机械设计基础-机械设计技术基础课程设计

机械制造技术基础课程设计设计题目CA6140车床的拨叉班级1006092班姓名金宏昌学号100609209指导老师刘元朋日期2012年12月30日课程设计任务书题目CA6140车床的拨叉内容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4课程设计说明书1份目录序言1第1章零件的分析111零件的作用112零件的工艺分析1第2章工艺规程设计221确定毛坯的制造形式222基面的选择223制定艺路线3第3章机械加工余量及毛坯尺寸的确定631确定加工余量632确定毛坯尺寸6第4章确定切削用量及基本工时741各工序加工设备与工艺装备7第5章卡具的设计17心得体会18参考文献18序言机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。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20孔与操纵机构相连，二下方的50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20为中心的加工表面这一组加工表面包括20的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置021要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端有一个47的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。2以50为中心的加工表面这两组表面有一定的位置度要求,即50的孔上下两个端面与20的孔502021有垂直度要求。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加工另外一组。二、工艺规程设计一、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。（二）、基面的选择基面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，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。（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20孔的不加工外轮021廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个32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，此处不再重复。（三）、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工卡具,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。1工艺路线方案一工序一粗、精铣20孔上端面。工序二钻、扩、铰、精铰20、50孔。工序三粗、精铣50孔上端面工序四粗、精铣50、20孔下端面。工序五切断。工序六钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序七钻一个4孔，攻M6螺纹。工序八铣47凸台。工序九检查。上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。2工艺路线方案二工序一粗、精铣20孔上端面。工序二粗、精铣20孔下端面。工序三钻、扩、铰、精铰20孔。工序四钻、扩、铰、精铰50孔。工序五粗、精铣50孔上端面工序六粗、精铣50孔下端面。工序七切断。工序八钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序九钻一个4孔，攻M6螺纹。工序十铣47凸台。工序十一检查。上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。3工艺路线方案三工序一以32外圆为粗基准，粗铣20孔下端面。工序二精铣20孔上下端面。工序三以20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证垂直度误差不超过005MM,孔的精度达到IT7。工序四以20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证空的精度达到IT7。工序五切断。工序六以20孔为精基准，粗铣50孔上下端面。工序七以20孔为精基准，精铣50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过007。工序八以20孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序九以20孔为精基准，钻一个4孔，攻M6螺纹。工序十以20孔为精基准，铣47凸台。工序十一检查。虽然工序仍然是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整）。多次加工50、20孔是精度要求所致。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件材料为HT200，硬度190210HB，毛皮重量22KG，生产类型大批量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下1外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（20，50端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2225，取20，50端面长度余量均为25（均为双边加工）铣削加工余量为粗铣1MM精铣0MM2内孔（50已铸成孔）查工艺手册表2225，取50已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为44MM。工序尺寸加工余量钻孔2MM扩孔0125MM铰孔0035MM精铰0MM3其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。（五）确立切削用量及基本工时工序一以32外圆为粗基准，粗铣20孔上下端面。1加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,铸造。加工要求粗铣20孔上下端面。机床X6140卧式铣床。刀具W18CR4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度AEPCC。故校验合格。最终确定AP15MM，NC475R/MIN,VFC475MM/S，VC1193M/MIN，FZ016MM/Z。6）计算基本工时TML/VF3280/475009MIN。工序二精铣20孔上下端面。1加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,铸造。加工要求精铣20上下端面。机床X6140卧式铣床。刀具W18CR4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度AEPCC。故校验合格。最终确定AP10MM，NC475R/MIN,VFC475MM/S，VC1193M/MIN，FZ016MM/Z。6）计算基本工时TML/VF3280/475009MIN。工序三以20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证垂直度误差不超过005MM,孔的精度达到IT7。1选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时DO18MM，钻头采用双头刃磨法，后角O12，二重刃长度B25MM,横刀长B15MM,宽L3MM,棱带长度ML5112010302选择切削用量（1）决定进给量查切RMF/8607351203DL所以，R/按钻头强度选择按机床强度选择RMF/751RMF/530最终决定选择机床已有的进给量经校验校验成功。RF/480AX69FF（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为05MM，寿命MIN60T（3）切削速度查切修正系数RMVC/1801TVKMV1TVK故。0KX0APVKRMC/8IN/3180RDVNS查切机床实际转速为IN/27RC故实际的切削速度MNDVSC/4150（4）校验扭矩功率所以NMMC60N214MCM故满足条件，校验成立。EPKWP271计算工时IN1045273NFLTM由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下扩钻MIN/27RRF/480MIN/415VCD8190铰孔4精铰I/RRF/I/VC720IT工序四以20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证空的精度达到IT7。1选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时DO48MM，钻头采用双头刃磨法，后角O11，二重刃长度B11MM,横刀长B5MM,弧面长L9MM,棱带长度ML3112010302选择切削用量（1）决定进给量查切RMF/210按钻头强度选择按机床强度选择RMF/530最终决定选择Z550机床已有的进给量经校验F/4校验成功。MAX245016FFF（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0812MM，寿命MIN140T扩孔后刀面最大磨损限度（查切）为09MM，寿命I6铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查切）为MM，寿命MIN120T（3）切削速度查切修正系数RVC/01TVKMV01TVK故。01KX10APVKRMC/2MIN/6320RDVNS查切机床实际转速为IN/125RC故实际的切削速度MNDVSC/80（4）校验扭矩功率所以NMMC362NM2814MCM故满足条件，校验成立。KWPKE954扩铰和精铰的切削用量同理如下扩钻IN/12RRF/40IN/519VCMD75490铰孔M56M3精铰I/RRF/I/VC0IT计算工时IN52031287NFLTM所有工步工时相同。工序五切断。工序六以20孔为精基准，粗铣50孔上下端面。1加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,铸造。机床XA5032卧式铣床。刀具W18CR4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度AE60,深度APPCC27KW。故校验合格。6）计算基本工时TML/VF729/3750216MIN工序七以20孔为精基准，精铣50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过007。1加工条件工件材料HT200,B016GPAHB190241,铸造。机床XA5032卧式铣床。刀具W18CR4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度AE60,深度APPCC27KW。故校验合格。6）计算基本工时TML/VF729/3750216MIN结果AP10MM,F021MM/Z,NC235R/MIN,VFC6004MM/S工序八以20孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔）。1选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时DO4MM，后角O16，二重刃长度120450302选择切削用量（1）决定进给量查切RMF/0218按钻头强度选择按机床强度选择F5RMF/530最终决定选择机床已有的进给量经校验校验成功。RMF/20（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0508MM，寿命IN20T（3）切削速度查切修正系数RMVC/1801TVKMV1TVK故。01KXVV10APVKRMC/8MIN/4320RDNS查切机床实际转速为IN/1360RC故实际的切削速度MNDVSC/70（4）校验扭矩功率故满足条件，校验成立。MCMECP计算工时MIN021364NFLTM工序九以20孔为精基准，钻一个4孔，攻M6螺纹。1选择钻头选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时DO4MM，后角O16，二重刃长度120450302选择切削用量（1）决定进给量查切RMF/0218按钻头强度选择按机床强度选择F5RMF/530最终决定选择机床已有的进给量经校验校验成功。RMF/20（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切）为0508MM，寿命IN20T（3）切削速度查切修正系数RMVC/1801TVKMV1TVK故。0KX0APVKRMC/8MIN/14320RDVNS查切机床实际转速为MIN/1360RC故实际的切削速度NDVSC/70（4）校验扭矩功率故满足条件，校验成立。MCMECP计算工时IN021364NFLTM螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。祥见工艺卡片。工序十以20孔为精基准，铣47凸台。工序十一检查。其余几步数据见工艺卡片。三、卡具设计经过与老师协商，决定设计第IX道工序钻M6孔的钻床卡具。本卡具将用于Z525立式钻床。刀具为M6丝锥，以及4的高速钢麻花钻。问题的提出在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。（一）卡具设计1定位基准的选择出于定位简单和快速的考虑，选择20孔为基准，即以一面上一长销（自由度限制数5）配合以一挡销（自由度限制数1）使工件完全定位。再使用快速螺旋卡紧机构进行卡紧。2切削力和卡紧力计算本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力NKFDCFFYMI52010642810扭矩MZC6247由于扭矩很小，计算时可忽略。卡紧力为NFF0452取系数S115S2S3S411则实际卡紧力为FS1S2S3S4F1006N使用快速螺旋定位机构快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力。3定位误差分析本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。4卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧。为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。卡具上设置有钻套，用于确定的钻头位置。四、参考文献1赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书2版北京机械工业出版社,2000102李云,机械制造及设备指导手册北京机械工业出版社,199783孟少农,机械加工工艺手册北京机械工业出版社,199194徐圣群，简明加工工艺手册上海科学技术出版社，19912附加图纸零件图装配图夹具体零件图钻床夹具机械加工工艺过程综合卡片零件号831006材料HT200编制李超平20070411零件名称拨叉毛坯重量112KG指导机械加工工艺过程综合卡片生产类型中批生产毛坯种类铸件审核工序安装（工位）工步工序说明工序简图机床夹具或辅助工具刀具1123456粗车55MM圆半精车55MM圆