CA6140车床拨叉831007课程设计

1、 课程名称： 作业题目： 专 班 姓 学 指导 机械课程设计 说明书 机械课程设计 机械拨叉夹具设计 业：机械设计制造及其自动化 级：10机制5班 名： 号： 教师： 2013年12_月21日 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

2、）夹紧方案及装置的设计计算 18 参考文献 21 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： (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：拨叉零件图831007，生产纲领为5000件/年。 一、零件分析 （一）.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

3、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）.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

4、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 （一）.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

5、中，加工设备以 通用设备为主，大量采用专用工装。 （二）.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

6、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。 （三）.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

7、,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 工序1.粗铣 40mm孔两头的端面，精铣 40mm孔两头的端面至 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

8、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 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

9、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 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

10、 工序13.铣断 工序14.去毛刺 工序15.终检 （四）.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 CA6140车床拨叉”零件材料为HT 2 0 0,毛坯重量为lk g,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 73mn#表面） 考虑到此表面为非加工表面，其精度为在为铸造CT9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IT7IT8之间，参照切屑

11、用量加工简明手册确定工序尺寸及余量： 钻孔： 20mm2Z = 20mm 铰孔； 22+0.21 0mm2Z= 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： 71mmZ1=6 mm Z 2=5mm 精镗：73mmZ=1mm 参照切屑用量加工简明手册确定 55mmT序尺寸及余量： 粗镗：53mm2Z=4mm 精镗：55mmZ=

12、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 8mni圆 柱销孔及螺纹攻丝。 5. 铣断 6. 去毛刺 7. 终检 三、确定切削用量及基本工时 工序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 ) 贝卩 ns=1000v/ n D=1000*27/45 n =190 r/min (2) 选X52K立式铣床，由其参数校验得 取 n=190r/min (文献

13、2 表 2.2.1、4.2-36 ) 所以实际铣削速度是 v= n *45*190/1000=26.8 mm/min f m 二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 t m+l 1+12/f m =0.45 min 其中 I 1=3mm l 2=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PcmPcc故校验合格。 工序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

14、、8-99 ) 选 X52K立式铣床，贝卩 ns=1000v/ n D=1000*27/45 n =190r/min 取 n=190r/min (文献 2 表 2.2.1、4.2-36 ) 所以实际铣削速度是 v= n *45*190/1000=26.8mm/min f m 二f*n *z=0.15*4*190=114mm/mi n 基本时间 t m=L/f m =0.252 min 工序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，贝Sf= (0.39-0.47 )

15、 *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/ n D=1000*18/21.8 n =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= n *21.8*275/1000=18.8 mm/min 基本时间 t =1+1 1+12/f m =0.84 min tm=2t=1.68 min 1 1=8mm l 2=0mm 工序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 a e

16、=1mm (文献 1表 8.2.3.3 文献 2 表 3.1-17 ) nw=1000v/ n D=1000*5/(22 n )=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 n *68/1000=4.7mm/min t=(l+l 1+12)/(fn)=(50+8)/(0.57*68)=1.5min 工序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，贝卩 n

17、w=1000v/ n D=1000*60/45 n =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= ( n *45*475 ) /1000=67.12mm/min f m =f*n *z=0.1*4*475=190 mm/min 基本时间 t m=L/f m =0.24 min 工序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 ) 贝U nw=1000v/ n D=1000*6

18、0/80 n =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= n *80*235/1000=58.9 mm/min f m 二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 ） 贝卩 nw=1000v/ n D=1000*60/80 n =382.11

19、6 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= n *80*235/1000=58.9 mm/min f m 二f*n *z=0.2*10*235=750 mm/min 基本时间t总=L/f=0.76min 工序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 ） 贝卩 nw=1000v/ n D=1000*60/80 n =382.116

20、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= n *80*235/1000=58.9 mm/min f m 二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，文献 1 表 8-98、8-99 ） 贝卩 nw=1000v/ n D=1000*60/80 n =382.116

21、 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= n *80*235/1000=58.9 mm/min f m 二f*n *z=0.2*10*235=750 mm/min 基本时间t总=L/f=0.78min 工序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/ n D=1000*100/53 n =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

22、表 4.2-19、4.2-20 ） 所以实际速度是 v 二 n *53*600/1000=99.9 mm/min 基本时间 t=l/（f*n）= 28/（0.5*400）=0.14 min 工序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 ） 贝卩 nw=1000v/ n D=1000*60/（55 n ）=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= n *55*347/1000=60 mm/min t=(

23、l+l i+l2)/(f* n)=0.40 min 工序10.钻M8锥销孔 f=0.5mm/r v=0.1m/s (文献 1 表 8-70、8-72 ) nw=1000v/ n D =(1000*6)/(8n )=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= n *8*195/1000=4.9 mm/min t=(l+l 1+l 2)/(f*n)=(40+3.5+1)/(0.5*195) =0.4min 工序11.钻M8螺纹孔 刀具：7.5mm麻花钻 f=1 mm/r v=0.1m/s (文献 1

24、 表 8-70、8-72 ) 则 nw=1000v/ n D=(1000*6)/(7.5 n )=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= n *7.5*195/1000=4.6mm/min T=l/(f* n)=13.5/(0.3*195)=0.14 min 工序12.攻丝 ap=0.6 f=1.25 mm/r v=6 m/min(文献 3 表 1-172 ) 则 nw=1000v/ n D=(1000*6)/( 8 n )=238.9 r/min 选 Z535 摇臂钻床，取 n=195 r

25、/min(文献 2 表 4.2-14、4.2-15 ) 所以实际钻削速度是 v= ( n *8*195 ) /1000=4.9 mm/min T=l/(f* n)=14心.25*195)=0.057 min 工序13.铣断 f=400 mm/z z=4 个 v=0.1m/s (文献 4 表 13-5、13-9 ) nw=1000v/ n D=1000*0.1*60/(45 n )=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 n *30/1000=4.23 mm/min t=(l+l i+l2)/(fn)= (73+2)/400=0.18 min 工序14.去毛