ca6140拨叉831006铣φ55圆上端面夹具设计及工艺规程【独家装配图课程毕业设计含3张CAD图】
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ca6140
工艺规程
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拨叉831006
夹具设计
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ca6140拨叉831006铣φ55圆的上端面夹具设计及工艺规程【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下：
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充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 1 -目录一、零件的分析 .11.1 零件的作用 .11.2 零件的工艺分析 .1二、 工艺规程设计 .12.1 确定生产类型 .12.2 确定毛坯的制造形式 .12.3 基面的选择 .12.3.1 粗基准的选择 .22.3.2 精基准的选择 .22.4 制定工艺路线 .22.5 工艺方案的比较分析 .32.6 确定切削用量及基本工时 .5工序一 .5工序二 .7 工序三 .8工序四 .11工序五 .12工序六 .13工序七 .14工序八 .16参考文献 .19充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 0 -1、零件的分析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。零件上方的 25 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。1.2 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 小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2 大头半圆孔 553 小头孔端面、大头半圆孔上下 73 端面，大头半圆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，可以粗加小头孔端面，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。2、工艺规程设计2.1 确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，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。2.2 确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：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，生产类型为中批生产，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册 （后称指导手册 ）选用铸件尺寸公差等级 CT9级。2.3 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 1 -2.3.1 粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 22 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块 V 形块支承这两个40 作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。2.3.2 精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的 55mm 孔为精基准，限制四个自由度。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，以粗加工后的上表面和镗过的孔为主要的定位精基准。 。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.4 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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工卡具,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。工艺路线方案一:工序 1 铣 40 上平面，保证表面粗糙度 3.2工序 2 钻绞孔 22，保证表面粗糙度 1.6工序 3 粗镗 半精镗孔 55，保证表面粗糙度 3.2工序 4 铣 55 上端面，保证表面粗糙度 3.2工序 5 55 下端面，保证表面粗糙度 3.2工序 6 铣 168 槽所在的面 铣两个 168 槽，保证表面粗糙度 1.6工序 7 切断工艺路线方案二:工序 1 铣 40 上平面，保证表面粗糙度 3.2工序 2 粗镗 半精镗孔 55，保证表面粗糙度 3.2充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 2 -工序 3 钻绞两孔 25，保证表面粗糙度 1.6工序 4 铣 168 槽所在的面 工序 5 铣两个斜面工序 6 粗铣 55 圆的上端面，粗铣两个 40 圆的上端面工序 7 切断 工序 8 铣 55 上端面，保证表面粗糙度 3.2工序 9 铣 55 下端面，保证表面粗糙度 3.22.5 工艺方案比较分析上述两方案:方案一：是先加工内孔 25, 再以 25 孔为基准加工 55 内孔,而方案二：先镗孔 55,以底面及 25 外圆面为基准，再以 55 内孔及上平面加工 25 孔。由零件图可知 25 孔的设计基为准 55 孔的中心线，所以加工 25 孔时定位基准最好为 55 孔的中心线，可保证其加工的位子精度，符合大批生产要求,方案二较为合理方案二:工序 1 铣 40 上平面。 （以 25 孔外表面及底面为基准，选用 X5032 立式升降台铣床和专用夹具）工序 2 粗镗，半精镗 55。 （以 40 上平面及 25 内孔为基准，选用 TGX4132B 立式单柱坐标镗床和专用夹具）工序 3 钻绞两孔 25.。 （以 40 上平面及 25 孔外表面为基准，选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具）工序 4 铣 168 槽所在的面（以 40 上平面及 55 内孔为基准，选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具）工序 5 铣两个斜面工序 6 粗铣 55 圆的上端面，粗铣两个 40 圆的上端面工序 7 切断工序 8 铣 55 下端面。 （以 40 上平面及 25 内孔为基准，选用 X5032 立式升降台铣床和专业夹具）工序 9 铣 55 上端面。 （以 55 的下端面及 25 内孔为基准，选用 X5032 立式升降台铣床和专业夹具）充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 3 -拨叉零件材料为 HT200 HB170240，毛坯重量约 1.0Kg 生产中批采用金属型铸造毛坯依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。2 铸件的圆角半径 按表 2.2.1 选则金属型铸造 R=3-5mm 拔模斜度外表面 0-15自然失效处理以消除铸造应力。3 两内孔 25+0.021 0,考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将40 圆柱铸成实心的。4铣 40 上平面加工余量及公差。两 40 圆柱端面加工余量及公差,圆柱 40 圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为 Ra3.2,要求粗铣,半精铣，单边余量 Z=2mm 公差 CT=1.225 半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=1.2毛坯名义尺寸:50+0.8+1.2=52毛坯最大尺寸:52+1.2=53.25粗镗，半精镗 55。毛坯为铸孔,内孔精度要求 IT13 表面粗糙度为 Ra3.6,参照工艺手册表 2.3-10 确定工序尺寸及余量为:粗镗 53.5，2Z=3.5半精镗 55+0.4，2Z=1.56钻绞两孔 22。两内孔精度要求 IT7 参照机械制造工艺设计简明手册 （以下简称工艺手册 ）表 2.3-8 确定工序尺寸及余量为：钻孔 ： 23扩孔 ： 24.8 2Z=1.8mm充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 4 -半精绞: 24.94 2Z=0.14mm精绞: 20+0.02107铣 55 下端面。两 55 圆柱端面加工余量及公差,圆柱 55 圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为 Ra3.2,要求粗铣,半精铣。55 半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.28铣 55 上端面。两 55 圆柱端面加工余量及公差,圆柱 55 圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为 Ra3.2,要求粗铣,半精铣。55 半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.29钻锥孔 7.8 及 M6 底孔，攻丝，半，精绞 8，保证 R1.6 的表面粗糙度半精绞加工余量 2Z=0.14精绞加工余量 2Z=0.0610切断2.6 确定切削用量及基本工时工序一：铣 40 上平面。1 工具选择1.选择工具 切削手册根据表 1. 选择 YG6 硬质合金刀具根据表 3.1 铣前深度 ap4 铣削宽度 ae90 端铣刀直径 D0=100mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数 Z=102 铣刀几何形状查表(3.2) 由于 HBS=200150,r0=0a=8Kr=45Kre=30Kr=5s=-20=8bq=1.2充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 5 -2 选择切削用量1决定铣削深度 ap，因为表面粗糙度要去为 Ra=3.2，所以需两次走刀完成。第一次走刀达到尺寸为 50+0.8（半精铣的加工余量）第二次走到达到 50 的尺寸，并保证 Ra=3.22决定每齿进给量 fz 当使用 YG6 铣床功率为 7.5KW查表 3.5 时 fz=0.140.24mm/z 取 fz=0.183 选择铣刀磨纯标准及刀具寿命根据表 3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时 2.0,精加工时 0.5 由于铣刀直径 d0=100mm 故刀具寿命 T=180min (查表 3.8)4 根据(表 3.16)当 d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min nt =322r/min Vft=490mm/min各修正系数为: kmv=kmn=kmvf=0.89Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.8=230r/minVf=Vft kvt=4900.890.8=350.3mm/min根据 X52K 型立铣说明书(设计手册表 4.2-35)选择n =300r/min Vfc=375mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为Vc=dn /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/minFzc=vfc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z5根据机床功率:根据表 3.24 当 HBS= 170240 ae9mm ap2.4 d=100 Z=10 Vf=375mm/min近似 Pcc=3.8KW根据 X52K 型立铣说明机床主轴允许功率为 Pcm=7.50.75=5.63KW充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 6 -故 Pcc计算基本工时 tm = L / Vf式中 L=160mm 根据表 3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量 Y+=35 则 L=(160+35)=195mm 故 tm=195 / 375=0.52min工序二 ：粗镗 半精镗 55 孔1选择刀具:查表机械加工工艺手册表 11.2-10选择莫式锥柄 3 刀杆直径 D=30 高速钢刀头2选择切削用量有工艺手册表 2.3-10 得粗镗 53.5，2Z=3.5半精镗 55+0.4 2Z=1.5粗镗孔至 53.5单边余量 Z=1.75/mm一次镗去全部余量 ap=3.5 mm （58）进给量 f=0.52 mm/r （0.31.0）根据有关手册确定立式镗床的切削速度 为 v=35m/min （2035m/min）nw =1000v / d=100035 / 3.1450 =223r/min查表 4.2-20 T4132 立式镗床主轴转速 n=250r/min 切削工时 L=30,L2=3,L3=4t1=L / nf =(30+3+4)/2500.52=0.28min半精镗孔 50+0.50 切削用量 ap=1.5 （1.53）单边余量 Z=0.1mm 一次公差去全部余量 ap0.2mm充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 7 -进给量 f =0.2mm/r （0.20.8）根据有关手册,确定立式镗床切割进度 v=40m/min (2540)查表 4.2-20 T4132 立式镗床（主电动机=1.1kw，总容量 1.16kw）主轴转速 n =355 r/min切削工时 L=30,L2=3,L3=4t 2=L/ nf=(30 +3+4)/ 3550.2=0.52min工序三：钻两孔 231 选择钻头选择锥柄麻花钻(GB1438-85) 查表 d0=20钻头几何形状(表 2.1 及表 2.2)双锥,修磨横刃 =30 2=100 b=3.5 =11 b=2mm L=4mm2.选择切削刀具进给量 f 按加工要求决定进给量: 根据表 2.7 当加工要求为 H12H13 精度铸铁 HBS200 d0=18mm f=0.430.53mm/r由于 L/d=50/20=2.5,故应乘以孔深修正系数 kcf=1 f= 0.430.53 mm/r2按钻头强度决定进给量根据表 2-8 当 HBS=200 d=20mm 钻头强度允许的进给量 f=1.75mm/r3按机床进给机构强度决定进给量根据表 2.9 当 HBS20 Vc=16m/minn =1000V/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min检验机床扭矩及功率根据表 2.20 当 f=0.5mm/r d0选择扩刀选择硬质合金扩孔钻 d0=21.8mm钻头几何形状为 r=50=8（810） kr=30（3060） kr=30 =10 b1=1mm （0.82）2选择进给量及切削进度查表 2.10 d0=21.8HB=200 时, f=1.01.2mm/r充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 9 -根据 Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r查机械加工工艺师手册表 28-2vyxpmvckfaTzdC0Cv=68.2,do=21.8,Zv=0.4,T=40,Ap=50,Xv=0.15,f=1,kv=0.8，m=0.4，Yv=0.45.计算得 V=24m/minV=(1/2-1/3)V 钻=(1/2-1/3) 16=816m/min 取 V=8 m/minn =1000V/d0 =10008/ 3.14 21.8=116.8r/min,取 n=175r/min。3钻头磨纯标准及寿命由表 2.12 当 d0=21.8mm 时 ,扩孔钻后刀面最大磨损限度为 1.0mm(0.91.4)mm 寿命 T=40 mintm =L / nf= L+Y+/ nf=(50+10)/(1751)=0.34min3.绞孔1选择刀具选择硬质合金绞刀 d=22mm钻头几何形状为 r0=-5(0-5),a0=10(1017),齿背倾斜角 at=15（1520）2选择进给量及切削速度查表查表 2.11 d0=22HB=200 时, f=0.91.4mm/r根据 Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r查机械加工工艺师手册表 28-2vyxpmvckfaTzdC0Cv=109,do=22,Zv=0.2,T=75,ap=50,Xv=0,f=1,Kv=0.8,m=0.45,Yv=0.5计算得 V=24.1m/min充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 10 -V=(1/2-1/3)V 钻=(1/2-1/3) 23.1=7.711.5m/min 取 V=8 m/minn =1000V/d0 =10008/ 3.14 22=117.8r/min,取 n=175r/min3钻头磨纯标准及寿命由表 2.12 当 d0=25mm 时 ,扩孔钻后刀面最大磨损限度为 0.8mm(0.60.9)mm 寿命T=75 minT=L/nf=L+Y+/nf=(50+10)/175*1=0.340min工序四粗、精铣槽A、粗铣 16 槽机床：X60 铣床刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀切削深度 ：pa9m根据参考文献5表 3033 得：刀具：整体直齿铣刀 Z=20 D=100 查参考文献3表 2.4-76 得：进给量 ,根据参考文献5表 3032 查得切削速度 ，0.6/faz 24/minV机床主轴转速 ：由式（ 4.4）得n，12476./min3.10Vrd按照参考文献3表 3.174 取 95实际切削速度 ：v.0./6Dns进给量 ：fV0.295/1./ffaZm工作台每分进给量 ： m.4infVs被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l 0l刀具切入长度 ：110.5(2)lD=52mm刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 11 -机动时间 ：1jt12405.82minjmlfB、精铣 16 槽根据参考文献5表 3033 得刀具：镶齿三面刃铣刀切削深度 ：pa2根据参考文献3表 2.476 查得：进给量 ,根据参考文献4表 300.12/famz32 查得切削速度 ，3/minV机床主轴转速 ：由式（ 4.1）得，10273./in.410nrd按照参考文献3表 3.174 取 5实际切削速度 ：v.0.4/6Dnms进给量 ：fV0.1275/1.8/ffaZ工作台每分进给量 ： m. infVs被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 40l刀具切入长度 ：110.5(2)lD=52mm刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1机动时间 ：jt12405.87minjmlf本工序机动时间 12.81.69ijjtt工序五 粗铣斜平面加工条件工件材料； HT200，铸造。机床：卧式铣床 X61。查参考文献5表 3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料： ， ，齿数 ，15YT0Dm8Z此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度 ：pa3m充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 12 -每齿进给量 ：根据参考文献3表 2.475，取 铣削速度 ：参照fa 0.12/famZV参考文献5表 3034，取 1.3/Vms机床主轴转速 ：由式（ 4.1）得n，10.60254/in34nrd按照参考文献3表 3.174 30实际铣削速度 ：v.11.57/06dnms进给量 ：fV.283/04.8/ffaZ工作台每分进给量 ：m.2infVs：根据零件图可知 a5切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 。l 1lm刀具切入长度 ：1式（4.5）10.5(3)lD52刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：jt120.26min8jmlf工序六 切断1.选择刀具查设计手册表 3.1-4.1 选择中齿锯片铣刀(GB6120-85)d=400 mm L=4 mm z=202.刀具寿命查表 3.8 高速钢切断铣刀 d40T=45 min3.切削用量ap=12 mm 一切走刀切断 fz=0.1 mm/z查表 3.27 Vc=Cvd0qv / TmapxvfzxvZpvCv=10.5 d0=40 qv=0.2 Tm=450.15 apxv=120.2 fzxv=0.10.4 Zpv=200.1Vc=(10.5400.2) / (450.15120.20.10.4200.1)=54.9 m/minn=1000V /d0=100054.9/(3.1440)=437 r/min充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 13 -根据 x60 卧式铣床说明书设计手册表 机床主轴转速为 nc=400 r/min计算基本工时tm =L / nf= L+Y+/nf=(73+35)/54.9=1.94 min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。在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。工序七粗铣 55 下平面 1.选择工具 切削手册根据表 1. 选择 YG6 硬质合金刀具根据表 3.1 铣前深度 ap5 铣削宽度 ae9 端铣刀直径 d0=22mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数 Z=62 铣刀几何形状查表机械加工工艺师手册21-10，21-18。由于 HBS=200, r0=00=17 a0=6, =30 (2240)Kr=4 (34) Kre=45b=1 mm( 0.81.3)2.选择切削用量1决定铣削宽度 ae (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度要求为 3.2 所以可以在一次走刀内切完)ae=9mm2决定每齿进给量 fz 当使用 YG6 铣床功率为 7.5KW查表 3.5 时 fz=0.140.24mm/z 要达到表面粗糙度为 3.2，每转进给量为 0.51.0mm/r。Z=6，根据 af=f/Z,所以取 f=0.15mm/z 。3 选择铣刀磨纯标准及刀具寿命充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 14 -根据表 3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时 1.01.2由于铣刀直径 d0=22mm 故刀具寿命 T=60min (查表 3.8)4根据(表 3.16)当 d0=22mm Z=6 ap=5 ac=9 fz=0.15 Vc= 60 m/min （5595） nt =868r/min Vft=781mm/min各修正系数为: kmv=kmn=kmvf=0.89Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=600.890.8=41.28m/minn=nt kn=8680.890.8=618r/minVf=Vft kvt=7810.890.8=554mm/min根据 X5032 立式升降台铣说明书(设计手册)选择n =710r/min Vfc=500mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为VC=d0n /1000 =3.1422710 / 1000 = 49m/minFzc=vfc / (ncZ) =500/ 7106=0.11mm/z5根据机床功率:根据表 3.24 当 HBS= 170240 ae9mm ap5 d=22 Z=6 Vf=500mm/min近似 Pcc=4.8KW根据 X52K 型立铣说明机床主轴允许功率为 Pcm=7.50.75=5.63KW故 Pcc计算基本工时 tm = L / vf式中 L=128.74mm 根据表 3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量 Y+=35 则工时为 tm =L / nf=(128.74+35)/710*0.66=0.35min工序八粗铣 55 上平面 充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 15 -1.选择工具 切削手册根据表 1. 选择 YG6 硬质合金刀具根据表 3.1 铣前深度 ap5 铣削宽度 ae9 端铣刀直径 d0=22mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数 Z=62 铣刀几何形状查表机械加工工艺师手册21-10，21-18。由于 HBS=200, r0=00=17 a0=6, =30 (2240)Kr=4 (34) Kre=45b=1 mm( 0.81.3)2.选择切削用量1决定铣削宽度 ae (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度要求为 3.2 所以可以在一次走刀内切完)ae=9mm2决定每齿进给量 fz 当使用 YG6 铣床功率为 7.5KW查表 3.5 时 fz=0.140.24mm/z 要达到表面粗糙度为 3.2，每转进给量为 0.51.0mm/r。Z=6，根据 af=f/Z,所以取 f=0.15mm/z 。3 选择铣刀磨纯标准及刀具寿命根据表 3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时 1.01.2由于铣刀直径 d0=22mm 故刀具寿命 T=60min (查表 3.8)4根据(表 3.16)当 d0=22mm Z=6 ap=5 ac=9 fz=0.15 Vc= 60 m/min （5595） nt =868r/min Vft=781mm/min各修正系数为: kmv=kmn=kmvf=0.89Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=600.890.8=41.28m/minn=nt kn=8680.890.8=618r/minVf=Vft kvt=7810.890.8=554mm/min根据 X51 立式升降台铣说明书(设计手册)选择充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 16 -n =710r/min Vfc=500mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为VC=d0n /1000 =3.1422710 / 1000 = 49m/minFzc=vfc / (ncZ) =500/ 7106=0.11mm/z5根据机床功率:根据表 3.24 当 HBS= 170240 ae9mm ap5 d=22 Z=6 Vf=500mm/min近似 Pcc=4.8KW根据 X51 型立铣说明机床主轴允许功率为 Pcm=7.50.75=5.63KW故 Pcc计算基本工时 tm = L / vf式中 L=128.74mm 根据表 3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量 Y+=35 则工时为 tm =L / nf=(128.74+35)/710*0.66=0.35min充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 17 -参考文献1. 赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书2 版.北京:机械工业出版社,00.102. 徐嘉元，曾家驹主编机械制造工艺学机械工业出版社97.83. 李云,机械制造及设备指导手册.北京:机械工业出版社,97.84. 赵家齐：机械制造工艺学课程设计指导书 ，机工版5. 李益民主编：机械制造工艺设计简明手册 ，机工版，2005 年 7 月第一版6. 王启平主编机床夹具设计哈工大出版社 85.127. 徐灏主编机械设计手册机械工业出版社91.98. 机械制造工艺学 、 机床夹具设计 （教材）9. 机械加工工艺师手册10.机械零件设计手册11.机床夹具设计图册、- 1 -目录一、零件的分析 .11.1 零件的作用 .11.2 零件的工艺分析 .1二、 工艺规程设计 .12.1 确定生产类型 .12.2 确定毛坯的制造形式 .12.3 基面的选择 .12.3.1 粗基准的选择 .22.3.2 精基准的选择 .22.4 制定工艺路线 .22.5 工艺方案的比较分析 .32.6 确定切削用量及基本工时 .5工序一 .5工序二 .7 工序三 .8工序四 .11工序五 .12工序六 .13工序七 .14工序八 .16参考文献 .19- 0 -1、零件的分析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。零件上方的 25 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。1.2 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 小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2 大头半圆孔 553 小头孔端面、大头半圆孔上下 73 端面，大头半圆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，可以粗加小头孔端面，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。2、工艺规程设计2.1 确定生产类型已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，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。2.2 确定毛坯的制造形式确定毛坯种类：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，生产类型为中批生产，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册 （后称指导手册 ）选用铸件尺寸公差等级 CT9级。2.3 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。- 1 -2.3.1 粗基准的选择 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 22 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块 V 形块支承这两个40 作主要定位面，限制 5 个自由度，再以一个销钉限制最后 1 个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。2.3.2 精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的 55mm 孔为精基准，限制四个自由度。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，以粗加工后的上表面和镗过的孔为主要的定位精基准。 。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。2.4 制定工艺路线制定工艺路线得出发点,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工卡具,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。工艺路线方案一:工序 1 铣 40 上平面，保证表面粗糙度 3.2工序 2 钻绞孔 22，保证表面粗糙度 1.6工序 3 粗镗 半精镗孔 55，保证表面粗糙度 3.2工序 4 铣 55 上端面，保证表面粗糙度 3.2工序 5 55 下端面，保证表面粗糙度 3.2工序 6 铣 168 槽所在的面 铣两个 168 槽，保证表面粗糙度 1.6工序 7 切断工艺路线方案二:工序 1 铣 40 上平面，保证表面粗糙度 3.2工序 2 粗镗 半精镗孔 55，保证表面粗糙度 3.2- 2 -工序 3 钻绞两孔 25，保证表面粗糙度 1.6工序 4 铣 168 槽所在的面 工序 5 铣两个斜面工序 6 粗铣 55 圆的上端面，粗铣两个 40 圆的上端面工序 7 切断 工序 8 铣 55 上端面，保证表面粗糙度 3.2工序 9 铣 55 下端面，保证表面粗糙度 3.22.5 工艺方案比较分析上述两方案:方案一：是先加工内孔 25, 再以 25 孔为基准加工 55 内孔,而方案二：先镗孔 55,以底面及 25 外圆面为基准，再以 55 内孔及上平面加工 25 孔。由零件图可知 25 孔的设计基为准 55 孔的中心线，所以加工 25 孔时定位基准最好为 55 孔的中心线，可保证其加工的位子精度，符合大批生产要求,方案二较为合理方案二:工序 1 铣 40 上平面。 （以 25 孔外表面及底面为基准，选用 X5032 立式升降台铣床和专用夹具）工序 2 粗镗，半精镗 55。 （以 40 上平面及 25 内孔为基准，选用 TGX4132B 立式单柱坐标镗床和专用夹具）工序 3 钻绞两孔 25.。 （以 40 上平面及 25 孔外表面为基准，选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具）工序 4 铣 168 槽所在的面（以 40 上平面及 55 内孔为基准，选用 Z3025 摇臂钻床和专用夹具）工序 5 铣两个斜面工序 6 粗铣 55 圆的上端面，粗铣两个 40 圆的上端面工序 7 切断工序 8 铣 55 下端面。 （以 40 上平面及 25 内孔为基准，选用 X5032 立式升降台铣床和专业夹具）工序 9 铣 55 上端面。 （以 55 的下端面及 25 内孔为基准，选用 X5032 立式升降台铣床和专业夹具）- 3 -拨叉零件材料为 HT200 HB170240，毛坯重量约 1.0Kg 生产中批采用金属型铸造毛坯依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。2 铸件的圆角半径 按表 2.2.1 选则金属型铸造 R=3-5mm 拔模斜度外表面 0-15自然失效处理以消除铸造应力。3 两内孔 25+0.021 0,考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将40 圆柱铸成实心的。4铣 40 上平面加工余量及公差。两 40 圆柱端面加工余量及公差,圆柱 40 圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为 Ra3.2,要求粗铣,半精铣，单边余量 Z=2mm 公差 CT=1.225 半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=1.2毛坯名义尺寸:50+0.8+1.2=52毛坯最大尺寸:52+1.2=53.25粗镗，半精镗 55。毛坯为铸孔,内孔精度要求 IT13 表面粗糙度为 Ra3.6,参照工艺手册表 2.3-10 确定工序尺寸及余量为:粗镗 53.5，2Z=3.5半精镗 55+0.4，2Z=1.56钻绞两孔 22。两内孔精度要求 IT7 参照机械制造工艺设计简明手册 （以下简称工艺手册 ）表 2.3-8 确定工序尺寸及余量为：钻孔 ： 23扩孔 ： 24.8 2Z=1.8mm- 4 -半精绞: 24.94 2Z=0.14mm精绞: 20+0.02107铣 55 下端面。两 55 圆柱端面加工余量及公差,圆柱 55 圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为 Ra3.2,要求粗铣,半精铣。55 半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.28铣 55 上端面。两 55 圆柱端面加工余量及公差,圆柱 55 圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为 Ra3.2,要求粗铣,半精铣。55 半精铣的加工余量(单边)Z=0.8粗铣加工余量(单边)Z=4.29钻锥孔 7.8 及 M6 底孔，攻丝，半，精绞 8，保证 R1.6 的表面粗糙度半精绞加工余量 2Z=0.14精绞加工余量 2Z=0.0610切断2.6 确定切削用量及基本工时工序一：铣 40 上平面。1 工具选择1.选择工具 切削手册根据表 1. 选择 YG6 硬质合金刀具根据表 3.1 铣前深度 ap4 铣削宽度 ae90 端铣刀直径 D0=100mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数 Z=102 铣刀几何形状查表(3.2) 由于 HBS=200150,r0=0a=8Kr=45Kre=30- 5 -Kr=5s=-20=8bq=1.22 选择切削用量1决定铣削深度 ap，因为表面粗糙度要去为 Ra=3.2，所以需两次走刀完成。第一次走刀达到尺寸为 50+0.8（半精铣的加工余量）第二次走到达到 50 的尺寸，并保证 Ra=3.22决定每齿进给量 fz 当使用 YG6 铣床功率为 7.5KW查表 3.5 时 fz=0.140.24mm/z 取 fz=0.183 选择铣刀磨纯标准及刀具寿命根据表 3.7 铣刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时 2.0,精加工时 0.5 由于铣刀直径 d0=100mm 故刀具寿命 T=180min (查表 3.8)4 根据(表 3.16)当 d0=100mm Z=10 ap=2 fz=0.18 Vi=98m/min nt =322r/min Vft=490mm/min各修正系数为: kmv=kmn=kmvf=0.89Ksv=ksn=ksvf=0.8故:Vc=Vt kv=980.890.8=70m/minn=nt kn=3220.890.8=230r/minVf=Vft kvt=4900.890.8=350.3mm/min根据 X52K 型立铣说明书(设计手册表 4.2-35)选择n =300r/min Vfc=375mm/min因此 实际切削速度和每齿进给量为Vc=dn /1000 =3.14100300 / 1000 =94.2 m/minFzc=vfc / (ncZ) =375 / 30010=0.125mm/z5根据机床功率:根据表 3.24 当 HBS= 170240 ae9mm ap2.4 d=100 Z=10 Vf=375mm/min近似 Pcc=3.8KW- 6 -根据 X52K 型立铣说明机床主轴允许功率为 Pcm=7.50.75=5.63KW故 Pcc计算基本工时 tm = L / Vf式中 L=160mm 根据表 3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量 Y+=35 则 L=(160+35)=195mm 故 tm=195 / 375=0.52min工序二 ：粗镗 半精镗 55 孔1选择刀具:查表机械加工工艺手册表 11.2-10选择莫式锥柄 3 刀杆直径 D=30 高速钢刀头2选择切削用量有工艺手册表 2.3-10 得粗镗 53.5，2Z=3.5半精镗 55+0.4 2Z=1.5粗镗孔至 53.5单边余量 Z=1.75/mm一次镗去全部余量 ap=3.5 mm （58）进给量 f=0.52 mm/r （0.31.0）根据有关手册确定立式镗床的切削速度 为 v=35m/min （2035m/min）nw =1000v / d=100035 / 3.1450 =223r/min查表 4.2-20 T4132 立式镗床主轴转速 n=250r/min 切削工时 L=30,L2=3,L3=4t1=L / nf =(30+3+4)/2500.52=0.28min半精镗孔 50+0.50 切削用量 ap=1.5 （1.53）- 7 -单边余量 Z=0.1mm 一次公差去全部余量 ap0.2mm进给量 f =0.2mm/r （0.20.8）根据有关手册,确定立式镗床切割进度 v=40m/min (2540)查表 4.2-20 T4132 立式镗床（主电动机=1.1kw，总容量 1.16kw）主轴转速 n =355 r/min切削工时 L=30,L2=3,L3=4t 2=L/ nf=(30 +3+4)/ 3550.2=0.52min工序三：钻两孔 231 选择钻头选择锥柄麻花钻(GB1438-85) 查表 d0=20钻头几何形状(表 2.1 及表 2.2)双锥,修磨横刃 =30 2=100 b=3.5 =11 b=2mm L=4mm2.选择切削刀具进给量 f 按加工要求决定进给量: 根据表 2.7 当加工要求为 H12H13 精度铸铁 HBS200 d0=18mm f=0.430.53mm/r由于 L/d=50/20=2.5,故应乘以孔深修正系数 kcf=1 f= 0.430.53 mm/r2按钻头强度决定进给量根据表 2-8 当 HBS=200 d=20mm 钻头强度允许的进给量 f=1.75mm/r3按机床进给机构强度决定进给量根据表 2.9 当 HBS20 Vc=16m/minn =1000V/d0=100016/(3.1420)=254.7r/min检验机床扭矩及功率根据表 2.20 当 f=0.5mm/r d0选择扩刀选择硬质合金扩孔钻 d0=21.8mm钻头几何形状为 r=50=8（810） kr=30（3060） kr=30 =10 b1=1mm （0.82）2选择进给量及切削进度- 9 -查表 2.10 d0=21.8HB=200 时, f=1.01.2mm/r根据 Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r查机械加工工艺师手册表 28-2vyxpmvckfaTzdC0Cv=68.2,do=21.8,Zv=0.4,T=40,Ap=50,Xv=0.15,f=1,kv=0.8，m=0.4，Yv=0.45.计算得 V=24m/minV=(1/2-1/3)V 钻=(1/2-1/3) 16=816m/min 取 V=8 m/minn =1000V/d0 =10008/ 3.14 21.8=116.8r/min,取 n=175r/min。3钻头磨纯标准及寿命由表 2.12 当 d0=21.8mm 时 ,扩孔钻后刀面最大磨损限度为 1.0mm(0.91.4)mm 寿命 T=40 mintm =L / nf= L+Y+/ nf=(50+10)/(1751)=0.34min3.绞孔1选择刀具选择硬质合金绞刀 d=22mm钻头几何形状为 r0=-5(0-5),a0=10(1017),齿背倾斜角 at=15（1520）2选择进给量及切削速度查表查表 2.11 d0=22HB=200 时, f=0.91.4mm/r根据 Z3025 钻床说明书选择 f=1.0 mm/r查机械加工工艺师手册表 28-2- 10 -vyxpmvckfaTzdC0Cv=109,do=22,Zv=0.2,T=75,ap=50,Xv=0,f=1,Kv=0.8,m=0.45,Yv=0.5计算得 V=24.1m/minV=(1/2-1/3)V 钻=(1/2-1/3) 23.1=7.711.5m/min 取 V=8 m/minn =1000V/d0 =10008/ 3.14 22=117.8r/min,取 n=175r/min3钻头磨纯标准及寿命由表 2.12 当 d0=25mm 时 ,扩孔钻后刀面最大磨损限度为 0.8mm(0.60.9)mm 寿命T=75 minT=L/nf=L+Y+/nf=(50+10)/175*1=0.340min工序四粗、精铣槽A、粗铣 16 槽机床：X60 铣床刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀切削深度 ：pa9m根据参考文献5表 3033 得：刀具：整体直齿铣刀 Z=20 D=100 查参考文献3表 2.4-76 得：进给量 ,根据参考文献5表 3032 查得切削速度 ，0.6/faz 24/minV机床主轴转速 ：由式（ 4.4）得n，12476./min3.10Vrd按照参考文献3表 3.174 取 95实际切削速度 ：v.0./6Dns进给量 ：fV0.295/1./ffaZm工作台每分进给量 ： m.4infVs被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 l 0l刀具切入长度 ：1- 11 -10.5(2)lD=52mm刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1机动时间 ：jt12405.82minjmlfB、精铣 16 槽根据参考文献5表 3033 得刀具：镶齿三面刃铣刀切削深度 ：pa2根据参考文献3表 2.476 查得：进给量 ,根据参考文献4表 300.12/famz32 查得切削速度 ，3/minV机床主轴转速 ：由式（ 4.1）得，10273./in.410nrd按照参考文献3表 3.174 取 5实际切削速度 ：v.0.4/6Dnms进给量 ：fV0.1275/1.8/ffaZ工作台每分进给量 ： m. infVs被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 40l刀具切入长度 ：110.5(2)lD=52mm刀具切出长度 ：取2lm走刀次数为 1机动时间 ：jt12405.87minjmlf本工序机动时间 12.81.69ijjtt工序五 粗铣斜平面加工条件工件材料； HT200，铸造。机床：卧式铣床 X61。- 12 -查参考文献5表 3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀） ，材料： ， ，齿数 ，15YT0Dm8Z此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=3mm所以铣削深度 ：pa3m每齿进给量 ：根据参考文献3表 2.475，取 铣削速度 ：参照f 0.12/faZV参考文献5表 3034，取 1./Vs机床主轴转速 ：由式（ 4.1）得n，10.360254/in4nrd按照参考文献3表 3.174 30m实际铣削速度 ：v.11.57/06dns进给量 ：fV.283/04.8/ffaZ工作台每分进给量 ：m.2infVs：根据零件图可知 a5切削工时被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知 。l 1lm刀具切入长度 ：1式（4.5）10.5(3)lD52刀具切出长度 ：取2l走刀次数为 1机动时间 ：jt120.26min8jmlf工序六 切断1.选择刀具查设计手册表 3.1-4.1 选择中齿锯片铣刀(GB6120-85)d=400 mm L=4 mm z=202.刀具寿命查表 3.8 高速钢切断铣刀 d40T=45 min3.切削用量ap=12 mm 一切走刀切断 fz=0.1 mm/z- 13 -查表 3.27 Vc=Cvd0qv / TmapxvfzxvZpvCv=10.5 d0=40 qv=0.2 Tm=450.15 apxv=120.2 fzxv=0.10.4 Zpv=200.1Vc=(10.5400.2) / (450.15120.20.10.4200.1)=54.9 m/minn=1000V /d0=100054.9/(3.1440)=437 r/min根据 x60 卧式铣床说明书设计手册表 机床主轴转速为 nc=400 r/min计算基本工时tm =L / nf= L+Y+/nf=(73+35)/54.9=1.94 min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。在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求较低。因此，本步的重点应在卡紧的方便与快速性上。工序七粗铣 55 下平面 1.选择工具 切削手册根据表 1. 选择 YG6 硬质合金刀具根据表 3.1 铣前深度 ap5 铣削宽度 ae9 端铣刀直径 d0=22mm由于采用标准硬质合金端铣刀,故齿数 Z=62 铣刀几何形状查表机械加工工艺师手册21-10，21-18。由于 HBS=200, r0=00=17 a0=6, =30 (2240)Kr=4 (34) Kre=45b=1 mm( 0.81.3)2.选择切削用量1决定铣削宽度 ae (由于加工余量不大,铸体为金属型,铸造表面粗糙度要求为 3.2 所以可以在一
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