CA车床拨叉加工设计说明书

1、一、零件分析一、零件的作用CA6140车床的拨义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工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的420孔与操纵机构相连，二下方的450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。二、零件的工艺分析CA6140床共有两处加工外表，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以420为中心的加工外表这一组加工外表包括：420的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻皎的锥孔，一个M6的螺纹孔。这三个都没有高的位置度要求。2. 以450为中心的加工外表这一组加工外表包括：4

2、50的孔，以及其上下两个端面。这两组外表有一定的位置度要求，即450的孔上下两个端面与420的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组外表，再以这组加工后外表为基准加工另外一组。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT20Q考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构乂比较简单，故选择铸件毛坯。二基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题白出，更有其者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。1粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工外表为粗基准。而对有假设十个不加工

3、外表的工件，则应以与加工外表要求相对位置精度较高的不加工外表作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取420孔的不加工外轮廓外表作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个432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，到达完全定位，然后进行铢削。2精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算。三制定工艺路线制定工艺路线得出发点，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

4、效果，1工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工工以便使生产成本尽量下降。艺1工序序序序序序序序45678序10序13序序序45678序1023粗粗粗粗钻序1223粗粗粗粗钻精精3248方造两精圆及螺案毛孔底孔432450柱M6纹端端侧底11毛工铸序12工艺方案比较分析：精精43248两精圆及螺方毛底孔孔450432柱M6纹端端侧底11毛工序13终检3、上述两方案：方案一是先加工内孔420,坯20面50面面面孔M620断洗坯面2050面面面孔M620断洗再以420孔为基准加工底面，然后加工450内孔，而方案二先加工底面，以底面为基准加工各面及420内孔.由方案一可见420孔为基准加工底

5、面精度易于保证，再以底面为基准加工450孔各面基垂直度要求，可保证便于定位加工，符合中批生产要求，方案二较为合理。因此，最后的加工路线确定如下：工序1半精铢底面/以432端面为基准，选用X52K立式和专用夹具工序2钻扩两孔430/以450内孔为基准选用Z3025摇臂钻床和专用夹具工序3粗鲤，半精鲤孔450/以两个圆粒432外围及底面为粗基准选用T611卧式铁鲤床和专用夹具工序4粗铢半精铢450孔端面工序5粗铁，半精铢432端面/以底面及432外围为基准工序6粗铁432圆柱侧面/以底面为基准，X62卧式铁床和专用夹具工序7钻锥孔48及M6底孔/以420端面为基准选用Z3025摇臂钻床及专用夹具工

6、序8攻螺纹m6工序9半精绞，精绞两孔420/以450内孔为基准Z3025摇臂钻床工序10切断/以420端面及底面为基准选用x62卧式铁床床和专用夹具工序11去毛刺活洗工序12终检，四机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确实定拨义零件材料为HT200HB17CP-240,毛坯重量约1.0Kg生产中批采用金届型铸造毛坯。依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 、由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。、铸件的圆角半径按表2.2.1<<简明设计手册>>选则金届型铸造R=3-O'-5mm拔模斜度外外表a=

7、030。毛坯热处理万式为自然失效处理以消除铸造网力。(3)、两内孔420+0.0210,考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将432圆柱铸成实心的。(4)、两内孔精度要求IT7参照机械制造工艺设计简明手册以下简称工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量为：钻孔：418扩孔：419.82Z=1.8mm半精绞：419.942Z=0.14mm精绞：420+0.0210、内孔450+0.05+0.25毛坯为铸孔，内孔精度要求IT12外表粗糙度为Ra3.6，参照工艺手册表2.3-10确定工序尺寸及余量为：一次粗鲤445二次粗鲤4482Z=3三次半精鲤449.72Z=1.7四次精鲤450+0.

8、50+0.252Z=0.3、内孔450端面加工余量(计算长度为12-0.06-0.18):按照工艺手册表(2.2-3)(2.2-4)得孔外端面单边加工余量为1.5,基准为2.0公差CT=1.1表(2.2-1)铢削余量(2.3-2.1)精铢削的公称余量(单边)为Z=10铢削公差：现规定本工序粗削的加工精度为IT11级，因此可知本工序的加工尺寸偏差-0.22mm(入体方向),由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上，加工余量有最大及最小之分，由于本设计规定的零件为中批生产应该采用调整法加工，因此在计算最大最小加工余量时应按调整法加工方式予以确定4

9、50基准端面毛坯尺寸加工余量Zmax=2.0+1.1=3.1Zmin=2.0-1.1=0.9450半精铢的加工余量(单边)Z=0.8粗铢加工余量(单边)Z=1.2毛坯名义尺寸:12+2X2=16毛坯最大尺寸：16+1.1X2=18.2毛坯最小尺寸:16-0=16粗鲤后最大尺寸：12+0.8=12.8粗鲤后最小尺寸:12.8-0.22=12.58半精鲤后与零件图尺寸相同即12-0.06-0.18(5) 、两432圆柱端面加工余量及公差圆柱432圆柱端面为自由尺寸公差，外表粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铁、半精铢比对单边余量Z=1.5mm公差CT=1.3。432半精铢的加工余量(单边)Z=0.8

10、粗铢加工余量(单边)Z=1.2毛坯名义尺寸：30+2X2=34毛坯最大尺寸：34+1.1X2=36.4毛坯最小尺寸:34-0=34粗鲤后最大尺寸:30+0.8=30.8粗鲤后最小尺寸:30.8-0.22=30.58半精鲤后与零件图尺寸相同即30-0.06-0.18五加工基本工时工序1粗铁、半精铢底面1.选择工具据切削手册(1) 根据表1.2选择YG6®质合金刀具根据表3.1铢前深度apv4铢削宽度ae<90端铁刀直径D0=100mm?于采用标准硬质合金端铁刀，故齿数Z=102. 铁刀几何形状查表(3.2)由于HBS=200>150,r0=0°a0=8°

11、Kr=45°Kre=30°Kr'=5°入s=-20°a0'=8°bq=1.2选择切削用量决定铢削深度ap(由于加工余量不大，铸体为金届型，铸造外表粗糙度为12.56.3所以可以在一次走刀内切完)ap=h=2mm(2)决定每齿进给量fz当使用YG6床功率为7.5KW查表3.5时fz=0.140.24mm/z取fz=0.18选择铁刀磨纯标准及刀具寿命根据表3.7铢刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5,由于铁刀直径d0=100mm故刀具寿命T=180min(查表3.8)(2) 根据(表3.16)当d0=100mmZ=1

12、0ap=2fz=0.18i=98m/minnt=32r/minft=490mm/min各修正系数为：km=kmn=kmf=0.89Ks=ksn=ksf=0.8故:c=tk=98x0.89x0.8=70m/minn=ntkn=322x0.89x0.8=230r/minf=ftkt=490x0.89x0.8=350.3mm/min根据X52K型立铢说明书(设计手册表4.2-35)选择n=300r/minfc=375mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为C=ttd0n/1000=3.14X100X300/1000=94.2m/minFzc=fc/(ncxZ)=375/300x10=0.125mn

13、/z根据机床功率：根据表3.24当HBS=170240a£9mma阮2d=100Z=10f=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铢说明机床主轴允许功率为Pcm=7.欣0.75=5.63KW故Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2f=375mm/minn=300r/minc=94.2m/minfz=0.125mm/z(3) 计算基本工时 tm=L/f式中L=176mm根据表3.26,对称安装铁刀，入切量及超切量Y+A=35贝UL=(176+35)=221mm故tm=221/375=0.56min工序2钻扩两孔4201选择钻头选择锥柄麻花钻(GB1

14、438-85)查表d0=18钻头几何形状(表2.1及表2.2)双锥，修磨横刃6=30°24=100°b弋=3.5a0=11°b=2mmL=4mm24择切削刀具进给量f按加工要求决定进给量：根据表2.7当加工要求为H12HB精度铸铁HBS>200d0=18mm仁0.430.53mm/r由于L/d=30/18=1.67故应乘以孔深修正系数kcf=1f=0.430.53mm/r按钻头强度决定进给量根据表2-8当HBS=200d=18mmfi头强度允许的进给量f=1.6mm/r按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9当HBS>210d0M20.5机床进给机构允

15、许的轴向力为6960N(Z3025钻床允许的轴向力为7848N见设计手册表4.2-11)进给量为0.6mm/r从以上三个进给量比较可看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.430.53mm/r根据Z3025钻床，选择f=0.5mm/r决定钻头磨纯标准及寿命由表2.12当d0=18时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm,寿命T=60min切削进度由表2.15HBS170240，f=0.5mm/rd>20c=16m/minn=1000/冗d0=1000X16/(3.14X20)=254.7r/min检验机床扭矩及功率根据表2.20当f=0.5mm/rd0<19时mt=64.45N

16、*M根据Z3025钻床说明书当nc=250r/min时Mm=80N*M根据表2.23当HBS200(0=20f=0.53mm/rc=16m/min时Pc=1.1KW查设计手册表4.2-11PE=2.2KW由于MC<MmPCvRtt选择之切削用量可用，即f=0.5min/rnc=250r/minc=16m/min计算基本工时tm=L/nfL=L+Y出，L=30mm入切量及超切量由表2.29查出Y+A=10mmtm=L/nf=(30+10)/(250X0.5)=0.32min两孔tm=0.32X0.2=0.64min3. 扩孔选择扩刀选择硬质合金扩孔钻d0=19.8mm占头几何形状为3=5&

17、#176;a0=8°kr=30krt=30°6=10°ba0=1mm(2)选择进给量及切削进度查简明机械加工工艺手册表11-15切削速度=(1/2-1/3)钻=(1/2-1/3)X16=85.3m/min取=6m/minn=1000/兀d0=1000X6/3.14X20=95.5r/min查表2.10d0=20HB=200时，f=0.91.1根据Z3025钻床说明书选择f=1.0mm/r(3)钻头磨纯标准及寿命由表2.12当d0=20mm时，扩孔钻后刀面最大磨损限度为0.6mm寿命T=30mintm=L/nf=L+Y+/nf=(30+10)/(125x1)=0.2

18、3min两孔tm=2x0.32=0.64min工序3粗鲤半精鲤450孔1.选择刀具：查表机械加工工艺手册表11.2-10选择莫式锥柄3刀杆直径D=30高速钢刀头选择切削用量有工艺手册表2.3-10得粗鲤449.72Z=4.8半精鲤450+0.50+0.252Z=0.2粗鲤孔至448,单边余量Z=2.4/mm一次鲤去全部余量ap=2.4mm进给量f=0.52mm/r根据有关手册确定卧式鲤床的切削速度为=3.5m/minnw=1000r/nd=1000X35/3.14X50=223r/min查表4.2-20T611卧式鲤床主轴转速n=250r/min切削工时L=12L2=3L3=4mm则11=(L

19、1+L2+L3)/nf=(12+3+4)/250X0.52=0.15min半精鲤孔450+0.50+0.25切削用量单边余量Z=0.1mm一次公差去全部余量ap=0.1mm®给量f=0.2mm/r根据有关手册，确定卧式鲤床切割进度=50m/min查表4.2-20T611卧式鲤主轴转速n=315r/min切削工时L=12L2=3L3=4WJ12=(L+L2+L3)/nf=(12+3+4)/3.5x0.2=0.3min工序4粗铢半精铢端面4501.选择工具据切削手册(1) 根据表1.2选择YG6®质合金刀具根据表3.1铢前深度ap<4铢削宽度ae<90端铁刀直径D0

20、=100mnfeT采用标准硬质合金端铁刀，故齿数Z=10铁刀几何形状查表(3.2)由于HBS=200>150,r0=Oa0=8°Kr=45°Kre=30°Kr'=5°入s=-20°a0'=8°bq=1.22选择切削用量决定铢削深度ap(由于加工余量不大，铸体为金届型，铸造外表粗糙度为12.56.3所以可以在一次走刀内切完)ap=h=2mm(2)决定每齿进给量fz当使用YG6床功率为7.5KW查表3.5时fz=0.140.24mm/z取fz=0.18选择铁刀磨纯标准及刀具寿命根据表3.7铢刀刀齿刀面最大磨损量为粗加

21、工时2.0,精加工时0.5由于铁刀直径d0=100mm故刀具寿命T=180min(查表3.8)根据(表3.16)当d0=100mmZ=10ap=2fz=0.18i=98m/minnt=32r/minft=490mm/min各修正系数为：km=kmn=kmf=0.89Ks=ksn=ksf=0.8故:c=tk=98x0.89x0.8=70m/minn=ntkn=322x0.89x0.8=230r/minf=ftkt=490x0.89x0.8=350.3mm/min根据X52K型立铢说明书(设计手册表4.2-35)选择n=300r/minfc=375mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为C=tt

22、d0n/1000=3.14x100X300/1000=94.2m/minFzc=fc/(ncxZ)=375/300x10=0.125mm/z(2) 根据机床功率：根据表3.24当HBS=170240a£9mma阮2d=100Z=10f=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铢说明机床主轴允许功率为Pcm=7.欣0.75=5.63KW故Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2f=375mm/minn=300r/minc=94.2m/minfz=0.125mm/z3. 计算基本工时tm=L/f式中L=72mm根据表3.26,对称安装铁刀，入切量及超切量

23、Y+A=35则工时为tm=L/nf=(72+3+4)/375=0.21min工序5粗铢半精铢两孔420端面1. 选择工具切削手册(1)根据表1.2选择YG6®质合金刀具根据表3.1铢前深度ap<4铢削宽度ae<90端铁刀直径D0=100mnfeT采用标准硬质合金端铁刀，故齿数Z=10铁刀几何形状查表(3.2)由于HBS=200>150,r0=0a0=8°Kr=45°Kre=30°Kr'=5°入s=-20°a0'=8°bq=1.22选择切削用量(1)决定铢削深度ap(由于加工余量不大，铸体为金

24、届型，铸造外表粗糙度为12.56.3所以可以在一次走刀内切完)ap=h=2mm(2)决定每齿进给量fz当使用YG6床功率为7.5KW查表3.5时fz=0.140.24mm/z取fz=0.18选择铁刀磨纯标准及刀具寿命根据表3.7铢刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5由于铁刀直径d0=100mm故刀具寿命T=180min(查表3.8)根据(表3.16)当d0=100mmZ=10ap=2fz=0.18i=98m/minnt=32r/minft=490mm/min各修正系数为：km=kmn=kmf=0.89Ks=ksn=ksf=0.8故:c=tk=98x0.89x0.8=70m/mi

25、nn=ntkn=322x0.89x0.8=230r/minf=ftkt=490x0.89x0.8=350.3mm/min根据X52K型立铢说明书(设计手册表4.2-35)选择n=300r/minfc=375mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为C=ttd0n/1000=3.14X100X300/1000=94.2m/minFzc=fc/(ncxZ)=375/300x10=0.125mn/z(1) 根据机床功率：根据表3.24当HBS=170240a£9mma阮2d=100Z=10f=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X52K型立铢说明机床主轴允许功率为Pcm=7.欣0.

26、75=5.63KW故Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2f=375mm/minn=300r/minc=94.2m/minfz=0.125mm/z3.计算基本工时tm=L/f式中L=176mm根据表3.26,对称安装铁刀，入切量及超切量Y+A=35贝UL=(176+35)=221mm故tm=221/375=0.56min工序6粗铁432圆柱侧面1.选择工具切削手册(1)据表1.2选择YG6®质合金刀具根据表3.1铢前深度ap<6铢削宽度ae<90端铁刀直径D0=100mrrtT采用标准硬质合金端铁刀，故齿数Z=10铁刀几何形状查表(3.2)由于HBS=

27、200>150,r0=Oa0=8°Kr=45°Kre=30°Kr'=5°入s=-20°a0'=8°bq=1.22选择切削用量(1)决定铢削深度ap(由于加工余量不大，可以在一次走刀内切完)ap=h=6mm(2)决定每齿进给量fz当使用YG6床功率为7.5KW查表3.5时fz=0.140.24mm/z取fz=0.18选择铁刀磨纯标准及刀具寿命根据表3.7铢刀刀齿刀面最大磨损量为粗加工时2.0,精加工时0.5由于铁刀直径d0=100mm故刀具寿命T=180min(查表3.8)根据(表3.16)当d0=100mmZ=1

28、0ap=2fz=0.18i=98m/minnt=32r/minft=490mm/min各修正系数为：km=kmn=kmf=0.89Ks=ksn=ksf=0.8故:c=tk=98x0.89x0.8=70m/minn=ntkn=322x0.89x0.8=230r/minf=ftkt=490x0.89x0.8=350.3mm/min根据X62型卧式铢说明书(设计手册表4.2-35)选择n=300r/minfc=375mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为C=ttd0n/1000=3.14X100X300/1000=94.2m/minFzc=fc/(ncxZ)=375/300x10=0.125mn

29、/z(1) 根据机床功率：根据表3.24当HBS=170240a£9mma阮2d=100Z=10f=375mm/min近似Pcc=3.8KW根据X62型卧式铢说明机床主轴允许功率为Pcm=7.5X0.75=5.63KW故Pcc<Pcm因此所选择的切削用量可以采用即ap=2f=375mm/minn=300r/minc=94.2m/minfz=0.125mm/z3.计算基本工时tm=L/f式中L=20mm根据表3.26,对称安装铁刀，入切量及超切量Y+A=35贝U故tm=L/nf=(20+3+4)/375=0.07min工序7钻锥孔48及M6底孔一.钻锥孔481. 锥柄麻花钻(GB

30、1436-85)d=7.8mm钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃6=30°2. 24=118°be=3.5mm&0=12°=55°选择切削用量按加工要求决定进给量根据表2.7当加工要求为H12HEft度铸铁硬度HBS200d0=7.8mmH寸f=0.360.44mm/r由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95贝Uf=(0.360.44)X0.95=0.340.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r决定钻头磨纯标准及寿命由表2.12,当d0=8时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35mi

31、n决定切削速度由表2.15硬度HBS20W219f=0.9mm/rd0<20mmc=22m/minn=1000/冗d0=1000X22/(3.14X20)=350r/min由钻床说明手册选取n=400r/min计算工时tm=L/nf=L+Y+/nf=(32+10)/400X0.4=0.26min二.钻M6底孔锥柄麻花钻(GB1436-85)d=5.2mm钻头几何形状为(表2.1及表2.2)双锥修磨横刃6=30°1. 24=118°be=3.5mma0=12°=55°选择切削用量按加工要求决定进给量根据表2.7当加工要求为H12HEft度铸铁硬度HBS200d0=7.8mmH寸f=0.360.44mm/r由于L/d=32/7.8=4所以应乘以修正孔系数kcf=0.95贝Uf=(0.360.44)X0.95=0.340.42mm/r由钻床Z3025手册取f=0.4mm/r决定钻头磨纯标准及寿命由表2.12,当d0=8时，钻头后刀面最大磨损量取为0.6mm寿命T=35min