设计“CA6140拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备夹具设计说明书.doc

机械制造课程设计说明书题目：设计“CA6140拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备 专 业 ： 工业工程 姓 名 ： 刘 博 班 级 ： 10工业工程2班 学 号 ： 201003030208 2013 年 07 月 03 日内容：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.机械加工工序卡片 14张4.夹具装配图 1张5.夹具零件图 1张6.课程设计说明书 1份 小组成员：刘博、杜贵卿、杨欢、王博指导教师：刘伟民、郝力文2013年7月4日目录前言一、零件的工艺性分析1.1、零件的作用1.2、零件的工艺分析二、机械加工工艺规程设计2.1、确定毛坯的制造形成2.2、基准的选择粗基准的选择精基准的选择2.3、制定工艺路线2.4、方案设定2.5、方案分析三、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定四、综合卡片五、工序卡片六、夹具的设计七、小结八、参考文献前言机械制造工程学课程设计是在学完了机械制工程学等课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的在于：1）培养学生运用机械制造工程学及相关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2）能根据被加工零件的技术要求，运用机床夹具设计的基本原理和方法，学会拟订机床夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。3）培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。本次课程设计共分为五部分，分别是：绘制、分析零件图，进行工艺审查；选择毛坯制造方式，画毛坯图；拟订工艺路线，确定加工工序；机床夹具总体方案设计。针对这四大块内容，我们进行了认真的分析，明确的分工，并协调合作，共同完成了此次任务。团队共四人，每个人在此次课程设计中都做出了很大的贡献，具体分工明细在说明书及分工明细表中均会体现出来！就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己将要从事的工作进行一次适应性训练，从中更加锻炼自己，巩固和加深理论教学内容，培养我们综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力，为以后走上工作岗位打下一个良好的基础！由于能力水平有限，经验不足，设计中难免有许多不足之处，恳请老师给予批评指导！2013年7月4日一、零件的工艺性分析1.1、零件的作用（一）零件的作用：题目给定的零件是拨叉（见下图）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，宽度为的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2、零件的工艺性分析拨叉的全部技术要求如下：项目公差等级偏差粗糙度定位基准的六尺方型花键孔花键孔中心线的花键底孔花键孔中心线两端的倒角花键孔中心线尺寸的槽花键孔中心线尺寸的槽花键孔中心线的花键槽宽花键孔中心线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的六齿方型花键孔0花键底孔两端的倒角和距中心线为的平面。2. 以工件右端面为基准的的槽和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。二、机械加工工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形成。零件材料为，因为是大批量生产所以选用金属型铸造完成。毛坯件加工余量：A端面为3.4mm、B端面为4mm。毛坯零件图如下图2.2基准的选择。1. 粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以的外圆表面为粗基准。2. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的面为精基准。2.3制定工艺路线。 制定工艺路线时需要考虑的主要问题有：怎样选择定位基准；怎样确定加工方法；怎样安排加工顺序以及热处理、检验等其他工序。本零件的加工面有端面、内孔、花键、槽等，材料为HT200灰铸铁，参考机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表1.4-7、表1.4-8及表1.4-17其加工方法选择如下：（1）A端面：粗铣精铣（2）B端面：粗铣精铣（3）8mm槽： 粗铣精铣（4）18mm槽：粗铣半精铣（5）直径20的孔： 钻、扩（6）倒角：锪（7）花键：拉2.4方案设定方案一工序：1.粗铣、精铣A端面2.钻孔、扩孔3.左倒角4.右倒角5.拉花键6.粗铣精铣B面7.铣8mm槽8.铣18mm槽方案二工序：1.粗铣A端面2.精铣A端面3.钻孔4.扩孔5.锪倒角6.粗铣B端面7.精铣B端面8.粗铣8mm槽9.半精铣8mm槽10.粗铣18mm槽11.半精铣18mm槽12.拉花键13.去毛刺14.终检2.5、方案分析：方案一缺点：因为在大批量中多次换刀所耗费的时间大于机床机床之间搬运以及装夹的时间，所以将同一加工工序的粗加工精加工放在放在同一工序中导致生产时间变长，影响生产效率。将拉花键放在铣端面和铣槽工序之前，会导致后面的工序的夹具难以设计，因为若使用心轴会将花键破坏掉。方案二的优点：将同一加工序的粗加工以及精加工放在不同的工序中，缩短了生产时间，提高了生产效率。将拉花键工序放在最后加工，这样前面的工序设计夹具时就可以使用心轴，大大简化了夹具设计的工作量。综合以上因素，我们组决定采用方案二。2.5、工序具体步骤以及计算1.粗铣A端面用X51立式铣床，高速钢西齿圆柱铣刀查切削手册得ap=2mm，v=22m/s，z=8查标准表得n=125r/min实际切削速度v=19.625m/s=1.2min装夹t=0.04，卸下t=0.03，横向移动工作台t=0.06辅助时间=0.13min单间时间=1.54min2.精铣A端面用X51立式铣床，高速钢西齿圆柱铣刀查切削手册得ap=1.4mm，v=26m/s，z=8查标准表得n=160r/min实际切削速度v=25.12m/s=1.15min装夹t=0.04，卸下t=0.03，横向移动工作台t=0.06辅助时间=0.13min单间时间=1.48min3.钻孔选用摇臂钻床Z35，高速钢钻头查切削手册得f=0.2，24，=382r/min查表得n=335r/min实际请切削速度v=21m/min,ap=10=1.37,辅助时间=0.13min单间时间=1.76min4.扩孔选用摇臂钻床Z35，高速钢锥柄扩孔钻查切削手册得f=0.09，=18.23，n=263r/min查表得n=265r/min实际请切削速度v=18.3m/min,ap=1=3.94,辅助时间=0.13min单间时间=4.78min5.锪倒角选用摇臂钻床Z35150度直柄锥面锪钻主轴转速n=265r/min6.粗铣B端面由切削手册得：每齿进给量fz=f/z=0.13mm/z初始经验切削速度Vc=28m/minn=1000V/d=141.47r/min 根据X63型铣床说明书选n=150r/minVc=nd/1000=29.7m/min fm=fznz=195mm/min根据X63型铣床说明书选fm=190mm/min每转进给量fr=1.3mm/rTm=(L+L1+)/ fm=0.238min7.精铣B端面由切削手册得：每齿进给量fz=f/z=0.05mm/z初始经验切削速度Vc=35m/minn=1000V/d=176,8r/min 根据X63型铣床说明书选n=190r/minVc=nd/1000=37.6m/min fm=fznz=95mm/min根据X63型铣床说明书选fm=95mm/min每转进给量fr=0.5mm/rTm=(L+L1+)/ fm=0.43min8.粗铣8mm槽由切削手册得：每齿进给量fz=f/z=0.30mm/z初始经验切削速度Vc=120m/minn=1000V/d=381.97r/min 根据X63型铣床说明书选n=375r/minVc=nd/1000=117.80m/min fm=fznz=2250mm/min根据X63型铣床说明书选fm=1180mm/min每转进给量fr=3.14mm/rTm=(L+L1+)/ fm=0.06min9.半精铣8mm槽由切削手册得：每齿进给量fz=f/z=0.02mm/z初始经验切削速度Vc=80m/minn=1000V/d=203.71r/min 根据X63型铣床说明书选n=190r/minVc=nd/1000=74.61m/min fm=fznz=83.6mm/min根据X63型铣床说明书选fm=95mm/min每转进给量fr=0.5mm/rTm=(L+L1+)/ fm=0.737min10.粗铣18mm槽ap=18、ae=23选用X63机床，功率10选用直齿三面刃铣刀（硬质合金钢）d=80、D=27、L=15、z=18，查切削手册Fz=0.3mm/z，初定速度Vs=100m/minNs=1000*Vs/（*dw）=398.09（r/min），取Nw=375（r/min）倒带Vw=Nw*dw*/1000=94.2m/minFmz=Fz*z*Nw=2025mmL=ae=22mmL1=+(13)=37mmL2=25 取4mmTj=（L+L1+L2）/Fmz=0.03min进给量=03*18=5.4mm背吃刀量：22mm11.半精铣18mm槽ap=18/ae=23选用X63机床，功率为10选用错齿三面刃铣刀D=100,D=32,L=18,z=16,查切削手册得Fz=0.150.30mm/z,初定0.2mm/z,初定速度为90m/minNs=1000*Vs/（*dw）=286.62（r/min）,取Nw=300（r/min）倒带Vw=Nw*dw*/1000=94.2m/minFmz=Fz*z*Nw=960mmL=ae=23mmL1=+(13)=50mmL2=25 取4mmTj=（L+L1+L2）/Fmz=0.08min进给量=0.2*16=3.2mm背吃刀量=23mm12.拉花键齿升量fz，查金属切削手册表5-6得0.060.10.取fz=0.06，拉削速度v=0.06m/s（3.6m/min）切削工时Tj=Zb*l*k/1000v*fz*z式中Fz齿升量Zb单面加工余量-系数，取1.17k系数,取1，14v进给速度l-切削长度:l=80mmz拉刀同时工作齿数，z=l/pp拉刀齿距拉刀齿距p查金属切削手册表5-7L7783时，p=13，z=7综上可得Tj=1.5801.171.14/10003.60.067=0.11min13.去毛刺14.终检三、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定的拨叉材料为。毛坯重量为生产类型为大批量生产，采用金属型铸造毛坯。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：毛坯余量及尺寸的确定A面的加工余量 面有3.4mm的加工余量，以达到把铸铁的硬质表面层切除的要求。B端面的加工余量。B面有4mm的加工余量，以达到把铸铁的硬质表面层切除的要求。确定工序和基本工时四、综合卡片工厂名综合工艺过程卡片产品名称及型号拔叉931005零件名称拔叉零件图号831005材料名称灰铸铁毛坯种类金属铸造零件质量/kg毛重2.1kg第 1 页牌号HT200尺寸83.4mm净重1kg共 1 页性能减振每料件数1每台件数1每批件数1工序号工序内容加工车间设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级时间定额夹具刀具量具单件准备-终结1234567891011121314粗铣A断面精铣A断面钻孔扩孔锪倒角粗铣B端面精铣B端面粗铣8mm槽精铣8mm槽粗铣18mm槽半精铣18mm槽拉花键去毛刺终检学校车间X51立式铣床X51立式铣床摇臂钻床Z35摇臂钻床Z35摇臂钻床Z35X63卧式铣床X63卧式铣床X63卧式铣床X63卧式铣床X63卧式铣床X63卧式铣床L6110卧式拉床专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具专用夹具高速钢圆柱铣刀高速钢钻头高速钢锥柄扩孔钻150度直柄锥面锪钻高速钢圆柱铣刀高速钢圆柱铣刀直齿三面刃铣刀直齿三面刃铣刀直齿三面刃铣刀直齿三面刃铣刀错齿三面刃铣刀高速钢拉刀游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺IT8IT8IT10IT10IT10IT7IT9IT7IT9IT11IT13IT131.21.151.373.940.238min0.43min0.032min0.638min0.03min0.08min0.11min000000000000更改内容编制抄写校对审核批准五、工序卡片机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号1铣端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件83.4mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数立式铣床X5111夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件02.87工步号工步内容工艺装备主轴转速(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A端面高速钢圆柱铣刀12519.62565211.20.13机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号2铣端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80.4mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数立式铣床X5121夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件02.87工步号工步内容工艺装备主轴转速(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精铣A端面高速钢圆柱铣刀16025.12801.411.150机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号3钻扩孔锪倒角HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数摇臂钻床Z3531夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件06.38工步号工步内容工艺装备主轴转速(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钻孔高速钢钻头335210.21011.370.13机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号4钻扩孔锪倒角HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数摇臂钻床Z3541夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件06.38工步号工步内容工艺装备主轴转速(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扩孔高速钢锥柄扩孔钻26518.30.09113.940.13机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号5钻扩孔锪倒角HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数摇臂钻床Z3551夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件06.38工步号工步内容工艺装备主轴转速(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锪倒角150度直柄锥面锪钻2651机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号6粗铣B端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm1设备名称设备型号设备序号同时加工件数X63卧式铣床X6361夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(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B端面高速钢细齿圆柱铣刀15029.71.3310.238min0 机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号7精铣B端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数X63卧式铣床X6371夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(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精铣B端面高速钢细齿圆柱铣刀19037.60.5110.43min0机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号8粗铣8mm端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数X63卧式铣床X6381夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(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8mm槽直齿三面刃铣刀375117.803.156&710.06min0机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号9精铣8mm端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数X63卧式铣床X6391夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(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精铣8mm槽直齿三面刃铣刀19074.610.5210.737min0机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号10粗铣18mm端面HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数X63卧式铣床X63101夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(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粗铣18mm槽直齿三面刃铣刀37594.235.42210.03min0机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号11半精铣18mm槽HT200毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数金属型铸件80mm11设备名称设备型号设备序号同时加工件数X63卧式铣床X63111夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速(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半精铣18槽错齿三面刃铣刀30094.23.22310.08min0机械加工工序卡片按格式1车间工序号工序名称材料牌号12拉花键HT200毛坯种