制定CA6140车床拨叉的加工工艺设计铣8mm槽的铣床夹具.doc

哈尔滨理工大学机 械 制 造 技 术 基 础课 程 设 计 说 明 书设计题目： 制定CA6140车床拨叉的加工工艺，设计铣8mm槽的铣床夹具机械自造工艺及夹具课程设计任务书 设计题目：制定CA6140车床拨叉的加工工艺，设计铣8mm槽的铣床夹具设计要求：中批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 2006.9.112006.9.29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、编写工艺过程卡片和工序卡片（各一张）； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书班 级：机 械 03-1 班学 生： 聂 斌指导教师： 敖 晓 春系 主 任：2006年09月11日目录序言3一、零件的分析4零件的作用4零件的工艺分析4二 . 确定生产类型4三 .确定毛坯4四.工艺规程设计5(一)选择定位基准：5（二）制定工艺路线5（三）选择加工设备和工艺设备5(四）机械加工余量、工序尺寸及工时的确定6五、 夹具设计9(一)问题的提出9(二)夹具设计93.定位误差分析104钻床夹具的装配图见附图10参考文献：10序言机械制造工艺学课程设计使我们学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、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。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者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。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：1. 轴孔以及与此孔相通的的花键。2. 拨叉底面、上顶面、右端面；上顶面8mm槽及下底面18mm槽。3. 由上面分析可知，可以加工拨叉右端面；然后以此作为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。二 . 确定生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为10000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。三 .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：（附毛坯图）3绘制铸件零件图：（附零件图）四.工艺规程设计(一)选择定位基准：1 粗基准的选择：以零件的又端面为主要的定位基准。 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，以加工后的轴孔及花键为主要的定位精基准。（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：1.铸造毛坯2.时效处理3车右端面4.5倒15角6拉花键7.铣顶面8.铣8mm槽9.铣18mm槽10.去毛刺11.检查.（三）选择加工设备和工艺设备1 机床的选择： 工序030为车端面，可采用CA6140车床。 工序040采用钻床。 工序050采用车床。 工序060采用卧式拉床。 工序070090采用卧式铣床。 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：在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。（附工艺卡片）4选择量具：（附工艺卡片）5其他：(四）机械加工余量、工序尺寸及工时的确定工序030 以左端面粗基准，车工件右端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：半精车右端面机床：CA6140车床。刀具：螺纹车刀。2.确定右端面最大加工余量：已知毛坯长度方向加工余量为3；确定进给量f:根据1表6第一部分，当刀杆尺寸为16mm*25mm,ap<3mm以及工件直径为27mm时，f=0.500.60mm/r。取f=0.51.3.计算切削速度： 按1表 切削速度的计算公式为V c=其中Cv=242,Xv=0.15,Yv=0.35,m=0.2,Kmv=1.44,Ksv=0.8,Kkv=1.04,Kbv=0.97Vc=108.64.确定机床主轴转速； 5.计算切削工时：工序040:1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=20mm，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 取, >3.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（查简明手册）为0.5.mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度.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。(2).扩表15-33，fz=(0.350.43)*1.0=0.350.43.表15-37 v=0.35m/s.f=1.35*fz=0.486; v=0.14实际v=9.6m/min.工序060：拉花键工序070：铣顶面1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：铣上顶面。机床：X62w卧式铣床。刀具：标准镶齿圆柱铣刀，齿数.铣削宽度ae<=5,深度ap<=70,齿数z=6,故据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）取刀具直径do=80mm。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).决定每齿进给量 根据X62w铣床说明书，查表知3）.选择刀齿后刀面 最大磨损梁量为0.6mm. 镶齿圆柱铣刀耐用度2）计算切削速度 按简明手册，V c=算得 Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6140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 查简明手册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l=28,y+o=17t。工序080和工序090:铣8mm槽和铣18mm槽1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：铣8mm槽机床：X62K6140卧式铣床。刀具：直齿三面刃铣刀。2. 切削用量1） 铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=8mm；，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。由于是对称铣，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 Vc18mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s据XA6132铣床参数，选择nc=145r/min,Vfc=475mm/s,则实际切削速度V c=3.14*40*145/1000=18.22m/min,实际进给量为f zc=V fc/ncz=145/(300*10)=0.3mm/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Pcm>Pcc。故校验合格。最终确定 ap=8mm，nc=145r/min,Vfc=145mm/s，V c=18.2m/min，f z=0.16mm/z。 6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/87=0.6min。同理，计算得铣18mm槽所用时间T=1.16M.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080铣8mm槽。本夹具将用于卧式铣床，刀具为三面刃立式铣刀.(一)问题的提出本夹具是用来铣8mm槽,零件图中槽的宽度有公差要求,且三面都有粗糙度要求，因此这个槽的深度也有一定的公差要求.另外此槽为三个侧平面的设计基准,.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,而精度也有一定要求。 (二)夹具设计 1定位基准选择 由于槽的宽度有公差要求,因此应以右端面为主要定位基准.由于铸件的公差要求较大,利用轴孔的中心轴作为辅助定位基准时,另外为了防止工件转动，为限制次自由度，应该以健限制工件旋转，另辅助一左端面为辅助定位，防止工件左右移动，因此为了满足这些定位要求，设计压板结构，既可以满足轴向力的要求，又可方便工件的装夹。.2.切削力及夹紧力计算 (1).计算切削力 刀具：高速钢直齿三面刃铣刀。 D=80mm. Z=18 =2448N 校核定位销： (2).计算夹紧力 由于铣槽的力主要是切削力，轴向力比较小，压板的力满足要求。故不需校核。 3.定位误差分析 夹具的主要定位元件为22孔的定位销 基准移位误差，由于孔和销都有制造误差，为工件装卸方便，孔与轴间还有最小间隙Xmin(此间隙同在调刀储存及对刀时消除)故满足自由公差要求。4钻床夹具的装配图见附图参考文献：1：机械制造工艺学 课程设计指导书 赵家齐编 出版：哈尔滨工业大学出版社2：机械设计课程设计 出版：哈尔滨理工大学3：机床夹具设计手册（第二版） 上海科学技术出版社4：切削用量手册5：机械制造技术基础 出版：高等教育出版社 张世昌等主编附件图纸对刀块零件图装配图天津工程师范学院机械制造工艺专业 械 加 工 工 序 卡 片生产类型中批生产工序号1零件名称拨 叉零件号零件重量1.0kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量HT200HB170240铸 件设 备夹具和辅助工具名 称型 号通用夹具转塔式六角车床C3163-1工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/n)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min112345粗车端面A 精车端面A 钻花键底孔扩花键底孔倒角2x15°90度车刀90度车刀20中心钻21扩孔钻45度偏刀游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺3030808015111122.80.520120530.160.620.6220040028028040.857.117170.330.350.320.32天津工程师范学院机械制造工艺专业 械 加 工 工 序 卡 片生产类型中批生产工序号2零件名称拨 叉零件号零件重量1.0kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量HT200HB170240铸 件设 备夹具辅助工具名 称型 号专用夹具拉床 工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/s)基本工时min21拉六齿方型花键高速钢拉刀游标卡尺100110.060.060.13天津工程师范学院 机械制造工艺专业 械 加 工 工 序 卡 片生产类型中批生产工序号3零件名称拨 叉零件号零件重量1.0kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量HT200HB170240铸 件设 备夹具和辅助工具名 称型 号专用夹具铣床X62W工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min312粗铣B面精铣B面高速钢面铣刀游标卡尺52521130.20.60.51216021023.733.10.5250.336天津工程师范学院 机械制造工艺专业 械 加 工 工 序 卡 片生产类型中批生产工序号4零件名称拨叉零件号零件重量1.0kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量HT200HB170240铸 件设 备夹具和辅助工具名 称型 号专用夹具铣床X62W工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/z)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min41铣800。03mm的槽高速钢直齿精密级三面刃铣刀量块60180.01837574.20.49天津工程师范学院 机械制造工艺专业 械 加 工 工 序 卡 片生产类型中批生产工序号5零件名称拨叉零件号零件重量1.0kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量HT200HB170240铸 件设 备夹 具辅助工具名 称型 号专用夹具铣床X62W工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/z)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min512铣1800。12mm铣高速钢直齿精密级三面刃铣刀量块6060112292390.0200.02030030094.294.20.5370.537天津工程师范学院 机械制造工艺专业机 械 加 工 工 序 卡 片生产类型中批生产工序号6零件名称拨叉零件号零件重量1.0kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量HT200HB170240铸 件设 备夹 具辅助工具名 称型 号专用夹具磨床工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(m/min)主轴转速（r/min）切削速度(m/s)基本工时min61磨宽为1800。12mm的槽GZ46KV6P350×40×127量块12010.55030002.53.1谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有一个压缩盘，里面有相应的word说明书和CAD图纸。下载后请留上你的邮箱号，我可以将压缩盘送给你。欢迎朋友下次光临！