CA6140车床拨叉831003 加工工艺及钻φ22花键底孔夹具设计版本1【全套CAD图纸】 .pdf

1 机械制造工艺学机械制造工艺学 课程设计说明书课程设计说明书 设计题目 设计题目 设计设计 ca6140ca6140 车床车床 拨叉零件的机械加工拨叉零件的机械加工 工艺规程及工艺装备 中批量生产 工艺规程及工艺装备 中批量生产 设 计 者设 计 者 指导教师指导教师 2 机械制造工艺学课程设计说明书机械制造工艺学课程设计说明书 题目题目设计设计 ca6140ca6140 车床车床 拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装 备 中批量生产 备 中批量生产 内容内容1 1 零件图零件图一一张张 2 2 毛坯图毛坯图一一张张 3 3 机械制造加工工艺过程综合卡片机械制造加工工艺过程综合卡片一张一张 4 4 结构设计装配图结构设计装配图一张一张 5 5 结构设计零件图结构设计零件图一张一张 6 6 课程设计说明书课程设计说明书一份一份 3 需需要要cacad d图纸图纸 扣扣扣扣 414951605414951605 4 前前言言 通过机床工艺及夹具设计 需需 要要 cadcad 图纸 扣扣图纸 扣扣 414951605414951605 汇总所学专业知识如一体 如 公差于配合 机械零件设计 金 属切削机床 机械制造工艺 等 让我们对所学的专业课得以巩固 复习及实用 在理论与实践上有机结合 使我们对各科的作用更加深 刻的熟悉与理解 并为以后的实际工作奠定坚实的基础 在些次设计中我们主要是设计 ca6140 拨叉的铣床夹具 在此次课 程设计过程中 我小组成员齐心协力 共同努力完成了此项设计 在 此期间查阅了大量的书籍 并且得到了有关老师的指点 5 第6 6小组 2007 年 9 月 15 日 一 一 设计的目的 设计的目的 机械制造工艺学课程设计 是在学完机械制造工艺学及夹具设计 原理课程 经过生产实习取得感性知识后进行的一项教学环节 在老 师的指导下 要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课 程 并且独立完成的一项工程基本训练 同时 也为以后搞好毕业设 计打下良好基础 通过课程设计达到以下目的 1 能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知 识 正确地解决一个零件在加工中的定位 夹紧以及合理制订工艺规 程等问题的方法 培养学生分析问题和解决问题的能力 2 通过对零件某道工序的夹具设计 学会工艺装备设计的一般方 法 通过学生亲手设计夹具 或量具 的训练 提高结构设计的能力 6 3 课程设计过程也是理论联系实际的过程 并学会使用手册 查 询相关资料等 增强学生解决工程实际问题的独立工作能力 二 二 零件的分析零件的分析 一 零件的作用 题目给定的零件是 ca6140 拨叉 见附图 1 它 位于车床变速机构中 主要起换档 使主轴回转运动按照工作者的要 求进行工作 宽度为 30 0 012 0mm 的面 寸精度要求很高 因为在拨叉拔动使滑 移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙 很大时 滑移齿轮得不到很高的位置精 度 所以 宽度为 30 0 012 0mm 的面的槽和滑 移齿轮的配合精度要求很高 二 零件的工艺分析 ca6140 拨叉共有两组加工表面 1 以花键孔的中心线为基准的加工面 这一组面包括 26 0 23 0mm 的六齿方花键孔 23 0 28 0花键底孔两 端的 2x15 0 到角和距中心线为 22mm 的平面 2 以工件右端面为基准的 6 0 03 0mm 的花键经上述分析可知 对于 两组加工表面 可先加工其中一组表面 然后借助于专用夹具加 工另一组表面 二 工艺规程设计二 工艺规程设计 一 确定毛坯的制造形成 7 零件材料 ht200 考虑到此零件的工作过程中并有变载荷和冲 击性载荷 因此选用锻件 以使金属纤维尽量不被切断 保证零件 的工作可靠 由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大 故可采取模锻成型 经查 金属机械加工工艺人员手册 表 5 5 取 等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为 3 0 8mm 毛坯零件图如下图 二 基准的选择 1 粗基准的选择 因为要保证花键的中心线垂直于右端面 所以 以 40 的外圆表面的粗基准 2 精度基准的选择 为保证定位基准和工序基准重合 以零件的 a 面为精基准 二 制定工艺路线 工序 1 粗 精车端面 钻 扩花键底孔 倒两端 15 倒角 以 40mm 圆柱面为粗基准 选用 c3163 1 转塔式六角车床及三 爪卡盘夹具 2 粗 精车 b c 面 3 拉花键 以 a 面为基准 4 以花键的中心线及 a 面为基准 选用 x62w 卧式铣床加专用 夹具 5 开档 以花键的中心线为基准 8 6 钻配作孔 螺纹孔 7 机械加工余量 ca6140 的拨叉材料为 ht200 毛坯重量为 1 0 kg b 160mpahbs 生产类型为由大 中批量生产 采用模锻锻模 根据上述的原始资料加工工艺 分别确定各个加工表面的机械加 工余量 工序尺寸以毛坯尺寸如下 1 a 面的加工余量 a 面有 3 0 8mm 的加工余量 足够把铸铁的硬质表面层切除 2 矩形花键底孔 要求以矩形花键的外径定心 故采用拉削加工内孔尺寸为 23 0 0 28 见零件图 参照 金属机械加工工艺人员手册 表 3 59 确定孔加工余量的分配 钻孔 20mm 扩孔 21mm 拉花键 花键孔要求以外径定心 拉削时加工余量参照 金属机械加工工 艺人员手册 取 2 1mm 3 b 面的加工余量 此工序分 2 个工步 1 粗铣 b 面2 精铣 b 面 精加工余量为 0 2mm 粗铣加工余量为 2 8mm 2 计算切削用量 9 1 已知长度方向的加工余量为 3 0 8mm 实际端面的最大加工余 量为 3 8mm 故分二次加工 粗车和半精车 长度加工公差 it 级 取 0 46mm 入体方向 2 进给量 根据 切削简明手册 第 3 版 表 1 4 当刀杆尺寸为 16mm 25mm mm 时 以及工件直径为 60mm 时 由于凸台 b 面 的存在所以直径取 60mm 0 6 0 8mm 按 c 车床说明书取 0 6 mm n 由于存在间歇加工所以进给量乘以 k 0 75 0 85所以 实际进给量 f 0 6 0 8 0 48 mm 按 c 车床说明书 0 53 3 计算切削速度 按 切削简明手册 表 1 27 切削速度的计算 公式为 寿命选 t 60min 刀具材料 yg6 v cv t m ap xv fyv kv 其中 cv 158xv 0 15yv 0 4m 0 2 修正系数 ko见 切削 手册 表 1 28 kmv 1 15kkv 0 8kkrv 0 8ksv 1 04kbv 0 81 vc 158 60 0 2 20 15 0 53 0 4 1 15 0 8 0 8 0 81 0 97 46 9 m min 4 确定机床主轴转速ns 1000vc dw 229 8 r min 按 c 车床说明书 200 r min 10 所以实际切削速度 v 40 8m min 3 钻孔 扩孔 倒角 1 钻孔 钻头选择 见 切削用量简明手册 表 2 2 钻头几何形状为 表 2 1 及表 2 2 双锥修磨具刃 钻头参数 20 30 2 118 2 70 b 3 5mm ao 12 55 b 2mm 4mm 根据 切削用量简明手册 表 2 9 确定 f 0 48 按机床进给强度决定进给量 根据表 2 9 当 b 210mpa 0 20 5mm可确定 f 0 75 按 c3163 1 车床说明书取 f 0 62mm n 决定钻头磨钝标准及寿命 表 2 21 当 do 20mm 钻头最大磨损量 取 0 6 寿命 t 45min 切削速度由 切削用量简明手册 表 2 15 得 21m min n 1000v d 334 4由机床技术资料得和 334 4 接近的有 280n m 和 400n min取 280n min 取n 280m min 实际 17 m min 基本工时 tm l nf 80 10 280 x0 62 0 32 min 入切量及超切量由表 2 29 查出 10mm 所以 tm l nf 80 10 280 x0 62 0 32 min 2 扩孔 刀具直径 do 21mm 刀具几何参数同上 11 由于两孔直径相差不大 为了节省停车和调换走刀量等辅助时 间 n 和 f 都不变 所以 tm 同上 tm 0 32 倒角刀具 15 锪钻由于两孔直径相差不大 以表面粗度要求不高 手动进给 3 倒角 刀具 专用刀具 此工步使用到专用刀具与手动进给 检验机床功率按 切削用量简明手册 表 1 2 可以查出当 160 245hbs 2 8 0 6 41 min 3 4kw 按 c 车床说明书主电机功率 11 可见 比 小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求 钻削功率检验按 切削用量简明手册 表 2 21 当 21 0 64 查得转矩 61 8n m 切削用量简明手册 表由表 2 32得功率公式 c mcvc 30do 61 8x17 30 x21 1 67km 按 c 车床说明书主电机功率 11 可见 c比 小得多 所以机床功率足够 所用切削用量符合要 工序 拉花键孔 单面齿升 根据有关手册 确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿 为 0 06mm 12 拉削速度v 0 06m s 3 6m min 切削工时t zbl k 1000vfzz 式中 zb单面余量 1 5mm 由 21mm 拉削到 25mm l拉削表面长度 80mm 考虑校准部分的长度系数 取 1 2 k考虑机床返回行程系数 取 1 4 v拉削速度 m min fz拉刀单面齿升 z拉刀同时工作齿数 z l p p拉刀齿距 p 1 25 1 5 sqrt80 1 35sqrt80 12mm 拉刀同时工作齿数 z l p 80 12 7 其本工时 tm 1 5 80 1 2 1 4 1000 3 6 0 06 7 0 13 min 工序 粗铣 精铣 b 面 加工要求 粗铣 b 面 精铣 b 面 ra 3 2 用标准镶齿圆柱铣刀粗铣加工余量 3mm 机床 62w 加工工件尺寸 宽度 40mm 长度 28mm 1 粗铣 1 选择刀具 根据 切削用量简明手册 表 3 1 铣削宽度ae 5mm 时 直径为 do 50mm故齿数 由于采用标准镶齿圆柱铣刀 13 铣刀几何参数 表 3 2 rn 10 ao 16 2 切削用量 留精铣的加工余量为 0 2 所以本道工步切削宽度ac 2 8 0 8 由于加工表面精度要求 ra 3 2 um 根据表 3 5 得每转进给 量 0 5 mm r 就能满足要求 但考虑到 62w 功率为 7 5kw 机床为中等系统刚度和 62w 铣床说明书所以每转进给量 0 6mm r 3 选择刀具磨钝标准及刀具寿命 根据 切削用量简明手册 表 3 7 铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为 0 6 镶齿铣刀 do 50mm 刀具寿命 t 120min 表 3 8 4 决定切削速度 vc 可根据 切削用量简明手册 表 3 9 确定 z 8 ap 40 70mm ac 2 8 0 8 fz f z 0 0750 1mm z vc cvdoqv tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv cv 20 qv 0 7 xv 0 3 yv 0 2 uv 0 5 pv 0 3 m 0 25 km 1 12 ksv 0 8 ktv 0 82 kv kmxksvxktv 1 12x0 8x0 82 0 79 vc cvxdoxqv tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv 23 7 m min n 1000v d 1000 x23 7 3 14x50 151r min根据 x62w 型 铣床说明书选 n 160r min vc 3 14nd 1000 160 x3 14x50 1000 25 1m min vf nf 160 x0 6 96mm min 选 vf 80mm min 实际 fz vf nxz 0 0625mm z 5 机床功率 根据 切削用量简明手册 表 3 20 当vc 71m min 14 ae 2 8mmap 41mmfz 0 08kmpc 1 4kw 切削功率的修正系数 故 pct 0 8 根据 x62w 型铣床说明书 机床主轴允许的功率为 pcm 7 5 0 75 5 63kw故pcc pcm因此所决定的切削用量可以采用 ae 2 8mm vf 80m minn 160r min vc 25 1m minfz 0 0625mmm z 6 基本工时根据 切削用量简明手册 表 3 5 tm l l1 vf 28 14 80 0 525 min l1 14mm 2 精铣 1 选择刀具 刀具与上道工步是同一把刀 2 切削用量 精铣的加工余量为 0 2 所以本道工步切削宽度 ae 0 2mm 0 6 3 决定切削速度 vc 可根据 切削用量简明手册 表 3 9 确定 ac 0 2mm vc cvdoqv tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv 33 1m min n 1000v d 1000 x33 1 3 14x50 211r min根据x62w型铣床 说明书选 n 210r min vf nf 210 x0 6 126mm min vf 125mm min fz vf nxz 0 074mm z 4 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册 表 3 5 tm l l1 vf 28 14 125 0 336 min l1 14mm 工序 铣削 8 0 03 0mm 槽 15 加工工件尺寸 8 0 03 0mm 长度 l 40mm 加工要求 高速钢错齿三面刃铣刀 精密级 k8 加工余量 8 用乳 化液冷却 机床 x62w 1 选择刀具 由加工尺寸公差 0 0 3 所以铣刀精度为精密级 k8 铣刀参数 l 8mmd 63 d 22 d1 34ro 15 ao 12 an 6 z 16 2 选择切削量 由于槽的深度为 8mm 故一次走完 ae 8mmap 8mm 由 切削用量简明手册 表 3 3确定 f 0 15 0 3mm r现取 f 0 3mm r fz 0 3 16 0 018mm z 3 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据 切削用量简明手册 表 3 7 得最大磨损量为 0 5 由表 3 8 确定刀具寿命 t 100min 其中 4 决定切削速度 vc和每齿进给量 vf 由 切削用量简明手册 3 27 的公式 vc cvxdoxqv tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv kv cv 25 qv 0 2 xv 0 1 yv 0 2 uv 0 5 pv 0 1 m 0 25 km 1 12 ksv 0 8 ktv 0 82 kv kmxksvxktv 1 12x0 8x0 82 0 79 vc cvxdoxqv tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv kv 82 86m min n 1000 vc do 1000 82 86 3 14 63 418 87r min 根据 x62w 型铣床说明书选nc 375r min 16 实际速度 vc donc 1000 74 2m min 选vfc ncf 375x0 3 112 5mm min根 据 x62w 型 铣 床 说 明 书 选 选 vf 110mm min fzc 110 375 16 0 018mm z 5 机床功率 根据 切削用量简明手册 表 3 28 公式 圆周力fc cfap xff z yfa e vfz d o afnwfwf k k fcfcktv 0 90kmfc 0 94 由表 28 得 cf 30 xf 1 0 yf 0 65 uf 0 83 wf 0 qf 0 83 kfc 1 28 fc cfap xff z yfa e vfz d o qfnwfwf k k fcfc 30 30 x x 8 8 x x 0 0180 018 x x 8 8 6363 x x 375375 505 6 505 6 n n m fcdo 2 10 3 15 9n m pc fcvc 1000 1 18km 根据 x62w 型铣床说明书 功率足够 6 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册 表 3 5 tm l l1 vf 40 14 110 0 49 min l1 14mm 工序 铣宽为 180 0 12mm 槽 加工要求 用乳化液冷却 加工工件尺寸 宽 180 0 12mm 长 l 40mm 加工余量 23mm 由于此工步的设计尺寸精度要求很高 用铣削加工很难达到尺寸 精度的要求 所以为了留给下一道公序磨削的加工余量 所以分两步 走 ae 23 ap 10mm 1 选择刀具 铣刀参数 l 10d 100mm d 30mm ro 15 ao 12 an 6 z 24 2 选择铣削用量 17 由于槽的宽度为 18mm 故二次走完 ae 23mmap 10mm 由 切削用量简明手册 表 3 3确定 f 0 5mm r现取 f 0 8mm r fz 0 5 24 0 02mm z 3 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据 切削用量简明手册 表 3 7 得最大磨损量为 0 5 由表 3 8 确定刀具寿命 t 100min 其中 4 确定切削速度 vc和每齿进给量 决定切削速度 vc和每齿进给量 vf 由 切削用量简明手册 3 27 的公式 vc cvxdoxqv tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv kv cv 25 qv 0 2 xv 0 1 yv 0 2 uv 0 5 pv 0 1 m 0 25 km 1 12 ksv 0 8 ktv 0 82 kv kmxksvxktv 1 12x0 8x0 82 0 79 vc cvxdoxqv tmxapxxvxfzxyvxaexuvxzpv kv 98 6m min n 1000 vc do 1000 98 6 3 14 100 314r min 根据 x62w 型铣床说明书选 nc 300r min 实际速度 vc donc 1000 94 2m min 选 vfc ncf 300x0 5 150mm min根据 x62w 型铣床说明书选选 vf 150mm min fzc 150 300 24 0 020mm z 5 基本工时基本工时根据 切削用量简明手册 表 3 5 tm l l1 i vf 40 20 x2 150 0 8 min l1 20mm i 2 走两次 18 夹具设计夹具设计 一 问题的提出 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 经过与指导老师协商 决定设计第 2 道工序 钻 22 孔夹具 二 夹具设计 1 定位基准的选择 由零件图可知 其设计基准为上表面线和工件的下加工表面为定位基 准 因此选用工件以下加工表面和上表面线为主定位基准 2 定位误差分析 由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合 故轴向尺寸