拨叉的课程设计说明书

东华理工大学长江学院 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 课程题目 拨叉 拨叉 CA6140 车床 课程设计车床 课程设计 姓名 学号 班级 年级 专业 系 指导教师 完成时间 东华理工大学长江学院课程设计 2 目 录 绪 论 3 第一章 拨叉零件的分析 3 1 1 零件的作用 3 1 2 零件的工艺分析 3 1 3 零件图 4 第二章 工艺规程设计 4 2 1 确定毛坯的制造形式 4 2 2 绘制毛坯图 4 2 3 基面的选择 4 2 4 零件工艺路线的拟定 5 2 5 选择机床和工装 6 2 5 1 机床的选择 6 2 5 2 夹具的选择 6 2 5 3 刀具的选择 6 2 5 4 量具的选择 6 2 5 5 零件的加工余量和工序尺寸的确定 6 2 6 工序切削用量的确定 7 2 6 1 工序一 粗精铣 20 50 孔下端面 7 2 6 2 工序二 粗精铣 32 上端面 8 2 6 3 工序三 粗精铣 50 上端面 9 2 6 4 工序四 铣凸台 10 2 6 5 工序五 钻 20 孔 10 2 6 6 工序六 镗 50 孔 11 2 6 7 工序七 钻螺纹孔 12 2 6 8 工序八 钻 8锥孔 12 2 6 9 工序九 铣断 13 第三章 设计总结 14 第四章 参考文献 14 东华理工大学长江学院课程设计 3 绪 论 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品 并把它们装备成机械装备 的行业 机械制造业的产品既可以直接供人们使用 也可以为其它行业的生产提供装备 社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品 我们的生活离不开制造业 因此制造业 是国民经济发展的重要行业 是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱 从某中意义 上讲 机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标 车床的拨叉位于车床变速机构中 主要起换挡 使主轴回转运动按照操作者的要求工作 获得所需要的速度和扭矩的作用 零件下方的孔与操作机构相连 而上方的半孔则是用于 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 拨叉是机车变速箱中一个重要的零件 因为其零件尺寸比较小 结构形状较复杂 但 其加工孔与侧面有精度要求 此外还有小头孔上的槽要求精加工 对精度有一定的要求 所以都要求精加工 其大头孔与侧面有垂直度的公差要求 所要加工的槽 在其槽两侧面 有平行度公差和对称度公差要求等 因为零件的尺寸第一章 拨叉零件的分析度 几何形 状尺寸精度和相互位置精度 以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量 进而 影响其性能与工作寿命 因此他们的加工必须保证精度要求 第一章 拨叉零件的分析 一 一 零件的作用零件的作用 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 20 孔与操纵机构相连 二下方的 50 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 二 零件的工艺分析零件的工艺分析 CA6140 车床共有两处加工表面 其间有一定位置要求 分述如下 1 以 20 为中心的加工表面 这一组加工表面包括 20的孔 以及其上下端面 上端面与孔有位置要求 021 0 0 一个 M6 的螺纹孔 下端有一个 47 的斜凸台 这三个都没有高的位置度要求 2 以 50 为中心的加工表面 这一组加工表面包括 50的孔 以及其上下两个端面 50 0 25 0 这两组表面有一定的位置度要求 即 50的孔上下两个端面与 20的孔有垂直度 50 0 25 0 021 0 0 要求 由上面分析可知 加工时应先加工一组表面 再以这组加工后表面为基准加工另外一组 东华理工大学长江学院课程设计 4 三 零件图 三 零件图 第二章 工艺规程设计 一一 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 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 故选择铸件毛坯 二 基面的选择 二 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 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 20孔的不加工外轮廓表面作为粗基准 利用一组共两 021 0 0 块 V 形块支承这两个 32 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 精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题 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 东华理工大学长江学院课程设计 5 三 三 绘制毛坯图 另外附一张 绘制毛坯图 另外附一张 四 零件工艺路线的拟定 四 零件工艺路线的拟定 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 1 工艺路线方案一 工序一 粗 精铣 20 孔上端面 工序二 钻 扩 铰 精铰 20 50 孔 工序三 粗 精铣 50 孔上端面 工序四 粗 精铣 50 20 孔下端面 工序五 切断 工序六 钻 4 孔 装配时钻铰锥孔 工序七 钻一个 4 孔 攻 M6 螺纹 工序八 铣 47 凸台 工序九 检查 上面工序加工效率较高 但同时钻三个孔 对设备有一定要求 且看另一个方案 2 工艺路线方案二 工序一 粗 精铣 20 孔上端面 工序二 粗 精铣 20 孔下端面 工序三 钻 扩 铰 精铰 20 孔 工序四 钻 扩 铰 精铰 50 孔 工序五 粗 精铣 50 孔上端面 工序六 粗 精铣 50 孔下端面 工序七 切断 工序八 钻 4 孔 装配时钻铰锥孔 工序九 钻一个 4 孔 攻 M6 螺纹 工序十 铣 47 凸台 工序十一 检查 上面工序可以适合大多数生产 但效率较低 综合考虑以上步骤 得到我的工艺路线 3 工艺路线方案三 工序一 以 32 外圆为粗基准 粗铣 20 孔下端面 工序二 精铣 20 孔上下端面 工序三 以 20 孔上端面为精基准 钻 扩 铰 精铰 20 孔 保证垂直度误差不超过 0 05mm 孔的精度达到 IT7 工序四 以 20 孔为精基准 钻 扩 铰 精铰 50 孔 保证空的精度达到 IT7 工序五 切断 工序六 以 20 孔为精基准 粗铣 50 孔上下端面 工序七 以 20 孔为精基准 精铣 50 孔上下端面 保证端面相对孔的垂直度误差不超过 0 07 工序八 以 20 孔为精基准 钻 4 孔 装配时钻铰锥孔 工序九 以 20 孔为精基准 钻一个 4 孔 攻 M6 螺纹 工序十 以 20 孔为精基准 铣 47 凸台 东华理工大学长江学院课程设计 6 工序十一 检查 虽然工序仍然是十一步 但是效率大大提高了 工序一和工序二比起工艺路线方案二快了 一倍 实际铣削只有两次 而且刀具不用调整 多次加工 50 20 孔是精度要求所致 五 五 选择机床和工装选择机床和工装 2 5 12 5 1 机床的选择机床的选择 X52K 立式铣床 Z535立式钻床 T51镗床 Z50立式钻床 2 5 22 5 2 夹具的选择夹具的选择 采用一定位销 一挡销定位 工件始终靠近定位销的一面 而挡销的偏角会使工件自 重带来一定的平行于卡具体底版的水平力 因此 工件不在在定位销正上方 进而使 加工位置有一定转角误差 但是 由于加工是自由公差 故应当能满足定位要求 4 卡具设计及操作的简要说明 卡具的卡紧力不大 故使用手动卡紧 为了提高生产力 使用快速螺旋卡紧机构 卡具上设置有钻套 用于确定的钻头位置 2 5 32 5 3 刀具的选择刀具的选择 YG6 硬质合金端铣刀 高速钢麻花钻头 高速钢铰刀 硬质合金镗刀 高速 钢细齿圆锯片刀 2 5 42 5 4 量具的选择量具的选择 游标卡尺 量块 千分尺 万能角度尺 螺纹规 百分表等 2 5 52 5 5 零件的加工余量和工序尺寸的确定零件的加工余量和工序尺寸的确定 CA6140 车床拨叉 零件材料为 HT200 硬度 190 210HB 毛皮重量 2 2kg 生产类 型大批量 铸造毛坯 据以上原始资料及加工路线 分别确定各家工表面的机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸 如下 1 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差 20 50 端面 查 机械制造工艺设计简明手册 以下称 工艺手册 表 2 2 2 5 取 20 50 端面长度余量均为 2 5 均为双边加工 铣削加工余量为 粗铣 1mm 精铣 0mm 2 内孔 50 已铸成孔 查 工艺手册 表 2 2 2 5 取 50 已铸成孔长度余量为 3 即铸成孔半径为 44mm 工序尺寸加工余量 钻孔 2mm 扩孔 0 125mm 铰孔 0 035mm 东华理工大学长江学院课程设计 7 精铰 0mm 2 62 6 工序切削用量的确定工序切削用量的确定 2 6 12 6 1 工序一工序一 粗精铣粗精铣 20 50 20 50 孔下端面孔下端面 以 32 外圆为粗基准 粗铣 20 50孔下端面 1 加工条件 工件材料 HT200 b 0 16GPa HB 190 241 铸造 加工要求 粗铣 20 50孔下端面 机床 X52K 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 tm L Vf 32 80 475 0 09min 精铣 20 孔下端面 1 加工条件 工件材料 HT200 b 0 16GPa HB 190 241 铸造 加工要求 精铣 20 下端面 机床 X52K 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 0mm nc 475r min Vfc 475mm s V c 119 3m min f z 0 16mm z 2 6 22 6 2 工序二工序二 粗精铣粗精铣 32 上端面上端面 以 32 外圆为粗基准 粗铣 20上端面 1 加工条件 工件材料 HT200 b 0 16GPa HB 190 241 铸造 加工要求 粗铣 20上端面 机床 X52K 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 tm L Vf 32 80 475 0 09min 精铣 20 孔上端面 1 加工条件 工件材料 HT200 b 0 16GPa HB 190 241 铸造 东华理工大学长江学院课程设计 9 加工要求 精铣 20 上端面 机床 X52K 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 0mm nc 475r min Vfc 475mm s V c 119 3m min f z 0 16mm z 2 6 32 6 3 工序三工序三 粗精铣粗精铣 50 50 上端面上端面 以 32 下端面为粗基准 粗铣 50孔上端面 1 加工条件 工件材料 HT200 b 0 16GPa HB 190 241 铸造 加工要求 粗铣 20 50孔上端面 机床 X52K 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 tm L Vf 32 80 475 0 09min 精铣 50 孔上端面 1 加工条件 工件材料 HT200 b 0 16GPa HB 190 241 铸造 加工要求 精铣 50 上端面 机床 X52K 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 0mm nc 475r min Vfc 475mm s V c 119 3m min f z 0 16mm z 2 6 42 6 4 工序四工序四 铣凸台铣凸台 刀具 硬质合金三面刃铣刀 机床 X51 立式铣床 根据 简明手册 查得 1663 Zmmdw 根据 切削手册 查得 现采用 X51 立式铣床 取 min 100rnw 当 min 300rnw 时 工作台每分钟进给量应为 min 0mmnZffwzm 根据 切削手册 表 4 2 37 查得 取 min 165mmfm 精铣 20 下端面 以 T2 为基准 刀具 YG6 硬质合金端铣刀 机床 X51 立式铣床 查 切削手册 表 3 5 进给量为 min 0 1 5 0mmfz 取为 0 5mm r 参考有 关手册 确定 min 124mv 采用 YG6 硬质合金端铣刀 2 6 52 6 5 工序五工序五 钻钻 20 孔孔 以 20 孔上端面为精基准 钻 扩 铰 精铰 20 孔 保证垂直度误差不超过 0 05mm 孔的精度达到 IT7 1 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头 粗钻时 do 18mm 钻头采用双头刃磨法 后角 o 12 二重 东华理工大学长江学院课程设计 11 刃长度 b 2 5mm 横刀长 b 1 5mm 宽 l 3mm 棱带长度 mml5 1 1 1202 10 0 30 2 选择切削用量 1 决定进给量 查 切 rmmf 86 0 70 0 35 1 20 30 d l 所以 rmmf 70 0 按钻头强度选择 按机床强度选择rmmf 75 1 rmmf 53 0 最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功 rmmf 48 0 max 6090FFf 2 钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 查 切 为 0 5 mm 寿命 min60 T 3 切削速度 查 切 修正系数 rmmvc 18 0 1 TV K0 1 MV K0 1 tv K 故 0 1 Kxv0 1 1 v K10 apv Krmmvc 18 min 3 318 1000 0 r d v ns 查 切 机床实际转速为min 272rnc 故实际的切削速度rmm nd v s c 4 15 1000 0 4 校验扭矩功率 所以 NmMc60 NmMm2 144 mc MM 故满足条件 校验成立 Ec PkwP 0 2 7 1 计算工时 min10 0 45 1 272 1030 nf L tm 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 min 272rn rmmf 48 0 min 4 15 mvc mmd 8 19 0 铰孔 min 272rn rmmf 48 0 min 4 15 mvc mmd94 19 0 东华理工大学长江学院课程设计 12 精铰 min 272rn rmmf 48 0 min 4 15 mvc 720 0 ITd 2 6 62 6 6 工序六工序六 镗镗 50 50 孔孔 机床 T60 卧式镗床 单边余量 5 2mmZ 可一次切除 则 mmap5 2 根据 简明手册 4 2 20 查 得 取 rmmf 52 0 根据 简明手册 4 2 21 查得 取 min 200rn 计算切削基本工时 2 6 72 6 7 工序七工序七 钻螺纹孔钻螺纹孔 以 20 孔为精基准 钻一个 4 孔 攻 M6 螺纹 1 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头 粗钻时 do 4mm 后角 o 16 二重刃长度 1202 45 0 30 2 选择切削用量 1 决定进给量 查 切 rmmf 022 18 0 按钻头强度选择 按机床强度选择rmmf 50 0 rmmf 53 0 最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功 rmmf 22 0 2 钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 查 切 为 0 5 0 8mm 寿命 min20 T 3 切削速度 查 切 修正系数 rmmvc 18 0 1 TV K0 1 MV K0 1 tv K 故 0 1 Kxv0 1 1 v K10 apv Krmmvc 18 min 1432 1000 0 r d v ns 查 切 机床实际转速为min 1360rnc 故实际的切削速度rmm nd v s c 1 17 1000 0 4 校验扭矩功率 故满足条件 校验成立 mc MM Ec PP 计算工时 min02 0 22 01360 24 nf L tm 东华理工大学长江学院课程设计 13 螺纹钻削由于没有手册可查 故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算 2 6 82 6 8 工序八工序八 钻钻 8 8锥孔锥孔 以 20 孔为精基准 钻 8 孔 装配时钻铰锥孔 1 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头 粗钻时 do 8mm 后角 o 16 二重刃长度 1202 45 0 30 2 选择切削用量 1 决定进给量 查 切 rmmf 022 18 0 按钻头强度选择 按机床强度选择rmmf 50 0 rmmf 53 0 最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功 rmmf 22 0 2 钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 查 切 为 0 5 0 8mm 寿命 min20 T 3 切削速度 查 切 修正系数 rmmvc 18 0 1 TV K0 1 MV K0 1 tv K 故 0 1 Kxv0 1 1 v K10 apv Krmmvc 18 min 1432 1000 0 r d v ns 查 切 机床实际转速为min 1360rnc 故实际的切削速度rmm nd v s c 1 17 1000 0 4 校验扭矩功率 故满足条件 校验成立 mc MM Ec PP 2 6 92 6 9 工序九工序九 铣断铣断 其余几步数据见工艺卡片 经过与老师协商