机械制造技术课程设计-拨叉831003加工工艺及钻φ5锥孔夹具设计（全套图纸）

1 机机 械械 制制 造造 技技 术术 基基 础础 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 设计题目：制定设计题目：制定 CA6140 车床拨叉的加工工艺，设计车床拨叉的加工工艺，设计 钻钻5 锥孔的钻床夹具锥孔的钻床夹具 设设 计计 者：者： 指导教师：指导教师： . 2 目目 录录 机械自造工艺及夹具课程设计任务书机械自造工艺及夹具课程设计任务书3 序序 言言 4 零件的分析零件的分析4 零件的作用4 零件的工艺分析4 工艺规程设计工艺规程设计5 确定毛坯的制造形式.5 基准面的选择5 制定工艺路线5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定6 确定切削用量及基本工时7 夹具设计夹具设计12 问题提出 12 夹具设计.12 参考文献参考文献.13 3 机械自造工艺及夹具课程设计任务书机械自造工艺及夹具课程设计任务书 设计题目：制定 CA6140 车床拨叉的加工工艺，设计钻5 孔 及 2- M8 孔的钻床夹具 设计要求：中批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张） ； 3、绘制毛坯图（一张） ； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张） ； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书 班班 级：级： 学学 生：生： 指导教师：指导教师： 系系 主主 任：任： 4 序 言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础 课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次 深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学 四年生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步 适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料 的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 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。它位于厢体内部：主要作用是传 递纽距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有 8mm 的筋板 支撑，零件中部有 0220 0 25 。+ 的花键孔，上平面分别有 M8 的螺纹孔和 5mm 的锥 孔.,所有技术要求都是为了机床总体装配.。 5 (二)零件的工艺分析： 本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也 有位置和精度要求。 1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作 为初基准，表面粗糙度为 3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的 加工方式，即节省时间又能达到技术要求。 2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以 后的孔加工，为达到题目要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，表面粗糙度 为 3.2。.最终达到要求。 3、 以顶面为基准加工 0220 0 25 。+ 的花键孔， 此面表面粗糙度为 6.3。 采用钻， 扩即达到要求。 4、18mm 的槽加工，此槽侧面粗糙度为 3.2，底面粗糙度为 6.3 即采取粗 铣、半精铣，两步工序能达到要求。 5、加工 M8 螺纹孔，由机械加工工艺手册查知底孔为6.7，考虑到 工艺要求我们采取钻、攻丝两步工序。 6、加工 M5 锥孔，由机械加工工艺手册查知.配钻方式加工。在加工 的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。 由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。 二、工艺规程设计 （一）确定毛坯的制造形式。 由零件要求可知，零件的材料为 HT200，考虑到本零件在具体工作的受力 情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选 择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。 （二） 基准面的选择 6 基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。 基面的选择正确与否， 可 以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出， 更有甚者， 零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。 粗基准的选择对于本拨叉来说是至关重要的， 对于一般零件而言， 应以出 加工的表面为粗基准，本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到 基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题 目我们以 0210 0 25 。+ 的孔为精基准，基本满足要求。 （三） 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点， 是应该使两件的几何形状、 尺寸精度及位置精度 等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集 中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成 本。 工艺路线方案： 工序：1/、铸造； 2/、时效处理； 3/、粗铣、半精铣左端面； 4/、粗铣、半精铣顶面；钻、扩22孔； 5/、钻、扩22孔； 6/、车26倒角 7/、拉花键孔； 8/、铣 18mm 槽； 9/、钻 M8 底孔6.7、攻丝 M8，配钻 M5 锥孔 10/、去刺 11/、检验。 （四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 7 “拨叉”零件的材料为 HT200，硬度 HB170200，毛坯重量约为 1kg,生产 类型为成批量生产，采用砂型铸造，13 级精度以下。 （批量生产） 根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺 尺寸及毛坯尺寸确定如下： 1零件端面： 此面是粗基准，是最先加工的表面，由机械加工工艺设计实用手册 表 6- 92 及公式（6- 16）计算底面加工余量。 e=C 15 . 0 2 . 0 max AA 式中 e 余量值； Amax 铸件的最大尺寸； A 加工表面最大尺寸； C 系数 e=0.55 2 . 0 80 15 . 0 75=2.5mm 满足机械加工工艺设计实用手册表 6- 93 的要求。 2 顶面.3080 面： 因为表面粗糙度要求高，根据零件图中可以看出加工余量为 e=3mm 满足机械加工工艺设计实用手册表 6- 93 的要求。 3、中间 22孔 毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为 IT7IT8 之间，根据机械加工工艺 设计实用手册确定尺寸和余量。 钻孔：20 扩孔：22 e=2mm 4、25 花键孔 以22 孔为基准拉孔 e=3mm 5.铣 18mm 槽 毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知 e=18mm 8 6、M8 螺纹孔 毛坯为实心，不冲出孔，根据机械制造工艺手册查知 M8 底孔为 6.7 为零件满足要求确定尺寸余量如下。 钻 M8 底孔6.7； 攻丝 M8； e= 1.3mm . （五） 确定切削用量及基本工时 1、工序：铣端面 a/加工条件：机床：X62W 卧式铣床 刀具：高速钢圆柱铣刀 GB1106- 85 其中 d=80mm, L=82mm , l=22mm b/计算切削用量： p a =2.5mm 由机械加工工艺手册表 15.53 可知： f=rmmzaf/2 . 1620 . 0 = 由切削用量手册表 9.4- 8 可知： vt =0.34m/s nt=1.35r/s vft=1.70m/s 各休整系数为 Kmv=Kmn=Kmf=0.69 Ksv=Ksn=Ksf=0.8 所以有 V=8 . 069. 034. 0=0.19m/s V=8 . 069. 035. 1=0.75r/s V=8 . 069. 070. 1=0.94mm/s 由 X62W 机床取 nt=0.792r/s=47.5r/min vfc=1.0mm/s 所以实际切削速度 v= 0 1000 d n =0.20m/s=12m/min afc.= 0.21/ fc c v mm z n z B . 9 确定主轴转速：l1+l2=17mm l=75mm n= 0 100 d v =7r/s=420r/min 切削工时： 12 921.53min m w lll ts n f + + = 2、工序：铣 20+10 平面 加工条件：机床：X52K 立式铣床 刀具：高速钢立铣刀 其中 d=32mm, z=6 . 计算切削用量： p a =3mm 由机械加工工艺实用手册表 15- 52 af=0.08mm/z 由机械加工工艺实用手册表 15- 55 v=0.3m/s=18m/min w s d v n 1000 = 100018 3.1432 =3r/s(179r/min) 按机床选取： srrn/67.4min/280= 3.14323.17 0.317/ 10001000 d n vms = 实 际 切入 mml10 1 = 切出 mml2 2 = l=80mm 1.52/ ff va znmm s= . 切削工时： 12 1 80 102 1.01min 1.52 m f lll t v + = 3、工序 钻，扩22 孔 (1) 钻20 孔 a/加工条件：机床：Z525 立时钻床. . 刀具：麻花钻 其中 d=20mm, 10 .b/计算切削用量： p a =20mm 由机械加工工艺手册表 15- 53，表 15- 37 可知： .f=0.36mm/r v=0.35m/s . 确定主轴转速： n= 0 1000v d =.334r/min . 按机床选取： 392/ m in w nr= 实际机床选取： v=0.41/ 1000 n m s = 切入 1 5lmm= 切出 2 3lmm= l=80mm 切削工时： 12 0.62min m w lll t nf + + = + . （2）扩22 孔 a/加工条件：机床：Z525 立时钻床. . 刀具：扩孔钻 其中 d=22mm, .b/计算切削用量： p a =2mm 由机械加工工艺手册表 15- 53，表 15- 37 可知： .f=081mm/r v=0.14m/s 确定主轴转速： n= 0 1000v d =.121.5r/min . 按机床选取： 140/ m in w nr= 实际机床选取： v=0.16/ 1000 n m s = 切削工时： 12 0.78min m w lll t n f + + = . 4、拉花键孔 11 1.5 80 1.2 1.4 0.13 / 10001000 3.6 0.06 7 n s z z lyr nm s vf z = 5. 铣 18mm 槽 a/加工条件：机床：x62w 卧式铣.床. . 刀具：直齿三面刃铣刀 其中 d=80mm, z=18 b/计算切削用量： p a =18mm 由机械加工工艺手册表 15- 53，表 15- 55 可知： .af=020mm/z v=0.3m/s 确定主轴转速： n= 0 1000v d =71.6r/min . 按机床选取： 75/ min w nr= 实际机床选取： v= 0.314/ 1000 n m s = 切削工时： 12 1.16min m w lll t n f + + = . 6. 钻 M8 螺纹孔 (1) 钻 M8 螺纹底孔6.7 孔. a/加工条件：机床：Z525 立时钻床. . 刀具：麻花钻 其中 d=6.7mm, .b/计算切削用量： p a =6.7mm 由机械加工工艺手册表 15- 53，表 15- 37 可知： .f=0.13mm/r v=0.35m/s . 确定主轴转速： n= 0 1000v d =.998r/min 12 . 按机床选取： 960/ m in w nr= 实际机床选取： v=0.34/ 1000 n m s = 切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm 切削工时： 12 0.12min m w lll t nf + + = + . (2) 攻丝 M8 a/加工条件：机床：Z525 立时钻床. . 刀具：机用丝锥 其中 d=8mm, .b/计算切削用量： p a =1.3mm 由机械加工工艺手册表 15- 53，表 15- 37 可知： .f=1mm/r v=0.12m/s . 确定主轴转速： n= 0 1000v d =286r/min . 按机床选取： 272/ m in w nr= 实际机床选取： v= 0.11/ 1000 n m s = 切入，切出 l1.+l2=4mm l=11mm 切削工时： 12 0.06min m w lll t nf + + = + . 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹 具。 13 经过和指导教师的协商， 我决定设计第 9 道工序5 锥孔的夹具设计， 本夹具将用于 Z525 立式钻床。刀具为.麻花钻，机用丝锥。.为达到零件工艺要 求，对零件进行钻、扩、.两步工序进行加工。 1、 问题提出： 利用本夹具主要是5 锥孔。 此孔.没有特殊的形位要求。 因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动的生产率，降低劳动 强度，而精度则不是主要问题。 2、 夹具设计 1） 根据定位基准的选择原则，采用以 2 2孔以及端面来定位。 2） 切削力及夹紧力计算 3） 0 9.81 ZfYf FF FC dfK= 查表可得FC=42.7、 xf=1.0、 yf=0.7、. Z F K= . 0.9 因此 Fz=.595N 0 9.81 ZMYM