设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备粗铣大端面课程设计说明书.rtf
CA6140车床拨叉的机械加工工艺及工艺设备粗铣大端面设计带CAD图
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CA6140车床拨叉的机械加工工艺及工艺设备粗铣大端面设计带CAD图,CA6140车床拨叉,加工工艺及铣,CA6140 车床拨叉,的机械加工 工艺,CAD 图纸,CA6140车床拨叉加工工艺及铣端面,加工工艺及铣端面,CA6140车床拨叉的,的机械加工工艺,机械加工工艺
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制造工艺学课程设计机械制造工艺学机械制造工艺学课程设计说明书设计题目设计题目 设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备设计者设计者 田磊指导教师指导教师 史红哈 尔 滨 理 工 大 学哈 尔 滨 理 工 大 学2008.61目录目录一.机械制造技术基础课程设计任务书 第1页二.序言 第2页三.零件的分析 第2页四.工艺规程设计 第3页五夹具设计 第11页六.总结 第13页七.参考文献 第14页机械制造工艺学课程设计任务书机械制造工艺学课程设计任务书题目题目: 设计”CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺规则及工艺装备内容内容：1.零件图 1张2. 机械加工工艺过程综合卡片 1张3. 机械加工工序卡片 1张4. 夹具设计装配图1张5.夹具体图纸 1张6.课程设计说明书 3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、零件的分析零件的作用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。零件的工艺分析零件的工艺分析CA6140车床共有两组组加工表面，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：20021. 00的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有8的锥孔加工一半装配时钻铰，一个M8的螺纹孔。下端有一个45的斜凸台。其中20021. 00的孔与其上端面有垂直度要求。2. 以50为中心的加工表面这一组加工表面包括：5050. 025. 0的孔，以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求,即5050. 025. 0的孔上下两个端面与20021. 00的孔有垂直度要求。二、 工艺规程设计(一一)确定毛坯的制造形式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（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。对于零件而言为了不对加工的精度造成影响，尽可能选择不加工的表面和与5加工表面无关的表面为粗基准。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20021. 00孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，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，再以一个支撑套限制最后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（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,由于生产纲领确定为中批量生产,所以采用万能性机床配以设计专用工卡具,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20孔；工序三 粗、精车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6孔（装配时钻铰锥孔）。工序七 钻一个4孔，攻M6螺纹。工序八 检查。上面工序较集中加工效率较高，但对设备要求较高。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20孔。工序四 粗车、精车50孔。工序五 粗、精车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6孔（装配时钻铰锥孔）。工序九 钻一个4孔，攻M6螺纹。工序十 检查。上面工序可以适合大多数生产，但工序分散，效率较低。综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线，叙述如下：3.工艺路线方案三工序一 以20孔为粗基准粗铣20下端面，粗铣50下端面；工序二精铣20下端面和50下端面； 工序三 以20孔上端面为精基准,钻扩铰精铰20孔；工序四 以20孔为粗基准粗车50上端面,粗车50孔；工序五 精车50孔及其上端面;工序六 切断；工序七 以20孔为精基准 钻一个4孔，攻M6螺纹；工序八 以20孔为精基准钻8孔（加工一半装配时钻铰);工序九 检查 分析：此工艺路线虽然九步但功率大大提高了，其中车50的孔和车上端面放到一个工序里提了效率而且能够保证精度要求。以上工艺过程详见工艺过程卡片。7（四四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定机械加工余量、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2.2kg，生产类型中量，铸造毛坯。据以上原始资料及加工路线，由于我的工序是铣大端面，现确定此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手册（以下称工艺手册），取20，50端面长度余量均为3.4（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0.7mm2. 内孔（50已铸成孔）查工艺手册可得，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 0.125mm铰孔 0.035mm精铰 0mm3. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为中批量生产，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，粗铣大端面。 1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣大端面。机床：X5140铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度ap=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=40mm。2. 切削用量1 ） 铣 削 深 度 因 为 切 削 量 较 小 ， 故 可 以 选 择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。2）每齿进给量 机床功率为7.5kw。查切削手册f=0.140.24mm/z。，选较用f=0.14 mm/z。3 ） 计 算 切 削 速 度 按 切 削 手 册 ， V c=vpvvevzvpmvovKZuayfXaTqdC算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=119.3m/min，f z=0.16mm/z。4）计算基本工时tmL/ Vf=(72+16)*2/475=0.37min。工序二 精铣大端面以及20孔上端面。1. 加工条件机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6,齿数z=1,故据切削手册取刀具直径do=80mm。2. 切削用量9 1)每齿进给量 机床功率7.5kw查f=0.14-0.24mm/z,选用f=0.2mm/z. 2) 计 算 切 削 用 量 查 得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s.根据铣床参数选取 nc=475r/min,Vfc=475mm/s 则 实 际 切 削 速 度 Vc=3.14*80*475/1000= 119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z. 3)计算工时 tmL/Vf=(72+16)*2+32)/475=0.44min。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0.05mm,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do=18mm. 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切削手册 rmmf/86. 070. 035 . 12030dl 所以，rmmf/70. 0 按钻头强度选择rmmf/75. 1 按机床强度选择rmmf/53. 0最终决定选择机床已有的进给量rmmf/48. 0 （2）切削速度查切削手册 rmmvc/18 并且查得修正系数0 . 1TVK 0 . 1MVK 0.1tvK0 . 1Kxv 0 .11vK 10apvK 故rmmvc/18。min/3 .31810000rdvns查切削手册机床实际转速为min/272rnc故实际的切削速度rmmndvsc/4 .1510000.计算工时min10. 045. 12721030nfLtm由于所有工步所用工时很短，而切削用量改变时会增加辅助时间,所以选用一致的切削用量.扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： min/272rn rmmf/48. 0min/4 .15mvc mmd8 .190铰孔： min/272rn rmmf/48. 0min/4 .15mvc mmd94.190精铰： min/272rn rmmf/48. 0 min/4 .15mvc7200ITd工序四 以20孔为粗基准粗车50孔及其上端面1.加工条件 机床:CA6140车床. 刀具:YT5 75车刀.2.切削用量 1)进给量 查手册得车内孔为f=1.0-1.2mm/r,选用f=1.0mm/r.2)切削速度 查手册得Vc=20mm/r,车床转速n=603r/min.3)计算工时=（12+5）/603*1.0+72/603*1.0=0.15min,工序五 精加工50孔及其上端面并保证其精度为IT7级；1.加工条件11机床：同上。刀具YT15 75车刀。2切削用量 1）进给量 查切削手册得f=0.8-1.2mm/r 取f=1.0mm/r 2)切削速度 查切削手册得Vc=15m/r，得转速n=700 3)计算工时=（12+5）/700*1.0+72/700*1.0=0.15min工序六 切断工序七 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do=4mm.2.选择切削用量 （1）决定进给量查切削手册 rmmf/02218. 0 根据钻头强度选择rmmf/50. 0 按钻床强度选择rmmf/53. 0最终决定选择机床已有的进给量rmmf/22. 0 经校验校验合格。（3）切削速度查切削手册 rmmvc/18 min/143210000rdvns查切削手册机床实际转速为min/1360rnc故实际的切削速度rmmndvsc/1 .1710000.计算工时min02. 022. 0136024nfLtm工序八 以20孔为精基准钻8孔（加工一半装配时钻铰);1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm,2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 rmmf/02218. 0 按钻头强度选择rmmf/50. 0 根据机床强度选择rmmf/53. 0最终决定选择机床已有的进给量rmmf/22. 0 经校验校验合格。（2）切削速度查切 rmmvc/18 修正系数 0 . 1TVK 0 . 1MVK0.1tvK0 . 1Kxv 0 .11vK 10apvK 故rmmvc/18。min/143210000rdvns查 切 削 手 册 机 床 的 参 数 得 到 实 际 转 速 为min/1360rnc故实际的切削速度rmmndvsc/1 .1710000.计算工时min02. 022. 0136024nfLtm工序九 检查.以上工序所得参数详见工艺过程卡片.三、 卡具设计由老师要求粗铣零件大端面,现设计此工序所需夹具13问题的提出在给定的零件中，对本步加工的位置公差提出具体的要求是垂直度是0.07，其中端面尺寸精度要求是IT7级，表面粗糙度是3.2。因此，本步的零件要求中定位与夹紧同要重要，要同时满足夹紧与定位要求。2 出于定位简单和快速的考虑，选择32外圆为基准，即以一个定位V型块数和一个夹紧V型块（其中限制的自由度个数为5）配合以一支撑套（自由度限制数：1）使工件完全定位。再使用偏心的圆形块机构通过摇动手柄进行卡紧，从而达到了定位与夹紧的要求。3. 定位误差分析本工序采用一定位销配合一个支撑套位，工件重心始终与定位套重心位于垂直线上，由于工件为左右对称，其中一侧下端32圆柱体没有支撑使工件由于自重带来的不平行于卡具体底版的水平力，但由于左右两个V型块可以夹紧，当夹紧力达到一定程度时，可以达到水平要求。所以总的来说可以达到工件加工时所需要的定位精度。4.切削力和夹紧力的计算本步加工可按铣削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力NkfdCFFyMMfFi52. 20 . 10 . 1006. 04208 . 00 . 10扭矩MNkfdCMMyMzMMc68 . 00 . 2010416. 70 . 10 . 1006. 0206. 0由于扭矩很小，计算时可忽略。卡紧力为NFFf04. 52取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1则实际卡紧力为F=S1*S2*S3*S4*F=12.03N使用摇柄偏心圆块快速人工卡紧，调节卡紧力调节装置，即可指定可靠的卡紧力，满足要求。5.卡具设计及操作的简要说明卡具的卡紧力不大，故使用手动摆动摇柄进行夹紧。当然为了提高生产力，可以运用一些自动摆动的摇柄装置。夹具一侧设有对刀块，用于加工时对刀，确
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