CA6140车床拨叉[831007]加工工艺及中间铣断夹具设计[版本2]【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 第一章 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 22孔与操纵机构相连，二下方的 55 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） 零件的工艺分析 零件的材料为 HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1. 0.021022孔内表面以及与此孔相通的 8 的锥孔、 8M 螺纹孔 2. 55 孔内表面 3. 40 上 端面、 55 上下两 端面，上下两 73 孔的内表面， 55 孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 0.05mm。 由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工 并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 已知此拨叉零件的生产纲领为 5000件 /年，零件的质量是 1.0Kg/个，查机械制造工艺及设备设计指导手册 321 页表 15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 需要 CAD 图纸，扣扣 414951605 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 第二章 拨叉零件机械加工工艺规程设计 （一） 毛坯的选择 确定毛坯种类： 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，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查 机械制造工艺及设备设计指导手册 324页表 15-5 选用铸件尺寸公差等级 CT9级。 （二） 基准的选择 1 粗基准的选择：以零件的底面为主要的定位粗基准，以 22 孔外圆表面为辅助粗基准。 2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则 ，以精加工后的 40 端 面为主要的定位精基准，以 22 孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。 （三） 工艺路线的拟定 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 制定工艺路线应该使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为中批生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以志专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。还有，应当考虑经济效果，以便降低生产成本。 1. 工艺路线方案一 工序 粗铣 、 半精铣 40上端面 ,以底面为粗基准 . 工序 钻、扩、铰 22孔 ,以 40上端面和 40外表面为精基准 . 工序 粗车、半精车 55 孔，粗车、半精车中间下端面 73 孔 , 以40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 粗车、半精车中间上端面 73孔 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 钻 M8 螺纹孔底孔，攻 M8 螺纹 , 以 40 上端面和 22 内表面为精基准 . 工序 钻 8孔一半 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 将毛坯从中间铣断 , 以 55上端面和 22内表面为精基准 . 工序 去毛刺 . 工序 按图样检查 . 2. 工艺路线方案二 工序 钻、扩、铰 22孔 ,以底面和 40外表面为 粗基准 . 工序 粗车、半精车 55 孔，粗车、半精车中间下端面 73 孔 , 以40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 粗铣 、 半精铣 40上端面 ,以底面为粗基准 . 工序 粗车、半精车中间上端面 73孔 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 钻 8孔一半 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 工序 将毛坯从中间铣断 , 以 55上端面和 22内表面为精基准 . 工序 去毛刺 . 工序 按图样检查 . 3. 工艺方案的比较与分析 上述两种工艺方案的特点在于：方案一考虑以 22mm 孔为精加工基准，而方案二则是先加工孔后加工面 ,这样很难保证误差精度等。因此决定选择方案一作为加工工艺路线比较合理。 (四 )加工余量毛坯尺寸 ,工序尺寸及其公差的确定 由于本零件材料为灰铸铁，则由机械加工工艺手册得： 拨叉工序尺寸，公差，表面粗糙度及毛坯尺寸的确定 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 加工面 工序名称 工序间余量/mm( 单边 ) 工 序 工序基本尺寸/mm 经济精度 /mm 表面粗糙度 /mm 40mm 上端面 半精铣 1.5 00.0879( )h Ra3.2 51 粗铣 1.0 00.2711( )h Ra6.3 52.5 22mm孔 铰 0.15 00.0879( )h Ra1.6 22 扩 2.6 00.2211( )h Ra6.3 21.7 钻 8 00.5413( )h Ra12.5 16 55 mm孔 半精车 1.0 00.0398( )h Ra3.2 53 粗车 2 00.0629( )h Ra6.3 49 73 mm 孔下端面 半精车 1.0 00.0749( )h Ra3.2 71 粗车 8.0 00.1611( )h Ra6.3 55 73 mm 孔上端面 半精车 1.5 00.0749( )h Ra3.2 70 粗车 7.5 00.1611( )h Ra6.3 55 M8螺纹孔 攻 0.7 8 钻 0.7 00.1611( )h Ra6.3 6.6 8孔 钻 4 00.1611( )h Ra6.3 0 铣断 铣 2 0 由以上资料得出毛坯尺寸图（见附图） ,毛坯的铸造公差等级为 11级 （五） 切削用量及工时定额的确定 工序粗铣、半精铣 40上端面 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗铣 22孔上端面。 机床： X6140卧式 铣床。 刀具： W18Cr4V 硬质合金钢端铣刀 ,牌号 YG6。铣削宽度 aePcc。故校验合格。 最终确 定 ap=1.5mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 1.4 计算基本工时 tm L/ Vf=(32+40)/475=0.9min。 （ 2）半精铣 40上端面 2.1 铣削深度 ：因为切削量较小，故可以选择 ap=1.0mm，一次走刀即可完成所需长度。 2.2 计算切削速度 ：按简明手册， V c=vpvvevzvpmvov KZuayfXaT qdC算得 Vc 98mm/s， n=439r/min,Vf=490mm/s 据 XA6140 铣床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。 2.3 校验机床功率 查简明手册 Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPcc。故校验合格。 最终确定 ap=1.0mm， nc=475r/min,Vfc=475mm/s， V c=119.3m/min， f z=0.16mm/z。 2.4 计算基本工时 tm L/ Vf=(32+40)/475=0.9min。 工序 以 40 上端面和外端面为基准，钻 、 扩 、 铰 22 孔，保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。 1. 加工条件 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 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：钻 、 扩 、 铰 22 孔，保证垂直度误差不超过 0.05mm,孔的精度达到 IT7。 机床： Z525专用钻床 2. 切削用量 （ 1）钻 16孔 1.1 刀具选择：查机械加工工艺手册选用 16mm 高速钢锥柄标准花钻，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 mml 5.11 1202 100 30 1.2 选择切削用量 1.2.1决定进给量 查切 rmmf /86.070.0 35.12030 dl 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m a x6090 FF f 校验成功。 1.2.2钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 0.5 . mm，寿命 min60T 1.2.3切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查简明手册机床实际转速为 min/272 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /4.151 0 0 00 1.3计算工时 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 m in15.045.12 7 2 1050 nfLt m 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 (2) 扩 21.7孔 2.1刀具选择：选用 21.7mm高速钢锥柄扩孔钻。 2.2 确定切削用量：查切削用量手册得： f=0.901.1mm/r,再由机械加工工艺手册 C365L 车床给量取 f =0.92mm/r。扩孔时的切削速度，由公式：cv扩 =（ 1/21/3）cv钻 查切削用量手册取 VC =0.29m/s=17.4m/min VC=（ 1/21/3） VC =5.88.7m/min 1000swvn d =93140r/min 按机床选取 n =136r/m,故 1000wwv dn=8.5m/min 2.3计算基本工时： T=L/(f n) =(50+10)/(0.92 136)=0.48min。 (3) 铰 22孔 3.1刀具选择： 22mm 高速钢锥柄机用铰刀 3.2确定切削用量：背吃刀量 ap=0.12mm。 由切削用量手册得： f=1.32.5mm/r,取 f=1.68 mm/r 由切削用量手册得：0 .z vv vmc v p yx fv c d aT=7.9m/min 1000swvn d =125.8 r/min 按机床选取wn=136 r/min 所以实际切削速度 1000wwv dn=8.54m/min 3.3计算基本工时： T=L/(f*n) =(50+10)/(1.68 136)=0.26min 工序 粗车、半精车 55孔，粗车、半精车中间下端面 73孔 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗车、半精车 55孔，粗车、半精车中间下端面 73孔 机床： CA6140车床 刀具：刀片材料 YG6，刀杆尺寸 BxH=16x25mm，0 10or 00 6060rk 05s 8r ok 0 5o0.5 1e 刀尖圆弧半径 0.5mm 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.切削用量 （ 1）粗车 55孔 1.1背吃刀量 ap=2mm 1.2确定进给量 查切削用量手册：取进给量为 0.035 0.07 mm/r。再根据 CA6140车床说明书 进给量取 f =0.05mm/r。 1.3确定切削速度 V ：根据切削用量手册 . vvmc v p yx fv c aT =48.610 m/min 1000swvn d =126.325r/min 按 CA6140说明书，选择与 126.325r/min 相近似的机床转速 n =160r/min,则实际切削速度 V =47.28m/min。 1.4计算基本工时：按机械加工工艺手册公式计算： T= 0.75min (2) 半精车 55孔 2.1背吃刀量 ap=1.0mm 2.2确定进给量 查切削用量手册：取进给量为 0.25 0.4 mm/r。再根据 CA6140 车床说明书进给量取 f =0.3mm/r。 2.3确定切削速度 V ：根据切削用量手册 . vvmc v p yx fv c aT =103.071 m/min 1000swvn d =316.235r/min 按 CA6140 说明书，选择与 316.235r/min 相近似的机床转速 n =320r/min,则实际切削速度 V =106.509m/min。 2.4计算基本工时：按机 械加工工艺手册公式计算： T=0.55min (3) 粗车中间下端面 73孔 3.1背吃刀量 ap=2.4mm 3.2确定进给量 查切削用量手册：取进给量为 0.6 0.9 mm/r。再根据 CA6140车床说明书进给量取 f =0.86mm/r。 根据切削用量手册，取车刀后面最大磨损量为 0.81.0。焊接车刀耐用度 T=60min。 3.3确定切削速度 V：根据切削用量手册 . vvmc v p yx fv c aT =43 m/min 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 1000swvn d =146.8r/min 按 CA6140 说明书，选择与 146.8r/min 相近似的机床转速 n =160r/min,则实际切削速度 V =47.28m/min。 3.4计算基本工时：按机械加工工艺手册公式计算： T= 1.15min (4) 半精车中间下端面 73孔 4.1背吃刀量 ap=1.0mm 4.2确定进给量 查切削用量手册：取进给量为 0.25 0.4 mm/r。再根据 CA6140车床说明书进给量取 f =0.3mm/r。 4.3确定切削速度 V ：根据切削用量手册 . vvmc v p yx fv c aT =101.327 m/min 1000swvn d =309.729r/min 按 CA6140说明书，选择与 309.729r/min 相近似的机床转速 n =320r/min,则实际切削速度 V =106.509m/min。 4.4计算基本工时：按机械加工工艺手册公式计算： T=0.45min 工序 粗车、半精车中间上端面 73 孔 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：粗车、半精车中间上端面 73孔 机床： CA6140车床 刀具：刀片材料 YG6，刀杆尺寸 BxH=16x25mm，0 10or 00 6060rk 05s 8r ok 0 5o0.5 1e 刀尖圆弧半径 0.5mm 2.切削用 量 (1) 粗车中间下端面 73孔 1.1背吃刀量 ap=2.0mm 1.2确定进给量 查切削用量手册：取进给量为 0.6 0.9 mm/r。再根据 CA6140车床说明书进给量取 f =0.86mm/r。 根据切削用量手册，取车刀后面最大磨损量为 0.81.0。焊接车刀耐用度 T=60min。 1.3确定切削速度 V：根据切削用量手册 . vvmc v p yx fv c aT =43 m/min 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 1000swvn d =146.8r/min 按 CA6140 说明书 ，选择与 146.8r/min 相近似的机床转速 n =160r/min,则实际切削速度 V =47.28m/min。 1.4计算基本工时：按机械加工工艺手册公式计算： T= 1.15min (2) 半精车中间下端面 73孔 2.1背吃刀量 ap=1.0mm 2.2确定进给量 查切削用量手册：取进给量为 0.25 0.4 mm/r。再根据 CA6140车床说明书进给量取 f =0.3mm/r。 2.3确定切削速度 V ：根据切削用量手册 . vvmc v p yx fv c aT =101.327 m/min 1000swvn d =309.729r/min 按 CA6140说明书，选择与 309.729r/min 相近似的机床转速 n =320r/min,则实际切削速度 V =106.509m/min。 2.4计算基本工时：按机械加工工艺手册公式计算： T=0.45min 工序 钻 M8螺纹孔底孔，攻 M8螺纹 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：钻 M8螺纹孔底孔，攻 M8螺纹 机床： Z525专用钻床 2. 切削用量 (1) 钻 M8螺纹孔底孔 1.1刀具选择：查机械加工工艺手册选用 6.6mm高速钢锥柄标准花钻 . 1.2 选择切削用量 1.2.1决定进给量 查切 rmmf /86.070.0 35.12030 dl 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m a x6090 FF f 校验成功。 1.2.2钻头磨钝标准及寿命 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 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 0.5 . mm，寿命 min60T 1.2.3切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查简明手册机床实际转速为 min/272 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /4.151 0 0 00 1.3计算工时 min15.0 nfLt m (2) 攻 M8螺纹 2.1刀具选择：查机械加工工艺手册选用 M8机用丝锥 2.2切削用量选择： 查切削用量手册得： f=0.700.86mm/r,再由机械加工工艺手册C365L 车床进给量取 f =0.76mm/r。查切削用量手册取 V =13m/min 1000swvn d =230r/min 按机床选取 n =238r/min,故 1000wwv dn=18m/min 2.3计算基本工时： T=（ L+L1+L2） /(f n)=0.66min。 工序 钻 8孔一半 , 以 40上端面和 22内表面为精基准 . 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求： 钻 8孔一半 机床： Z525专用钻床 刀具 : 查机械加工工艺手册选用 6.6mm高速钢锥柄标准花钻 . 2. 切削用量 2.1决定进给量 查切 rmmf /86.070.0 35.12030 dl 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 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m a x6090 FF f 校验成功。 2.2钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 0.5 . mm，寿命 min60T 2.3切削速度 查切 rmmvc /18修正系数 0.1TVK0.1MVK0.1tvK0.1Kxv 0.11 vK 10apvK 故 rmmvc /18 。 m in/3.3 1 81 0 0 00rd vn s 查简明手册机床实际转速为 min/272 rnc 故实际的切削速度 rmmndv sc /4.151 0 0 00 2.4计算工时 min30.0 nfLt m 工序 将毛坯从中间铣断 , 以 55上端面和 22内表面为精基准 . 1. 加工条件 工件材料： HT200, b =0.16GPa HB=190241,铸造。 加工要求：将毛坯从中间铣断 机床： X6140卧式铣床 刀具： 锯片铣刀， d=200mm， l=4mm，中齿， Z=40 查切削手册，选择进给量为： zmmf /10.0 ,切削速度为：min/27 mv ，则： m in/45200 271 0 0 01 0 0 0 rd vnws 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 根据简明手册表 4.2-39，取 min/50 rn w ，故实际切削速度为： m in/4.311000 502001000 mndv ww 此时工作台每分钟进给量 fm应为： m in/20050401.0 mmnZff wzm 查切削手册表 4.2-40，刚好有 min/200 mmfm 。 计算切削基本工时： m in5.02 0 0 3072 fyltmm第三章 铣断 工序夹具设计 （一） 任务的提出 本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，由于本道工序已经是加工的最后阶段，而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在 一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。 （二） 定位方案及定位装置的设计计算 1.问题的提出 本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，由于本道工序已经是加工的最后阶段，而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。 2. 定位方案及定位装置的设计计算 1）定位基准的选择 根据零件的结构特性，结合工件加工精度要求和便于装夹的原则等因素，工件采用一面两孔定位方式。如图 1， 55上端面以平面做为定位基准，限制3个自由度， 再用 22的两个孔做为定位基准，分别限制剩下的 2个自由度和1个自由度。 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）定位元件及装置的设计： 由于工件采用一面两孔定位方式，所以定位元件采用一面两销定位机构，即定 位机构由一个平面、一个圆柱定位销和一个菱形定位销组成，如图 2。 图 2 定位机构简图 图 3 定位尺寸计算 确定相关的定位配合尺寸，以确定定位元件的尺寸： 1确定两销中心距尺寸及公差 取工件上两孔中心距的基本尺寸为两销中心距的基本尺寸，其公差取工件孔中心距公差的 1/4，及令：1 0 . 14lkT T m m 。 2.确定圆柱销直径及其公差 取相应孔的最小直径作为圆柱销直径的基本尺寸，其公差取 g6，所以1 2 2 6d g m m。 3.确定菱形销宽度、直径及公差 按有关标准选取菱形销的宽度， d=5mm；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 然后按式2 2 m i n1 m i nlkDb TT 计算菱形销与其配合孔的最小间隙 2min ；计算出菱形销直径的基本尺寸 ：2 2 2 m indD ； 按 h6 确定菱形销直径公差。最后让菱形销 的基本尺寸与圆柱销相同，得2 2 2 6d f m m。如下图 （三） 夹紧方案及装置的设计计算 1 夹紧方案的确定 由于是大批量生产，为提高生产效率及产量，本夹具采用气动加紧，方便拆卸工件。 2 夹紧力大小的分析计算： 铣削力计算： 由金属切削机床夹具设计手册表 3.73 查得切削力公式NZKaDaacF pwfpP 70303.1404200310.04.821010 86.086.072.086.072.086.0 其中 03.1,40,4,10.0,4.82 pwfp KZmmammac水