CA6140车床拨叉831005 加工工艺及铣右端面夹具设计【全套CAD图纸】 .pdf

机械制造工艺学机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目设计题目设计设计 ca6140 车床车床 831005 第第 2 组组 拨叉拨叉 零件的机械加工工艺及工艺设备零件的机械加工工艺及工艺设备 机械制造工艺学课程设计任务书机械制造工艺学课程设计任务书 题目题目 设计设计 ca6140 车床拨叉车床拨叉 零件的机械加工零件的机械加工 工艺规则及工艺装备工艺规则及工艺装备 内容 内容 1 零件图零件图1 张张 2 毛坯图毛坯图1 张张 3 机械加工工艺过程综合卡片机械加工工艺过程综合卡片1 张张 4 结构设计装配图结构设计装配图1 张张 5 结构设计零件图结构设计零件图1 张张 6 课程设计说明书课程设计说明书1 份份 指导教师指导教师 刘念聪 刘念聪 学学号号 2200551050105 学学生生 欧果欧果 2007 12 需要需要 cadcad 图纸 扣扣图纸 扣扣 414951605414951605 一一 零件的分析零件的分析 一 一 零件的作用零件的作用 题目所给的零件是 ca6140 车床的拨叉 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工作 工作过程 拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮 以实现系统调速 转向 其花键孔 25mm 通过与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运 动 零件的两个叉头部位与滑移齿轮相配合 二 二 零件的工艺分析零件的工艺分析 ca6140 车床共有两处加工表面 其间有一定位置要求 分述如下 1 零件孔 22mm 的上下加工表面及花键孔 25mm 这一组加工表面包括 孔 22mm 的上下加工表面 孔 22mm 的内表面 有粗糙度要求为 ra 小于等于 6 3um 25mm 的 六齿花键孔 有粗糙度要求 ra 小于等于 3 2um 扩两端面孔 有粗糙度要求 ra 6 3um 加工时以上下端面和外圆 40mm 为基准面 有由于上下端面 须加工 根据 基准先行 的原则 故应先加工上下端面 采 用互为基准的原则 再加工孔 22mm 六齿花键孔 25mm 和扩孔 2 孔 22mm 两侧的拨叉端面 这一组加工表面包括 右侧距离18mm的上下平面 ra 3 2um 有精铣平面的要求 左侧距离为 8mm 的上下平面 ra 1 6um 同样要求精铣 加工时以孔 22mm 花键孔 25 mm 和上下平面为基准定位加 工 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精 度 该零件没有很难加工的表面尺寸 上述表面的技术要求采用 常规加工工艺均可以保证 对于这两组加工表面而言 可以先加 工其中一组表面 然后借助于专用夹具加工另一组表面 并且保 证它们的位置精度要求 三 三 零件的尺寸图零件的尺寸图 二二 工艺规程设计工艺规程设计 一一 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 1 零件材料为 ht200 考虑零件在机床运行过程中所受冲击 不大 零件结构又比较简单 故选择铸件毛坯 2 已知零件的生产纲领是 20000 件每年 故查表 15 2 可 确定其为大批生产 初步确定工艺安排的基本倾向为 加工过程 划分阶段 工序适当集中 加工设备主要以通用设备为主 采用 专用夹具 这样投资较少 投产快生产率较高 转产较容易 3 根据零件的材料确定毛坯为铸件 材料为 ht200 毛坯的 铸造方法为金属模机械造型 表 15 4 铸件尺寸公差等级为 ct9 级 表 15 5 二 基面的选择 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 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 22 孔的不加工外轮廓底面作为粗基准 利用圆 柱来定位 另外四爪握住两边来限制六个自由度 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 三 制定工艺路线 三 制定工艺路线 制定工艺路线 在生产纲领确定的情况下 根据零件的几 何形状 尺寸精度及位置精度等技术要求来制定工艺路线 可以 考虑采用万能性机床配以专用工卡具 并尽量使工序集中来提高 生产率 除此之外 还应当考虑经济效果 以便使生产成本尽量 下降 1 工艺路线方案 工序一 铸坯 工序二 粗铣圆柱底面 工序三 钻圆柱成 20 的孔 工序四 扩铰孔 20 到 22 工序五 粗车圆柱孔口斜度为 20 度 工序六 粗铣右槽 1 侧平面和高度为 8mm 见图 粗铣高度为 18mm 的左槽 2 见图 工序七 精铣槽 1 的上下面和和里面 侧面 精洗槽 2 的上下面和 里面 工序八 拉销孔 22 成花键 工序九 去毛刺 工序十 检验 2 选择机床 1 工序一 工序五 工序七均为铣表面 可用 xa5032 铣床 2 工序三为钻孔 扩孔工艺 可采用摇臂钻床 z305b 3 工序八为拉花键 采用普通拉床 4 工序六用车床 3 选择夹具 每个工序都可以采用专用的夹具 夹具后面再设计 4 选择刀具 在铣床上用高速钢立铣刀 铣上下两槽用三面刃铣 刀 在车床上选普通车刀 内拉床选矩形齿花键拉刀 工序号工序内容定位基准 01铸件 02粗铣下端面孔的外圆 上端面 03钻孔孔的外圆 下端面 04扩孔 22孔的外圆 下端面 05车倒角 角度为 20 度孔的上下端面 06铣左边键槽 铣右边键槽孔 下端面 07精铣左右两槽孔 下端面 08拉花键槽孔的外圆 下端面 9去毛刺 10终检 5 选择量具 精度要求较高的可用内径千分尺量程 50 125 其 余用游标卡尺分度值为 0 02 四 机械加工余量 四 机械加工余量 工序尺寸及毛皮尺寸的确定工序尺寸及毛皮尺寸的确定 ca6140 车床拨叉 零件材料为 ht200 硬度 190 210hb 生产类型大批量 铸造毛坯 据以上原始资料及加工路线 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 查 机械制造工艺设计简明手册 以下称 工艺手册 铣削加工余量为 粗铣2 4mm 半精铣1 2mm 精铣0 1mm 2 圆柱 40 用铸成 内孔 22 用钻和扩成 加工余量 扩孔1 2mm 3 粗车加工余量 粗车1 2mm 半精车0 8mm 4 右凹槽 对于右凹槽的加工 由于事先未被铸出 要满足其槽 的深度先需要粗铣 现确定其加工余量取 8mm 为了保证槽 两边的表面粗糙度和槽的水平尺寸 03 0 0 8 的精度要求 需要进 行精铣槽的两侧面 加工余量取 0 5mm 5 左凹槽 由于此平面没有加工 只加工平面的凹槽 其基本尺寸 为槽宽 012 0 0 18 精度较高 it6 级 槽的深度为 15 可事先铸出 该凹槽 该槽的三个表面的粗糙度都为 2 3ra 在粗铣后 精铣 能达到粗糙度要求 6 孔 钻孔其尺寸为 20mm 加工余量取 2mm 扩孔钻 保留 0 5mm 的拉刀加工余量 孔里的花键槽用组合装配式拉刀成型式的加工 方式一次拉出 7 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为大批量生产 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五 确立切削用量及基本工时 工序一 毛坯工序 用铸造尺寸如毛坯图 cad 毛坯图 工序二 铣圆柱下面 1 加工条件 工件材料 ht200 b 0 16gpa hb 190 241 铸造 加工要求 粗铣铸件圆柱下面 机床 铣床 xa5032 卧式铣床 刀具 硬质合金钢端铣刀 牌号 yg6 铣削宽度 ae 40mm 深度 appcc 故校验合格 最终确定 ap 1 3mm nc 475r min vfc 475mm s vc 119 3m min fz 0 16mm z 6 计算基本工时 tm l vf 40 40 475 0 168min 工序三 以 22 孔底面为精基准 钻 扩 22 孔 1 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头 粗钻时 do 20mm 钻头采用双头刃磨法 后角 o 12 二重刃长度 b 2 5mm 横刀长 b 1 5mm 宽 l 3mm 棱带长度mml5 1 1 1202 10 0 30 2 选择切削用量 1 决定进给量 查 切 rmmf 86 0 70 0 所以 rmmf 70 0 按 钻 头 强 度 选 择rmmf 75 1 按 机 床 强 度 选 择 rmmf 53 0 最 终 决 定 选 择 机 床 已 有 的 进 给 量rmmf 48 0 经 校 验 max 6090fff 校验成功 2 钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 查 切 为 0 5 0 8mm 寿命min60 t 3 切削速度 查 切 rmmvc 18 修 正 系 数0 1 tv k0 1 mv k 0 1 tv k 0 1 kxv0 1 1 v k10 apv k故rmmvc 18 min 3 318 1000 0 r d v ns 查 切 机床实际转速为min 272rnc 故实际的切削速度rmm nd v s c 4 15 1000 0 4 校验扭矩功率 nmmc60 nmmm 2 144 所以 mc mm ec pkwp 0 2 7 1故满足条件 校验成立 3 计算工时 t l nf 65 272 1 45 0 163min 4 扩孔的切削用量如下 扩钻 min 272rn rmmf 48 0 min 4 15 mvc 工序五 以 22 孔底面为精基准 倒 20 度角 用普通车床 工序六 以 20 孔为精基准 粗铣两槽的三个端面 保证槽 1 槽 2 上下面粗早粗糙度小于 3 2 1 加工条件粗铣上平面的槽 精铣上平面的槽两侧 1 粗铣上平面的槽 齿 05 0 mmfz 由机械手册可以直接查 出 铣 削 速 度 min 18mv 采 用 错 齿 三 面 刃 铣 刀 14 4 50 16 zmmlmmdmmd 则 min 358 16 1810001000 r d v ns min 2513581405 0 mmznff szm 计算工时 min26 0 251 66 m m f l t 2 精铣上平面的槽两侧 齿 05 0 mmfz 由于是精加工铣削 速度放大 30 其值 min 23mv 采用错齿三面刃铣刀 16 4 50 16 zmmlmmdmmd 则 min 8 457 16 2310001000 r d v ns min 366 8 4571605 0 mmznff szm 计算工时 min18 0 366 66 m m f l t 2 粗铣下平面的槽 精铣下平面的槽的三个面 1 粗铣下平面的槽 齿 05 0 mmfz 由机械手册可以直接查出 铣削速度 min 18mv 采用镶齿三面刃铣刀 20 12150 48 齿数mmmmldmmd 则 min 119 48 1810001000 r d v ns min 1191192005 0 mmznff szm 计算工时 min68 1 119 200 m m f l t 2 精铣下平面的槽的三个面 齿 05 0 mmfz 由于是精加工 铣削速度放大 30 其值 min 23mv 采用镶齿三面刃铣刀 30 12 150 48 齿数mmlmmdmmd 则 min 153 48 2310001000 r d v ns min 2291533005 0 mmznff szm 计算工时 min87 0 229 200 m m f l t 工序八 拉销花键 用拉刀拉销花键单面齿升 根据有关手册 确定拉花键时花键 拉刀的单面齿升为 0 06mm 拉削速度 14min 4mmpmv 拉刀 同时工作齿数 6 z 切削工时min23 0 606 0 41000 4 12 1663 1000 zvf klz t z b 花键孔的工序尺寸 加工表面加工内 容 加工余量精度等 级 表面粗糙 度 工序尺寸 25mm拉花键1 8mmct86 4um24 8mm 铰孔0 2mm3 2um25mm 工序九 去毛刺 工序十 检查 其余几步数据见工艺卡片 三三 夹具设计夹具设计 经过仔细分析决定设计铣右端面铣床床卡具 在确定夹具设 计方案时应当遵循的原则是 确保工件的加工质量 工艺 性好 结构尽量简单 使用性好 操作省力高效 定位 夹紧快速 准确 能提高生产率 经济性好 制造成本低廉 确定最合理的设计方案 确定定位方案 设计定位装置 定位应符合 六点定位原 则 定位元件尽可能选用标准件 确定夹紧方案 设计夹紧机构 夹紧可以用手动 气动 液压或其它动力源 重点应考虑夹紧力的大小 方向 作用点 以及作用力的传递方式 保证不破坏定位 不造成工件过量变形 不会有活动度为零的 机构 并且应满足生产率的要求 确定夹具整体结构方案 定位 夹紧确定之后 还要确定 其它机构 如对刀装置 导引元件 分度机构 顶出装置等 最 后设计夹具体 将各种元件 机构有机地连接在一起 夹具精度分析 在绘制的夹具结构草图上 标注出初步确 定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度 然后计算定位误 差 根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足本工序加工 技术要求 是否合理 否则应采取措施 如重新确定公差 更换 定位元件 改变定位基准 必要时甚至改变原设计方案 然后重 新分析计算 夹具夹紧力分析 首先应计算切削力大小 它是计算夹紧 力的主要依据 通常确定切削力有以下三种方法 由经验公式 算出 由单位切削力算出 由手册上提供