机械制造技术课程设计-CA6140车床拨叉[831002]工艺及钻M22底孔夹具设计[全套图纸】.doc

机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：制定CA6140车床拨叉的加工工艺，设计钻M22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、说明书班 级： 机 电 05-4班学 生： 学 号： 0501040423指导教师： 2008年06月26日 目 录序言3一、零件的分析3（一）.零件的作用3（二）零件的工艺分析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4 （四） 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定4三、夹具设计11四、参考文献13 全套图纸，加153893706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。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。 2 以25孔为基准来加工60的圆弧和圆弧的两个端面来达到图纸要求。 3 以25孔来定位来加工16的槽来满足垂直度要求。 4 铣3232面后钻孔攻丝加工M22螺纹孔。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V形块支承这两个55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） 制订工艺路线 工序 1） 铸造 2） 时效处理 3） 铣9032面 4） 钻，扩，铰孔 5） 检查 6） 车圆弧，车圆弧端面 7） 翻转车另一端面 8） 铣断 9） 铣16mm槽 10） 铣面 11） 钻、攻M22螺纹孔 12） 检查 （四） 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 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：3.铣9032面：选择YT15硬质合金刀片1）由表1 铣削深度，2）端铣刀直径为80mm，3），4）Z=5，5）铣刀几何形状 由表2 ，6）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 7）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8）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 9）计算基本工时 式中 L=90mm 由表20 不对称安装铣刀入切削量及超切削量 y+d92 故 4.钻，扩，铰孔钻：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，材料为铸铁时 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： 24.7 按机床取 所以实际切削速度 工时： 切入 所以 铰： 取机床标准 1.13r/s 所以实际切削速度： 所以工时： 67.车圆弧及其中一端面选刀杆尺寸： 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 粗车圆弧：工时 半精车圆弧：工时 8.铣断：选择锯片刀 铣削宽度 时， 各修正系数： 所以： 工时： 所以：9.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： 10.铣面1）确定切削深度2）确定切削宽度：由于加工余量不大，所以可一次走刀完成3）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 4）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 5）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： 6）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 7）计算工时 式中 根据表19 入切削量及超切削量 则 故 11.钻、攻M22螺纹孔钻螺纹孔：1）选择钻头：选择高速钢麻花钻头，2）直径d=19mm，钻头几何形状为（表1及表2）：双锥修磨横刃， 3）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，材料铸铁且d=19mm时 由 时， 按钻头强度确定进给量 由表7 当灰铸铁 时 d=19mm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,d=19mm 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 d=19mm时 切削修正系数 故 （4）加工工时 其中 由表22 所以 攻M22螺纹孔： 由机械加工工艺实用手册表3-38 f=0.2mm/r 由机械加工工艺实用手册表3-38v=0.35m/s=8.78r/s=526r/min按机床选取： l=25mm计算工时: 工件的螺纹长度; 丝锥切削锥长度；三、 夹具设计(一)问题的提出本夹具要用于钻M.的孔，该孔有过高的精度要求。因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证孔的定位，如何降低劳动强度、提高劳动生产率。(二)夹具设计（1)定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。25的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的25孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以平面销和压板构成。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺钉作为夹紧机构。（2)切削力和夹紧力计算1）刀具： 高速钢麻花钻头2）机床：立式钻床z535,钻头d=19mm3）由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=19 代入上式，可得 F=756N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 其中f为夹紧面上的摩擦系数，取 F=+G G为工件自重 夹紧螺钉： 公称直径d=8mm，材料45钢 性能级数为6.8级 螺钉疲劳极限： 极限应力幅：许用应力幅：螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s=3.54 取s=4 得 满足要求 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠，使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力（三） 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一平面销和压板，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。本夹具是用来在立式钻床上加工，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 （四） 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操