CA6140车床的拨叉831003--课程设计说明书(小批量).doc

CA6140车床拨叉831003（小批量）课程设计说明书学 院： 汽车与机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化姓 名： 沈胜安 学 号： 201421030503 指导老师： 李旭宇 课 程： 机械制造技术基础 2016.121.零件分析1.1零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。宽度为30mm的面寸精度要求很高，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30mm的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2零件材料零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。1.3零件的工艺分析分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可以得到基本形状，减少了加工工序，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面-拨叉上表面虽然加工精度较高，但也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。由此可以见，该零件的工艺性较好。1.4主要加工表面加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ram形位公差mm拨叉左端面803.2拨叉上表面303.20.10A花键小径22+00.021IT7花键大径25+00.021IT71.6通槽上底面356.3通槽内侧面18+00.113.20.08A通槽下底面352M8通孔85锥孔配件51.5确定生产类型经老师给定题目，确定为小批量生产。2确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用木模手工砂型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。零件形状简单，因此毛形状需要与零件的形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。2.2确定毛坯尺寸公差和机械加工余量2.2.1 公差等级由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为IT10。2.2.2 铸件重量已知机械加工后波插件的重量为0.84kg，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1kg。2.2.3 零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m2.2.4 机械加工余量由铸件铸造类型为金属型铸造，因此加工余量等级选为H。项目机械加工余量mm尺寸公差mm公差等级长度80 33.2IT10通槽深3532.6IT10通槽宽1832IT102.3绘制铸件毛坯简图 3工艺方案和内容的论证3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。3.1.1 粗基准的选择对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工面与加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准。若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免重复使用。因此，选择零件的右表面作为粗基准。3.1.2 精基准的选择应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。该零件根据形位公差的要求，选择花键中心线为精基准。3.2 表面加工方法的选择本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，内倒角等。公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下：（1）：花键 花键大径表面粗糙度为Ra1.6m，毛坯孔未铸出，需钻，扩、铰孔、然后再线切割。（2）：端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽内侧表面粗糙度为Ra3.2m及Ra6.3m，经粗铣和半精铣即可。（3）：M8mm螺纹孔，由机械加工工艺手册查知.配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。（4）：内倒角 加工角度为15度的内倒角，采用铣床加工即可。3.3 工序集中与分散选用工序集中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为小批量生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短辅助时间，而且由于与一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各种加工表面之间的相对位置精度要求。3.4 工序顺序的安排（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准拨叉左端面（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面拔叉头左端面内花键孔，后加工次要表面拨叉上端面和通槽底面及内侧面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉左端面，再加工内花键孔；先拨叉上端面，再钻M8孔3.5 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则基础上下表列出了拨叉的工艺路线工序名称设备工艺装备粗铣左端面立式铣床X51端面铣刀、游标卡尺钻孔20mm 、扩孔至22+00.021mm Ra=3.2m立式钻床Z535麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规线切割花键线切割机床卡尺精铣左端面至80mm Ra=3.2m立式铣床X51端面铣刀、游标卡尺粗铣沟槽 、精铣沟槽 18+00.1135槽底Ra=6.3m 槽内侧Ra=3.2m立式铣床X51三面刃铣刀、卡规、深度游标卡尺粗铣上平面 、精铣上平面 Ra=3.2m立式铣床X51端面铣刀、游标卡尺钻孔27立式钻床Z525麻花钻、内径千分尺攻螺纹2M8mm立式钻床Z525丝锥钻、铰5锥销孔立式钻床Z525麻花钻、锥度铰刀、塞规、卡尺去毛刺钳工台平锉清洗清洗机清洗机终检塞规、百分表、卡尺等机械加工工艺过程卡片产品型号CA6140产品型号831003共 1 页产品名称机床零件名称拨叉第 1 页材料牌号HT200铸铁毛坯种类铸件毛坯尺寸80毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工 序 内 容车间工段设备工 艺 装 备工 时准终单件1铣削1.粗铣左端面2. 精铣左端面铣床车间2铣床夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀，游标卡尺60s2钻孔扩孔1.钻孔202.扩孔至22钻床车间2钻床夹具、直柄麻花钻，卡尺，塞规100s3倒角1. 倒角15车床车间1车床普通车刀，游标卡尺4线切割花键1. 线切割花键线切割车间1线切割机床卡尺5铣削1.粗铣沟槽2.粗铣上平面铣床车间2铣床专用夹具、盘铣刀深度，游标卡尺200s6铣削1.精铣沟槽2.精铣上平面铣床车间2铣床专用夹具、高速钢镶嵌式端面铣刀，游标卡尺7钻孔1. 钻孔28钻床车间1钻床专用夹具、麻花钻，内径千分尺8攻螺纹1.攻螺纹2M8钳工车间1锥丝锥丝9检验检验车间塞规，卡尺等。设计（日期）2016.12.17审核（日期）会签（日期）标记处数更改文件签字日期标记处数更改文件号签字日期4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定C6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，b=220MPa，HBS=157。 根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。 选取公差等级CT由机械制造技术基础课程设计指南中表5-1可查得毛坯件的公差等级为810级，取为10级。 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由机械制造技术基础课程设计指南中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm 求机械加工余量由机械制造技术基础课程设计指南表5-5查得机械加工余量等级为H级。 求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由机械制造技术基础课程设计指南表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为H级，得RAM数值为0.7mm。 求毛坯尺寸 2-M8通孔和5锥孔较小铸成实心；C、面单侧加工，应由机械制造技术基础课程设计指南式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm 为了简化铸件的形状取R75mm铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表项目C面D面公差等级CT1010加工面基本尺寸8072铸件尺寸公差3.23.2机械加工余量等级HHRAM0.70.7毛坯基本尺寸82.3751、C面的单边总加工余量为Z2.3mm。查机械制造技术基础课程设计指南表5-49精加工余量故粗加工余量为Z1.3m2、D面精加工余量同C面Z1mm故D面粗加工余量Z2mm5、确定切削用量及基本工时 工序一：铸造毛坯 工序二：粗铣左端面至尺寸81 工序六：精铣右端面至尺寸801、加工余量的确定 由前面可知粗加工加工余量为2 mm，加工余量较小故采用一次切削故ap2 mm。 2、切削用量的确定 由机械加工工艺手册表2.120选择高速钢立铣刀，铣刀直径为16 mm齿数为3。 由机械加工工艺手册表2.196查得加工材料为灰铸铁，铣削宽度为awdo/4，铣刀的铣削速度为v18.29m/min，每齿进给量为0.0630.102 mm/z则主轴转速为 n=358.3577.2 r/min 取n460r/min，由此可得Vf0.093460 124.2 mm/min 3、铣削加工工时的计算 由机械加工工艺手册表2.194可查得 t 式中i为次给次数i 8 0.5do+（0.51.0）9 mm 12 mm取2 mm则 t5.86 min精铣 8030面 1、加工背吃刀量ap的确定由前面可知道精铣的加工余量为1 mm，故ap1 mm 2、进给量的确定由精铣加工工艺手册表2.172查得高速钢立铣刀直径为16 mm，选用与粗铣时同一铣刀和机床。铣削宽度为aw3 mm是的每齿进给量为0.080.05 mm/z，因为表精度要求较高故fz0.06 mm/z 3、切削用量的确定由机械加工工艺手册表2.175查得铣刀磨钝标准查得后刀面最大磨损限度为0.20.25 mm。由机械加工工艺手册表2.176限度寿命查得限度寿命T=60min。由机械加工工艺手册表2.1-92查得Vc22 m/min，则铣床的主轴转速： n437.9 r/min取n460 r/min。 则Vffz*z*n0.06*3*460 =82.8 mm/min4、计算铣削加工工时由上面可知 t式中 、与上述所相同。 30/310将各参数代入上式可得： t10 11 min工序三：以外圆为基准钻20 1） 决定进给量由切削用量简明手册表2.7选择高速钢麻花钻头其直径do20mm。铸铁的硬度大于200HBS查得进给量f=0.430.53mm/r由于Yd80/204查得修正系数Ktf0.95则f0.410.50mm/r。由切削用量简明手册表2.8可查得钻头强度允许的进给量为f1.75mm/r。由切削用量简明手册表2.9可知机床进给机构强度所允许的钻削进给量。选用Z525钻床由表2.35查得进给机构允许的最大抗力Fmax8830N，do20.5，查f0.93mm/s，故取f0.48由切削用量简明手册表2.19查得高速钢钻头钻孔的轴向力F5510N小于Fmax，故可用。2） 确定钻头的磨钝标准及寿命。由切削用量简明手册表2.12查的钻头后刀面最大磨损量取0.6mm，寿命为T=15mim。 3）确定切削速度 286.6r/min 由切削用量简明手册表2.35取n272r/min则实际切削速度Vc17.1 m/min。4）检验机床扭矩及功率 由切削用量简明手册表2.20可查得f0.5 mm/r时，Mc76.81Nm。当nc272r/min时由切削用量简明手册表2.35可查得Mm144.2Nm。 由切削用量简明手册表2.23查得Pc1.1 kw。Pe2.60.817.76 kw。 因为McMm，PcPe，故所选切削用量可用。 f0.48mm/r ，nnc272r/min。Vc17m/min。计算基本工时： tm由切削用量简明手册表2.29查得入切量与超切量分别为10mm和10mm。故： tm0.69 mim。工序四：以花键中心孔和左端面为基准粗铣底槽18H11 1、选择与加工8030平面同一规格的铣刀，同一铣床。 因为槽深为35 mm 故铣18H11槽时底边留有5 mm的加工余量，精铣以达到图纸所规定的表面粗糙度的要求故ap30 mm 2、切削用量的确定 由机械加工工艺手册表2.1-96查得切削速度为 V1829 m/min 每齿进给量为fz0.0630.102 mm/z取fz0.09 mm/z。则铣床主轴转速为 n=358.3577.2 r/min根据机床说明书可取n460 r/min。则实际转速为 Vffznz0.093460 124.2 mm/min 3、切削加工工时 由机械加工工艺手册表2.1-99查得 0.82 min工序五：以花键中心孔为基准粗铣上顶面1、 背吃刀量的确定因为切削余量较小故一次切削就可切除所有余量故a10=z=1.3mm。2、 进给量的确定。选用硬质合金端铣刀刀具材料为YG6铣刀直径为8mm齿数为10，选用X5032，立式升降台铣床，功率为7.5KW。由实用机械加工工艺手册表1192可查得每齿进给量fz0.140.24mm取fz0.2mm/z3、 铣削速度的确定。由实用机械加工工艺手册表11-94可查得灰铸铁的硬度为150225HBS，查得Vc=6010m/min。则主轴转速为n1000Vc/D238.8437.9r/min 。VffzZn477.6875.6r/mm。故取n300r/min ，Vf480mm/min。切削工时：由切削用量简明手册表3.26可查得入切量及超切量Y+=12mm。故 t 0.18mim。工序七：以外圆为基准扩孔22H121、确定背吃刀量由切削用量简明手册查得背吃刀量为2mm。2、确定进给量由切削用量简明手册查的f0.60.7mm/r。根据机床说明书取f 0.62mm/r3、计算切削速度 5.78.5 m/min由此可知主轴的的转速为： n82.5r/min根据机床说明书取n140r/min，则实际切削速度v9.67 m/min 4、计算切削工时 由切削用量简明手册表2.5可查得Kv3060，取Kv45。 由机械加工工艺手册表3.5.1查得tm，式中各参数：L=80mm，L11.7072.107，取L12mm。故tm0.8min 工序八：车倒角1.5X1.5工序九：以花键孔中心线为基准粗铣上顶面1） 背吃刀量的确定由实用机械加工工艺手册表6-30查得半精铣的铣削用量为1mm ，即ap1mm。2） 进给量的确定选用与粗铣刀同样的刀具与机床，由实用机械加工工艺手册表11-92要求表面粗糙度为3.2查得每转进给量为0.51.0故取0.5mm/r3） 铣削速度的确定由实用机械加工工艺手册查得铣削速度为60110m/min则机床主轴转速n1000Vc/D=238.8437.9r/mim取n300r/min，则Vf150mm/min。4） 计算切削工时由切削用量简明手册表3.26查得入切量和超切量Y+12mm。则 t 0.61mim工序十：以花键孔中心线和左端为基准精铣底槽18H111、选取与粗铣18H11槽同一规格的铣刀，背吃刀量ap5 mm。 2、确定进给量由机械加工工艺手册表2.1-72查得每齿进给量为fz0.050.08 mm/z取fz0.06 mm/z。由机械加工工艺手册表2.1-75查得后刀面最大磨损限度为0.220.25 mm。由表2.1-76查得铣刀寿命为T60 min 3、切削用量的确定由机械加工工艺手册表2.1-92查得V22 m/min，则主轴转速 n=437.9 r/min根据机床的说明书确定主轴转速为n460 r/min。则Vffznz82.8 mm/min工序十一：1 钻螺纹通孔2X8 2 钻5圆锥孔 3 攻丝（一） 钻螺纹通孔2X8 1、选择切削用量 选择高速钢直柄麻花钻直径为7，钻头形状为双锥修磨横刃。由切削用量简明手册表2.7查得进给量f0.360.44mm/r，由切削用量简明手册表2.83和钻头允许的进给量确定进给量f0.86mm/r。由切削用量简明手册表2.9机床进给机构所允许的钻削进给量查得f1.6mm/r。故由Z525型立式钻创说明书取f0.36mm/r。 2、确定钻头磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表2.12查得磨钝标准为0.50.8寿命为T35min。 3、确定切削速度由切削用量简明手册表2.15查得切削速度为V18m/min。则主轴转速为 n818.9 r/min。由Z525钻床说明书由就近原则取n680 r/min。故实际切削速度为v14.9 m/min 4、校核机床扭矩及功率由切削用量简明手册表2.20查得 =420, =1 0.8，=0.206, 2.0, =0.8 420720.360.81 1298.3 N Mc0.206720.360.814.5 Nm Pc0.32 KW 根据Z525机床说明书可知Mm=42.2 Nm, Pe=2.8*0.81=2.26 KW, Fmax=8830 N 由于上面所算出的的数据都小于机床的各个相应的参数，故机床符合要求。5、计算钻削加工工时 由切削用量简明手册表2.29查得入切量和超切量y的值为6 mm。故 t 0.07 min 因为表面存在俩加工孔故加工工时为T=2t0.14 min。（二）、攻M8螺纹 由机械加工工艺手册表7.2-4选用M8细柄机用丝锥，在普通钻床上攻丝。 由机械加工工艺手册表7.2-13在普通钻床上攻丝切削速度表查得Vc1112 m/min。故钻床主轴的转速为： n437.9 477.7 r/min 由Z525的说明书的参数可取n392 r/min。故实际切削速度为 Vc9.8 mm/min攻螺纹机动实际的计算 tm 其中：工件螺纹的长度10 mm。 ：丝锥切削长度22 mm。 ：攻螺纹是的超切量（23）P取3。 ：攻螺纹是的转速392 r/min。 ：丝锥退出时的转速680 r/min。 P:螺距。 工序十二：线切割花键 在计算机上画出图样，按线切割的步骤进行线切割。6、心得体会机械制造工艺学课程设计终于圆满结束了。回忆这段日子，用一句话可以表达它痛并快乐着。遇到困难的做不出来的时候真的是很痛苦，而当做了很久终于做出来的时候又有一种成就感。其中的艰辛和满足只有亲自经历了才能体验到，从刚拿到题目的迷茫，到设计过程中一点点的明了，再到迷茫，再到最终的结果，确实让自己学到了许多东西，不光是对专业知识的复习和巩固，更重要的是在这个设计过程中让自己学会了面对困难时不要退缩的精神，很多问题只要再坚持一点点就可以解决的。设计中体现了我们学机械缜密的思维，考虑问题的周到性。当然在本次设计中也找到了自己的不足，很多以前学过的专业知识都感到很陌生了，不得不再去补习，效率也不怎么高。课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提出，分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。此次设计是在学完机械制造工艺学和机械设计等课程后的一次对专业知识的综合性的实际运用；更是在学完大学几年来所学的所有专业课及金工实习的一次理论与实践相结合的综合训练。此次设计涉及到的知识面很广，涉及到了材料力学、机械工程材料、机械制造工艺学、机械精度设计与测量、机械设计、机械制图等课程的相关知识，同时还涉及到了生产实习中的一些经验，应用到的知