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CA6140车床拨叉831003加工工艺及钻φ22花键底孔夹具设计【带三维UG零件图】【优秀课程设计】

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编号:437378    类型:共享资源    大小:1.88MB    格式:RAR    上传时间:2015-05-30 上传人:好资料QQ****51605 IP属地:江苏
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加工 工艺 22 花键 底孔 夹具 设计 更新
资源描述:

摘  要


本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。

拨叉加工工艺规程及其钻Φ22孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。


关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。


ABSTRCT


This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.

The shifting fork technological process and its the processing ¢ 22 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts.  Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.


Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error


目录

摘  要1

ABSTRCT2

序   言4

1. 零件的工艺性分析5

1.1拨叉的用途5

1.2拨叉的技术要求5

1.3审查拨叉的工艺性6

1.4零件的工艺分析6

2.确定毛坯、绘制毛坯简图7

2.1选择毛坯7

2.2确定毛坯尺寸公差和机械加工余量7

2.3绘制铸件毛坯简图8

3拟定拨叉工艺路线9

3.1定位基准的选择9

3.1.1 粗基准的选择9

3.1.2 精基准的选择10

3.2 表面加工方法的选择10

3.3 工序集中与分散10

3.4 工序顺序的安排10

3.5 确定工艺路线11

3.5.1机械加工余量、工序尺寸确定:11

3.5.2确定切削用量及基本工时12

4.夹具设计20

4.1 问题的提出20

4.2  夹具设计20

总    结21

致   谢22

参考文献23


序   言

机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

拨叉的加工工艺规程及其钻Φ22孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。

本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。


内容简介:
哈尔滨理工大学课程设计说明书一序言机械制造工艺课程设计时在我们学习完了大学的全部基础课,技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言,我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题坚决问题的能力,为今后参加祖国的四化建设打下一个良好的基础。由于能力有限,设计尚有不足之处,恳请各位老师给予指导。二设计题目:设计“CA6140车床拨叉”零件831003的机械加工工艺规程及18H11槽粗铣夹具 三设计要求:1.中批生产,手动夹紧。2.尽量选用通用设备。 四.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.编写工艺卡片和工序卡片(各一); 5.绘制夹具总装图(手工、CAD各一); 6.绘制夹具零件图 (全部零件); 7.说明书一份。五零件的分析(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+0.0120mm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+0.0120mm的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。 附图1(二)、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。六 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 钻2M8孔,5mm锥孔。工序 铣通槽18H11mm。工序 攻螺纹2M8。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2M8孔,5mm锥孔。工序 铣通槽18H11。工序 拉花键孔。工序 攻螺纹2M8。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,而方案二不能,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22H12:钻孔:20扩钻:22 2Z=2.0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0.17。3铣表面根据“手册”表149,取上表面的机械加工余量为4.0,下表面的余量为3.0。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=3.04. 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=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1.0715 f=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) v=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=3.58min 2)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:钻2-M8底孔( 6.80) f=0.36/r (表338) =0.35m/s (参照表342) n=16.39r/s (983.4r/min) 按机床选取 n=960r/min=16r/s 故实际切削速度=0.34m/s切削工时(表75) l=9.5mm,l= 4mm,l=3 t= =2.86 (0.048min)工序:铣槽18H11 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=5.97/s (358.2/min)按机床选取n=380r/min=6.33/s (表416) 故实际切削速度=0.32/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=6.63s (397.8min)按机床选取n=380r/min=6.33/s (表416) 故实际切削速度=0.24s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64s。 :攻螺纹2M8 v=0.35m/s (表342) n=13.9 (834min) 按机床选取n=850r/min=14.2s 故实际切削速度=0.357m/s。七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) 提出问题利用本夹具主要用来钻 22花键底孔。在加工本工序是,其他重要表面都还未加工,因此,在本道工序加工时,主要考虑如何保证底面的定位,如何降低劳动强度、提高劳动生产率,而精度则不是主要问题。(二) 夹具设计1. 定位基准的选择由零件图可知,为了定位误差为零,选择零件的上下表面为主要定位基准面。2切削力及夹紧力计算 刀具:高速钢钻头,直径d=20mm,f=0.71mm/r 钻头转速 n=5.63r/s工件材料:灰铸铁 HB=210则: 切屑扭矩 M=10 (表336) =225.63200.711.05910 =53.86(Nm)轴向力 F=588.60200.711.059 =9478.8(N) 其中 K=K=()=()=1.059切削功率 P=2Mn10 =23.1453.865.6310 =1.90 KW由零件定位、装夹方式可知,只有钻削时产生的轴向力能引起零件的松动。由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式: P=KF式中,安全系数为基本安全系数1.5;为加工性质系数1.1;为刀具钝化系数1.2;为断续切削系数1.2。所以 (N)所需的实际夹紧力为22521.6N是比较大的,为了使得整个夹具结构紧凑,决定选用铰链夹紧机构。结构形式:型单臂铰链夹紧机构夹紧时,臂的最小允许倾斜角:=15扩力比:i=3.14 活塞杆的最大拉力为: F=22521.6/3.14=7172.5N计算驱动气缸直径: F=p=7172.5式中:p压缩空气单位压力,取p=0.4MPa。 D=151按标准,取气缸直径D=150.此时,当压缩空气压力p=0.4MPa时,驱动气缸的拉力 F=7068N,则铰链机构的放大倍数i可降至: i=3.19此时,臂的最小允许倾角在20到25之间,取放大倍数为3.41。 实际的夹紧力应为: P=70683.41=24101.9N这远远大于所需的22521.6N的夹紧力,因此工作是可靠的。3 位误差分析定位尺寸几公差的确定。夹具的主要是底面的一侧及顶面,并且要求不是很高,可以满足。八 .夹具设计中的特点如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动生产率。为此,应首先着眼于采用何种夹紧装置以减少更换工件的辅助时间。本夹具设计时,尽量使夹具体简单,紧凑。九 总结为期2周的夹具课程设计已经接近尾声,回顾整个过程,我组4名同学在老师的指导下,取得了可喜的成绩,课程设计作为机械制造工艺学、机床夹具设计课程的重要环节,使理论与实践更加接近,加深了理论知识的理解,强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段:第一阶段是机械加工工艺规程设计,第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识;夹具设计的阶段运用了工件定位、
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