机械制造拔叉课程设计课件

1、目录第1章 零件分析11.1 零件作用分析11.2 零件工艺分析1第2章 确定毛坯、画毛坯零件合图32.1 确定毛坯种类32.2 确定毛坯尺寸公差和加工余量32.3 确定铸件基本尺寸32.4 毛坯零件合图如下图所示4第3章 工艺规程设计53.1 定位基准的选择53.2 制定工艺路线53.3 选择加工设备及刀、夹、量具53.4 加工工序设计73.5 确定切削用量73.6 时间定额计算153.7 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡18第4章 铣槽的工序专用夹具设计194.1 工件自由度分析及定位方案的确定194.2 夹紧力的计算194.3 定位误差的计算及定位精度分析204.4 操作说明20参

2、考文献2122第1章 零件分析1.1 零件作用分析题目给定的零件是CA6140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进行工作。宽度为的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所以，宽度为的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2 零件工艺分析 零件得视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，如下图所示。11零件图此零件需要加工的表面有：（1）右端面粗糙度要求为3.2。（2）两端的2*15倒角粗糙度要求为6.3。（3）上端面粗糙度要求为3.2。（4）尺寸8的槽粗糙度要求为1.6，上偏差+0.03、

3、下偏差0。（5）尺寸18的槽粗糙度要求为3.2，上偏差+0.012、下偏差0。（6）25的六齿方花键孔粗糙度要求为1.6，上偏差+0.023、下偏差0。（7）22的花键底孔粗糙度要求为6.3，上偏差+0.28、下偏差0。（8）尺寸6的花键槽宽粗糙度要求为3.2，上偏差+0.06、下偏差0.03。由此分析可知，可以先加工拨叉右端面；然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并保证位置精度要求。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。第2章 确定毛坯、画毛坯零件合图2.1 确定毛坯种类零件材料为HT200。考

4、虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构比较简单，且生产类型为中批生产，为提高生产率和铸件精度，可选择铸造毛坯。2.2 确定毛坯尺寸公差和加工余量铸造铸造方法选砂型铸造机械造型，查表12-1得铸件公差等级CT为812级，取10级。查表12-5得铸件机械加工余量等级为EG，取F级。2.3 确定铸件基本尺寸查表12-3与表12-4由公式得下表表2-1铸件基本尺寸加工表面公差等级加工面基本尺寸(F)铸造尺寸公差(CT)机械加工余量公差等级机械加工余量(RMA)毛坯基本尺寸(R)拔叉右端面10783.2F180.6拔叉上端面10272.6F0.528.82.4 毛坯零件合图如下图所示2-1毛坯零件

5、合图第3章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择本零件为为铸造毛坯，可以以40外圆柱面为粗基准，加工右端面，然后以右端面为精基准采用专用夹具加工花键底孔，之后以右端面和花键底孔为精基准拉花键，最后以花键中心轴线和右端面为精基准加工上端面与槽。3.2 制定工艺路线按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件加工可以按照下述工艺路线进行。工序1：以40外圆柱面定位，粗车半精车右端面。工序2：以右端面定位，钻扩孔，。锪倒角工序3：以右端面与21孔孔壁定位，拉花键。工序4：以右端面与花键孔中心线定位，粗铣精铣上端面。工序5：以右端面与花键孔中心线定位，粗铣精铣铣削的槽。工序6：以右端面与花键孔中心线定位，粗

6、铣精铣铣削的槽。3.3 选择加工设备及刀、夹、量具1、选择设备：工序1是粗车和半精车成批生产不需要很高的生产率，且本零件尺寸不大，精度要求不是很高，选用最常用的卧式车床CA6140型卧式车床即可。同理工序2选用Z535立式钻床。工序3选用L6120拉床。工序4、5、6选用X62卧式铣床。2、选择刀具：工序10车刀选择焊接式硬质合金端面车刀，刀具材料选YT6，由于CA6140卧式车床中心高为210mm,所以查表15-1得：车刀尺寸为，刀片厚度为4.5mm的车刀。参数查表15-2得：粗车与半精车攒择同一把车刀。工序20钻头选择：查表9-3选择莫氏锥柄高速钢麻花钻其直径为长度为采用标准刃磨法 扩孔钻

7、选择：查表9-5选择莫氏锥柄高速钢扩孔钻其直径为长度为采用标准刃磨法锪钻选择：查表9-5选择莫氏锥柄高速钢锥面锪钻其直径为角度为工序30花键拉刀选择：查表4.5-8可选花键拉刀其键数6、外径25、低径22、键宽6，加工精度选择IT7。工序40选择高速钢圆柱铣刀齿数z=16,铣削宽度，铣削深度所以查表9-16得铣刀直径为80mm,查表15-32得工序50由加工尺寸公差0-0.03 。所以铣刀精度选为：精密级K8的高速钢镶齿三面刃铣刀加工余量为8mm用乳化液冷却铣刀参数：工序60由加工尺寸公差0-0.012。所以铣刀精度选为：精密级K8的高速钢镶齿三面刃铣刀加工余量为23mm用乳化液冷却铣刀参数：

8、3、选择夹具：本零件除粗车、半精车端面工序使用通用夹具三爪自定心卡盘外，其他各工序都需要使用专用夹具。4、 选择量具：由于工序10、20、40无尺寸、形位公差要求，尺寸测量选择游标卡尺。剩余各工序无形位公差要求，选择千分表就可以满足要求。表面粗糙度的测量都选用粗糙度仪器：RT110。表3.1设备及刀、夹、量具的选择工序号加工设备加工刀具加工夹具量具10CA6140卧式车床车刀三爪自定心卡盘游标卡尺20Z535立式钻床钻头、扩孔钻、锪钻专用夹具游标卡尺30L6120拉床花键拉刀专用夹具千分表40工序2圆柱形铣刀专用夹具游标卡尺50X62卧式铣床镶齿三面刃铣刀专用夹具千分表60X62卧式铣床镶齿三

9、面刃铣刀专用夹具千分表3.4 加工工序设计工序10车削总加工余量因为加工要求较高（Ra=3.2m），所以分两次走刀，半精车加工余量取0.6mm，则粗车加工余量为2mm。工序20孔的加工余量钻头直径选择20mm，扩孔钻直径选择21mm，加工余量为1mm工序30花键拉刀的加工余量为，其精度由花键拉刀决定。工序40铣削总加工余量因为加工要求较高（Ra=3.2m），所以分两次走刀，粗车加工余量取1.6mm，半精车加工余量取0.2mm，其精度由圆柱铣刀决定。工序50尺寸公差0-0.03、槽两侧面表面粗糙度1.6和底面表面粗糙度6.3，都由镶齿三面刃铣刀的精度来决定。工序60尺寸公差0-0.012、槽两侧

10、面表面粗糙度3.2和底面表面粗糙度3.2，都由镶齿三面刃铣刀的精度来决定。3.5 确定切削用量工序10：车削拔叉右端面加工要求：粗、半精车右端面并保证28mm的工序尺寸,Ra=3.2m所用机床：卧式车床CA6140车刀选择：选择焊接式硬质合金端面车刀，由于CA6140卧式车床中心高为205mm,所以查表15-1得：车刀尺寸为，刀片厚度为4.5mm的车刀。参数查表15-2得：由于工件是铸造毛坯，加工余量为因为加工要（Ra=3.2m），所以分两次走刀，粗车加工余量取2mm，半精车加工余量取0.6mm。1、确定粗车切削用量（1）背吃刀量：由于粗车加工余量仅为2mm，可在一次走刀内切完，所以（2）进给

11、量：因为需要切削的实际范围比大，所以可以按来确定进给量则由表15-3得查表8-3可选（3）选择车刀磨钝标准与寿命：由表15-8得后刀面最大磨损量取为0.9mm，车刀寿命为T=60min。（4）切削速度：切削速度可由表14-1中公式算出，当用YG6硬质合金车刀加工强度为200MPa的灰铸铁时查表14-1得查表14-2得切削速度修正系数为则切削速度为查表8-4此时2、 确定半精车切削用量选择与粗车相同的车刀。（1）背吃刀量：（2）进给量：半精加工主要受表面粗糙度限制，由表15-5得查表8-3可选（3）选择车刀磨钝标准与寿命：由表15-8得后刀面最大磨损量取为0.6mm，车刀寿命为T=60min。（

12、4）切削速度：切削速度可由表14-1中公式算出，当用YG6硬质合金车刀加工强度为200MPa的灰铸铁时查表14-1得查表14-2得切削速度修正系数为：则切削速度为查表8-4此时工序20：钻、扩花键底孔。锪倒角所用机床：立式钻床Z535确定切削用量1、钻孔钻头选择：查表9-3选择莫氏锥柄高速钢麻花钻其直径为长度为采用标准刃磨法（1）进给量：由表15-16得查表8-17可选（2）选择钻头磨钝标准与寿命：由表15-8得后刀面最大磨损量取为0.7mm，钻头寿命为T=60min。（3）切削速度：切削速度可由表14-6中公式算出，当用高速钢钻头加工强度为200MPa的灰铸铁时查表14-6得查表14-7得切

13、削速度修正系数为则切削速度为查表8-16得此时2、扩孔扩孔钻选择：查表9-5选择莫氏锥柄高速钢扩孔钻其直径为长度为采用标准刃磨法（1）进给量：由表15-17得查表8-17可选（2）选择钻头磨钝标准与寿命：由表15-8得后刀面最大磨损量取为0.8mm，钻头寿命为T=40min。（3）切削速度：切削速度可由表14-6中公式算出，当用高速钢钻头加工强度为200MPa的灰铸铁时查表14-6得查表14-7得切削速度修正系数为则切削速度为查表8-16此时3、锪倒角加工要求：切削长度为2,表面粗糙的要求6.3。锪钻选择：查表9-5选择莫氏锥柄高速钢锥面锪钻其直径为角度为进给量：由表15-29得进给量与切削速

14、度为，查表8-17可选查表8-16此时工序30：拉花键加工要求：花键小径需保证上偏差+0.28、下偏差0、表面粗糙度6.3的要求，花键大径需保证上偏差+0.023、下偏差0、表面粗糙度1.6的要求，花键键宽需保证上偏差+0.06、下偏差+0.03、表面粗糙度3.2的要求。它们由花键拉刀精度来控制。所用机床：拉床L6120花键拉刀选择：查表4.5-8可选花键拉刀其键数6、外径25、低径22、键宽6，加工精度选择IT7。确定拉削切削用量：（1）单面齿升：查机械加工工艺手册表2.4-117拉削齿升量取（2）拉削速度：查机械加工工艺手册表2.4-118拉削速度选组别2，查表2.4-119拉削速度取（3

15、）确定拉削拉力：查机械加工工艺手册表2.4-120得拉削1mm的拉力（4）确定拉削功率：查机械加工工艺手册表2.4-121拉削功率查表8-40得拉床L6120的功率为拉力为，由此得此拉床拉力与功率足够。工序40：铣削拔叉上端面加工要求：铣上端面并保证表面粗糙度3.2所用机床：卧式铣床X62由于工件是铸造毛坯，加工余量为因为加工要求较高（Ra=3.2m），所以分两次走刀，粗车加工余量取1.6mm，半精车加工余量取0.2mm。铣刀选择：选择高速钢圆柱铣刀齿数z=16,铣削宽度，铣削深度所以查表9-16得铣刀直径为80mm,查表15-32得1、确定粗铣切削用量（1）铣削宽度：由于粗加工粗余量仅为1.

16、6mm，可在一次走刀内切完，所以（2）铣削深度：（3）每齿进给量：根据表8-8知X62型铣床功率为7.5KW,中等系统刚度所以由表15-33得可选（4）选择车刀磨钝标准与寿命：由表15-37得后刀面最大磨损量取为0.3mm，查表15-38得车刀寿命为。（5）切削速度与每分钟进给量：切削速度：查表14-10得速度修正系数都取查表15-41得则切削速度转速查表8-10可选实际切削速度为进给量查表8-9可选2、 确定半精铣切削用量铣刀与粗铣的相同。（1）铣削宽度：由于粗加工余量为1.6mm，所以精加工余量为（2）铣削深度：（3）每齿进给量：由表15-33得可选则（4）选择车刀磨钝标准与寿命：由表15

17、-37得后刀面最大磨损量取为0.2mm，查表15-38得车刀寿命为。（5）切削速度与每分钟进给量：切削速度：查表14-10得速度修正系数都取查表15-41得则切削速度转速查表8-10可选实际切削速度为进给量查表8-9可选工序5：铣削槽。加工工件尺寸： , 长度L=40mm加工要求：保证尺寸公差0-0.03、槽两侧面表面粗糙度1.6和底面表面粗糙度6.3。机床选择：卧式铣床X62选择刀具：由加工尺寸公差0-0.03 。所以铣刀精度选为：精密级K8的高速钢镶齿三面刃铣刀加工余量为8mm用乳化液冷却铣刀参数：选择切削量：由于槽的深度为8mm, 故一次走完，切削宽度与切削深度分别为。由表15-33查得

18、进给量，取则每齿进给量（1）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表3.7,得最大磨损量为0.2 由表3.8确定刀具寿命：T=180min其中（2）决定切削速度和每齿进给量切削速度由表14-10的公式算出，查表14-10得：速度修正系数为，则转速查表8-10可选实际切削速度为进给量查表8-9可选 工序6：铣削槽。加工工件尺寸： , 长度L=40mm加工要求：保证尺寸公差0-0.012、槽两侧面表面粗糙度3.2和底面表面粗糙度3.2。机床选择：卧式铣床X62选择刀具：由加工尺寸公差0-0.012。所以铣刀精度选为：精密级K8的高速钢镶齿三面刃铣刀加工余量为23mm用乳化液冷却铣刀参数：

19、选择切削量由于槽的深度为23mm宽度为18mm, 故一次走完，切削宽度 切削深度由表15-33查得进给量，取则每齿进给量为（1）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表3.7,得最大磨损量为0.2 由表3.8确定刀具寿命：T=180min其中（2）决定切削速度和每齿进给量切削速度由表14-10的公式算出，查表14-10得：速度修正系数为，则转速查表8-10可选实际切削速度为进给量查表8-9可选 3.6 时间定额计算时间定额查第十六章得其中：Tj基本时间；Tf辅助时间：取基本时间的20%估算；Tb布置工作时间，取作业时间的5%估算；Tx休息及生理需要时间，取作业时间的3%估算；Tz准备

20、与终结时间，取作业时间的4%估算；N一批零件的数量，由于是中批量生产，且零件比较小，查表1-1取5000。工序10：车削拔叉右端面1、粗车时间定额：查表16-1得，则：作业时间2、 半精车时间定额：查表16-1得，则作业时间工序20：钻、扩花键底孔。锪倒角时间定额：查表16-3得，则作业时间2、 扩孔时间定额：查表16-3得，则作业时间3、锪倒角时间定额：查表16-3得因为两端都需要锪倒角，所以，则作业时间工序30：拉花键时间定额：查机动时间计算方法表5-32知单面余量被拉削表面长度效准部分长度系数与返回行程系数分别取，拉削速度拉削齿升量取，查机动时间计算方法表5-3得拉刀吃距则拉刀同时工作的

21、齿数所以作业时间工序40：铣削拔叉上端面1、 粗铣时间定额：查表16-5得，则作业时间2、 半精铣时间定额：查表16-5得则作业时间工序5：铣削槽。时间定额：查表16-5得，则作业时间工序6：铣削槽。 时间定额：查表16-5得，则作业时间3.7 填写机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡另附一页机械加工工艺过程卡片，主要含有材料牌号，毛坯种类，工序号，工序名称，工序内容还有在加工过程中所需要的加工设备和所需要的夹具等。有六张机械加工工序卡片主要含有给拔叉车右断面，钻扩孔及倒角，拉花键，两张铣上端面，铣18mm槽等一些工序步骤和内容第4章 铣槽的工序专用夹具设计4.1 工件自由度分析及定位方案的确定工件自由度分析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。经过小组协商，决定设计第5道工序铣宽为槽的铣床夹具。本夹具将用与X63卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对零件进行加工。由于的槽两侧面与底面都有表面粗糙度的要求，所以在X轴上需要限制的自由度为X方向的移动与旋转、在Y轴上需要限制的自由度为Y方向的移动、在Z轴上需要限制的自由度为Z方向的移动与旋转。定位方案的确定由零件图可知，宽为的槽，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面为定位基准。因此选用工件已加