机械制造技术课程设计-CA6140车床拨叉[831005]工艺及铣8槽夹具设计【完整图纸】.doc

哈尔滨理工大学课程设计说明书目 录一.零件的分析 ()二.工艺规程设计 ()1.确定毛坯的制造形式 ()2.基面的选择 ()3.制订工艺路线 ()4.机械加工余量、工序尺寸及毛才的确定 ()5.确定切削用量及基本工时 ()三.夹具设计 ()四.参考文献 ()全套图纸，加153893706一、零件的分析（一）、零件的工艺分析 拨叉这个零件从零件图上可以看出，它一共有两组加工表面，而这二组加工表面之间有一定的位置要求，现将这二组加工表面分述如下：1以25mm孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：25H7mm的l个六齿花键孔及倒角，尺寸为80mm与花键孔垂直的两端面，尺寸为18H6mm和8H9mm与花键孔垂直的通槽。2 与25mm花键孔平行的表面。这一组加工表面包括：与花键孔中心轴线相距22mm的上表面。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：1 上表面与25mm花键孔中心线平行度为0.10mm；2 18H6mm和8H9mm通槽两侧面与25mm花键孔中心线的垂直度为0.08。由以上分析可知，对于这二组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金属模砂型铸造。（二）基面的选择 基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择：以上下表面和两 侧面作为粗基准，以消除，三个自由度，用以消除，三个自由度，达到完全定位。对于精基准而言，根据基准重合原则，选用设计基准作为精基准。（三）制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，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得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。 1、工艺路线方案一 工序 铣端面。 工序 钻、扩花键底孔22mm。 工序 内花键孔倒角。工序 拉花键孔。工序 铣上、下表面。工序 铣通槽18H6mm。工序 铣通槽 8H9mm。工序 去毛刺。工序 终检。2.工艺路线方案二工序 铣端面。 工序 钻、扩花键底孔22mm。 工序 内花键孔倒角。工序 铣上、下表面。工序 铣通槽18H6mm。工序 铣通槽 8H9mm。工序 拉花键孔。工序 去毛刺。工序 终检。工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先拉花键孔，再以该花键孔为基准加工其余平面；方案二是先加工上下面，再加工花键孔。两相比较可以看出，方案一可以避免加工上表面和槽的设计基准和加工基准不重合的问题，而方案而不能，所以选用方案一作为零件的加工工序。（四）加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “拨叉”零件材料为HT200，毛坯重量约为1.00Kg，生产类型为中批生产，采用金属砂型铸造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、 工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 铣端面考虑左端面的粗糙度Ra为3.2，参照机械制造工艺设计手册以下简称“手册”，表143，确定工序尺寸为 Z=3.0mm，其中粗加工的加工余量Z=2.0mm，精加工的加工余量Z=1.0mm。右端面没有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位3.0。2. 花键孔（6-25H722H126H11）。要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。内孔：22H12mm钻孔：20mm扩钻：22mm 2Z=2.0mm拉花键孔（6-25H722H126H11）花键孔要求外径定心，花键内径拉削时的加工余量为孔的公差0.17mm。3铣表面根据“手册”表149，取上表面的机械加工余量为4.0mm，下表面的余量为3.0mm。粗铣上表面 Z=3.0mm精铣上表面的台阶面 Z=1.0mm粗铣下表面 Z=3.0mm4. 铣通槽18H6mm粗铣16mm 2Z=4.0mm半精铣18mm 2Z=2.0mm毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图。（五）确定切削用量及基本工时工序：铣端面。1）粗铣左端面=0.25mm/Z (表3-28)=0.35m/s（21m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。n=0.637r/s (38.2r/min)按机床选取n=31.5r/min=0.522r/s （表417）故实际切削速度=0.29m/s切削工时 l=75mm，l=175mm，l=3mm t= =121.2s=2.02min 2）粗铣右端面 粗铣右端面的进给量、切削速度和背吃刀量与粗铣左端面的切削用量相同。 切削工时 l=45mm，l=175mm，l=3mm t= =106.8s=1.78min 3）精铣左端面 =0.10mm/Z (表3-28)=0.30m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。n=0.546r/s (32.76r/min)按机床选取n=31.5r/min=0.522r/s （表417）故实际切削速度=0.29m/s切削工时 l=75mm，l=175mm，l=3mm t= =302.92s=5.05min 工序：钻、扩花键底孔1）钻孔 20f=0.75mm/rK=0.750.95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=5.57r/s (334r/min) 按机床选取 n=338r/min=5.63r/s 故实际切削速度 =0.35m/s 切削工时 l=80mm，l= 10mm，l=2mm t= =23s （0.4min）2）扩孔 22f=1.07 (表354) =0.175m/s （10.5m/min） n=2.53r/s (151.8r/min) 按机床选取 n=136r/min=2.27r/s 故实际切削速度 =0.16m/s 切削工时 l=80mm，l= 3mm，l=1.5mm t= =35s （0.6min） 工序：倒角1.0715f=0.05/r (表317) =0.516m/s （参照表321） n=6.3r/s (378r/min) 按机床选取 n=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm，l= 2.5mm， t= =14s （0.23min） 工序：拉花键孔 单面齿升 0.05 （表386） =0.06m/s （3.6m/min） （表388） 切削工时 （表721） t=式中：h单面余量1.5（由 22 25）； l拉削表面长度80； 考虑标准部分的长度系数，取1.20； K考虑机床返回行程的系数，取1.40； V切削速度3.6m/min； S拉刀同时工作齿数 Z=L/t。 t拉刀齿距， t=(1.251.5)=1.35=12 Z=L/t=80/126齿 t=0.15min (9s)工序：铣上、下表面 1）粗铣上表面的台阶面 =0.15mm/Z (表3-28)=0.30m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。 n=0.546r/s (33r/min)按机床选取n=30r/min=0.5r/s （表417）故实际切削速度=0.27m/s切削工时 l=80mm，l=175mm，l=3mm t= =215s=3.58min2）精铣台阶面 =0.07mm/Z (表3-28)=0.25m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。 n=0.455r/s (33r/min)按机床选取n=30r/min=0.5r/s （表417）故实际切削速度=0.27m/s切削工时 l=80mm，l=175mm，l=3mm t= =467s=7.7min 3）粗铣下表面保证尺寸75 本工步的切削用量与工步1）的切削用量相同 切削工时 l=40mm，l=175mm，l=3mm t= =181.7s=3.03min 工序： 铣槽18H6 1）粗铣 =0.10/s(表3-28)=0.30m/s（21m/min） (表3-30)采用粗齿直柄立铣刀，d=16mm,齿数Z=3。 n=5.97r/s (358.2r/min)按机床选取n=380r/min=6.33r/s （表416）故实际切削速度=0.32m/s切削工时 l=34mm，l=2mm，l=0mm t= =19s 因为要走刀两次，所以切削工时为38s。 2）精铣通槽=0.07/s(表3-28)=0. 25m/s（15m/min） (表3-30)采用细齿直柄立铣刀，d=12mm,齿数Z=5。 n=6.63r/s (397.8r/min)按机床选取n=380r/min=6.33r/s （表416）故实际切削速度=0.24m/s切削工时 l=35mm，l=2mm，l=0mm t= =16s因为走刀两次，所以切削工时为32s。工序： 铣槽8H9mm 1）粗铣 =0.10mm/s(表3-28)=0.10m/s（6m/min） (表3-30)采用粗齿直柄立铣刀，d=6mm,齿数Z=3。 n=5.31r/s (318.47r/min)按机床选取n=380r/min=6.33/s （表416）故实际切削速度=0.10m/s切削工时 l=34mm，l=2mm，l=0mm t= =19s因为要走刀两次，所以切削工时为38s。 2）精铣通槽=0.07mm/s(表3-28)=0. 08m/s（4.8m/min） (表3-30)采用细齿直柄立铣刀，d=4mm,齿数Z=5。 n=6.36r/s (382.2r/min)按机床选取n=380r/min=6.33r/s （表416）故实际切削速度=0.08m/s切削工时 l=35mm，l=2mm，l=0mm t= =16s因为走刀两次，所以切削工时为32s。三、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，需要设计专用夹具。（一）切削力及夹紧力的计算切削刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，则主切削力 式中： 计算结果 = 2448N由于切削力对夹紧力影响不大，故夹紧力只需达到将工件固定即可。（二）定位误差分析（1）定位元件尺寸及公差确定。夹具的主要定位元件为孔的定位销，孔与销间隙配合。 （2）工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： Td=Dmax-Dmin 基准位移误差y 由于孔和销都有制造误差，为工件装卸方便还有最小间隙（次间隙可以在调刀尺寸和对刀时消除）由制造误差引起的y(Dmaxdmin)/2(Dmin-dmax)/2=(0.023+0,020)/2=0.02150.08在垂直度要求范围内，因此本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当