CA6140车床拨叉[831003] 加工工艺及铣30×80面距离72mm夹具设计说明书资料

机械制造基础课程设计 设计题目 ： 制定拨叉零件的加工工艺， 设计铣 30 80 面的铣床夹具 班 级： 机械 03-1 班 学 生： 杨 杰 指导教师： 熬 晓 春 哈尔滨理工大学 2006-9-21 - 1 - 需要 CAD 图纸，扣扣 4149516 - 2 - 需要 CAD 图纸，扣扣 4149516 目 录 设计任务书 - 3 - 一、 零件的分析 (3) 二、 工艺规程设计 (3) （一）、确定毛坯的制造形式 (3) （二）、基面的选择 (3) （三）、制订工艺路线 (3) （四）、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺 才的确定 (4) （五）、确定切削用量及基本工时 (5) 三、 夹具设计 (11) 四、 参考文献 (13) 哈尔滨理工大学 机械制造工艺及夹具课程设计任务书 - 4 - 设计题目： 制定拨叉 F 零件的加工工艺，设计 铣 30 80 面的铣床夹具 设计要求： 1.中批生产； 2.尽量选用通用设备。 设计内容： 1.填写设计任务书； 2.制订一个中等零件的加工工艺过程，填写工 艺过程卡和工序卡各一张； 3.设计指导教师指定的工序夹具，绘制全套夹 具图纸，要求用计算机绘图； 4.编写设计说明书一份，按照毕业论文的格式 写，要求打印文稿。 班 级： 机械 03-1 班 学 生： 杨 杰 指导教师： 熬 晓 春 2006 年 9 月 10 日 一、 零件的分析 （一）零件的工艺分析 - 5 - 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六齿花键孔及倒角，尺寸为 80 与花键孔垂直的两端面，尺寸为 18H11 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 22的上表面，与上表面垂直的二个 M8通孔和一个 5 锥孔。 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 0.10 ； 2 18H11 通槽两侧面与与 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 z ， x ， y 三个自由度，用以消除 x ， y ， z 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 钻 2 M8 孔， 5mm锥孔。 工序 铣通槽 18H11 。 - 6 - 工序 攻螺纹 2 M8。 工序 去毛刺。 工序 检查。 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 钻 2 M8 孔， 5mm锥孔。 工序 铣通槽 18H11 。 工序 拉花键孔。 工序 攻螺纹 2 M8。 工序 去毛刺。 工序 检查。 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）机械加工余量、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 1 43， 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（ 6-25H7 22H12 6H11）。 要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。 内孔 22H12： 钻孔： 20 扩钻： 22 2Z=2.0 拉花键孔（ 6-25H7 22H12 6H11） 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 0.17 。 3铣表面 根据“手册”表 1 49，取上表面的机械加工余量为 4.0 ，下表面的余量为 3.0 。 - 7 - 粗铣上表面 Z=3.0 精铣上表面的台阶面 Z=1.0 粗铣下表面 Z=3.0 4. 铣通槽 18H11 粗铣 16 2Z=4.0 半精铣 18 2Z=2.0 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 f=0.25mm/Z (表 3-28) =0.35m/s（ 21m/min） (表 3-30) 采用高速三面刃铣刀， dw=175mm,齿数 Z=16。 ns=wd1000 v = 1753.14 35.01000 =0.637r/s (38.2r/min) 按机床选取 nw=31.5r/min=0.522r/s （表 4 17） 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.29m/s 切削工时 l=75mm， l1 =175mm， l2 =3mm tm=Znlllfw21 = 6125.0522.0 317557 =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， l1 =175mm， l2 =3mm tm=Znlllfw21 = 6125.0522.0 317554 =106.8s=1.78min 3）精铣左端面 f=0.10mm/Z (表 3-28) =0.30m/s（ 18m/min） (表 3-30) 采用高速三面刃铣刀， dw=175mm,齿数 Z=16。 - 8 - ns=wd1000 v = 1753.14 30.01000 =0.546r/s (32.76r/min) 按机床选取 nw=31.5r/min=0.522r/s （表 4 17） 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.29m/s 切削工时 l=75mm， l1=175mm， l2=3mm tm=Znlllfw21 = 6101.0522.0 317557 =302.92s=5.05min 工序：钻、扩花键底孔 1）钻孔 20 f=0.75mm/r Kfl=0.75 0.95=0.71 /s (表 3 38) =0.35m/s （ 21m/min） （表 3 42） ns=wd1000 v = 203.14 35.01000 =5.57r/s (334r/min) 按机床选取 nw=338r/min=5.63r/s 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.35m/s 切削工时 l=80mm， l1 = 10mm， l2 =2mm tm=fw21n lll= 71.063.5 20108 =23s （ 0.4min） 2）扩孔 22 f=1.07 (表 3 54) =0.175m/s （ 10.5m/min） ns=wd1000 v = 223.14 751.01000 =2.53r/s (151.8r/min) 按机床选取 nw=136r/min=2.27r/s - 9 - 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.16m/s 切削工时 l=80mm， l1= 3mm， l2=1.5mm tm=fw21n lll= 07.127.2 5.1308 =35s （ 0.6min） 工序：倒角 1.07 15 f=0.05 /r (表 3 17) =0.516m/s （参照表 3 21） ns=wd1000 v = 263.14 516.01000 =6.3r/s (378r/min) 按机床选取 nw=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm， l1 = 2.5mm， tm=fw1n ll= 05.033.6 5.20.2 =14s （ 0.23min） 工序 ：拉花键孔 单面齿升 0.05 （表 3 86） v=0.06m/s （ 3.6m/min） （表 3 88） 切削工时 （表 7 21） tm=ZSv Klh z 1000 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； Sz 拉刀同时工作齿数 Z=L/t。 t 拉刀齿距， t=(1.25 1.5) L =1.35 80 =12 Z=L/t=80/12 6 齿 - 10 - tm=606.06.31000 40.120.1805.1 =0.15min (9s) 工序 ：铣上、下表面 1）粗铣上表面的台阶面 f=0.15mm/Z (表 3-28) =0.30m/s（ 18m/min） (表 3-30) 采用高速三面刃铣刀， dw=175mm,齿数 Z=16。 ns=wd1000 v = 1753.14 30.01000 =0.546r/s (33r/min) 按机床选取 nw=30r/min=0.5r/s （表 4 17） 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.27m/s 切削工时 l=80mm， l1 =175mm， l2 =3mm tm=Znlllfw21 = 6115.05.0 317580 =215s=3.58min 2）精铣台阶面 f=0.07mm/Z (表 3-28) =0.25m/s（ 18m/min） (表 3-30) 采用高速三面刃铣刀， dw=175mm,齿数 Z=16。 ns=wd1000 v = 1753.14 52.01000 =0.455r/s (33r/min) 按机床选取 nw=30r/min=0.5r/s （表 4 17） 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.27m/s 切削工时 l=80mm， l1 =175mm， l2 =3mm tm=Znlllfw21 = 6170.05.0 317580 =467s=7.7min - 11 - 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， l1=175mm， l2=3mm tm=Znlllfw21 = 6115.05.0 317540 =181.7s=3.03min 工序 ：钻 2-M8 底孔（ 6.80 ） f=0.36 /r (表 3 38) =0.35m/s （参照表 3 42） ns=wd1000 v = 8.63.14 35.01000 =16.39r/s (983.4r/min) 按机床选取 nw=960r/min=16r/s 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.34m/s 切削工时（表 7 5） l=9.5mm， l1 = 4mm， l2 =3 tm=flw21n ll= 36.016 340.2 =2.86 （ 0.048min） 工序 ：铣槽 18H11 1）粗铣 f =0.10 /s(表 3-28) =0.30m/s（ 21m/min） (表 3-30) 采用粗齿直柄立铣刀， dw=16mm,齿数 Z=3。 ns=wd1000 v = 613.14 30.01000 =5.97/s (358.2/min) 按机床选取 nw=380r/min=6.33/s （表 4 16） 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.32/s 切削工时 l=34mm， l1 =2mm， l2 =0mm tm=Znlllfw21 = 301.033.6 0234 =19s - 12 - 因为要走刀两次，所以切削 工时为 38s。 2）精铣通槽 f =0.07/s(表 3-28) =0. 25m/s（ 15m/min） (表 3-30) 采用细齿直柄立铣刀， dw=12mm,齿数 Z=5。 ns=wd1000 v = 213.14 52.01000 =6.63s (397.8min) 按机床选取 nw=380r/min=6.33/s （表 4 16） 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.24s 切削工时 l=35mm， l1 =2mm， l2 =0mm tm=Znlllfw21 = 507.033.6 0235 =16s 因为走刀两次，所以切削工时为 64s。 ：攻螺纹 2 M8 v=0.35m/s (表 3 42) ns=wd1000 v = 83.14 53.01000 =13.9 (834min) 按机床选取 nw=850r/min=14.2s 故实际切削速度 =1000 nd sw =0.357m/s。 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 - 13 - 主切削力 zFFfFwFwFueyfxpFz KndZaaaCF6081.90 式中： 30FC 0.1Fx 65.0Fy 83.0Fu 0Fw 83.0Fq mmap 16 mmae 8 15.0