0.5min 工序3：倒角1.0715 f=0.05/r =35m/min n=428.7r/min 按机床选取 n=450r/min 切削工时 l=2.0mm，l= 3mm， t= =0.26min 工序4：拉花键孔 单面齿升 0.05 v=3.6m/min 切削工时 t=式中：h单面余量1.5（由 22 25）； l拉削表面长度80； 考虑标准部分的长度系数，取1.20； K考虑机床返回行程的系数，取1.40； V切削速度3.6m/min； S拉刀同时工作齿数 Z=L/t。 t拉刀齿距， t=(1.251.5)=1.35=12 Z=L/t=80/126齿 t=0.13min工序5：铣上、下表面 工序1：粗铣上表面的台阶面 =2mm =40.5m/min采用高速三面刃铣刀，d/Z=80/10 n=165r/min按机床选取n=160r/min 故实际切削速度=41.4m/min切削工时 l=80mm，l=110mm，l=2mm t= =0.96min 工步2：精铣台阶面 =1mm =32r/min采用高速三面刃铣刀，d/Z=80/10。 n=0.455r/s (33r/min)按机床选取n=30r/min=0.5r/s （表417） 故实际切削速度=35r/min切削工时 l=80mm，l=110mm，l=2mm t= =1.55min 工步3：粗铣下表面保证尺寸75 本工步的切削用量与工步1的切削用量相同 切削工时 l=40mm，l=110mm，l=2mm t= =0.79min 工序6：钻2-M8底孔（ 6.80） f=0.36/r =0.35m/s n=983.4r/min 按机床选取 n=960r/min=16r/s 故实际切削速度=21.0m/min切削工时 l=2mm，l= 4mm，l=2 t= =0.08min工序7：铣槽18H11 工步1：粗铣 =29m/min 采用粗齿直柄立铣刀，d/Z=16/5 n=577r/min 按机床选取n=600r/min 故实际切削速度=28.9m/min 切削工时 l=30mm，l=2mm，l=0mm t= =0.21min 因为要走刀两次，所以切削工时为0.42min 工步2：精铣通槽 =20m/min 采用细齿直柄立铣刀，d=12mm,齿数Z=5。 n=530r/min 按机床选取n=600r/min 故实际切削速度=19.9m/min 切削工时 l=30mm，l=2mm，l=0mm t= =0.29min 因为走刀两次，所以切削工时为0.58min 工序8：攻螺纹2M8 v=5m/min n=199r/min按机床选取n=195r/min 故实际切削速度=4.99m/min 切削工时 l=2mm，l=3mm，l=0mm =0.15min 五、夹具设计 （一）、问题分析本夹具主要用来精铣18H11mm底槽，该底槽侧面对花键孔的中心线要满足尺寸要求以及垂直度要求。在精铣此底槽时，其他都是未加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 （二）、结构设计1、定位基准的选择由零件图可知：粗铣平面对花键孔的中心线有尺寸要求及垂直度要求，其设计基准为花键孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用特制心轴找中心线，这种定位在结构上简单易操作。采用心轴定心平面定位的方式，保证底槽加工的技术要求。同时，应加一圆柱销固定好心轴，防止心轴带动工件在X方向上的旋转自由度。其中中间轴限制两个自由度，分别为两个轴向的滑动自由度;平面限制三个自由度，轴向方向的移动自由度、绕两坐标轴的旋转自由度。2、 定位误差分析该夹具以平面定位心轴定位，心轴定心元件中心线与底槽侧面规定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差为mm。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工序公差。即：+与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：=+由机床夹具设计手册可得：（1） 、平面定位心轴定心的定位误差：=0（2） 、夹紧误差：=（-）COS其中接触变形位移值：=（+）（）=0.004mm =COS=0.0036mm（3） 、磨损造成的加工误差：通常不超过0.005mm（4） 、夹具相对刀具位置误差：取0.01mm误差总和：+=0.0522mm0.11mm从以上的分析可见，所设计
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