课程设计拨叉(831005)说明书.doc

CA6140车床拨叉零件的机械加工工艺规程设计 姓 名 学 号 班 级 指导教师 机械制造技术基础课程设计说明书 题目： “CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程设计生产纲领：中批生产内容： 1. 课程设计说明书 一份 2机械制造加工工艺过程综合卡片 一张 3工序卡片 一份4毛坯图 一张 5零件图 一张目 录前言3一、设计目的4二、零件的分析41零件的作用42零件的工艺性分析4三、工艺规程设计5 （一）确定毛坯的制造形成5 （二）基准的选择5 （三）制定工艺路线5 （四）机械加工余量7 （五）确定切削用量及基本工时8四、设计心得及致谢18参考文献19前 言通过CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程设计，汇总所学专业知识于一体(如机械制造技术基础、公差配合与测量技术、机械设计等)。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拨叉的加工工艺规程。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，在此表示感谢！一 设计的目的：机械制造技术基础课程设计,是在学完机械制造技术基础课程后，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技术基础的基本理论的知识，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、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 零件的分析1、零件的作用题目给定的零件是CA6140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进行工作。宽度18mm和8mm的槽尺寸精度要求很高，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18mm和8mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。2、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25mm的六齿花键孔、22mm花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。2） 以工件右端面为基准的8mm的槽和18mm的槽。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。三、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形成。 零件材料HT200，考虑零件到在机床运行过程中承受交变载荷及冲击性载荷不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大，故可采取壳模铸造。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40.8mm及30.8mm。（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的外圆表面做粗基准。2. 精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的左端面为精基准。（三）制定工艺路线。 方案一工序：05.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。10.粗、精铣削上端面。以花键的中心线及左端面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。15.铣削8mm的槽。以花键孔的中心线及左端面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。20.铣削18mm的槽。以花键孔的中心线及左端面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。25.拉花键。以左端面为基准。30.终检。 方案二工序：05.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。10.拉花键。以左端面为基准。15.铣削上端面。以花键的中心线及左端面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。20.铣削8mm的槽。以花键的中心线及左端面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。25.铣削18mm的槽。以花键的中心线及左端面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。30.终检。方案分析：上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序，但此方案中10、15、20工序很难对工件进行定位和夹紧；方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的15、20、25工序很容易对工件进行定位与夹紧即以花键中心线和左端面作为15、20、25工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。以上工艺过程详见 “机械加工工艺过程综合卡片”（四）机械加工余量。 CA6140的拨叉材料为HT200，零件重量为1.0 kg，生产类型为中批量生产，采用壳模铸造。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. 左端面的加工余量 左端面有30.8mm的加工余量，足够把铸铁的硬质表面层切除，分两次加工，长度加工公差IT10级取-0.14mm（入体方向）。粗车加工余量2.5mm精车加工余量0.5mm2. 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 22 0+0.28，见零件图，参照机械加工工艺手册表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=1mm3. 上端面的加工余量。此工序分2个工步：1、粗铣上端面，加工余量为3.8mm；2、精铣上端面，工余量为0.2mm。4. 铣削宽为8+0.030mm槽。精度要求较高，选用高速钢直齿三面刃铣刀（精密级K8），宽8+0.030mm，长L=40mm，加工余量8mm。5. 铣削宽为180+0.12mm槽。宽180+0.12mm，长L=40mm，加工余量23mm。(五)确定切削用量及基本工时。工序 05 ：一、车削左端面。加工条件：工件材料：灰口铸铁HT200，200MPa，铸件毛坯。加工要求：粗、半精车左端面并保证28mm的工序尺寸，Ra=3.2m机床C3163-1（转塔式六角卧式车床）。刀具：材料YG6，刀具角度：r=12、=7，Kr =90，Kr=12，=101、粗车1）背吃刀量。已知粗车加工余量2.5mm。2）进给量。根据切削简明手册（第3版）表1.4 当刀杆尺寸为16mm25mm,pmm时，以及工件直径为62mm时（由于凸台上端面的存在所以直径取62mm）=0.6-0.8mm/，按C车床说明书 取=0.6mm/r。3）选择切削速度。工件材料为HT200，查机械制造技术基础表3-11知，当p=2.5mm，=0.6mm/r时，v=60 m/min，可保证寿命T=60min。4）确定机床主轴转速。n=1000 v/d=100060/62=308r/min按C车床说明书确定主轴实际转速280rmin，所以实际切削速度V=dn/1000=62280/1000=54.5m/min 5）切削工时，按机械加工工艺手册表6.2-1知车削机动时间计算公式为：T=i其中：L=+L+L+L d=62mm、d=0、L=2.5mm、L=2.5mm、L=0 i=1故T=0.21min2、精车1）已知粗加工余量为0.5mm。2）进给量。 根据切削用量简明手册表1.6 ， f=0.150.25mm/r按C车床说明书0.16 mm/r3）选择切削速度。工件材料为HT200，查机械制造技术基础表3-11知，当p=0.5mm，=0.16 mm/r时，v=90m/min，可保证T=60min。可保证寿命T=60min。4）确定机床主轴转速。n=1000 v/d=100090/62=462.1 r/min按C车床说明书确定主轴实际转速450rmin，所以实际切削速度V=dn/1000=62450/1000=87.7 m/min5）切削工时，查机械加工工艺手册表6.2-1 T=其中：L=+L+L+L d=62mm、d=0、L=0.5mm、L=0.5mm、L=0 =1故T=0.44min二、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）：双锥修磨横刃。钻头参数：20，2=118，=55，=12，=30，b=3.5mm。1） 按机床进给强度决定进给量：根据切削用量简明手册表2.9 ,当b210MPa 时，020.5mm 可确定 =0.75 mm/r。 按C3163-1车床说明书取 =0.62mm/r.2） 决定钻头磨钝标准及寿命 表2.12，当do=20mm、钻头最大磨损量取0.6， 寿命T=45min.3）切削速度由切削用量简明手册，表2.15得 =21m/minn=1000V/d=100021/20=334.2r/min由机床技术资料得和334.2r/min接近的有280r/min和400r/min 取n=280r/min。所以实际切削速度：V=dn/1000=20280/1000=17.6 m/min 4） 基本工时，T= 入切量及超切量由表2.29. 查出+=10mm 所以T=(80+10)/280x0.62=0.32 (min) 2、扩孔刀具直径d=22mm；刀具几何参数同上。 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T同上T=0.32 min3、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160245HBSp2.80.687.7min2.4kw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22 0.64 查得转矩61.8NM切削用量简明手册表由表2.32得功率公式C =1.67kw按C车床说明书主电机功率11 kw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10： 拉花键孔选用L515立式内孔拉床。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升为0.06mm，拉削速度 v=0.06m/s(3.6m/min)切削工时 T=ZLk/1000vfzZ式中： Z 单面余量1.5mm(由22mm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）； f 拉刀单面齿升； Z 拉刀同时工作齿数，Z=l/p； P 拉刀齿距。 P=(1.25-1.9) =1.5=13mm拉刀同时工作齿数z=L/P=80/136其本工时T=1.5801.21.4/10003.60.066=1.56(min)工序15： 粗铣，精铣上端面。加工要求：粗铣上端面，精铣上端面，Ra=3.2m。加工余量4mm机床 ：62W1、 粗铣1) 选择刀具 根据切削用量简明手册表3.1 铣削宽度a5mm时。直径为do=80mm，采用高速钢镶齿圆柱铣刀。铣刀几何参数：查切削用量简明手册表3.2得 r=10、周齿=12、端齿=8、=152) 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a3.80.8，由于加工表面精度要求Ra=3.2 um.根据切削用量简明手册表3.3得每转进给量0.51.2mm/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/r3) 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0.60mm， 刀具寿命 T=180min（表3.8）4) 决定切削速度V，可根据切削用量简明手册表3.11、表3.27确定Z=6, a=40-70mm, a=3.80.8, f=f/z=0.1mm/zV=( Cdoq) K/(TafaZ) C=20，q=0.7，Xv=0.3，Y=0.2，U=0.5，p=0.3，m=0.25Km=1.12, K=0.8，K =0.82K=KmKK=1.120.80.82=0.79V=0.79=37.8m/minn=1000V/d=(100037.8)/(3.1480)=150.3r/min 根据X62W型铣床说明书选实际切削速度n=150r/min工作台进给V=nf=1500.6=90mm/min 选V=80mm/min 实际f= V/(nz)=0.0625mm/z5) 基本工时根据 查机械加工工艺手册表6.2-7T=(L+L1+)/ V=(28+14)/80=0.525（min） L1+=14mm2、 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 a0.2mm，0.63）决定切削速度V，可根据切削用量简明手册表3.9、表3.27确定a=0.2mm, 参数同上V=( Cdoq) K/(TafaZ) =162.7m/min n=1000V/d=(1000162.7)/(3.1480)=647.3r/min根据X62W型铣床说明书选n=600r/minV=nf=6000.6=360mm/min选V=350mm/min f= V/(nz)=0.097mm/z4）基本工时 根据机械加工工艺手册查表6.2-7T=(L+L1+)/ V=(28+14)/350 =0.12（min） L1+=14mm工序20： 铣削8+0.030mm槽。 加工工件尺寸：宽度8+0.030mm , 长度L=40mm 加工要求：高速钢直齿三面刃铣刀（精密级K8），加工余量8mm 机床：X62W1) 选择刀具：由加工尺寸公差0.03 。所以铣刀精度为精密级K8铣刀参数：L=8mm D=63mm d=22mm r=15=12an=6Z=162) 选择切削量由于槽的深度为8mm, 故一次走完，a=8mm， a=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 f=0.3/16=0.018mm/z3) 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V和每齿进给量f、由切削用量简明手册3.27的公式V=( CDq) /(TafaZ)K C=25，q=0.2，Xv=0.1，Y=0.2，U=0.5，p=0.1，m=0.25Km=1.12, K=0.8, K=0.82,K=KmKK=1.12x0.8x0.82=0.79 V=( CDq) /(TafaZ)K=82.86m/minn=1000V/D=100082.86/3.1463=418.87r/min根据X62W型铣床说明书选n=375r/min实际速度V=Dn/1000=74.2m/min 选V=nf=3750.3=112.5mm/min 根据X62W型铣床说明书选选V=110mm/minf=110/37516=0.018mm/z5) 基本工时 根据机械加工工艺手册查表6.2-7T=(L+L1+)/ V=(40+14)/110=0.49（min） L1+=14mm工序25： 铣宽为180+0.12mm槽加工要求：加工工件尺寸，宽180+0.12mm，长L=40mm，加工余量23mm 1） 选择刀具铣刀：直齿齿三面刃铣刀（精密级K8）。参数：L=10 D=100mm 、d=32mm r=15=16an=6Z=202）选择铣削用量由于槽的宽度为18mm, 故二次走完，a=23mm a=10mm由切削用量简明手册表3.3 确定f=0.5mm/r f=0.5/20=0.025mm/z3）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V，由切削用量简明手册3.27的公式V=( CDq) /(TafaZ)K C=25, q=0.2,Xv=0.1,Yv=0.2,Uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,K=0.8, K=0.82,K=KmKK=1.12x0.8x0.82=0.79 V=( CDq) /(TafaZ)K=98.6m/minn=1000V/D=100098.6/3.14100=314r/min根据X62W型铣床说明书选n=300r/min实际速度V=Dn/1000=94.2m/min 选V=nf=3000.5=150mm/min 根据X62W型铣床说明书选选V=150mm/minf=150/30020=0.025mm/z5）基本工时。根据切削用量简明手册表3.5T=(L+L1+)i/ V=(40+20)2/150=0.8（min） L1+=20mm i=2(走两次)四、设计心得通过这次的课程设计使我明白了一个良好的设计思路往往可以省掉一大半的时间，所以我感觉