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k006 ca6140 车床 加工 工艺 55 夹具 设计

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内容简介：

机 械 制 造 工 艺 学课 程 设 计 说 明 书设计题目 设计“拨叉”零件的机械加工工艺 及工艺装备设 计 者 王琨 班 级 机电05-1班学 号 0501040103号 指 导 教 师 史红 目 录序言.4零件的分析.4工艺规程设计.5确定毛坯的制造形式5基面的选择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5确立切削用量及基本工时6卡具设计14序言 课程设计是我们对所学课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在下面几方面得到锻炼： （1）运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。（3）学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。 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行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！一 零件的分析 （一）.零件的作用 题目所给的零件是CA6140机床上的拨叉，他位于机床变速箱内。主要作用是用于机床的变速。 （二）零件的工艺分析： ，CA6140车床共有四处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1.以25为中心的加工表面这一组加工表面包括：25的孔，以及其上下端面。 2 以55为中心的加工表面 3 斜面的加工 4 拨槽的加工由上面分析可知，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。 零件的材料为HT200铸铁，考虑到零件的几何形状比较复杂。所以用铸造的形式进行毛坯的制造。 （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25孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块压板压住这两个40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,然后进行车削。（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） 制订工艺路线 1. 工艺路线方案 工序 1） 铸造 2） 铣圆柱右端面 3） 钻，扩，铰孔 4） 铣断 5） 车圆弧，车圆弧端面 6） 铣面 7） 铣16mm槽 8） 铣圆柱斜面 9） 去毛刺 10）检查 （四） 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”；零件材料为HT200，毛坯重量1.12kg，生产类型中批量，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（25，55端面）。查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表2.22.5，取25，55端面长度余量均为2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 1mm精铣 0mm2. 内孔（55已铸成孔）查工艺手册表2.22.5，取55已铸成孔长度余量为3，即铸成孔直径为49mm。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 根据加工工艺，分别对各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定如下：1. 铣圆柱右端面：选择YT15硬质合金刀片1） 由表1 铣削深度时，端铣刀直径为80mm，Z=52） 铣刀几何形状 由表2 3） 选择切削用量 （1）确定铣削深度 ：由于加工余量不大，可在一次走刀内完成 （2）确定每齿进给量 ：采用不对称端铣以提高进给量，根据表5 当使用YT15铣床功率为7Kw时 4）选择铣刀磨铣标准及耐用度 由表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量为；由于铣刀直径故耐用度4） 确定切削速度v和每秒钟进给量切削速度由表13 时 各修正系数为 故 根据X52k型立铣床说明书（表24）选择 因此实际切削速度和每齿进给量 5） 计算基本工时 式中 由表20 不对称安装铣刀入切削量及超切削量 故 2. 钻，扩，铰孔1） 选择钻头：选择高速钢麻花钻头，直径钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃， 2） 选择切削用量（1） 确定进给量：由表5 当加工要求为7级精度，材料铸铁时 时 由 时 按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 时 时： 按机床进给机构强度确定进给量 由表8 灰铸铁时 时：机床机构允许的轴向力为9800N。Z535允许最大为15690N。 进给量 由此可以看出受限制的进给量是工艺要求，从中取 由表16 可以查出钻孔时的轴向力在 时为： 轴向力修正系数为1.0 故 故 可用 2）确定钻头磨钝标准及耐用度， 由表9 时 钻头后刀面最大磨损量取为 耐用度 3） 确定切削速度由表10 加工性为第三类 双横刃磨的钻头 时 切削修正系数 故 4） 加工工时 其中 由表22 所以 扩孔： 24.7 按机床取 所以实际切削速度 工时： 切入 所以 铰孔： 取机床标准 1.13r/s 所以实际切削速度： 所以工时： 3. 铣断：选择锯片刀 1）铣削宽度 时， 各修正系数： 所以： 工时： 所以：4. 车圆弧及端面选刀杆尺寸： 刀片厚度：粗车： 加工切削深度 由表4 根据表1 当用YT15硬质合金车刀加工铸铁时： 切削修正系数： 故 由机床 半精车：切削深度 由机床选 切削速度 由机床选 工时 5. 铣面1） 确定切削深度确定切削宽度：由于加工余量不大，所以可一次走刀完成2） 确定每齿进给量根据x52k铣床说明书，其功率为7kw,中等系统刚度根据表3 现取 3） 选择铣刀磨钝标准及耐磨度根据表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损为 ，镶齿铣刀（）耐用度 4） 确定切削速度和每秒进给量切削深度可根据表21中公式计算 也可查表根据表9 当 时， 各修正系数为： 故 根据机床说明书选择 实际切削速度和每齿进给量为： 5） 检查机床功率根据表5 当 时，切削功率的修正系数 所以实际切削功率为 根据机床说明书，机床主轴允许的功率为 因为，所以此切削用量可以采用。即 6）计算工时 式中 根据表19 入切削量及超切削量 则 故 6. 铣槽 卧式铣床 直齿三面铣刀 1选择切削用量1） 确定铣削宽度由于加工余量不是很大，所以一次走刀完成 2） 确定每齿进给量由机床 功率为 由表3 取 3） 铣刀磨钝标准及耐用度由表7 最大磨损量为 耐用度为：4） 确定切削速度和每秒进给量由表9 当 时 各修正系数为： 故 基本工时： 7. 铣圆柱斜面选YT15硬质合金刀片 每齿进给量 铣床功率为7 取 铣刀磨钝标准及耐用度 由表7 铣刀刀齿后刀面最大磨损量由表8 耐用度 确定切削速度和每秒进给量由表13 时 各修正系数： 所以 基本工时： 三、夹具设计第二章 夹具设计1 专用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。在加工此拔叉零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计镗孔夹具、铣槽夹具及钻顶面螺纹底孔夹具各一套。3.1镗孔夹具设计3.1.1问题的提出本夹具是用来镗此拔叉下端55孔,零件图中此孔与25H7的孔中心距有公差要求。此工序为粗镗、半精镗加工,因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,重点是保证加工精度的问题.3.1.2夹具的设计定位基准的选择因为25H7的孔与此孔有公差要求,所以应以这个长通孔为主要定位基准。由于铸件的公差要求较大,利用55的孔的左侧面作为辅助定位基准。在小孔处采用移动压板对零件进行夹紧。在55的孔旁边有筋板的缘故，有足够的强度，可以进行直接的镗削，能保证加工精度。定位元件及夹紧元件的选择据上面所述，查参考文献1，选用固定式定位销（长销）穿过25H7的孔。由于此孔两侧面没加工，故用定位块进行支承。这样一销一面就限制了五个自由度，最后在待加工孔下面加上一个支承钉再限制最后一个自由度，即一面两销定位。这样就可以完全定位了。图3.1 固定式定位销（GB2203-80）夹紧元件选用压板，由于压板种类很多，当选用转动压板时，其行程不够，选用U型压板又不合适，故在充分比较分析的情况下，选用移动压板，其夹紧可靠、操作方便，在很多地方都有用到。图3.2 移动压板（GB2175-80）切削力及夹紧力计算镗刀材料：（机夹单刃硬质合金镗刀），机床为：T68由参考文献3，表1-12选择刀具的几何参数为： 1）粗镗：由参考文献12，查表可得：圆周切削分力公式： 查表得： 取 由表可得参数： 同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 轴向切削分力公式 ： 式中参数： 根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算， 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献12表可得： 所以，有： 2）半精镗：同理，圆周切削分力公式：因为： ，则 所以，有： 当夹紧力方向与切削力方向一致时，仅需要较小的夹紧力来防止工件在加工过程中产生的振动和转动。故该夹具采用移动压板夹紧机构，为了方便操作，通过手动拧紧螺母将压板压紧工件。由于夹紧力方向与切削力方向在水平上有一段距离，使工件在夹紧的地方产生了弯矩，如图：图3.3 弯矩示意图既是加上转矩M，所以319.65N 误差分析与计算该夹具以一长销和一支承钉定位，要求保证孔中心与小通孔中心距的