831007说明书

01 联合大学机械课程设计联合大学机械课程设计 说明书说明书 课程名称课程名称 机械课程设计机械课程设计 作业题目作业题目 拨叉机械加工工艺规程及夹具设计拨叉机械加工工艺规程及夹具设计 专专 业业 机械设计制造及其自动化 机械设计制造及其自动化 班班 级级 0808 机机 3 3 姓姓 名名 韩佳真 韩佳真 学学 号号 200803010302200803010302 指指 导导 教教 师师 杨文生 杨文生 20112011 年年 3 3 月月 4 4 日日 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 03 设计清单设计清单 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 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 原始资料 拨叉零件图 831007 生产纲领为 5000 件 年 04 一 零件分析一 零件分析 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 二 零件的工艺分析零件的工艺分析 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 05 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 二 工艺规程设计二 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 二 基面的选择基面的选择 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 06 三 三 制定工艺路线制定工艺路线 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 07 面至图样尺寸 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 08 工序 4 精铰两端孔至 22 0 021 0mm 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 四四 机械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 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 09 的尺寸偏差为 120 1 25 的范围内 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 010 6 去毛刺 7 终检 三 确定切削用量及基本工时三 确定切削用量及基本工时 工序工序 1 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 Pcm Pcc 故校验合格 工序工序 2 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 011 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 8mm min fm f n z 0 15 4 190 114mm min 基本时间 tm L fm 0 252 min 工序工序 3 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 工序工序 4 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 012 工序工序 5 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 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 工序工序 6 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 99 013 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 工序工序 7 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 014 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 78min 工序工序 8 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 工序工序 9 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 工序工序 10 10 钻 M8 锥销孔 015 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 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 工序工序 11 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 工序工序 12 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 工序工序 13 13 铣断 f 400 mm z z 4 个 v 0 1m s 文献 4 表 13 5 13 9 016 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 min t l l1 l2 fn 73 2 400 0 18 min 工序工序 14 14 去毛刺 工序工序 15 15 终检 四 四 夹具设计夹具设计 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 并设计工序 1 粗铣上端面 一 一 任务的提出