机械制造技术课程设计-CA6140车床拨叉[831005]机械加工工艺及铣18槽夹具设计【全套图纸】.pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目：设计“拨叉”零件加工工艺规程 及铣削 18 0 +0.012mm 槽工序专用夹具 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级：机械 05-8 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008-6-30 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 课程设计任务书课程设计任务书 一、设计题目一、设计题目 设计“拨叉”零件加工工艺规程及铣削 18 0 +0.012mm 工序专用夹具 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件草图 1 张 (2) 生产类型: 中批或大批大量生产 三、上交材料三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 工件的毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (5) 夹具装配图 1 张 (6) 夹具体图 1 张 (7) 课程设计说明书(60008000 字) 1 份 说明书主要包括以下内容（章节）说明书主要包括以下内容（章节） 目录 摘要（中外文对照的，各占一页） 零件工艺性分析 机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10 条以上) 课程设计说明书一律用 a4 纸、纵向打印. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 四、进度安排四、进度安排(参考参考) (1) 熟悉零件,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 成绩评定成绩评定 采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容 丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比 较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等： 设计方案一般， 设计说明书及设计图纸欠规范、 内容一般。 在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠 规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、 内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii 摘摘 要要 这次设计的是 ca6140 车床 （831005） 拨叉， 包括零件图、 毛坯图、装配图各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡 片各一张。首先我们要熟悉零件和了解其作用，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 进行工作。 然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定 毛坯的尺寸和械加工余量。最后拟定拨差的工艺路线图，制 定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认 识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术 基础课和专业课的知识，理论联系实际，从中锻炼自己分析 问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础， 并且为后续课程的学习打好基础。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv abstract this time i design the lathes of the shift forks ca6140(831005), including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .we should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a lathe, and the mainly role of the part is alter the speed. then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .finally, i design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. as far as my individual be concerned, i want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what i have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and the following courses studying 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 v 目目 录录 1.拨叉的工艺分析及生产类型的确定-1 1.1 拨叉的用途-1 1.2拨叉的技术要求-1 1.3审核拨叉的工艺性-2 1.4.确定拨叉的生产类型-2 2确定毛坯、绘制毛坯简图-2 2.1选择毛坯-2 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量-2 3拟定拔叉工艺路线-3 3.1定位基准的选择-3 3.2表面加工方法的确定-4 3.3 加工阶段的划分-4 3.4 工序的集中与分散-5 3.5，工序顺序的安排-5 3.6：确定工艺路线-5 4、 夹具设计-7 4.1 问题的提出-7 4.2 夹具设计-7 参考文献-9 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1.拨叉的工艺分析及生产类型的确定拨叉的工艺分析及生产类型的确定 1.1 拨叉的用途拨叉的用途 题目给定的零件是 ca6140 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 进 行 工 作 。 宽 度 为 18+0.0120mm 的槽尺寸精度要求很高，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 18+0.0120mm 的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。 1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 ca6140 拨叉共有两组加工表面。 1. 以 花 键 孔 的 中 心 线 为 基 准 的 加 工 面 。 这 一 组 面 包 括 攻 击 25 +0.23 0mm 的六齿方花键孔、22 +0.28 0花键底孔两端的 2x15 0 到角和 距中心线为 27mm 的平面。 2.以工件右端面为基准的 8 +0.03 0 mm 的槽和 18 +0.12 0mm 的槽 经上述分析可知， 对于两组加工表面，可先加工其中一组表面 然后借助于专用夹具加工另一组表面。 1.3 确定拨叉的生产类型确定拨叉的生产类型 依设计题目知：拨叉重量为 1.0kg，拨叉属轻型零件。该拨叉的 生产类型为中批生产。 2.工艺规程设计工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形成确定毛坯的制造形成 零件材料 ht200、考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲击性载 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 荷，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件的工作可靠。由于生 产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取砂型铸 造。经查表 2-1 取毛坯铸件的公差等级为 12 级,确定待加工表面的加 工余量为 30.8mm。 2.2 基准的选择基准的选择 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以 40 的外圆表面的粗基准。 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的 a 面为精基准。 23 制定工艺路线制定工艺路线 方案一 工序： 1粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 2粗、精铣削 b 面。 3铣削 8+0.030mm 的槽。 4铣削18 0 +0.012mm 的槽。 5拉花键。 方案二 工序： 1粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端 15倒角。 以 40mm 圆柱面为粗基准。 选用 c3163-1 转塔式六角车床及三爪卡盘夹 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 具。 2拉花键。以 a 面为基准， 3铣削槽 b 面。以花键的中心线及 a 面为基准。选用 x62w 卧式 铣床加专用夹具 4铣削 8+0.030mm 的槽。以花键的中心线及 a 面为基准。选用 x62w 卧式铣床加专用夹具。 5铣削18 0 +0.012mm 的槽。以花键的中心线及 a 面为基准。选用 x62w 卧式铣床加专用夹具。 方案分析： 上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方 案中 2.3.4 工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在 第一道工序的后边，这样，方案二中的 3.4.5 道工序很容易对工件进 行定位与加紧即以花键中心线和 a 面作为 3.4.5 道工序的定位基准。 此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较 合理。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片” 24 机械加工余量机械加工余量 ca6140 的拨叉材料为 ht200。毛坯重量为 1.0 kgb =160mpa hbs 生产类型为由大、中批量生产，采用砂型铸造。 根据上述的原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加 工余量，工序尺寸以毛坯尺寸如下： a 面的加工余量 a 面有 30.8mm 的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 矩形花键底孔。 要求以矩形花键的外径定心，故采用拉削加工内孔尺寸为22 0+0.28，见零件图 钻孔20mm 扩孔21mm 拉花键 花键孔要求以外径定心：拉削时加工余量取 2=1mm b 面的加工余量。 此工序分 2 个工步 1、粗铣 b 面 2、精铣 b 面。 精加工余量为 0.2mm 粗铣加工余量为 2.8mm 25 确定切削用量及基本工时确定切削用量及基本工时 工序 9 铣宽为 18 0 +0.012mm 槽 加工要求：用乳化液冷却，加工工件尺寸，宽 18 0 +0.012mm，长 l=40mm，加工余量 23mm 由于此工步的设计尺寸精度要求很高，用铣削加工很难达到尺寸 精度的要求，所以为了留给下一道公序磨削的加工余量，所以分两步 走，ae=23，ap=10mm， 1）选择刀具 铣刀参数：l=10 d=100mm d=30mm ro=15 ao=12an=6z=24 2）选择铣削用量 由于槽的宽度为 18mm, 故二次走完，ae=23mm ap=10mm 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 查表确定 f=0.5mm/r 现取 f=0.8mm/r fz=0.5/24=0.02mm/z 3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：得最大磨损量为 0.5mm.确定 刀具寿命：t=100min 4）确定切削速度 vc 和每齿进给量：决定切削速度 vc 和每齿进 给量 vf、由公式 vc=(cvxdoxqv)/(tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv)kv cv=25,qv=0.2,xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,km=1.12, ksv=0.8,ktv=0.82, kv=kmxksvxktv=1.12x0.8x0.82=0.79 vc=(cvxdoxqv)/(tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv)kv =98.6m/min n=1000vc/pdo=100098.6/3.14100=314r/min 根据 x62w 型铣床说明书选 nc=300r/min 实际速度 vc=pdonc/1000=94.2m/min 选 vfc=ncf=300x0.5=150mm/min 根据 x62w 型铣床说明书选选 vf=150mm/min fzc=150/30024=0.020mm/z 5）基本工时基本工时 tm=(l+l1+)i/vf=(40+20)x2/150=0.8（min） l1+=20mm i=2(走两次) 各个工序切削用、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一 起填入机械加工工艺卡片中，见附后表 1。 3 夹具设计夹具设计 31 分析加工分析加工位置位置及设计及设计思思路路 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 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 专用夹具。第 9 道工序铣宽为 18 0 +0.012mm 槽的铣床夹具。本夹具 将用与 x62 卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行 加工。 本夹具主要用来铣宽为 18 0 +0.012mm 的槽， 由于采用宽为 18 0 +0.012mm 的精密级高速钢直齿三面刃铣刀，一次铣削，所以主要应该考虑如何 提高劳动生产率，降低劳动强度 32 定位基准的选择定位基准的选择 由零件图可知，宽为 18 0 +0.012mm 的槽，其设计基准为花键孔中心 线为定位基准。因此选用花键心轴的中心线为主定位基准。 33 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算 刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，100mm, z=24 fz=cpt0.83sz0.65d-o.83bzkp 解得 fz =200 (n) 其 中cp=52， t=8mm, sz=0.08mm/s, b=8mm, d=100mm, z=24, kp=(hb/198)0.55 在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数 k= k1 k2 k3 k4 水平切削分力 fh=1.1 fz =220 (n) 垂直切削分力 fv=0.3 fz=60 (n) 其中： k1 为基本安全系数 1.5 k1 为加工性质系数 1.1 k1 为刀具钝化系数 1.1 k1 为断续切削系数 1.1 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 f,=kfh =1.5 x 1.1 x 1.1 x 1.1 x 200=400 (n) 实际加紧力为 wk= kfh/u1u2=400/0.5=800 (n) 其 中u1和u2为 夹 具 定 位 面 及 加 紧 面 上 的 磨 擦 系 数 ， u1=u2=0.025，所以，加紧力 w 已大于所需的 800(n)的加紧力，故本 夹具可安全工作。 3.4 定位误差分析定位误差分析 由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基 准不重合度误差。径向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺 寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的 心轴的制造精度和安装精度。 35 夹具设计及操作说明夹具设计及操作说明 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,以便装卸, 夹具体底面上的定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装 位置,以利于铣削加工。使本夹具总体的感觉还比较紧凑。 铣床夹具的装配图见附图 3 4 设计设计小结小结 为期三周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，课程设 计作为机械制造技术基础课程的重要环节，使理论与实践更加接 近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。 本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规 程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、 切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 通过此次设计，使我基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件 的编