CA6140拨叉831008工艺及夹具设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上目录一、零件分析··············································

2、83;···········1 （一）零件的作用·····································

3、;·············1（二）零件的工艺分析···································

4、···········1二、工艺规程设计·····································

5、83;················1 （一）确定毛坯的制造形式·······························&

6、#183;··········1（二）基面的选择·····································

7、3;············2（三）制定工艺路线····································

8、············2 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定······················4 （五）确立切削用量及基本工时·········&#

9、183;····························4三、夹具设计····················&

10、#183;·····································13四、设计总结···········

11、;···············································16五、参考文献·

12、83;·················································

13、83;······17附加：机械加工工艺卡片·········································&#

14、183;············18毛坯图····································

15、83;···························30零件图·····················

16、3;··········································31机构设计夹具装配图······

17、;··············································32机构设计夹具零件图··

18、··················································

19、33专心-专注-专业一、零件分析（一）零件的作用零件是CA6140车床拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上方的20孔与操纵机构相连，下方的50半孔与所控制齿轮所在轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两者零件铸为一体，加工时分开。（二） 零件的工艺分析CA6140车床零件共有两组加工表面，期间有一定位置要求。以20孔为中心加工表面 这一组加工表面包括：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铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端有一个45°的斜凸台。这三个没有高的位置的要求。 以50孔为中

20、心加工表面这一组加工表面包括：的孔，以及其上下两个端面。这组表面有一定的位置度要求，即的孔上下两个端面与的孔有垂直度要求：（1） 50mm的孔的上、下表面与20的孔的垂直度误差为0.07mm。（2） 20mm的孔的上、下表面与20的孔的垂直度误差为0.05mm。（3） 50mm、20mm的孔的上、下表面以及50mm的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um。（4） 20mm的孔的内表面的粗糙度误差为1.6um，精度为IT7。 分析可知加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另一组表面。二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件

21、结构又比较简单，故选择铸件毛坯。图1 毛坯图（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百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 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度较高的不加工表面作粗基准。【6】根据这个基准选择原则，现选取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。 精基准的选择。主要应该考虑基

22、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。【6】（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，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案一工序一 粗、精铣20孔上端面。工序二 钻、扩、铰、精铰20、50孔。工序三 粗、精铣50孔上端面工序四 粗、精铣50、20孔下端面。工序五 切断。工序六 钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序七 钻一个4孔，攻M6螺纹。工序八 铣47°凸台。工序九 检查

23、。上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。且看另一个方案。 工艺路线方案二工序一 粗、精铣20孔上端面。工序二 粗、精铣20孔下端面。工序三 钻、扩、铰、精铰20孔。工序四 钻、扩、铰、精铰50孔。工序五 粗、精铣50孔上端面工序六 粗、精铣50孔下端面。工序七 切断。工序八 钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序九 钻一个4孔，攻M6螺纹。工序十 铣47°凸台。工序十一 检查。上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。综合考虑以上步骤，得到我的工艺路线。 工艺路线方案三工序一 以32mm外圆为粗基准，粗铣20mm、50mm孔上下端面。工序二 以32mm外圆为粗基准，精铣20m

24、m、50mm孔上下端面。保证其粗糙度为3.2 um。工序三 以20孔下端面为精基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。工序四 以20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证孔的精度达到IT7。工序五 切断。工序六 以20孔为精基准，粗铣50孔上下端面。工序七 以20孔为精基准，精铣50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。工序八 以20孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔）。工序九 以20孔为精基准，钻M6螺纹。工序十 以20孔为精基准，铣47°凸台。工序十一 检查。虽然工序是十一步，但是效率大大提高了。工序一和工序二比起工艺

25、路线方案二快了一倍而且刀具不用调整，加工50、20孔是也能达到精度要求。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定“CA6140车床”拨叉零件材料为HT200，硬度190210HB，毛皮重量2.2kg，生产类型大批量，铸造毛坯。 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差。查工艺手册表2.24取20mm、50mm端面长度余量为2.5mm(均为双边加工)。铣削加工余量为：a)粗铣：1.5mm b)精铣：1mm毛坯尺寸及公差为：（35土0.3）mm （ 17土0.25）mm2、内孔（50mm已铸成孔）查工艺手册表2.22.5，取50mm已铸成长度余量为3mm，即已铸成孔44mm。镗削加工余量为：

26、a)粗镗：2mm b)半精镗：1mm毛坯尺寸及公差为：（48土0.3）mm （）mm3、其他尺寸直接铸造得到。 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。（五）确立切削用量及基本工时工序一 以32mm外圆为粗基准，粗铣20mm、50mm孔下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣20孔上下端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册取刀具直径do=80mm。选择刀具前角o 5°后角o 8&#

27、176;，副后角o=8°，刀齿斜角s =10°,主刃Kr = 60°,过渡刃Kr = 30°,副刃Kr=5°过渡刃宽b=1mm。2. 切削用量1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，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。查切削手册f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。3）查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4）计算切削速度 按切削手册，V c=【8】算得 Vc98mm/s，n=439

28、r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，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 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。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。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序二 以32mm外圆为

29、粗基准，精铣20mm、50mm孔下端面。保证其粗糙度为3.2 um。a) 切削深度 因切削用量较小，故可以选择ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸b)每齿进给量：由切削手册表3.30可知机床的功为7.5KW，查切削手册表3.5，由于是精铣，可得f=0.51.0mm/r，由于是对称铣，选较小量f=0.5mm/r，齿数，则fz=0.05mm/z 。c)查后刀面最大磨损及寿命查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为（0.30.5）mm查切削手册表3.8, 寿命T=180mind)计算切削速度 按切削手册表3.27中的公式：也可以由表3.16查得=124mm/s ，n=494r/min, vf =

30、395mm/min。根据XA5032铣床参数，选 n=475r/min， vf =375mm/min , 则实际的切削速度为所以=119.3m/min,实际进给量所以=0.08mm/ze)校验机床功率 查切削手册表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校验合格。最终确定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)计算基本工时公式中： L=l+y+；根据切削手册表3.26，精铣时y+取与铣刀直径相等，可得 y+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm故 =112/3

31、75=0.3min工序三 以20mm的下表面为精基准，精铣20mm、50mm的上表面，保证其粗糙度为3.2 um。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣20上下端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据切削用量简明手册（后简称切削手册）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角o5°后角o8°，副后角o=8°，刀齿斜角s=10°,主刃Kr=60°,过渡刃Kr=30°,副刃K

32、r=5°过渡刃宽b=1mm。2. 切削用量1） 铣削深度 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。查切削手册f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*

33、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 查切削手册Pcc=1.1kw,而机床所能提供功率为Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.09min。工序四 以20孔上端面为精基准，钻、扩、铰、精铰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，

34、钻头采用双头刃磨法，后角o12°，二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 °° ° 2.选择切削用量（1）决定进给量查切削手册 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验 校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.5.mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 铰

35、孔： 精铰： 工序五 以20孔为精基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证空的精度达到IT7。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角o11°，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 ° ° ° 2.选择切削用量（1）决定进给量查切削手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.81.2mm，寿命扩孔后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.9.mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（

36、查切削手册）为.mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 所以 故满足条件，校验成立。扩铰和精铰的切削用量同理如下：扩钻： 铰孔： 精铰： .计算工时所有工步工时相同。工序六 切断。工序七 以20孔为精基准，粗铣50孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae>60,深度ap<=4,齿数z=1,故据切削手册取刀具直径do=125mm。2. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较

37、小，故可以选择ap=1.5mm，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。查切削手册f=0.140.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，查得 Vc110mm/s，n=281r/min,Vf=378mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=300r/min,Vfc=375mm/s,则实际切削速度V c=3.14*80*475/1000=117.8m/min,实际进给量为fzc=V fc/ncz=

38、0.10mm/z。5)校验机床功率 查切削手册,而机床所能提供功率为Pcm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.工序八 以20孔为精基准，精铣50孔上下端面，保证端面相对孔的垂直度误差不超过0.07。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。机床：XA5032卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae>60,深度ap<=4,齿数z=1,故据切削手册取刀具直径do=125mm。2. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较小，故可

39、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。查切削手册选f=0.5 mm/z。3） 查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表3.7，后刀面最大磨损为1.01.5mm。查切削手册表3.8，寿命T=180min4） 计算切削速度 按切削手册，将f降一级为f=0.5 mm/z。查得 Vc110mm/s，n=252r/min,Vf=577mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=235r/min,Vfc=600mm/s,则实际切削速度V c=600.4,实际进给量为fzc=V fc/ncz=0.21mm/z。5)校验机床功率 查切削手册,而机床所能提供功率为P

40、cm=56.3kw>Pcc=2.7kw。故校验合格。6）计算基本工时tmL/ Vf=(72+9)/375=0.216min.结果ap=1.0mm, f=0.21 mm/z, nc=235r/min,Vfc=600.4mm/s.工序九 以20孔为精基准，钻4孔（装配时钻铰锥孔）。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16°，二重刃长度 ° ° ° 2.选择切削用量（1）决定进给量查切削手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0

41、.50.8mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 故满足条件，校验成立。.计算工时工序十 以20孔为精基准，钻一个4孔，攻M6螺纹。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=4mm，后角o16°，二重刃长度 ° ° ° 2.选择切削用量（1）决定进给量查切削手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查切削手册）为0.50.8mm，寿命（3）切削速度查切削手册 修正系数 故。查切削手册机床实际转速

42、为故实际的切削速度（4）校验扭矩功率 故满足条件，校验成立。.计算工时螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。工序十一 以20孔为精基准，铣47°凸台。工序十二 检查。三、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V铣50孔端面的夹具。本夹具将用于X51立式铣床，刀具为高速钢端铣刀。3.1问题的提出本夹具主要用来铣50端面，该端面与其他面没有任何关系。在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而其位置尺寸为自由公差，精度不是主要问题。3.2夹具设计定位基准选择由零件图可知，铣50端面，因为是粗加工，用32的端面和外圆用一个固定V型块和一个活动V型块夹紧定位。3.3切削力及夹紧力计算（1）刀具：采用端铣刀50mmz=24,用1把锯片铣刀保证同时安装在主轴上面中间用隔套把两把铣刀隔开，保证两把铣刀之间距离为7mm。这样就可以一次铣出两个面，并且尺寸易保证。机床：x51