CA6140车床拨叉831001说明书

1、辽宁工程技术大学课程设计15辽宁工程技术大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计题 目：CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及粗铣18H11槽的工艺装备设计班级：汽车08-01班 姓名：张雪丹 学 号：0807130129 指导教师：冷岳峰 完成日期：2011、6、23 任 务 书一、设计题目:CA6140车床拨叉机械加工工艺过程及粗铣18H11槽的工艺装备设计二、原始资料(1) 被加工零件的零件图 1张(2) 生产类型:大批大量生产三、上交材料1所加工的零件图 1张2毛坯图 1张3编制机械加工工艺过程卡片 1套4编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工序卡片 1套5绘制夹具装配图（A

2、0或A1） 1张6绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张7课程设计说明书，包括机械加工工艺规程的编制和机床夹具设计全部内容。（约5000-8000字） 1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成。1第l2天查资料，绘制零件图。2第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方法，编制机械加工工艺规程和所加工工序的机械加工工序卡片。3第810天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下，进行课程设计的下一步）。4第1113天，完成夹具装配图的绘制。5第1415天，零件图的绘制。6第1618天，整理并

3、完成设计说明书的编写。7第19天21天，完成图纸和说明书的输出打印。答辩五、指导教师评语该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，图纸表达 ，说明书撰写 ，答辩表现 。综合评定成绩： 指导教师日期摘要拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。 本次设计旨在提高 CA6140 车床拨叉的加工 效率，由此我们首先对拨叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案， 加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。在制定加工工艺规程的顺序如下： 1 分析零件； 2 选择毛坯；3 设计工艺规程：包括制定工艺路线，选择基准面等； 4 工序设计：包括选择

4、机床，确定加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工 时等； 5 编制工艺文件。 此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本次设计选择了 第六道工序铣断双体的专用夹具设计，以满足加工过程的需要。 关键词：拨叉; 工艺规程; 夹具设计AbstractDials the fork processing quality directly will affect the machine the performance and the service life. This design is for the purpose of enhancing the CA

5、6140 Lathe machine Dials the fork the processing efficiency, first has carried on the careful analysis from this us to the Dials the fork structure characteristic and the craft, then had determined set of reasonable processings plans, the processing plan request are simple, the ease of operation, an

6、d can guarantee the components the processing quality. In formulation processing technological process order as follows: 1 analysis the components; 2 choices semifinished materials; 3 designs technological process: Including division Craft route, preferred orientation datum and so on; 4 working proc

7、edures designs: Including chooses the engine bed, the determination processing remainder, the computation working procedure size and its the Semifinished materials size, the determination cutting specifications and the computation man-hour and so on;5 establishments technological document. In additi

8、on, in order to enhance the labor productivity, reduces the labor intensity, guaranteed the processing quality, must design the unit clamp, this design chose the six working procedure to The mill breaks Catarmaran Special-purpose jig design, by satisfied the processing process the need. Key words: D

9、ials the fork; technological process; jig desin。目 录1序言12设计题目13设计要求14设计内容15零件分析1 5.1零件的作用1 5.2零件的工艺分析26工艺规程设计2 6.1确定毛坯的制造形式3 6.2基面的选择3 6.3制定工艺路线3 6.4机械加工余量工序尺寸及毛坯的确定4 6.5确定切削用量及基本工时47夹具设计11 7.1问题的提出11 7.2夹具的设计188夹具设计中的特点139总结1310参考文献151.序言机械制造工艺课程设计时在我们学习完了大学的全部基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学

10、各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题坚决问题的能力，由于能力有限，设计尚有不足之处，恳请各位老师给予指导。2.设计题目：设计“CA6140车床拨叉”零件03的机械加工工艺规程及18H11槽粗铣夹具3.设计要求：1.大批生产，手动夹紧。2.尽量选用通用设备。4.设计内容：1.熟悉零件图；2.绘制零件图 （一张）；3.绘制毛坯图 （一张）；4.编写工艺卡片和工序卡片（各一）；5.绘制夹具装配图（手工、CAD各一）；6.绘制夹具体

11、件图 (全部零件)；7.说明书一份。5.零件的分析5.1、零件的作用：题目给定的零件是CA6140拨叉（见附图1）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30+0.0120mm的面寸精度要求很高，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30+0.0120mm的面的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。附图15.2、零件的工艺分析拨叉这个零件从零件图上可以看出，它一共有两组加工表面，而这二组加工表面之间有一定的位置要求，现将这二组加工表面分述如下：1.以Ø25mm孔为中心的加工表面。这一组加

12、工表面包括：Ø25H7mm的l六齿花键孔及倒角，尺寸为80与花键孔垂直的两端面，尺寸为18H11与花键孔垂直的通槽。2.与Ø25mm花键孔平行的表面。这一组加工表面包括：与花键孔中心轴线相距22的上表面，与上表面垂直的二个M8通孔和一个Ø 5锥孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：1.上表面与Ø25mm花键孔中心线平行度为0.10；2.18H11通槽两侧面与与Ø25mm花键孔中心线的垂直度为0.08。由以上分析可知，对于这二组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度

13、要求。6.工艺规程设计6.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到该零件在车床中的受力并保证零件的工作可靠性，零件为中批生产，而且零件的尺寸不大，因此，毛坯可采用金属模砂型铸造。6.2基面的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，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，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择：以上下表面和两 侧面作为粗基准，以消除，三个自由度，用以消除，三个自由度，达到完全定位。对于精基准而言，根据基准重合原则，选用设计基准作为精基准。6.3制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使

14、零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领为中批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具来提高生产效率。除此以外，还应当考虑经济效率，以便使生产成本尽量下降。1.工艺路线方案一工序05 粗左铣端面。工序10 精左铣端面。工序15 钻、扩花键底孔Ø22mm。工序20 内花键孔倒角。工序25 拉花键孔。工序30 粗铣上表面。工序35 精铣上表面。工序40 粗铣通槽18H11mm。工序45 精铣通槽18H11mm。工序50 Ø5mm锥孔。工序55 钻2M8孔。工序60 攻螺纹2M8。工序65 终检。2.工艺路线方案二工序05 铣端面。工序10

15、钻、扩花键底孔Ø22mm。工序15 内花键孔倒角。工序20 铣上、下表面。工序25 钻2M8孔，Ø5mm锥孔。工序30 铣通槽18H11。工序35 拉花键孔。工序40 攻螺纹2M8。工序45 终检。工艺方案的比较与分析：上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先拉花键孔，再以该花键孔为基准加工其余平面；方案二是先加工上下面，再加工花键孔。两相比较可以看出，方案一可以避免加工上表面和槽的设计基准和加工基准不重合的问题，而方案二不能，所以选用方案一作为零件的加工工序。6.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “拨叉”零件材料为HT20-40，毛坯重量约为1.00Kg，生产类型为

16、大批生产，采用金属砂型铸造。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：铣端面考虑左端面的粗糙度Ra为3.2，参照机械制造工艺设计手册以下简称“手册”，表143，确定工序尺寸为 Z=3.0mm，其中粗加工的加工余量Z=2.0mm，精加工的加工余量Z=1.0mm。右端面没有粗糙度要求，只要求粗加工，所以余量定位3.0。花键孔（6-Ø25H7×Ø22H12×6H11）。要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。内孔Ø22H12：钻孔：Ø20扩钻：Ø22 2Z=2.0拉花键孔（6-Ø

17、;25H7×Ø22H12×6H11）花键孔要求外径定心，花键内径拉削时的加工余量为孔的公差0.17。3铣表面根据“手册”表149，取上表面的机械加工余量为4.0，下表面的余量为3.0。粗铣上表面 Z=3.0精铣上表面的台阶面 Z=1.0粗铣下表面 Z=3.04. 铣通槽18H11粗铣16 2Z=4.0半精铣18 2Z=2.0毛坯制造尺寸及技术要求见毛坯图。6.5确定切削用量及基本工时工序05：粗铣左端面=0.25mm/Z (表3-28)=0.35m/s（21m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。 n=0.637r/s (38

18、.2r/min)按机床选取n=31.5r/min=0.522r/s （表417） 故实际切削速度=0.29m/s切削工时 l=75mm，l=175mm，l=3mm = =121.2s=2.02min 工序10：精铣左端面 =0.10mm/Z (表3-28)=0.30m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。 n=0.546r/s (32.76r/min)按机床选取n=31.5r/min=0.522r/s （表417） 故实际切削速度=0.29m/s切削工时 l=75mm，l=175mm，l=3mm t= =302.92s=5.05min工序15：

19、钻、扩花键底孔1）钻孔Ø 20f=0.75mm/r·K=0.75×0.95=0.71/s (表338) =0.35m/s （21m/min） （表342） n=5.57r/s (334r/min) 按机床选取 n=338r/min=5.63r/s 故实际切削速度 =0.35m/s 切削工时 l=80mm，l= 10mm，l=2mm t= =23s （0.4min）2）扩孔Ø 22f=1.07 (表354) =0.175m/s （10.5m/min） n=2.53r/s (151.8r/min) 按机床选取 n=136r/min=2.27r/s 故实际切削

20、速度 =0.16m/s 切削工时 l=80mm，l= 3mm，l=1.5mm t= =35s （0.6min）工序20：倒角1.07×15 f=0.05/r (表317) =0.516m/s （参照表321） n=6.3r/s (378r/min) 按机床选取 n=380r/min=6.33r/s 切削工时 l=2.0mm，l= 2.5mm， t= =14s （0.23min）工序25：拉花键孔 单面齿升 0.05 （表386） v=0.06m/s （3.6m/min） （表388） 切削工时 （表721） t=式中：h单面余量1.5（由Ø 22Ø 25）； l拉

21、削表面长度80； 考虑标准部分的长度系数，取1.20； K考虑机床返回行程的系数，取1.40； V切削速度3.6m/min； S拉刀同时工作齿数 Z=L/t。 t拉刀齿距， t=(1.251.5)=1.35=12 Z=L/t=80/126齿 t=0.15min (9s)工序30：粗铣上表面的台阶面 =0.15mm/Z (表3-28)=0.30m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。 n=0.546r/s (33r/min)按机床选取n=30r/min=0.5r/s （表417） 故实际切削速度=0.27m/s切削工时 l=80mm，l=175m

22、m，l=3mm t= =215s=3.58min 工序35：精铣台阶面 =0.07mm/Z (表3-28)=0.25m/s（18m/min） (表3-30)采用高速三面刃铣刀，d=175mm,齿数Z=16。 n=0.455r/s (33r/min)按机床选取n=30r/min=0.5r/s （表417） 故实际切削速度=0.27m/s切削工时 l=80mm，l=175mm，l=3mm t= =467s=7.7min工序40：粗铣槽18H11 =0.10/s(表3-28)=0.30m/s（21m/min） (表3-30)采用粗齿直柄立铣刀，d=16mm,齿数Z=3。 n=5.97/s (358.

23、2/min)按机床选取n=380r/min=6.33/s （表416） 故实际切削速度=0.32m/s切削工时 l=34mm，l=2mm，l=0mm t= =19s 因为要走刀两次，所以切削工时为38s。 工序40：精铣槽18H11=0.07/s(表3-28)=0. 25m/s（15m/min） (表3-30)采用细齿直柄立铣刀，d=12mm,齿数Z=5。 n=6.63s (397.8min)按机床选取n=380r/min=6.33/s （表416） 故实际切削速度=0.24s切削工时 l=35mm，l=2mm，l=0mm t= =16s因为走刀两次，所以切削工时为64s。 ：攻螺纹2M8 v

24、=0.35m/s (表342) n=13.9 (834min) 按机床选取n=850r/min=14.2s 故实际切削速度=0.357m/s。7.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。7.1提出问题利用本夹具主要用来钻Ø 22花键底孔。在加工本工序是，其他重要表面都还未加工，因此，在本道工序加工时，主要考虑如何保证底面的定位，如何降低劳动强度、提高劳动生产率，而精度则不是主要问题。7.2夹具设计定位基准的选择由零件图可知，为了定位误差为零，选择零件的上下表面为主要定位基准面。2切削力及夹紧力计算 刀具：高速钢钻头，直径d=20mm，f=0.71mm

25、/r 钻头转速 n=5.63r/s工件材料：HT20-40则： 切屑扭矩 M=10 （表336） =225.63×20×0.71×1.059×10 =53.86（N·m）轴向力 F=588.60×20×0.71×1.059 =9478.8（N） 其中 K=K=()=()=1.059切削功率 P=2Mn×10 =2×3.14×53.86×5.63×10 =1.90 KW由零件定位、装夹方式可知，只有钻削时产生的轴向力能引起零件的松动。由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下

26、式： P=K·F式中，安全系数为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.2；为断续切削系数1.2。所以 （N）所需的实际夹紧力为22521.6N是比较大的，为了使得整个夹具结构紧凑，决定选用铰链夹紧机构。结构形式：型单臂铰链夹紧机构夹紧时，臂的最小允许倾斜角：=15扩力比：i=3.14 活塞杆的最大拉力为： F=22521.6/3.14=7172.5N计算驱动气缸直径： F=·p=7172.5式中：p压缩空气单位压力，取p=0.4MPa。 D=151按标准，取气缸直径D=150.此时，当压缩空气压力p=0.4MPa时，驱动气缸的拉力 F=7068N,则铰链机构的放大倍数i可降至： i=3.19此时，臂的最小允许倾角在20°到25°之间，取放大倍数为3.41。 实际的夹紧力应为： P=7068×3.41=24101.9N这远远大于所需的22521.6N的夹紧力，因此工作是可靠的。位误差分析定位尺寸几公差的确定。夹具的主要是底面的一侧及顶面，并且要求不是很高，可以满足。8.夹具设计中的特点如前所