拨叉kscj-04车车床CA6140课程设计.doc

四川理工大学机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：制定KCSJ-04拨叉的加工工艺，设计车R68孔以及钻20mm的车床夹具设计要求：中批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间：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、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书目录目录3序言3一、零件的工艺分析4零件的作用4零件的工艺分析4二 . 确定生产类型4三 .确定毛坯4四.工艺规程设计5(一)选择定位基准：5（二）制定工艺路线5（三）选择加工设备和工艺设备5(四）机械加工余量、工序尺寸及工时的确定6五、 夹具设计9(一)问题的提出9(二)夹具设计93.定位误差分析104钻床夹具的装配图见附图10参考文献：10序言机械加工工艺拟定实训，是在我们学习了机械制造技术基础上，熟悉制订机械加工工艺规程的原则，内容和步骤，能根据零件的结构特点和技术要求，确定加工顺序，加工余量，工序尺寸的确定，进行拟定的零件的机械加工工艺机床夹具设计同样也是在我们学习了机床夹具设计基础之上，熟悉机床夹具的设计原则，步骤和方法，能够根据零件的加工工艺的要求，拟定夹具设计方案，进行必要的定位误差分析，最终设计出符合工序加工要求，使用方便，经济实用的夹具。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、 零件的工艺分析（一） 零件的作用题目所给的零件是KCSJ-04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20H8,M20*1.5孔以及深槽与操纵机构相连，二下方的R68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） 零件的结构以及工艺分析该零件的材料是QT600-3，球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁与灰口铸铁相比，C、Si含量较高，而Mn较低，对S、P的限制较严。其化学成分一般为：(3.53.8)%C，(2.03.0)%Si， (0.50.7)%Mn，0.08%P，0.02，其生产工艺简单，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，结构，尺寸，表面质量要求：1、小头孔20H8以及与此孔相通的8的锥孔，螺纹孔M20*1.5以及与此孔相通M8的小螺纹孔，要求粗糙度是1.62、大头半圆孔R68和内圆面113+0.05孔, 内圆面113+0.05与孔20有圆心距114 的位置公差要求，以及与其表面的6.2同样有相对位置要求3、拨叉上下端面、大头半圆孔上下端面以及深槽面均有表面质量要求。 4、拨叉左右两面的深槽口有表面质量要求由上面分析可知，可以先粗加工拨叉下端面，然后以此作为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，加工其余的工序，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。小二、 确定生产类型初步确定工艺安排为：大批量生产10000件/年，手动夹紧，通用工艺装备三、 确定毛坯1 确定毛坯种类：零件材料为QT200。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。2 确定铸件加工余量及形状：机械制造工艺及设备设计指导手册325页表15-7，选用加工余量为MA-G级，并查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者及加工余量如下表所示：简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明1G3.5单侧加工2G3.5单侧加工3110G2.5单侧加工4110G2.5单侧加工520mmH83.02孔降一级双侧加工620mmH83.02孔降一级双侧加工3绘制铸件零件图：四、 工艺规程设计(一)选择定位基准：1 粗基准的选择：以两个小头处的垂直表面为主要粗基准，以零件的底面为次要的定位粗基准。 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，以两个小头处的垂直表面主要的定位精基准，以精加工后的底面为辅助的定位精基准。（二）制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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。查机械制造工艺及设备设计指导手册346页表15-32、15-33、15-34，1、选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序工序内容定位基准010粗铣20以及R68下端面小头处的垂直面020粗铣20上端面小头处的垂直面030精铣20以及R68下端面小头处的垂直面040粗车大头处113处上端面面小头处的垂直面050精车大头处113处上端面小头处的垂直面以及零件上端面060粗车大头处113下端面小头处的垂直面以及零件上端面070精车大头处113处下端面面小头处的垂直面以及零件上端面080钻孔20090镗孔20100绞孔20110钻孔20120攻螺纹M20130钻锥销孔8140钻孔8150攻螺纹M8160钻孔6.2170铣槽口180铣断190去毛刺200检查210若某道工序有误返工（三） 选择加工设备和工艺设备1 机床的选择： 工序010030与170为铣削加工平面和深槽，可采用X6140卧式铣床。工序040070为车内圆面，可采用CA6140卧式车床。工序080016采用钻床进行用麻花钻钻孔和用丝锥攻螺纹，多刀具组合机床。工序130采用铣断机床。 2、选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。3 选择刀具：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金车刀即可保证加工质量，钻孔20以及攻M8螺纹孔，由于精度要求，可采用硬质合金钻、镗刀、绞刀和螺纹刀。4选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规，游标卡尺。5其他（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1孔加工工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大20H8钻孔2IT 1118.55扩孔0.2IT 919.82.5绞孔0IT 8201.6M201.5钻孔1.5IT 918.52.5攻螺纹0IT 7208锥销孔钻0IT107.5扩孔IT 98M8钻孔0.8IT 96.8攻螺纹IT 786.2钻IT 96.2、2 平面以及深槽口工序尺寸：工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件CT9010粗铣20以及R68下端面3.5IT 9020粗铣20上端面IT 9030精铣20以及R68下端面IT 7铣槽口IT73确定切削用量及时间定额：工序01-03以1为粗基准，粗铣22孔以及R68上下端面。1. 加工条件工件材料：QT200,b =600MPa HB=190270,铸造。加工要求：粗铣22孔以及R68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ae=60,深度apPcc。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。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序04-07和工序030 以1及小头处垂直端面为基准车113内圆面。1. 加工条件工件材料：QT200,b =600MPa HB=190270,铸造。加工要求：粗精车113内圆面。机床：CA6140卧式车床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢内圆刀,牌号YG6。选择刀具前角o5后角o8，副后角o=8，刃倾角s=10,主刃Kr=60,主偏角Kr=30,副偏角Kr=5刃宽b=1mm。2. 切削用量1）车削深度 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）进给量 机床功率为7.5kw。查简明手册f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查简明手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查简明手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按简明手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据CA6140车床参数，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。5)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。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序08以大头端面及小头垂直端面为基准，扩、精铰22孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT8。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18.mm，钻头采用双头刃磨法，后角o12，二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。 （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（3）切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度.计算工时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。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 精铰： 工序110和120以大头端面及小头垂直端面为基准，钻、攻螺纹孔20。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18.5mm，钻头采用双头刃磨法，后角o11，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 2.选择切削用量（1）决定进给量没查简明手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 校验成功。（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0.81.2mm，寿命扩孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.9.mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为.mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度攻螺纹切削用量同理如下：攻螺纹： .计算工时所有工步工时相同。五、 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。并设计工序040车113内圆面。本夹具将用于组合机床，刀具硬质合金钢内圆车刀 (一)问题的提出本夹具是用来进行加工大头处113内圆面,该零件上下都有平面，容易定位，在小头处采用两垂直面进行定位，零件图中内圆面有尺寸公差要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工时主要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是主要问题. (二)夹具设计 1定位基准选择 底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求,因此应以地面为主要定位基准.由于铸件的公差要求较大,利用小头处垂直表面作为辅助定位基准时,我将采用两个V型块自动对中夹具保证113的尺寸公差要求. 2切削力及夹紧力计算 由于实际加工的经验可知,车削时的主要切削力为车刀的切削方向,，在两侧采用两个V型块适当夹紧后本夹具即可安全工作.因此,无须再对切削力进行计算。.3定位误差分析 零件图规定其尺寸公差0.05.采用自动对中夹具后,定位误差取决于对两个V型块以及支承块的制造误差.同时,对对中块利用调整螺钉进行调整并加装钻套后,钻孔后的误差只有0.08mm.在后续的铣断工序中,利用中间大孔定位,孔壁与定位销的配合间隙为0.05mm.因此加工完成后大孔与小孔的中心距的最大误差为 0.08+0.05=0.130.2mm所以能满足精度要求.4车床夹具的装配图见附图参考文献 1、邹青主编,机械制造技术基础课程设计指导教程，机械工业出版社,2010年.2、张良栋主编,机械制造技术基础,:西南交通大学出版社,2010年.3、唐保宁主编,机械设计与制造简明手册,同济大学出版社,2006年.4、上海金属切削技术协会编,金属切削手册（电子版）,上海科学技术出版社,2000年.5、机床夹具设计手册（电子版）,机械工业出版社.实训总结通过上述机械加工工艺拟定以及机床夹具设计的实训过程可以看书，编制零件的机械加工工艺规程和设计机床夹具，是一项实践性很强的工作，需要熟练的掌握工艺规程制定和机床夹具的设计的原则，内容和步骤及方法，勤学多练才能逐步掌握，我觉得在编制零件的机械加工工艺规程是要注意一下几点，一，要做好工艺编制前的前期准备工作，就是要熟悉零件的结构特点，技术要求，所用材料，生产批量，该零件在产品中的作用和具体