毕业设计(论文)CA6140车床拨叉(831008)机械加工工艺规程及铣断专用夹具设计(全套图纸).doc
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1、 拨叉的机械加工工艺规程的确定全套CAD图纸等,联系1538937061.1零件分析1.1.1零件的作用题所给的是CA6140车床上的拨叉,它位于车床变速机构中,主要起换挡作用,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。零件上方的20mm的孔与操作机构相连,下方的50mm的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,两零件铸造为一体,加工时分开。1.1.2零件的工艺分析CA6140车床上的拨叉共有两处加工表面。其间有一定的位置要求,分述如下:一、 以20mm为中心的加工表面这一组加工表面包括:20mm的孔,以及其上下表面,孔壁上有一个装配时要钻铰的8m
2、m的锥孔,一个M6的螺纹孔,和一个缺口。二、 以50为中心的加工表面这一组加工表面包括:50mm的孔,以及其上、下端面;这两组表面有一定的位置要求;(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。1.2 工艺规程设计1.2.1 零件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,零件结构又比较简单,故选择铸件毛坯。1.2
3、.2 基面的选择 (1)粗基准的选择 对零件而言,尽可能选择不加工表面为粗基准,而对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,根据这个基准原则,现取20mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准,利用一组共两个短V形块支承两个20mm孔的外轮廓作主要定位面,以消除3个自由度,再用一个支承板支撑在72mm的上表面,以消除3个自由度。(2)精基准的选择 主要应考虑基准重合问题。当设计基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。 1.3 制定工艺路线制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技术要求能得到合理的保证。在
4、生产纲领已确定为中批生产的条件下,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。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。1、 工艺路线方案一:工序一:退火工序二:粗、精铣20 mm、50 mm的下表面,保证其粗糙度为3.2 um工序三:以20 mm的下表面为精基准,粗、精铣20 mm的孔的上表面,保证其粗糙度为3.2 um,其上、下表面尺寸为30mm,工序四:以20 mm 的下表面为精基准,钻、扩、铰、精铰20 mm的孔,保证其内表面粗糙度为1.6 um,垂直度误差不超过0.05mm 工序五:以20 mm的下表面为精基准,钻、扩、铰、50 mm的孔,保证其内表
5、面粗糙度为3.2 um工序六;以20 mm 的下表面为精基准,粗、精铣以50 mm的上表面,保证其与孔的垂直度误差不超过0.07mm,其上、下表面尺寸为12mm工序七:铣断工序八:以20 mm的孔为精基准,钻8 mm的锥孔的一半4 mm,装配时钻铰 工序九:以20的孔为精基准,钻4的孔,攻M6的螺纹 工序十:以20 mm的孔为精基准,铣缺口,保证其粗糙度为12.5um 工序十一:检查 上面的工序可以是中批生产,但是其效率不高,并且工序四中的钻孔方法在钻孔是可能会偏离中心。经综合考虑,采用下面的方案二。 2、 工艺路线方案二:工序一;退火工序二:粗、精铣20 mm、50 mm的下表面,保证其粗糙
6、度为3.2 um工序三:以20 mm的下表面为精基准,粗、精铣20 mm、50 mm的孔的上表面,保证其粗糙度为3.2 um,20 mm的上、下表面尺寸为30mm,50 mm的上、下表面尺寸为12mm工序四:以20 mm 的下表面为精基准,钻、扩、铰、精铰2 0 mm的孔,保证其内表面粗糙度为1.6 um,垂直度误差不超过0.05 mm 工序五:以20 mm 的下表面为精基准,钻、扩、铰、50 mm的孔,保证其内表面粗糙度为3.2 um工序六:铣断工序七:以20 mm的孔为精基准,钻8 mm的锥孔的一半4 mm,装配时钻铰 工序八:以20 mm的孔为精基准,钻4 mm的孔,攻M6的螺纹 工序九
7、:以20 mm的孔为精基准,铣缺口,保证其粗糙度为12.5 um工序十:检查1.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“CA6140车床拨叉”零件的材料为HT200硬度为190210HB,毛坯重量为2.2Kg,生产类型为中批量,铸件毛坯。又由(以下称工艺手册表1.3-1查得毛坯的制造方法采用壳模铸造级,表2.2-4查得加工余量等级为G级,选取尺寸公差等级为CT10。根据以上资料及路线,分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯如下:1、延轴线方向长度方向的加工余量及公差(20mm、50mm端面) 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
8、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: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。 1.5 确定切削用量及基本工时 1.5.1 工序二:粗、精铣孔20mm、50mm的下表面(1) 加工条件工件材料:HT200。b=0.16GPa HBS=190210,铸件机床:XA5032立式铣床刀具;W18Cr4V硬质合金端铣刀 W18Cr4V硬质
9、合金端铣刀,牌号为YG6,由切削用量简明手册后称切削手册表3.1查得铣削宽度ae=60mm,深度ap Pcc,故校验合格。最终确定ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/min vc=119.3m/min fz=0.13mm/zf)计算基本工时 1.4公式中: L=l+y+;根据切削手册表3.26,可得 l+=12mm,所以L=l+y+=32+12=44mm 故 =44/600=0.073min2)粗铣50mm的下表面 a)铣削50mm的下表面与铣削20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=11
10、9.3m/min fz=0.13mm/zb)计算基本工时 1.5公式中: L=l+y+;根据切削手册表3.26,可得 l+=0所以L=l+y+=72mm 故 =72/600=0.12min3)精铣孔20mm的下表面 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可得f=0.50.7mm/r,由于是对称铣,选较小量f=0.7mm/r 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(1.01.5)mm 查切削手册表3.8, 寿命T=180mind)计算切削速度
11、 按切削手册表3.27中的公式: 1.6也可以由表3.16查得=124mm/s vf =395mm/min n=494r/min,根据XA5032铣床参数,选 n=475r/min vf =375mm/min , 则实际的切削速度为 1.7所以=119.3m/min,实际进给量 1.8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 1.9公式中: L=l+y+;根据切削
12、手册表3.26,可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=112mm 故 =112/375=0.3min 2)精铣50mm的下表面 a)铣削50mm的下表面与铣削20mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。即 ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/mb)计算基本工时 1.10公式中: L=l+y+;根据切削手册表3.26,可得 l+=80mm所以L=l+y+=72+80=152mm故 =152/375=0.405min1.5.2 工序三:粗、精铣孔20mm、50mm的上表面 本工序的切削用量及基本工时与工序一中的粗、精铣孔20m
13、m、50mm的下表面相同。1.5.3 工序四:钻、扩、铰、精铰20mm的孔(一) 钻18mm的孔(1)加工条件 工艺要求:孔径d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷却 机床 :Z535型立式钻床 刀具 :高速钢麻花钻头 选择高速钢麻花钻头,其直径do=18mm,钻头几何形状为:由切削手册表2.1及表2.2 选修磨横刃,=28o o=10o 2=118o 21=70o b=3.5mm b=2mm l=4mm(2) 切削用量 1) 决定进给量fa)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表2.7,当铸铁的强度b200HBS do=18mm时,f=0.700.86mm/r 由于L/d=30
14、/18=1.673,故取修正系数K=1所以 f=(0.700.86)x1=(0.700.86)mm/rb) 按钻头强度决定进给量 根据表2.8,当b=190MPa,do=18mm,钻头强度允许的进给量f=1.6mm/rc)按机床进给机构强度决定进给量 根据表2.9,当b210MPa,do20.5mm,机床进给机构允许的轴向力为11760N(Z535钻床允许的轴向力为15696N(见工艺设计手册表4.2-14)时,进给量为1.5mm/r。从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为f=0.700.86mm/r,根据Z535钻床说明书,选f=0.80mm/r(见工艺设计手册表4.
15、2-16),又由切削手册表2.19可以查出钻孔时的轴向力,当f=0.80mm/r do=21mm时,轴向力Ff=7260N 轴向力的修正系数为1.0,故Ff=7260N 根据Z535钻床说明书,机床进给机构强度允许的最大轴向力为Fmax=15696N,由于FfFmax,故f=0.80mm/r可以用。2)决定钻头的磨钝标准及寿命 由切削手册表2.12,当do=18 mm时,钻头后刀面最大磨钝量取为(0.50.8)mm,寿命T=60min 3)决定切削速度 由切削手册表2.15可知f=0.80mm/r时,双修磨横刃的钻头,do=18 mm时,Vt=17m/min切削速度的修正系数由切削手册表2.3
16、1可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min 1.11所以=255r/min根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=275r/min(见工艺设计手册表4.2-15)4)检验机床扭转及功率 根据切削手册表2.21,当f=0.8mm/r,do Mc 又根据切削手册表2.23,当b=(170213)MPa do=20mm f=0.9mm/r vc=17.4m/min时 Pc=1.7KW根据Z535钻床说明书, PcPE所以有Mc Mm PcPE 故选择的切削用量可用。即 f=0.80mm/r
17、n=nc=275r/min vc=14.4m/min(3)计算基本工时 1.12 L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+=9mm故 =0.18min(二) 扩19.8mm的孔(1)加工条件 工艺要求:孔径d=19.8mm, 孔深l=30mm,通孔 ,用乳化液冷却 机床 :Z535型立式钻床 刀具 :高速钢扩孔钻头 选择高速钢扩孔钻头,其直径do=19.8mm,钻头几何形状为:由切削手册表2.5 ro=18o ao=10o kr=60o kr=30o =15o ba1=1mm(2) 切削用量 1) 决定进给量fa)、按加工要求决定进给量 根据切削手册表2.10,当铸铁的强度 b200HBS
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