CA6140车床拨叉831003加工工艺及钻φ22花键底孔夹具设计【含CAD图纸、三维模型和说明书】
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含CAD图纸、三维模型和说明书
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CA6140车床拨叉831003加工工艺及钻φ22花键底孔夹具设计【含CAD图纸、三维模型和说明书】,含CAD图纸、三维模型和说明书,CA6140,车床,831003,加工,工艺,22,花键,底孔,夹具,设计,CAD,图纸,三维,模型,说明书
- 内容简介：
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课 程 设 计课程名称： 机械制造技术课程设计 设计题目：年产量为10000件的车床拨叉的机械加工工艺规程 及夹具设计 专 业：年 级：学号：学生姓名：指导教师：时 间： 5机械制造技术课程设计材 料 清 单设计题目：年产量为10000件的车床拨叉 的机械加工工艺规程及夹具设计序 号材 料 名 称 及 顺 序规 格单 位数 量1课程设计材料装订本（1）课程设计封面A4页1（2）课程设计材料清单A4页1（3）课程设计任务书A4页1（4）课程设计用零件图自定张1（5）零件毛坯图自定张1（6）机械加工工艺过程卡A4套1（7）机械加工工序卡片A4套1（8）课程设计说明书封面A4页1（9）课程设计说明书A4份1（10）课程设计学生成绩登记表A4页12夹具总装图A1张1夹具组件零件图A2张13设计零件三维图夹具体三维图 课 程 设 计 任 务 书 机械工程 学院 年级学生姓名： 课程设计题目： 年产量为10000 件的车床拨叉的机械加工工艺规程及夹具设计 课程设计主要内容：1、设计 车床拨叉 零件的毛坯并绘制毛坯图；2、设计 车床拨叉 零件的机械加工工艺规程，并填写：（1）整个零件的机械加工工艺过程卡；（2）所设计夹具对应工序的机械加工工序卡。3、设计某工序的夹具一套，绘出总装图；4、编写设计说明书。（1）详细内容见说明书模版；（2）每个数据均要做到有理有据，内容完整。设 计 指 导 教 师 （签字）： 年 月 日机械制造技术课程设计说明书设计题目 年产量为 10000 件的车床拨叉 的机械 加工工艺规程及典型夹具设计专 业 年 级 学 号 姓 名 指导教师 完成时间 目录1分析零件图12确定毛坯12.1确定毛坯制造方法12.2确定毛坯总余量22.3确定毛坯尺寸33制定零件工艺规程43.1选择零件各表面加工方法43.2选择零件定位基准43.2.1选择定位精基准43.2.2选择定位粗基准43.3拟定零件加工路线53.4设计加工工序63.4.1确定各工序余量计算各工序尺寸63.4.2计算各工序切削参数64设计机床夹具124.1分析工序要求134.2确定定位方案134.3设计定位元件144.4设计对刀元件144.5计算定位误差144.6计算对刀尺寸144.7夹具夹紧装置设计144.7.1计算切削力144.7.2计算夹紧力154.7.3选择夹紧机构154.7.4确定夹紧机构尺寸154.8夹具总体结构及工作原理155总结16参考文献161 分析零件图本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为粗基准，表面粗糙度为3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的孔加工，为达到题目要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，表面粗糙度为3.2。.最终达到要求。3、以顶面为基准加工的花键孔，此面表面粗糙度为6.3。采用钻，扩即达到要求。4、18mm的槽加工，此槽侧面粗糙度为3.2，底面粗糙度为6.3即采取粗铣、半精铣，两步工序能达到要求。5、加工M8螺纹孔，由机械加工工艺手册查知底孔为6.7，考虑到工艺要求我们采取钻、攻丝两步工序。6、加工M5锥孔，由机械加工工艺手册查知.配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。2 确定毛坯2.1 确定毛坯制造方法零件材料为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，零件为大批生产，而且零件的尺寸不大；因此，毛坯可采用金属模砂型铸造。2.2 确定毛坯总余量CA6140拨叉材料为HT200毛坯质量为0.84kg，b=220MPa，HBS=157，由此可初步估计机械加工前铸件毛坯的重量为1kg。由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m。 根据上述原始资料和加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸。 根据零件图计算轮廓尺寸，长40mm，宽为80mm，高为75mm，故零件最大轮廓尺寸为80mm。 选取公差等级CT由机械制造技术基础课程设计指南中表5-1可查得毛坯件的公差等级为810级，取为10级。 求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，由机械制造技术基础课程设计指南中表5-3可查得尺寸公差为CT=3.2mm 求机械加工余量由机械制造技术基础课程设计指南表5-5查得机械加工余量等级范围为DF，取为E级 求RAM（要求的机械加工余量）对所有的加工表面取同一数值，由机械制造技术基础课程设计指南表5-4查得最大轮廓尺寸为80mm、机械加工余量为E级，得RAM数值为0.7mm。 求毛坯尺寸 2-M8通孔和5锥孔较小铸成实心；C、面单侧加工，应由机械制造技术基础课程设计指南式5-2求出，即： R=F+RAM+CT/2=80+0.7+3.2/2=82.3mm D面为单侧加工，毛坯尺寸由机械制造技术基础课程设计指南式5-1求出，即： R=F+RAM+CT/2=72+0.7+3.2/2=74.3mm为了简化铸件的形状取R75mm 铸件毛坯尺寸公差与加工余量见下表：项目C面D面公差等级CT1010加工面基本尺寸8072铸件尺寸公差3.23.2机械加工余量等级EERAM0.70.7毛坯基本尺寸82.0752.3 确定毛坯尺寸3 制定零件工艺规程3.1 选择零件各表面加工方法本零件的毛坯为铸件，待加工面有内孔，端面，及锥孔，内倒角等。公差等级及粗糙度要求参考零件图。其加工方法的选择如下：（1）：花键 花键大径表面粗糙度为Ra1.6m，毛坯孔未铸出，需钻，扩、铰孔、然后直接用拉刀拉出即可。（2）：端面 本零件的端面大部分尺寸精度要求不高，很大部分无需去除材料。待加工的主要端面有零件的上端面和左端面以及通槽，除通槽内侧表面粗糙度为Ra3.2m及Ra6.3m，经粗铣和半精铣即可。（4）：M8mm螺纹孔，由机械加工工艺手册查知.配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。（5）：内倒角 加工角度为15度的内倒角，采用车床加工即可3.2 选择零件定位基准3.2.1 选择定位精基准应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等。该零件根据形位公差的要求，选择花键中心线为精基准。3.2.2 选择定位粗基准对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工面与加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准。若工件上有多个不加工表面，应选其中与加工表面位置精度要求高的表面为粗基准。如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。为保证工件某重要表面的余量均匀，应选重要表面为粗基准。应尽可能选择光滑平整，无飞边，浇口，冒口或其他缺陷的表面为粗基准，以便定位准确，夹紧可靠。粗基准一般只在头道工序中使用一次，应该尽量避免重复使用。因此，选择零件的右表面作为粗基准3.3 拟定零件加工路线制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。工艺路线方案一：工序一：钻扩孔花键底孔22；工序二：粗铣左端面；工序三：半精铣左端面；工序四：倒角15度；工序五：拉花键25H7；工序六：粗铣上端面；工序七：半精铣上端面；工序八：粗精铣18H11槽；工序九：钻攻螺纹孔、配钻M5锥孔；工序十：攻丝；工序十一：去毛刺工序十二：检测，入库。工艺路线方案二：工序一：粗铣左端面；工序二：半精铣左端面；工序三：钻扩孔花键底孔22；工序四：倒角15度；工序五：拉花键25H7；工序六：粗铣上端面；工序七：半精铣上端面；工序八：粗精铣18H11槽；工序九：钻攻螺纹孔、配钻M5锥孔；工序十：攻丝；工序十一：去毛刺工序十二：检测，入库。比较两种工序加工方案，考虑到加工过程中应满足基准重合，基准统一，自为基准，互为基准等原则。所选的精基准应能保证定位准确，夹紧可靠，夹具简单，操作方便等，缩短加工工时提高加工效率，故采用第一种加工方案。3.4 设计加工工序3.4.1 确定各工序余量计算各工序尺寸1、左端面的单边总加工余量为Z2.0mm。查机械制造技术基础课程设计指南表5-49精加工余量故粗加工余量为Z1.5m2、上端面精加工余量同左端面Z1mm故上端面面粗加工余量Z2mm3、花键孔要求以花键外径定心，故采用拉削加工内空尺寸为。由机械制造技术基础课程设计指南表5-42却定孔的加工余量分配：钻孔：18mm扩孔：22mm拉花键孔(6-25H7*6H9)4、铣18H11槽由机械制造技术基础课程设计指南表5-41查得粗铣后半精铣宽度余量Z3mm粗铣后公差为+0.18+0.27半精铣后公差为+0.11（IT11）3.4.2 计算各工序切削参数工序一：钻、扩花键底孔 、1）钻孔 18查机械加工工艺师手册第二版机床：轻型圆柱立式钻床Z535刀具：高速钢直柄麻花钻；表3.2-166页3-185进给量：表3.2-10页3-124f=0.7mm/r K=0.70.95=0.71/s 切削速度：表3.2-17页3-130=14m/min n=247r/min 按机床选取 n=250r/min 故实际切削速度 =14m/min切削工时：表3.2-45页3-159机动进给 l=80mm，l= 11mm，l=3mm t= 0.56min2）扩孔 22查机械加工工艺师手册第二版机床：轻型圆柱立式钻床Z535刀具：高速钢长直柄麻花钻；d=22mm表3.2-166页3-185进给量：表3.2-10页3-124f=0.8mm/r K=0.80.95=0.71/s 切削速度：表3.2-17页3-130=13m/min n=188r/min 按机床选取 n=200r/min 故实际切削速度 =13.8m/min切削工时：表3.2-45页3-159机动进给 l=85mm，l= 5mm，l=3mm t= 0.58min工序二：粗铣左端面查机械加工工艺师手册第二版机床：立式固定型单柱平面铣床X333刀具：圆柱形铣刀；d=50mm，l=50mm，Z=6表3.4-65页3-375进给量：表3.2-10页3-124=0.2mm/z，f=1.8mm/r 铣削速度：表3.4-23页3-305=80m/min n=509r/min 按机床选取 n=500r/min 故实际切削速度 =78.5m/min切削工时：表3.4-10页3-295机动进给 l=75mm，l+l= 11mm，表3.4-10页3-295 t= 0.109min 背吃刀量：a=1.5mm工序三：半精铣左端面查机械加工工艺师手册第二版机床：立式固定型单柱平面铣床X333刀具：圆柱形铣刀；d=50mm，l=50mm，Z=6表3.4-65页3-375进给量：表3.2-10页3-124=0.2mm/z，f=2mm/r 铣削速度：表3.4-23页3-305=80m/min n=509r/min 按机床选取 n=500r/min 故实际切削速度 =78.5m/min切削工时：表3.4-10页3-295机动进给 l=75mm，l+l= 7mm，表3.4-10页3-295 t= 0.104min 背吃刀量：a=0.5mm工序四：倒角15查机械加工工艺师手册第二版机床：卧式车床CA6140表3.1-51页3-49刀具：外圆车刀75度偏头外圆车刀表3.1-20页3-25进给量：f=0.1mm/r 背吃刀量：a=1mm 切削速度：=32m/min 按机床选取 n=500r/min切削工时：表3.4-10页3-295机动进给 l=2mm t= 0.04min工序五：拉花键孔25mmH7查机械加工工艺师手册第二版机床：卧式拉床L6120C表3.6-11页3-486刀具：矩形花键拉刀第三型号，长度753mmZ=6材料W18Cr4V表3.6-14页3-489进给量：表3.6-3页3-474=0.05mm 切削速度：表3.6-1页3-343=5m/min 拉削工时：表3.6-3页3-476机动进给 l=75mm，l=80mm，l= 5mm，表3.4-10页3-295 t= 0.168min工序六：粗铣上端面查机械加工工艺师手册第二版机床：卧式升降台铣床X63刀具：高速钢三面刃铣刀，d=80mm,D=27mm,l=12mm表3.4-62页3-371进给量：表3.2-10页3-124=0.2mm/z，z=16，f=3.2mm/r 铣削速度：表3.4-23页3-305=15m/min n=59r/min 按机床选取 n=60r/min 故实际切削速度 =15m/min切削深度：a=2mm切削工时：表3.4-10页3-295机动进给 l=75mm，l+l= 13mm，表3.4-10页3-295 t= 0.062min工序七：半精铣上端面查机械加工工艺师手册第二版机床：卧式升降台铣床X63刀具：高速钢三面刃铣刀，d=80mm,D=27mm,l=12mm表3.4-62页3-371进给量：表3.2-10页3-124=0.08mm/z，z=16，f=1.28mm/r 铣削速度：表3.4-23页3-305=60m/min n=160r/min 按机床选取 n=160r/min 故实际切削速度 =60m/min切削深度：a=2mm切削工时：表3.4-10页3-295机动进给 l=75mm，l+l=9mm，表3.4-10页3-295 t= 0.014min工序八：粗精铣槽18H11低槽查机械加工工艺师手册第二版 机床：立式升降台铣床X62 1）粗铣 16mm槽 刀具：高速钢立铣刀，d=16mm，z=3表3.4-62页3-371进给量：表3.4-138页3-324=0.05mm/z，z=3，f=0.15mm/r 铣削速度：表3.4-23页3-305=20m/min n=398r/min 按机床选取 n=380r/min 故实际切削速度 =19.1m/min切削深度：a=35mm切削工时：表3.4-9页3-295机动进给 l=35mm，l+l=9mm，表3.4-10页3-295 t= 0.1649min 2）精铣18mm通槽刀具：高速钢立铣刀，d=16mm，z=3表3.4-62页3-371进给量：表3.4-138页3-324=0.08mm/z，z=3，f=0.24mm/r 铣削速度：表3.4-23页3-305=20m/min n=353r/min 按机床选取 n=380r/min 故实际切削速度 =21.5m/min切削深度：a=35mm切削工时：表3.4-9页3-295机动进给 l=35mm，l+l=9mm，表3.4-10页3-295 t= 0.1465min 工序九：钻2-M8底孔 直径5锥孔 查机械加工工艺师手册第二版机床：摇臂钻床Z3025表3.2-60页3-178刀具：高速钢锥柄麻花钻，d=6.8mm，z=3表3.9-6页3-932进给量：表3.2-10页3-130f=0.4mm/r 铣削速度：表3.2-17页3-130=12m/min n=353r/min 按机床选取 n=550r/min 故实际切削速度 =12m/min切削深度：a=10mm切削工时：表3.4-9页3-295机动进给 l=10mm，l+l=9mm，表3.4-10页3-295 t= 0.095min总时间t=0.19min2）钻直径5锥孔机床：摇臂钻床Z3025表3.2-60页3-178刀具：圆锥孔钻头，d=5mm，表3.9-6页3-932进给量：表3.2-10页3-130f=0.4mm/r 铣削速度：表3.2-17页3-130=12m/min n=353r/min 按机床选取 n=550r/min 故实际切削速度 =12m/min切削深度：a=10mm切削工时：表3.4-9页3-295机动进给 l=10mm，l+l=9mm，表3.4-10页3-295 t= 0.086min工序十：攻丝螺纹2M8查机械加工工艺师手册第二版机床：SB40B攻丝机刀具：高速钢梳型螺纹铣刀；d=22mm表3.2-166页3-185进给量：表3.9-8页3-932f=0.4mm/r f=0.025mm/r 切削速度：表3.2-17页3-130=12m/min n=477r/min 按机床选取 n=500r/min 故实际切削速度 =12.560m/min切削工时：表3.2-45页3-159机动进给 l=10mm，l= 1.2mm，l=0.5mm tm 其中：工件螺纹的长度10 mm。 ：丝锥切削长度22 mm。 ：攻螺纹是的超切量（23）P取3。 ：攻螺纹是的转速500r/min。 ：丝锥退出时的转速500r/min。 P:螺距 p=1.25。 即 tm1.38min4 设计机床夹具4.1 分析工序要求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与指导老师协商，决定设计钻22孔的钻床夹具。4.2 确定定位方案由零件图可知，我们采用2侧面作为定位基准，一侧面用快速加紧结构4.3 设计定位元件角铁、支撑板、快速加紧装置4.4 设计对刀元件快换钻套4.5 计算定位误差由于钻22和其他的没有任何位置度要求，因此定位误差分析不予计算4.6 计算对刀尺寸采用快换钻套对刀，无需设计对刀尺寸4.7 夹具夹紧装置设计见装配图纸4.7.1 计算切削力刀具：麻花钻机床： Z525立式钻床由所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：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1.1 为断续切削系数1.1 所以 4.7.2 计算夹紧力我们采用快速夹紧，通过调节手柄旋转角度大小来调整夹紧力的大小，同时因为我们钻削力的方向和我们夹紧力的方向相同，因此夹紧力不予计算。4.7.3 选择夹紧机构见装配图纸4.7.4 确定夹紧机构尺寸见装配图纸4.8 夹具总体结构及工作原理如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在夹紧方案上我们采用快速加紧，为了定位准确，我们下面用2个A型支撑板,以便定位,夹具体上有4个槽面，可以使夹具体固定在钻床工作台上。总结课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，使我们学到了好多，也非常珍惜学院给我们的这次设计的机会，它将是我们毕业设计完成的更出色的关键一步。这次课程设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次课程设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放下她的休息时间，耐心地帮助我解决技术上的一些难题，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，她都始终给予我细心的指导和不懈的支持。多少个日日夜夜，她不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩指导老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向指导老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。参考文献1、黄健求主编 机械制造技术基础 机械工业出版社 2005.112、崇凯主编 机械制造技术基础课程设计指南 化学工业出版社 2007.23、肖继德、陈宁平主编 机床夹具设计（第二版） 机械工业出版社 2000.54、秦国华、张卫红主编 机床夹具的现代设计方法 航空工业出版社 2006.115、秦宝荣主编 机床夹具设计 中国建材工业出版社 1998.26、陈国香主编 机械制造与模具制造工艺学 清华大学出版社 2006.57、李彩霞主编 机械精度设计与检测技术 上海交通大学出版社 2006.18、方子良主编 机械制造技术基础 上海交通大学出版社 2005.1
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