CA6140车床拨叉[831002] 加工工艺及铣φ60两侧面夹具设计[版本1]【全套CAD图纸说明书】

下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 序言 机械制造工艺学课程设计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 、 解决问题的能力。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 一 、 零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是 CA6140 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，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 25孔与操纵机构相连，二下方的 60 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 （二）零件的技术要求 拨叉零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差（ mm） 公差及精度等级 表面粗糙度Ra( 形位公差 /mm 25孔两端面 80 IT12 25孔 25H7 IT8 1.6 60孔 60H12 IT9 3.2 60孔两端面 12d11 IT10 3.2 螺纹孔顶 面 距 25孔中心线 36 IT11 6.3 M22x1.5 螺纹 M22x1.5 铣槽端面 距槽底面 8H12 IT11 6.3 铣 16H12 槽 16H1 IT9 3.2 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605 （三）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. 以 25mm 孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 25H7mm 的孔，以及 42mm 的圆柱两端面，其中主要加工表面为 25H7mm 通孔。 2. 以 60mm 孔为中心的 加工表面 这一组加工表面包括： 60H12 的孔，以及 60H12 的两个端面。主要是 60H12的孔。 3. 铣 16H11的槽 这一组加工表面包括：此槽的端面， 16H11mm的槽的底面， 16H11mm的槽两侧面。 4. 以 M22 1.5 螺纹孔为中心的加工表面。 这一组加工表面包括： M22 1.5的螺纹孔，长 32mm的端面。 主要加工表面为 M22 1.5螺纹孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： （ 1） 60 孔端面与 25H7 孔垂直度公差为 0.1mm.。 （ 2） 16H11mm 的槽与 25H7 的孔垂直度公 差为 0.08mm。 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。 二、工艺规程设计 (一 )确定毛坯的制造形式 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。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 （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 25 021.00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 42 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）制定工艺路 线 制定工艺路线的出发点 ,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能得到合理的保证 ,在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具 ,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 工艺路线方案 工序一 以 42 外圆为粗基准，粗铣 25 孔 下 端面。 工序二 精 铣 25 孔上下端面。 工序三 以 25 孔上端面为精基准，钻 、 扩 、 铰 、 精铰 25 孔 ,孔的精度达到 IT7。 工序四 两件铣断 工序五 以 25 孔为精基准，粗铣 60 孔上下端面。 工序六 以 25 孔为精基准， 精 铣 60 孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过 0.1。 工序七 以 25 孔为精基准，钻 、 镗 、 铰 60 孔，保证空的精度达到IT8。 工序八 以 25 孔为精基准，铣螺纹孔端面。 工序九 以 25 孔为精基准，钻 20 孔（装配时钻铰锥孔）。 工序十 以 25 孔为精基准，钻一个 20 孔，攻 M22 1.5 螺纹。 工序十一 以 25 孔为精基准，铣槽端面。 工序十二 以 25 孔为精基准，铣 16H11 的 槽保证槽的侧面相对孔的垂直度误差是 0.08。 工序十三 检查。 虽然工序仍然是十三步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺路线方案二快了一倍（实际铣削只有两次，而且刀具不用调整）。多次加工 60、 25 孔是精度要求所致。在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上列出了拨叉的工艺路线。 拨叉工艺路线及设备、工装的选用 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 工序号 工序名称 机床设备 X53K 刀具 量具 1 粗、精铣 25孔端面 立式铣床 Z5125A 端铣刀 游标卡尺 2 钻、扩、铰 25孔 立式钻床 麻花钻头 游标卡尺 3 检查 4 钻、镗、铰 60孔 钻床 Z5163A 麻花钻头、镗到刀 游标卡尺 5 铣断 卧式铣床 X61K 锯片铣刀 6 铣 60孔两端面 卧式铣床 X5032 端铣刀 游标卡尺 7 铣螺纹孔顶面 立式铣床 X53K 端铣刀 游标卡尺 8 钻、攻螺纹M22x1.5 钻床 Z5163K 麻花钻头、丝锥 9 铣槽端面 立式铣床 X53K 端铣刀 游标卡尺 10 铣 16H11 槽 万能铣床 X61K 三面刃铣刀 游标卡尺 11 去毛刺 12 检查 （四）机械加工余量 、 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，毛坯重量1.45kg，生产类型为中批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圆表面（ 42） 考虑其零件外圆表面为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯， 没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。 2. 外圆表面沿轴线方向长度方向的加工余量及公差（ 25， 60端面）。 查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册）表 3.1 26，取 25， 60端面长度余量 均为 2（均为双边加工） 铣削加工余量为：粗铣 1.5mm；半精铣 0.5mm 3. 内孔（ 60 已铸成 50的孔） 查工艺手册表 2.2 2.5，为了节省材料，取 60孔已铸成孔长度余量为 3，即铸成孔半径为 50mm。 工序尺寸加工余量：钻孔 5mm； 扩孔 0.5mm；镗 孔 0.1mm； 精 镗 0mm。 工序尺寸加工余量： 钻孔至 23 余量为 2mm； 扩孔钻 1.8 mm；粗铰孔 0.14 mm； 精铰孔 0.06 mm 4. 槽端面至中心线垂直中心线方向长度加工余量 铸出槽端面至中心线 47mm的距离，余量为 3mm。 工序尺寸加工余量： 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 粗铣端面 2.1 mm；半精铣 0.7 mm；精铣 0.2 mm 5. 螺纹孔顶面加工余量 铸出螺纹孔顶面至 25孔轴线且垂直轴线方向 40mm的距离，余量为 3mm 工序尺寸加工余量： 粗铣顶面 2 mm ；半精铣 0.7 mm；精铣 0.3 mm 6. 其他尺寸直接铸造得到 由于本设计规定的零件为中批量生产，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 工序一 以 42 外圆为粗基准，粗铣 25 孔 上下 端面。 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=200241,铸造。 加工要求：粗铣 25 孔 上下 端面。 机床： X53 立式铣床。 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 ae60,深度 apPcc=2.7kw。故校验合格。 6）计算基本工时 tm L/ Vf=(72+9)/375=0.216min. 工序六 以 25 孔为精基准， 精 铣 60 孔上下端面 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 机床： XA5032 卧式铣床。 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 ae60,深度 apPcc=2.7kw。故校验合格。 6）计算基本工时 tm L/ Vf=(72+9)/375=0.216min. 结果 ap=0.3mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s. 工序七 铣螺纹孔顶面 1. 选择机床及刀具 机床： X53K 立式铣床。 刀具：硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。 2. 切削用量 1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择 ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 2） 刀具耐用度 查 2表 寿命 T=180min。 3） 计算切削速度 查 2得 Vc 0.38mm/s， n=1.53r/min,Vf=1.42mm/s s16.120.28 85.1 nfLt m 工序八 粗铣 半精铣 精铣槽 16H11 的端面 1. 选择机床刀具 选择立式铣床 X53K 硬质合金钢端铣刀 60pa2. 切削用量 查 2 表 5 f=0.140.24mm/r T=180min 取 f=0.15mm/r v=1.84m/min n=7.32r/min min/44.6 mVf 3. 计算工时 s19.444.6 2431 nfLt m半精铣 0 4 s.444.6 2422 nfLt m23s.8ttT m2m1m 工序九 精铣槽 16H11 本道工序精铣槽之前已进行了粗铣和半精铣工步，此工序精铣槽须满足各技术要求包括：槽宽 16H11，槽深 8H12，槽两侧面粗糙度为 3.2，槽底面粗糙度为 6.3。 1. 选择机床及刀具 机床 x61W 型万能铣床 刀具 错齿三面刃铣刀铣槽 do=16mm 查 1表 8 国家标准 GB1118 D=160mm d=40mm L=16mm 齿数 z=24 2. 计算切削用量 （ 1） 由 1表 9.4 1 和 3查得 走刀量 f=0.67 mm/r （ 2） 铣刀磨钝标准和耐用度 由 1表 9.4 6 查得 磨钝标准为 0.20.3 表 9.4 7 查得 耐用度为 T=150min （ 3） 切削速度 由 1 式 3.2 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 vPuwYfXpmqV kzaaaTdCVVVVv0v 查表 9.4 8 得其中： 修正系数 0.1vk40VC2.0vq1.0vX4.0vY5.0vu1.0vpm=0.5 mmzfa f 028.02467.0 6wa8pa代入上式，可得 v=49.5m/min=0.82m/s （ 4） 确定机床主轴速度 m in/5.390/5.61 0 00 rsrdw vn s 由 3 按机床选取主轴转速为 6.33 r/s 所以 实际切削速度为 m i n/2.196/27.31 0 0 0 msmdnv ww 3. 计算切削工时 sznaylvLTffm77.32 三 、 夹具设计 （一） 问题的提出 本夹具要用于粗、精铣 60孔的两端面 ，对 60孔的两端面 的要求有：两端面宽 12d11 精度等级为 IT10 级，端面粗糙度为 3.2。本道工序粗、精铣一下端面 即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证端面的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 （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，以销、一加工好的 25 孔的端面和一挡销作为定位夹具。 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母和压板联动作为夹紧机构。 2 切削力和夹紧力计算 （ 1）刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 125 z=12 机床： 卧式铣床 X5032 由 3 所列公式 得 FVFzFwqueyzXpFndzafaCF0 查表 9.4 8 得其中： 修正系数 0.1vk30FC 83.0Fq 0.1FX 65.0Fy ； 83.0Fu ； ap=1.0 ； z=12 ； 0Fw 代入上式，可得 F=37.67N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 KKKK其中： 1K 为基本安全系数 1.5 2K 为加工性质系数 1.1 3K为刀具钝化系数 1.1 4K 为断续切 削系数 1.1 所以 F1=KF=37.67*2=75.34N （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 FKffN 21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取 25.021 ff F= zP +G G 为工件自重 N=150.68 夹紧螺钉： 公称直径 d=20mm，材料 45 钢 性能级数为 6.8 级 MPaB 1006 M P aBs 4 8 0108 螺钉疲劳极限： M P aB 19260032.032.01 下载文档送全套 CAD 图纸 扣扣 414951605 买文档送全套 CAD 图纸 扣扣 1304139763 极限应力幅： M P akkk ma 76.511lim 许用应力幅： M P aS aaa 3.17lim 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 ss s=3.54 取 s=4 得 MPa120 8.2242cHdF 满足要求 M P adNc1543.1 2 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 3. 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小平面、一定位销和支撑钉，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