毕业设计(论文)CA6140车床拨叉夹具设计.doc
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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院Henan Polytechnic Institute毕业设计(论文)题 目 CA6140拨叉831006班 级 机制1206班姓 名 指导教师 河南工业职业技术学院机械工程系2015届毕业生毕业设计任务书二O一四年十月姓名: 陈春阳 班级: 机制1206班 专业: 机械设计与制造 学号: 0101120612 设计题目: CA6140车床拨叉831006 进度安排: 1、制定冷冲压(塑料成型)工艺,填写冲压过程工艺卡。(2009.6-9) 2、完成一套模具的结构设计,绘制装配图一张。(2009.9-10) 3、完成重要零件的零件图绘制任务。(2009.1
2、0-2009.11) 4、填写凸模(或凹模)的工艺过程卡,重要工序的工序卡若干张。(2009.11-12) 5、整理资料,书写设计说明书。(2009.11-12) 指导老师(签名): 2014年 10月 20日目 录前 言2摘 要3设计任务书第1章 绪 论1.1 塑料模设计的要点81.2 注射模设计的原则91.3 注射模的设计程序及要点91.4 模具的发展及前景10第2章 塑件工艺分析2.1塑件成型工艺分析142.2塑件结构工艺性142.3注射成型原理、特点及应用15第3章 设计计算内容及步骤3.1塑件设计153.11 塑料品种153.12外观要求153.13壁厚及制件体积计算153.14脱模
3、斜度153.2成型工艺设计163.3模具结构设计16第4章 设计计算4.1模具结构设计计算164.2成型零件的工作尺寸计算174.3型腔及模板的刚度及强度计算194.4浇注系统设计计算204.41浇注系统的作用204.42浇注系统设计原则214.5脱模阻力计算224.6模具冷却水道设计计算22第5章 注射机的选择5.1最大注射量校核235.2注射压力校核245.3锁模力校核245.4开模行程及顶出行程校核245.5模具与注射机安装模具部分相关尺寸的校核25第6章 模具主要零件加工工艺规程6.1模具凸模工艺规程256.2模具凸模工艺规程26第7章 模具装配工艺设计7.1 模具总装图277.2 模
4、具的安装试模29总结致谢主要参考文献前 言随着工业技术的飞速发展机械化生产以走进各大小企业,与之息息相关的就是各式各样的机器。而机器是由机械零件装配而成机器的失效是由个别零件的失而造成的其根本原因是零件丧失了其应具备的使用性能。而通过研究与生产实践证明零件的失效大都从表面开始零件表面质量的高低是决定其使用性能好坏的重要因素。因此正确地理解零件表面质量内涵分析机械加工过程中影响加工表面质量的各种工艺因素通过改变这些因素从而改善工件表面质量,提高产品的使用性能及对未来机械行业的发展具有重要的意义。随着机械行业在社会中占得地位越来越重,人们对机器的使用要求越来越高,一些重要零件在高压力、高速、高温等
5、高要求条件下工作,零件表面的任何缺陷不仅直接影响零件的工作性能而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象将进一步加速零件的失效这一切都与加工表面质量有很大关系。一个零件的失效或者突然间损坏,其原因除了少数因设计不周而强度不够,或者是由于偶然的事故引起超负荷而造成了失效或损坏以外,大多数都是由于磨损、受到外界环境的腐蚀或疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳损坏都是发生在零件的表面或是从零件表面开始的。因此加工表面质量将直接影响到零件的使用性能,因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。摘 要这次设计的是CA6140车床(831006)拨叉,包括零件图、毛坯图、装配图各一张,机械加工工艺过程卡片和工序卡片各一张。
6、首先我们要熟悉零件和了解其作用,它位于车床变速机构中,主要起换挡作用,是主轴回转运动按照工作者要求工作。它是在传动系统中拨动滑移齿轮以实现系统调速和转向。设计时对拨叉零件的加工工艺和夹具设计,其零件为锻件,具有体积小,零件复杂的特点,由于面比孔易加工,在制定工艺规程时,就先加工面,再以面为基准来加工其他部分,其中各工序夹具都采用专用夹具,特别的对与加工大头孔、槽和钻小头孔斜面小孔的工序中,选一面两销的定位方式,并以操作简单的手动夹紧方式夹紧,其机构设计简单,方便且能满足要求。然后,我们根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和机械加工余量。最后拟定拨叉的工艺路线图,制定该工件的夹紧
7、方案,画出夹具装配图。 就我个人而言,我希望能通过这次毕业设计,了解并认识一般机器零件的生产工艺过程,巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识,理论联系实际,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力,为今后的工作打下一个良好的基础,并且为后续课程的学习打好基础。本设计中是对拨叉零件加工工艺的编制和专用夹具的设计,使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题,如在编写加工工艺时,对所需加工面的先后顺序编排,对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。在对某几个工序进行专用夹具设计时,对零件的定位面的选择,采用什么方式定位,夹紧方式及夹紧力方向的确定等等都存在问题
8、。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率,为达到零件能在保证精度的前提下进行加工,而且方便快速,以提高劳动生产率,降低成本的目的。通过不懈努力,针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后,将这些问题一一解决,并设计了铣槽的专用夹具。而且它们都有一个共同的特点,都采用了一面两销定位,夹紧都采用了手动夹紧,由于工件的尺寸不大,所需的夹紧力不大。因此手动夹紧满足夹紧要求。完成了本次毕业设计,通过做这次的设计,使对专业知识和技能有了进一步的提高,为以后从事本专业技术的工作打下了坚实的基础。关键词:机械 定位 工艺规程 夹具设计 毛坯制造 工艺分析一、 零件的分析1.1零件的工艺分析该零件两个面都没
9、有尺寸精度的要求,也无粗糙度的要求。25的孔的粗糙度值要求1.6,需要精加工。因是大批量生产,所以需用钻削。保证其加工精度。下面的叉口有3.2的粗糙度的要求,所以采用先粗铣再精铣来满足精度的要求,同时保证25的孔和叉口的垂直度。同时该零件上还需加工4016的槽,其粗糙度值为6.3,所以一次铣销即可。但同时要满足该槽与25的孔的垂直度。二、工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式 根据机械制造工艺设计简明手册(机械工业出版出版社、哈尔滨工业大学李益民主编) 零件材料为HT200,采用铸造。根据机械加工工艺师手册(机械工业出版出版社、杨叔子主编),得知大批量生产的铸造方法有两种金属模机械砂型铸造和压
10、铸,由于压铸的设备太昂贵,根据手册数据采用铸造精度较高的金属型铸造。 2.2基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,甚至还会造成零件大批报废,使生产无法正常进行。(1)粗基准的选择。 因本零件毛坯是金属模铸造成型,铸件精度较高,所以选择40mm圆一个端面作为粗基准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个V形块限制自由度,达到完全定位。(2)精基准的选择。 主要因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,此处不在重复。 2.3制定工艺路线 制
11、定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,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1:铣40的上表面。 工序2: 钻、扩、粗铰、精铰25孔。以40外圆和其端面为基准,选用Z5120A立式钻床加专用夹具。工序3:铣55的叉口及上、下端面。利用25的孔定位,以两个面作为基准,选用X5020A立式铣床和专用夹具。工序4:粗、精铣的叉口的内圆面。利用25的孔定位,以两个面作为基准,选用X5020A立式铣床和专用夹具。
12、工序5:粗铣353的上表面。以25的孔和55的叉口定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序6:精铣353的上表面。以25的孔和55的叉口定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序7:粗铣4016的槽,以25的孔定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序8:切断55的叉口,用宽为4的切断刀,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序9:检验。工艺路线方案二:工序1:铣40的上表面.工序2: 钻、扩、粗铰、精铰25孔。以40外圆和其端面为基准,选用Z5120A立式钻床加专用夹具。工序3:铣55的叉口及上、下端面。利用25的孔定位,以两个面作为基准,选用X5020A立式铣床和专用夹具。工
13、序4:粗、精铣的叉口的内圆面。利用25的孔定位,以两个面作为基准,选用X5020A立式铣床和专用夹具。工序5:切断55叉口,用宽为4的切断刀,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序6:粗铣353的上表面。以25的孔和55的叉口定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序7:精铣353的上表面。以25的孔和55的叉口定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序8:粗铣4016的槽,以25的孔定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序9:检验。 工艺方案的比较与分析以上加工方案大致看来是合理的,但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后,就会发现仍有问题,主要表现在25的孔及
14、其16的槽和55的端面加工要求上,以上三者之间具有位置精度要求。图样规定:先钻mm的孔。由此可以看出:先钻25的孔,再由它定位加工55的内圆面及端面,保证25的孔与55的叉口的端面相垂直。因此,加工以钻25的孔为准。为了在加工时的装夹方便,因此将切断放在最后比较合适。为了避免造成一定的加工误差;通过分析可以比较工艺路线方案一最为合理。具体方案如下:工序1:铣40的上表面。 工序2: 钻、扩、粗铰、精铰25孔。以40外圆和其端面为基准,选用Z5120A立式钻床加专用夹具。工序3:铣55的叉口及上、下端面。利用25的孔定位,以两个面作为基准,选用X5020A立式铣床和专用夹具。工序4:粗、精铣的叉
15、口的内圆面。利用25的孔定位,以两个面作为基准,选用X5020A立式铣床和专用夹具。工序5:粗、精铣353的上表面。以25的孔和55的叉口定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序6:铣4016槽的表面。以25的孔和55的叉口定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序7:粗铣4016的槽,以25的孔定位,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序8:切断55的叉口,用宽为4的切断刀,选用X5020A立式铣床加专用夹具。工序9:检验。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定零件材料为HT200,硬度170220HBS,毛坯重量约1.12kg。根据机械加工工艺师手册(以下简称工艺手册机械
16、工业出版出版社、杨叔子主编)知生产类型为大批生产,采用金属模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:2.4.1、毛坯余量及尺寸的确定毛坯余量及尺寸的确定主要是为了设计毛坯图样,从而为工件毛坯的制造作准备,该工序在这里不做详细说明,主要说明一下毛坯尺寸及相应公差的确定,以便毛坯制造者参考。根据机械加工工艺师手册(以下简称工艺手册机械工业出版出版社、杨叔子主编),结合加工表面的精度要求和工厂实际,要合理地处理好毛坯余量同机械加工工序余量之间的不足。(1)粗铣55的叉口的上、下端面的加工余量及公差。该端面的表面粗糙度为3.2,所以先粗铣再精铣。
17、查机械加工余量手册(以下简称余量手册机械工业出版社、孙本序主编)中的表4-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级,查得铸件尺寸公等级CT分为79级,选用8级。MA为F。再查表4-2查得加工余量为2.0 mm。由工艺手册表2.2-1至表2.2-4和机械制造工艺与机床夹具(机械工业出版出版社、刘守勇主编)中表1-15及工厂实际可得:Z=2.0mm,公差值为T=1.6mm。(2)加工353的上表面的加工余量及公差。同上方法得:2Z=4.0,公差值为1.3 mm。(3)铣4016的槽的上表面的加工余量及公差。同上方法得:2Z=4.0,公差值为1.6 mm。2.4.2、各加工表面的机械加工余量,工序尺寸及毛
18、坏尺寸的确定(1) 钻25的孔加工余量及公差。毛坯为实心,不冲出孔。该孔的精度要求在IT7IT9之间,参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为:查工艺手册表2.2-5,成批和大量生产铸件的尺寸公差等级,查得铸件尺寸公等级CT分为79级,选用8级。MA为F。公差值T=0.12 mm,钻孔23mm扩孔24.8 mm 2Z=1.8 mm铰孔25 mm 2Z=0.2 mm 由于本设计规定的零件为中小批量生产,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。因此:毛坯名义尺寸: 42(mm)钻孔时的最大尺寸: 23(mm)钻孔时的最小尺寸: 22.5(m
19、m)扩孔时的最大尺寸: 23 +1.8=24.8(mm)扩孔时的最小尺寸: 24.8-0.35=24.45(mm)粗铰孔时的最大尺寸: 24.8+0.14=24.94(mm)粗铰孔时的最小尺寸: 24.94-0.15=24.79(mm)精铰孔时的最大尺寸: 24.94+0.06=25(mm)精铰孔时的最小尺寸: 25-0.05=24.95(mm)(2)铣55的叉口及上、下端面因为叉口的粗糙度为3.2,所以粗铣再精铣。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为:查工艺手册表2.2-5,成批和大量生产铸件的尺寸公差等级,查得铸件尺寸公等级CT分为79级,选用8级。MA为F。公差值T
20、=1.4 mm 粗铣55的叉口及上、下端面余量1.0 mm。 2Z=2.0精铣55的叉口及上、下端面。 2Z=2.0(3)粗铣353的上端面因为该面的粗糙度为6.3,所以粗铣一次即可。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为:查工艺手册表2.2-5,成批和大量生产铸件的尺寸公差等级,查得铸件尺寸公等级CT分为79级,选用8级。MA为F。公差值T=1.3mm粗铣353的上端面 2z=2.0 (4)粗铣4016的上表面此面的粗糙度要求为3.2,所以分粗精加工即可。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为:查工艺手册表2.2-5,成批和大量生产铸件的尺寸公差等级,
21、查得铸件尺寸公等级CT分为79级,选用8级。MA为F。公差值T=1.6mm,其偏差0.7粗铣4016的上表面 2Z=2.0(5)铣4016的槽此面的粗糙度要求为3.2,所以粗铣再精铣。参照工艺手册表2.3-9表2.3-12确定工序尺寸及余量为:查工艺手册表2.2-5,成批和大量生产铸件的尺寸公差等级,查得铸件尺寸公等级CT分为79级,选用8级。MA为F。公差值T= 1.6mm 。粗铣4016的槽 2Z=2.0精铣4016的槽 2Z=2.0(6)切断55叉口2.5确定切削用量及基本工时工序1:铣40的上平面。1:加工条件工件材料:HT200,=0.16GPa,HB=190-241,铸造加工要求:
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