(机械制造行业)机械制造工艺课程设计说明书

1、机械制造工艺课程设计说明书设计题目： 设计拔叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备专业：机械工程及自动化指导老师：学生：学号：200706040000成都理工大学2010.12.20机械制造工艺学课程设计任务书题目 :设计 ” CA6140 车床拨叉 ”零件的机械加工工艺规则及工艺装备拨叉零件 831008 生产纲领30000 件/年。：1 .零件图1张2 .毛坯图1张3 .机械加工工艺过程综合卡片1张4 .结构设计装配图1张5 .结构设计零件图1张6 .课程设计说明书1份一 零件的分析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

2、者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的0.021作用。零件上方的6200孔与操纵机构相连，二下方的54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。零件的工艺分析零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、 脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的 位置要求：L小头孔20以及与此孔相通的 8的锥孔、M6螺纹孔2 .以小54为中心的加工表面0.46这一组加工表面包括：小540的孔，以及其上下两个端面。这两组表面0.460.021有一定的位置度要求，即小540的孔上下两个端面与小20。的孔有垂直

3、度要求。3 .由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此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。确定生产类型已知此拨叉零件的生产纲领为 30000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查机械制造工艺及设备设计指导手册 321页表15-2,可确定该拨叉生产类 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。确定毛坯1确定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受

4、冲 击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册 324页表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9 级。2确定铸件加工余量及形状：机械制造工艺及设备设计指导手册325页表15-7,选用加工余量为 MA-G 级，并查表15-8确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选者 及加工余量如下表所示：简图加 工 面 代 号基本尺寸加工 余量 等级加工 余量说明T； _ 口 TD120mmG3.0 2孔降一 级双侧 加工D254mmG3.0 2孔降一 级双侧 加工T270mm6.5单侧加 工T332mmG2.5单侧加 工T470mm6.5单侧加 工3

5、绘制铸件零件图（另见图纸）四工艺规程设计（一）选择定位基准1粗基准的选择：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0.021度较高的不加工表面作粗基准。 根据这个基准选择原则，现选取小200 孔的不 加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块 V形块支承这两个小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 后进行铳削。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，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的

6、定位精基准。（二）制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所 能达到的经济精度，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。查机械制造工艺及设备设计指导手册346页表15-32、15-33、15-34,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序工序内 容定位基准001粗铳两 端小头 孔上端 面T1及小头孔外圆002粗铳中 问孔上 端面T1及小头孔外圆003粗铳中 问孔下 端面T3及小头孔外圆004精铳两 端小头 孔上端 面T1及小头孔外圆005精铳中 问

7、孔上 端面T1及小头孔外圆006精铳中 问孔下 端面T3及小头孔外圆007扩两端 小头孔T1及小头孔外圆008精较两 端小头 孔T1及小头孔外圆009扩中间 孔半精 镇中间 孔T1及小头孔外圆010钻2-8锥销T1及小头孔孔、M6 螺纹孑1、功M6螺纹011铳断T1、D1012去毛刺013检查014若某道 工序有 误返工（三）选择加工设备和工艺设备1机床 的选择：工序001006均为铳平面，可采用 X6140卧式铳床工序007008采用钻床。工序009010采用链床。工序011采用钻床。多刀具组合机床。工序012采用铳断机床。2选择夹具：该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具3选择刀具：

8、在铳床上加工的各工序，采用硬质合金铳刀即可保证加工质量。在钱孔54H13,由于精度不高，可采用硬质合金钱刀。4选择量具：两小头孔、中间孔均采用极限量规。5其他：对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证， 其他尺寸采用通用量具即可。（四）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下:加工孔加 工 内 容加工余量精度 等级工序尺寸表面粗 髓度Ra（ m）工序余量最小最 大 54H13 (D2)铸 件6CT949 2.0扩 孔5.8IT12小536.32.06.25半 精 锋0.2IT1

9、0543.20.050.2520扩 孔5.84IT12小186.32.06.25精 钱 孔0.06IT70.021小2001.60.050.252平面工序尺寸:工序 号工序 内容加工 余量基本 尺寸经济 精度序寸三差 工尺偏工序余量最小最 大铸件2.5CT9001粗铳 两端 小头 孑L上 端面258.51200.251.603.60002粗铳 中间 孑L上 端面6271200.251.656.5003粗铳 中间 孔下 端面6211200.251.756.5004铳端头上W一 精两小孔端0.5581100.160. 351.16005精铳 中间 孑L上 端面0.520.5100.060.060.

10、471.12006精铳 中间 孔下 端面0.520100.060.060.471.123确定切削用量及时间定额：工序001至003以T1为粗基准，粗铳 20孔上下端面。加工条件工件材料：HT200, cb =0.16GPa HB=190241铸造。加工要求：粗铳 20孔上端面。机床：X6140卧式铳床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。铳削宽度ae=60深度apPc& 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。计算基本工时tm = L/ Vf=(32+80)/475=0.0

11、9min。工序004到工序006以T1及小头孔外圆为基准精铳 54孔上下端面。1 .加工条件工件材料：HT200, ob =0.16GPa HB=190241铸造。加工要求：精铳 54上端面。机床：X6140卧式铳床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铳刀，牌号YG6。铳削宽度ae=60，深度ap30,副刃Kr=5 过渡刃宽b =1mm。2 .切削用量1)铳削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需 长度。2)每齿进给量机床功率为7.5kw。查简明手册f=0.140.24mm/z。由于是对 称铳，选较小量f=0.14 mm/z。3)查后刀面最大磨损及寿命查简明手册

12、表3.7,后刀面最大磨损为1.01.5mm。查简明手册表3.8,寿命T=180min4)计算切削速度 按简明手册，查得 Vc=98mm/s, n=439r/min,Vf=490mm/s 据 XA6132 铳床参数，选择 nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度 V c=3.14*80*475/1000=119.3m/min, 实 际 进 给 量 为 f zc=V fc/ncz=475/(300*10)=0.16mm/z。5)校验机床功率 查简明手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为PcmPc&故 校验合格。最终确定 ap=1.0mm, nc=475r/min,Vfc

13、=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。工序007和008以T1及小头孔外圆为基准，扩、精钱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 o121.5mm2120。010。30。= 12,二重刃长度 b =2.5mm,横刀长 b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度l12 .选择切削用量(1)决定进给量查切f0.70 0.86mm/rld 30 20 1.5 3所以 f 0.70mm

14、/ r按钻头强度选择f 1.75mm/r按机床强度选择f 0.53mm/r最终决定选择机床已有的进给量 f 验成功。(2)钻头磨钝标准及寿命0.48mm/r 经校验 Ff6090Fmax校后刀面最大磨损限度(查简明手册）为 0.50 . 8 mm,寿命T60min(3)切削速度查切vc 18mm/r修正系数KTV1.0 Kmv 1.0 Ktv1.0Kxv 1.0 K1v 1.0 Kapv 10 故Vc 18mm/r。1000Vns318.3r/mind0查简明手册机床实际转速为nc 272r/min一 一 ，、v。故实际的切削速度d0ns ,15.4mm/ r10003 .计算工时30 102

15、72 1.450.10 min由于所有工步所用工时很短, 扩校和精较的切削用量如下:所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩钻：n 272r/min f0.48mm/r Vc 15.4m/mind0 19.8mm精钱：n 272r/min f0.48mm/r v。 15.4m/mind0 20IT 754孔,do=48mm,钻头采用双头刃工序009和010 T1及小头孔外圆为基准，扩、半精链1 .选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 磨法，后角oo=11,二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 11 3mm 2120。0 10。30。2 .选择切削用量(1)决定

16、进给量查简明手册f 1.0T.2mm/r按钻头强度选择f 2mm/r按机床强度选择f 0.53mm/r最终决定选择Z550机床已有的进给量f 0.40mm/r经校验Ff 1226024520 Fmaxf校验成功。(2)钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查简明手册)为0.81.2mm,寿命T 140m访扩孔后刀面最大磨损限度(查简明手册 )为0.91 .4 mm,寿命 T 60min钱和精钱孔后刀面最大磨损限度(查简明手册)为0 . 60 . 9 mm,寿命 T 120min(3)切削速度查切Vc 20mm/r 修正系数 Ktv 1.0 Kmv 1.0 Ktv 1.0Kxv 1.0 K1V

17、1.0 Kapv 10 故Vc 20mm/r。ns1000Vd0132.6r/min查简明手册机床实际转速为nc 125r/minvcd0ns 18.8mm/ r故实际的切削速度 1000扩校和平精较的切削用量同理如下：扩钻. n 125r/min f 0.40mm/r v。 19.5m/min d0 49.75mm半精较 n 125r/min f 0.40mm/r v。 19.6m/min d050IT73 .计算工时L17 18tm - 0.52minnf125 0.53所有工步工时相同五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011钻2- 8锥

18、销孔。本夹具将用于组合机床，刀具为两根麻花 钻，对两个孔同时加工。（一）问题的提出本夹具是用来钻两个20mm的小头孔，零件图中大小孔的中心距有公差要求,因此这两个小头孔的中心距也有一定的公差要求.另外，此中心线为三个侧平 面的设计基准，有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工，因此本工序加工时 主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题.（二）夹具设计1定位基准选择底面对孔的中心线有一定的垂直度公差要求，因此应以地面为主要定位基准. 由于铸件的公差要求较大，利用小头孔的外圆表面作为辅助定位基准时，只有采用 自动对中夹具才能同时保证对称的两个零件的大小孔的中心距的公差要求.为了提高加工效率，现决定采用两把麻花钻同时加工出两个8mm的通孔.2切削力及夹紧力计算由于实际加工的经验可知，钻削时的主要切削力为钻头的切削方向，即垂直于 第一定位基准面，在两侧只需要采用两个V型块适当夹紧后本夹具即可安全工作. 因此，无须再对切削力进行计算.本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。轴向力M yM . f1.00.8Fi Cfd o fkp420 0.0061.01.0 2.52 N扭矩 McCM d0 f y kM0.206 0.00610 1.008 1.0 7.416 106N?M由于扭矩很小，计算时