CA6140车床拨叉[831007]工艺及铣73上端面夹具设计
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CA6140车床拨叉[831007]工艺及铣73上端面夹具设计ca6140
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- 资源描述：
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- 内容简介：
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机械加工工艺过程 综合 卡片 理工大学 零件号 7 材料 HT200 编制 . 机械加工工艺过程综合卡片 零件名称 拨叉 毛胚重量 . KG 指导 老师 生产类型 大批量 毛胚种类 铸件 审核 工序 安装（工位） 工步 工序说明 工序简图 机床 辅助工具或夹具 刀具 量具 走刀次数 走刀长度 切削深度 进给量 主轴转速 切削速度 工作定额（ min) 基本时间 辅助时间 工作的服时务间 粗铣 两 小 头 孔 端 面 T3 至00.2555.8 粗铣上侧面 T3 X6140 卧式铣床。 专用夹具 YG8硬制合金刀具 千分表 . . . . . . . . 粗铣 中间孔 上 端 面 T2 至 00.2527X6140 卧式铣床。 专用夹具 YG8硬制合金刀具 千分表 . . . . nts 0301 1 粗铣中间孔下端面至 00.2521X6140卧式铣床 专用夹具 铣刀 1 1 35 35 9 0.9 0.45 0.8 135 68 7.6 4.2 1.8 0.75 0401 1 2 精铣两小头上端面至 00.1658摇臂钻床Z3025B专用夹具 铣刀 1 1 20 35 2 0.88 0.7 0.8 68 68 10.3 10.6 0.54 0.75 0501 1 精铣 中间孔 上端面 至 20.5 摇臂钻床Z3025B专用夹具 铣刀 1 1 15 35 2.5 4 0.2 0.2 960 960 15.1 24.1 .nts 精铣中间孔 下 端面至0.070.2120 攻丝机 专用夹具 铣刀 .070 1 1 扩两端小头孔至 21.88 立式升降台铣床XQ5025A 专用夹具 YG8硬质合金刀片 千分表 .080 1 1 精铰两端小头孔至 0.21022立式升降台铣床XQ5025A 专用夹具 YG8硬质合金刀片 千分表 .nts 090 1 1 粗镗中间孔至 55.8 立式升降台铣床XQ5025A 专用夹具 硬质合金刀片 千分表 .100 1 1 半精镗中间孔至 0.12055 摇臂钻床Z3025B专用夹具 硬质合金刀片 塞规 .110 1 1 钻 2-8 锥销孔、 8M 螺纹孔、功 8M 螺纹 组合机床 专用夹具 8麻花钻刀具 塞规 .nts 120 1 1 铣断 组合机床 专用夹具 圆盘铣刀 塞规 .0.3956.02.11 130 1 1 去毛刺 专用铣断机床 专用夹具 140 1 1 检查 nts 01 大学机械课程设计 说明书 课程名称 ： 机械课程设计 作业题目 ： 拨叉机械加工工艺规程及夹具设计 专 业 ：机械设计制造及其自动化 班 级 ： 08机 3 姓 名 ： 学 号 ： 200803010302 指 导 教 师 ： 2011 年 3 月 4 日nts 02 目录 设计清单 03 设计内容 03 原始资料 03 一、零件分析 04 （一）零件的作用 04 （二）零件的工艺分析 04 二、工艺规程设计 05 （一）确定毛坯制造形式 05 （二）基面的选择 05 （三）制定工艺路线 06 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 08 三 、确定切削用量及基本工时 10 四、夹具设计 15 （一）任务的提出 15 （二）定位方案及定位装置的设计计算 15 （三）夹紧方案及装置的设计计算 18 参考文献 21 nts 03 设计清单 ： 1、零件图 1 张 2、零件毛坯图 1 张 3、机械加工工艺过程综合卡片 1 套 4、夹具设计 1 套 5、课程设计说明书 1 套 设计内容： （ 1） 画零件图 （ 2）绘制毛坯图 （ 3）填写机械加工工艺过程综合卡片 （ 4）选择夹具设计方案 （ 5）绘制某一工序夹具草图及零件图 （ 6）编写课程设计说明书 原始资料： 拨叉零件图 831007，生产纲领为 5000件 /年。 nts 04 一、零件分析 (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，主要起换挡，使主轴回转运动按工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 22 孔语操作机构相连，下方的 55 半孔则是用于所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力波动下方的齿轮变速。 两件铸为一体，加工时分开。 （二） .零件的工艺分析 零件的材料为 HT200，灰铸铁的生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，和适合磨削，为此以下是拨叉需要加工表面以及加工表面之间的位置要求。 需要加工的表面： 1.小孔的上端面、大孔的上下 端 面； 2.小头孔 22mm以及与此孔相通的 8mm的锥孔、 M8 螺纹孔； 3.大头半圆孔 55mm； 位置要求： 小头孔上端面与小头空中心线的垂直度误差为 0.05mm，打孔的上下断面与小头孔的中心线的垂直度误差为 0.07mm。 由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然 后依次作为粗基准，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加工工艺均可保 证。 nts 05 二、工艺规程设计 （一） .确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件架构又比较简单，生产类型为大批生产，故选用铸件毛坯。选用铸件尺寸公差等级 CT9 级，一直此拨叉零件的生产纲领为 5000件 /年，零件的质量是 1.0Kg/个，科确定该批拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排 为：加工过程工序划分阶段：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。 （二） .基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择的正确与合理，可以是加工质量得到保证，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，还会造成大批报废，使生产无法正常经行。 1.粗基准的选择：一零件的底面位置要定位粗基准，以两个小头孔外援表面为辅助粗基准。这样可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。 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，一粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱便面为辅助精基准。当设计基准河工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重复。 （三） .制定工艺路线 nts 06 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。在声场工龄一确认为大批生产的条件下，可以考虑采用万能行机床配以专用夹具，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。 1.工艺路线方案一 工序 1. 粗铣 40mm 孔两头的 端 面 . 工序 2. 钻 ,铰 22mm 孔至图样尺寸 . 工序 3. 粗镗中间孔上端面至 26mm,周径至 71mm;粗镗中间孔下端面至 22mm; 工序 4. 精镗中间孔上端面至 21mm,周径至 73+0.5 0mm;精镗中间孔下端面至 20-0.07 -0.21mm. 工序 5. 粗镗 ,半精镗 55mm 孔至图样尺寸 . 工序 6. 钻 8 的锥销孔到一半 ,然后与轴配做钻通 ,在钻 M8mm的螺纹孔 ,攻螺纹孔 . 工序 7. 精铣两头孔 端 面至 50mm 工序 8. 铣断 . 工序 9.去毛刺 工序 10.终检 . 2 工艺路线方案二 工序 1.粗铣 40mm孔两头的 端 面 , 精铣 40mm孔两头的 端 面至图样尺寸 . nts 07 工序 2.粗镗 73mm 孔的上下 端 面 工序 3.粗镗 ,半 精镗 55mm 孔至图样尺寸 . 工序 4. 精镗 73mm 孔的上下 端 面至图样尺寸 . 工序 5.钻 、 铰 22mm 孔至图样尺寸 . 工序 6.钻 M8 螺纹孔 ,钻 8 的锥销孔到一半 ,攻螺纹孔 . 工序 7.铣断保证图样尺寸 . 工序 8.去毛刺 工序 9.终检 . 3.工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于 : 方案一在加工三个面时都是用22mm孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求 ，这样也体现了基准重合原则。方案二先加工完 22mm 的孔有垂直度要求的前面在加工孔 .而方案 一 恰恰相反 ,先加工完22mm 的孔 ,再以孔的中心轴线来定位 ,加工完与之有垂直度要求的三个方面 .方案 二 的装夹次数少 ,但在加工 22mm孔的时候 ,最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求 .其他两个面很难保证。因此，此方案有很大的弊端。其他的工序尤为平常简单，不必具体讨论，这样比较得一下工艺方案： 工序 1. 粗铣两头孔上端面至 54.5mm 工序 2. 粗铣两端孔下端面至 51mm 工序 3. 钻两头孔至 20mm 工序 4. 精铰两端 孔至 22+0.021 0mm nts 08 工序 5. 精铣两端孔上端面至 50mm. 工序 6. 粗镗中间孔下端面至 26mm，周径至 71mm，粗镗中间孔上端面至 22mm 工序 7. 粗镗中间孔直径至 53mm 工序 8. 精镗中间孔下端面至 21mm 周径至 73+0.5 0mm，精镗中间孔上端面至 20-0.07 -0.21mm. 工序 9. 精镗中间孔直径至 55+0.4 0mm 工序 10. 钻直径为 8mm 的锥销孔 工序 11. 钻直径为 6.8mm的螺纹底孔 工序 12. 攻丝 工序 13. 铣断 工序 14. 去毛刺 工序 15. 终检 (四 )机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 车床拨叉 ” 零件材料为，毛坯重量为 ,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。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.外圆表面（ 40mm 及 73mm外表面） 考虑到此表面为非加工表面，其精度为在为铸造即可。又因为它们是对称的两个零件最后还在需铣断，故对 40mm 的轴线的尺寸偏差为 120 1.25 的范围内。 nts 09 2.两小孔 220.21 0mm 毛坯为实心，两孔精度要求介于 之间，参照切屑用量加工简明手册确定工序尺寸及余量： 钻孔： 20mm 20mm 铰孔； 22+0.21 0mm 2mm 3.中间孔（ 55mm 及 73mm ） 中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺手册和可知：孔的毛坯为 49mm ， 73mm 的孔是在 55mm 孔的基础上镗削加工得到，其轴向尺寸上下表面为 33.5mm，由于对轴向尺寸要求不高，科直接铸造得到，参照切屑用量加工简明手册确定 73mm 工序尺寸及余量： 粗镗： 71mm Z1=6 mm Z2=5mm 精镗： 73mm Z=1mm 参 照切屑用量加工简明手册确定 55mm 工序尺寸及余量： 粗镗： 53mm 2Z=4mm 精镗： 55mm Z =1mm 4.螺纹孔及锥销孔 两孔都为实体 参 照切屑用量加工简明手册确定 钻 8mm圆柱销孔及 8mm圆柱销孔及螺纹攻丝。 5.铣断 6.去毛刺 nts 010 7.终检 三 、 确定切削用量及基本工时 工序 1. 粗铣上端面至 54.5mm (1)计算切削用量： 采用高速钢齿三面刃铣刀 D=45mm， Z=4， f=0.14-0.24mm/r, v=0.45m/s=27m/min,（文献 4 表 13-5，文献 1 表 8-98、 8-99） 则 ns=1000v/ D=1000*27/45 =190 r/min (2)选 X52K 立式铣床 ,由其参数校验得 取 n=190r/min （文献 2 表 2.2.1、 4.2-36） 所以实际铣削速度是 v= *45*190/1000=26.8 mm/min fm =f*n*z=0.15*4*190=114 mm/min 查机床说明书，选用 fm=100mm/min 基本时间 tm=l+l1+l2/fm =0.45 min 其中 l1=3mm l2=2mm (3)校验机床功率 查简明手册 Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为 PcmPcc。故校验合格。 工序 2. 粗铣两端孔下端面到 51mm f=0.14-0.24mm/r , v=0.45m/s, D =45mm , Z=4（文献 4 表13-5，文献 1 表 8-98、 8-99） 选 X52K 立式铣床 ,则 ns=1000v/ D=1000*27/45 =190r/min 取 n=190r/min （文献 2 表 2.2.1、 4.2-36） nts 011 所以实际铣削速度是 v= *45*190/1000=26.8mm/min fm =f*n*z=0.15*4*190=114mm/min 基本时间 tm=L/fm =0.252 min 工序 3. 钻两端孔至 21.8mm f=0.39-0.47mm/r , v=18m/min, D =21.8mm。由于本零件在加工孔时属于低刚度零件，故进给量系数应乘以 0.75，则 f=（ 0.39-0.47） *0.75=0.29-0.35（ mm/r）（文献 1表 8-72、 8-73 文献 2 表 3.1-6） nw=1000v/ D=1000*18/21.8 =263 r/min 选 Z535 立式钻床 ,取 n=275 r/min （文献 2 表 4.2-14、 4.2-15） 所以实际速度是 v= *21.8*275/1000=18.8 mm/min 基本时间 t =l+l1+l2/fm =0.84 min tm=2t=1.68 min l1=8mm l2=0mm 工序 4. 精铰两端孔至 22+0.021 0mm 查机床说明书选取， f=0.57mm/r d=22mm ae=1mm （文献 1 表8.2.3.3文献 2表 3.1-17） nw=1000v/ D=1000*5/(22 )=51.6 r/min 选 Z535 立式机床 ,取 n=68r/min（文献 2 表 4.2-14、 4.2-15） 所以实际钻削速度是 v=22 *68/1000=4.7mm/min t=(l+l1+l2)/(fn)=(50+8)/(0.57*68)=1.5min 工序 5. 精铣两头孔上端面至 50mm f=0.1 mm/r, v=1m/s, D =45mm, Z=4（文献 4 表 13-5，文献nts 012 1 表 8-98、 8-99） 选 X52K 立式铣床 ,则 nw=1000v/ D=1000*60/45 =424.6 r/min 取 n=475 r/min（文献 2 表 4.2-35、 4.2-36） 所以实际铣削速度是 v=（ *45*475） /1000=67.12mm/min fm =f*n*z=0.1*4*475=190 mm/min 基本时间 tm=L/fm =0.24 min 工序 6. (1) 粗铣中间孔上端面至 23mm周径至 71mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文献 4 表 13-5，文献1 表 8-98、 8-99） 则 nw=1000v/ D=1000*60/80 =382.116 r/min (2)选 X52K 立式铣床 ,由其参数校验得 取 n=375r/min （文献 2 表 2.2.1、 4.2-36） 所以实际铣削速度是 v= *80*235/1000=58.9 mm/min fm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本时间 t 总 =L/f=0.76min (2) 粗铣中间孔下端面至 22mm周径至 71mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, D =45mm , Z=4（文献 4 表 13-5，文献 1表 8-98、 8-99） 则 nw=1000v/ D=1000*60/80 =382.116 r/min (2)选 X52K 立式铣床 ,由其参数校验得 nts 013 取 n=375r/min （文献 2 表 2.2.1、 4.2-36） 所以实际铣削速度是 v= *80*235/1000=58.9 mm/min fm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本时间 t 总 =L/f=0.76min 工序 7. (1) 精铣中间孔下端面至 25mm周径至 73+0.5 0mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文献 4 表 13-5，文献1 表 8-98、 8-99） 则 nw=1000v/ D=1000*60/80 =382.116 r/min 选 X52K 立式铣床 ,由其参数校验得 取 n=375r/min （文献 2 表 2.2.1、 4.2-36） 所以实际铣削速度是 v= *80*235/1000=58.9 mm/min fm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本时间 t 总 =L/f=0.78min (2) 精铣中间孔下端面至 20-0.07 -0.21mm 周径至 73+0.5 0mm f=0.2 mm/r, v=1m/s, D =50mm , Z=10（文献 4 表 13-5，文献1 表 8-98、 8-99） 则 nw=1000v/ D=1000*60/80 =382.116 r/min nts 014 (2)选 X52K 立式铣床 ,由其参数校验得 取 n=375r/min （文献 2 表 2.2.1、 4.2-36） 所以实际铣削速度是 v= *80*235/1000=58.9 mm/min fm =f*n*z=0.2*10*235=750 mm/min 基本时间 t 总 =L/f=0.78min 工序 8. 粗镗中间孔中间段周径至 53mm f=0.5mm/r , v=100m/min（文献 1 表 8-87） nw=1000v/ D=1000*100/53 =600 r/min 选 T740 卧式镗床 ,由于 T740 主轴转速为无级变速，所以取n=600r/min（文献 2 表 4.2-19、 4.2-20） 所以实际速度是 v = *53*600/1000=99.9 mm/min 基本时间 t=l/(f*n)= 28/(0.5*400)=0.14 min 工序 9. 精镗中间孔直径至 55+0.4 0mm ap=1mm, f=0.2 mm/r, v=100m/min, （文献 1 表 8-88） 则 nw=1000v/ D=1000*60/(55 )=347.42 r/min 选 T740 卧式镗床 ,取 n=347 r/min（文献 2 表 4.2-19、 4.2-20） 所以实际镗削速度是 v= *55*347/1000=60 mm/min t=(l+l1+l2)/(f*n)=0.40 min 工序 10. 钻 M8 锥销孔 f=0.5mm/r v=0.1m/s （文献 1 表 8-70、 8-72） nw=1000v/ D =(1000*6)/(8 )=238 r/min 选 Z535 立式钻床 ,取 n=195r/min（文献 2 表 4.2-14、 4.2-15） nts 015 所以实际钻削速度是 v= *8*195/1000=4.9 mm/min t=(l+l1+l2)/(f*n)=(40+3.5+1)/(0.5*195） =0.4min 工序 11. 钻 M8 螺纹孔 刀具： 7.5mm 麻花钻 f=1 mm/r v=0.1m/s（文献 1 表 8-70、 8-72） 则 nw=1000v/ D=(1000*6)/(7.5 )=255 r/min 选 Z535 立式钻床 ,取 n=195 r/min（文献 2 表 4.2-14、 4.2-15） 所以实际钻削速度是 v= *7.5*195/1000=4.6mm/min T=l/(f*n)=13.5/(0.3*195)=0.14 min 工序 12. 攻丝 ap=0.6 f=1.25 mm/r v=6 m/min （文献 3 表 1-172） 则 nw=1000v/ D=(1000*6)/( 8 )=238.9 r/min 选 Z535 摇臂钻床 ,取 n=195 r/min（文献 2 表 4.2-14、 4.2-15） 所以实际钻削速度是 v=（ *8*195） /1000=4.9 mm/min T=l/(f*n)=14/(1.25*195)=0.057 min 工序 13. 铣断 f=400 mm/z z=4 个 v=0.1m/s（文献 4 表 13-5、 13-9） nw=1000v/ D=1000*0.1*60/(45 )=42.46 r/min 选 X52K 立式铣床 ,取 n=30r/min（文献 2 表 4.2-35、 4.2-36） 所以实际钻削速度是 v=45 *30/1000=4.23 mm/mi
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