[机械制造课程设计]CA6140车床拨叉[831007]加工工艺及中间铣断夹具设计[版本2]

下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 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 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 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. 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 头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 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 ，查机械制造工艺及设备设计指导手册 321 页表 15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 纸，扣扣 414951605 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 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 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用铸件尺寸公差等级 （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 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 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 纹孔底孔，攻 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 22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 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 加工面 工序名称 工序间余量/单边 ) 工 序 工序基本尺寸/济精度 /面粗糙度 /40端面 半精铣 )h 1 粗铣 )h 22铰 )h 2 扩 )h 8 )h 6 55 半精车 )h 3 粗车 2 )h 9 73 下端面 半精车 )h 1 粗车 )h 5 73 上端面 半精车 )h 0 粗车 )h 5 攻 8 钻 )h 8孔 钻 4 )h 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： b =B=190241,铸造。 加工要求：粗铣 22孔上端面。 机床： 床。 刀具： 质合金钢端铣刀 ,牌号 削宽度 校验合格。 最终确 定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 计算基本工时 L/ 32+40)/475= （ 2）半精铣 40上端面 铣削深度 ：因为切削量较小，故可以选择 次走刀即可完成所需长度。 计算切削速度 ：按简明手册， V c=98mm/s， n=439r/f=490mm/s 据 床参数，选择 75r/75mm/s,则实际切削速度 V c=0*475/1000=实 际 进 给 量 为 f fc/75/(300*10)=z。 校验机床功率 查简明手册 机床所能提供功率为校验合格。 最终确定 75r/75mm/s， V c=f z=z。 计算基本工时 L/ 32+40)/475= 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 的精度达到 1. 加工条件 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：钻 、 扩 、 铰 22 孔，保证垂直度误差不超过 的精度达到 机床： 2. 切削用量 （ 1）钻 16孔 具选择：查机械加工工艺手册选用 16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 刀长 b= l=3带长度 1202 100 30 择切削用量 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F f 校验成功。 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 . 命 查切 18修正系数 10故 18 。 m vn s 查简明手册机床实际转速为 72 故实际的切削速度 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 m 050 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 用 定切削用量：查切削用量手册得： f=r,再由机械加工工艺手册 床给量取 f =r。扩孔时的切削速度，由公式：（ 1/21/3）查切削用量手册取 s= 1/21/3） 000d =93140r/机床选取 n =136r/m,故 1000= T=L/(f n) =(50+10)/(136)= (3) 铰 22孔 22速钢锥柄机用铰刀 吃刀量 由切削用量手册得： f=r,取 f=mm/r 由切削用量手册得：0 .z vv v p yx fv c d 000d =125.8 r/机床选取36 r/以实际切削速度 1000=T=L/(f*n) =(50+10)/(136)=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： b =B=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： 刀具：刀片材料 杆尺寸 6 1000 606005s 8r 0 5oe 刀尖圆弧半径 载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 （ 1）粗车 55孔 查切削用量手册：取进给量为 mm/r。再根据 给量取 f =r。 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =m/000d = 择与 近似的机床转速 n =160r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T= 2) 半精车 55孔 查切削用量手册：取进给量为 0.4 mm/r。再根据 床说明书进给量取 f =r。 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =m/000d = 明书，选择与 近似的机床转速 n =320r/实际切削速度 V = 机 械加工工艺手册公式计算： T=3) 粗车中间下端面 73孔 查切削用量手册：取进给量为 0.9 mm/r。再根据 f =r。 根据切削用量手册，取车刀后面最大磨损量为 接车刀耐用度 T=60 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =43 m/载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 1000d = 明书，选择与 近似的机床转速 n =160r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T= 4) 半精车中间下端面 73孔 查切削用量手册：取进给量为 0.4 mm/r。再根据 f =r。 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =m/000d = 择与 近似的机床转速 n =320r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T=序 粗车、半精车中间上端面 73 孔 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：粗车、半精车中间上端面 73孔 机床： 刀具：刀片材料 杆尺寸 6 1000 606005s 8r 0 5oe 刀尖圆弧半径 (1) 粗车中间下端面 73孔 查切削用量手册：取进给量为 0.9 mm/r。再根据 f =r。 根据切削用量手册，取车刀后面最大磨损量为 接车刀耐用度 T=60 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =43 m/载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 1000d = 明书 ，选择与 近似的机床转速 n =160r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T= 2) 半精车中间下端面 73孔 查切削用量手册：取进给量为 0.4 mm/r。再根据 f =r。 ：根据切削用量手册 . v p yx fv c =m/000d = 择与 近似的机床转速 n =320r/实际切削速度 V = 机械加工工艺手册公式计算： T=序 钻 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：钻 机床： 2. 切削用量 (1) 钻 机械加工工艺手册选用 择切削用量 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F f 校验成功。 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 . 命 查切 18修正系数 10故 18 。 m vn s 查简明手册机床实际转速为 72 故实际的切削速度 m (2) 攻 机械加工工艺手册选用 查切削用量手册得： f=r,再由机械加工工艺手册床进给量取 f =r。查切削用量手册取 V =13m/000d =230r/机床选取 n =238r/ 1000=18m/T=（ L+2） /(f n)= 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： b =B=190241,铸造。 加工要求： 钻 8孔一半 机床： 刀具 : 查机械加工工艺手册选用 2. 切削用量 查切 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 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F f 校验成功。 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 . 命 查切 18修正系数 10故 18 。 m vn s 查简明手册机床实际转速为 72 故实际的切削速度 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： b =B=190241,铸造。 加工要求：将毛坯从中间铣断 机床： 刀具： 锯片铣刀， d=200l=4齿， Z=40 查切削手册，选择进给量为： ,切削速度为：7 ，则： m 5200 271 0 0 01 0 0 0 rd 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 根据简明手册表 0 rn w ，故实际切削速度为： m 02001000 此时工作台每分钟进给量 m 0 050401.0 查切削手册表 好有 0 0 。 计算切削基本工时： m 072 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 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 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 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 . 14 m m 。 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 以1 2 2 6d g m m。 径及公差 按有关标准选取菱形销的宽度， d=5载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 然后按式2 2 m i n1 m i T 计算菱形销与其配合孔的最小间隙 2；计算出菱形销直径的基本尺寸 ：2 2 2 m ； 按 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 得切削力公式 其中 0,4, 下载文档送全套 纸 扣扣 414951605 买文档送全套 纸 扣扣 1304139763 垂直分力 受力分析图 在计算切削力时必须把