K006-9】CA6140车床拨叉[831006]机械制造技术基础工艺及钻25孔夹具课程设计[铣断前][2件].rar

机 械 制 造 工 艺 学 课程设计说明书 设计题目： 设计“CA6140 车床拨叉” 零件的机械加工工艺 规程及工艺装备(中批量) 设 计 人：xxx 指导教师：xxx 2012 年 12 月 25 日 目 录 - 1 - 一 课程设计任务书 ……………………………………………… 2 二 序言 ……………………………………………… 3 三 设计说明 ……………………………………………… 4 1、零件的分析 ………………………………………………… 4 1.1 零件的作用 …………………………………… 4 1.2 零件的工艺分析 …………………………………… 4 2、工艺规程设计 …………………………………………… 4 2.1 确定毛坯的制造形式 …………………………………… 4 2.2 基准的选择 …………………………………………… 5 2.3 制定工艺路线 ……………………………………… 5 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ……………7 2.5 确定切削用量及基本工时 ………………………………… 11 四 夹具设计 ………………………………………………… 22 1、定位基准的选择……………………………………………… 22 2、切削力及夹紧力的计算……………………………………… 22 3、定位误差分析………………………………………………… 22 4、夹具设计及操作的简要说明………………………………… 23 五 心得体会 ………………………………………………… 23 六 参考文献 ………………………………………………… 24 - 2 - 河北联合大学 机械制造工艺学课程设计任务书 设计题目： 设计“CA6140 车床拨叉” 零件的机械加工工艺 规程及工艺装备(中批量) 设计内容： 1．产品零件图 1 张 2．产品毛坯图 1 张 3．机械加工工艺卡片 1 套 4．夹具总装图 1 张 5. 夹具零件图 1 张 6．课程设计说明书 1 份 班 级： 学 生：xxx 指 导 教师：xxx 教研室主任：xxx - 3 - 2012 年 12 月 25 日 序言 机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及专业 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，为今后参加祖国的建设打下一 个良好的基础。 在设计期间我们查阅了大量的相关资料，并且得到了孙丽媛老师的亲切指导和大 力帮助，在此表示感谢！由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，恳请 老师给予指教。 - 4 - 设 计 说 明 计算与说明 主要结果 - 5 - 1 零件的分析 1.1 零件的作用 车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档作用，使主轴回转 运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩。零件下方的 孔与操纵机构相连，而上方的 半孔则是用于与所控制齿轮所255 在的轴接触，通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体， 加工时分开。 1.2 零件的工艺分析 拨叉共有两组加工表面，他们相互间有一定的位置要求。现分述 如下： （1）以 孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：5m 的孔，及尺寸为 的与孔 相垂直的两侧 +0.4 0.6182m+0.45 面，还有毛坯分开后 孔的端面，及 孔和 孔 +.4525m 的中心距 。其中，主要加工表面为 的孔。 0.123 0.4+ （2）以 为中心的加工表面。这一组加工表面包括： 的孔，及孔壁上 的侧面，以及距 孔 0.5m 3170.23 的端面，以及端面上 的导向槽。其中，主要加.3 0.286m 工表面为 的孔。 0.23 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： 孔外端面对 孔中心线垂直度公差为 0.1mm；55 的导向槽对 孔中心线垂直度公差为 0.08mm。 0.1286m2 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工出一个基 准表面，然后借助于专用夹具加工其它表面，并且保证他们之间的 位置精度要求。 2 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它机 器那么频繁。但是，零件在工作过程中，也经常要承受变载荷及冲击 性载荷，且它的外型复杂，不易加工。因此，应该选用铸件以提高劳 动生产率，保证精度，由于零件的年生产量为中批生产的水平，而且 零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属模机械砂型铸造，这样可以提高 生产率，保证加工质量。 - 6 - 2.2 基准的选择 2.2.1 粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量， 使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。要从保证孔 与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置出发，进而保证拨叉在整个 加工过程中基本上都能用统一的基准定位。对本零件而言，则应以零 件的底面为主要的定位粗基准。 2.2.2 精基准的选择 选择精基准的原则：采用基准重合原则。当设计基准与工序基准 不重合时，应该进行尺寸换算。对本零件而言，大头半圆孔两端面与 小头孔中心线的垂直度误差为 0.1mm，槽端面与小头孔中心线的垂直 度误差为 0.08mm，则应以 小头孔为精基准。25m 2.3 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 位置精度等级等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中 批生产的情况下，可以选用适当机床配以专用夹具，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。 （1）工艺路线方案一： 工序 1：毛坯件铸造。 工序 2：时效处理。 工序 3：粗、精铣 φ55 孔两端面。 工序 4：钻、扩、粗铰、精铰 Φ25 孔。 工序 5：中检。 工序 6：粗铣 35×3 斜面。 工序 7：粗、半精铣下底面。 工序 8：粗、半精铣 40×16 的槽。 工序 9：粗、半精镗 φ55 孔。 - 7 - 工序 10：切断。 工序 11：去毛刺。 工序 12：终检。 （2）工艺路线方案二： 工序 1：毛坯件铸造。 工序 2：时效处理。 工序 3：粗、精铣 φ55 孔两端面。 工序 4：钻、扩、粗铰、精铰 Φ25 孔。 工序 5：中检。 工序 6：粗镗、半精镗 φ55 孔。 工序 7：切断。 工序 8：粗、半精铣下底面。 工序 9：粗、半精铣 40×16 的槽。 工序 10：粗铣 35×3 斜面。 工序 11：去毛刺。 工序 12：终检。 （3）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，就会发现仍存在问题，主要表现 在 φ25 的孔及其 40×16 的槽和 φ55 的端面加工要求上,以上三者之 间具有垂直精度要求。图样分析可知：先加工 φ55 孔两端面，再钻 φ25 的孔，保证孔精度 φ25 以及其与 φ55 的叉口的端面相垂直。 先钻 φ25 的孔，然后镗 φ55 孔再切断 φ55 的叉口，之所以先切断 是为了使后续设计夹具更加方便、高效。加工时以钻 φ25 的孔为基 准，以保证零件的位置精度要求。为了避免造成一定的加工误差，通 - 8 - 过比较分析认为工艺路线方案二较为合理。 具体方案如下： 工序 1：毛坯件铸造。 工序 2：时效处理。 工序 3：粗、半精铣 φ55 的上、下端面。利用短 V 型块定位， 以其中一个加工平面及 φ40 外圆面作为基准，选用 X52K 立式铣床和 专用夹具。 工序 4：钻、扩、粗铰、精铰 Φ25 孔。以 Φ55 孔和其下端面为 基准，选用 Z535 立式钻床及专用夹具。 工序 5：中检。 工序 6：粗镗、半精镗 φ55 孔。以 φ25 孔及 φ55 孔下端面定 位，选用 T616 卧式镗床及专用夹具。 工序 7：切断 φ55 的叉口，用宽为 4 的切断刀，选用 X754 卧式 床身式铣床及专用夹具。 工序 8：粗、半精铣下端面。以 Φ25 的孔和 Φ55 的下端面定位， 选用 X61 卧式铣床及专用夹具 工序 9：粗、半精铣 40×16 的槽。以 Φ25 的孔和 Φ55 的下端 面定位，选用 X61 卧式铣床及专用夹具。 工序 10：粗铣 35×3 的斜面。以 Φ25 的孔和 Φ55 的下端面定 位，选用 X52K 立式铣床及专用夹具. 工序 11：去毛刺。 工序 12：终检。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。 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 150～255HBS，生产类型为中批量，铸 造型毛坯。 HT200 150~255HBS 中批量 - 9 - 1）由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时 加工。 2）铸件的圆角半径 由14-1 =2(723-503)\3(722-502) =0.031m F=1.3*40\0.1*0.031=16774N 由式 d=(4*1.3F0\3.14[δ])0.5 [δ] =δs\S=640\4=180MPa 查表 (5-7)S=4 d=(4*1.3*16774\3.14*180)0.5 =12.4mm 查手册得 M16 d=15.21712.4 取 M16 。 4.3 定位误差分析 本工序采用两 V 型块对中夹紧，可以保证孔的中心始终在工件的 中心，保证孔的位置精度，由于对中装置为螺杆传动，会带来一定的 位置误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 4.4 夹具设计及操作的简要说明 - 24 - 夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用 快速螺旋夹紧机构。 五、课设小结 本次课程设计经历了 3 个星期，期间与同学们相互协作，共同探 讨了许多问题，收获颇丰。我们通过对拨叉 A 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。这些问题都需要与生产率和成本等经济因素综合考虑，可谓绞尽 脑汁。通过这次课设，我的专业知识和技能有了一定的提高，逻辑的 严谨性也得到训练，同时，对 CAD 软件的应用也得心应手，为以后从 事本专业技术的工作打下了坚实的基础。 参考文献 1、孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导.北京：冶金工业出版 社，2002 2、李益民.机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版,2010.1 3、卢秉恒.机械制造技术基础.3 版 机械工业出版社,2007．12 - 25 - 4、陈宏钧.实用金属切削手册 机械工业出版社,2005．1 5、陈宏钧.金属切削速查速算手册.2 版 机械工业出版社,2003．5 6、黄如林.切削加工简明实用手册.2 版 北京：化学工业出版社， 2009.10 7、徐圣群.简明机械加工工艺手册 上海科学技术出版社 8、王德发.简明金属切削手册 上海科学技术出版社,2007．11 9、王耀宸.机械加工工艺设计实用手册 航空工业出版 10、杨叔子.机械加工工艺师手册 .北京：机械工业出版，2001.8 11、机械工人切削手册/北京第一通用机械厂编.5 版 .北京：机械工 业出版，1999.10 - 26 - - 27 - - 28 - 绘制 设计 审核 批准 描图 校对 机械加工工序卡片 零件图号 831006 产品型号 产品名称 零件名 称 拨叉 第 1 页 共 8 页 车间 工序号 工序名称 材料编号 1 3 铣 Φ55 上端面 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制 件数 每台件数 铸件 320mm×75mm×82mm 2 1 设备名称 设备型号 设备序号 同时加工件 数 立式铣床 X52K 1 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣床夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 min 0.63 0.26 工步工时 min 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r*min-1 切削速度/m*min-1 进给量/mm*r 背吃刀 量 /mm 进给 次数 机动 辅助 1 粗铣 Φ55 的下端面 端铣刀 300 94.2 1.6 1.5 1 0.2 2 半精铣 Φ55 的下端面 端铣刀 375 117.7 0.6 0.5 1 0.43 绘制 设计 审核 批准 描图 校对 机械加工工序卡片 零件图号 831006 产品型号 产品名称 零件名 称 拨叉 第 2 页 共 8 页 车间 工序号 工序名称 材料编号 3 铣 Φ55 上端面 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制 件数 每台件数 铸件 320mm×75mm×80mm 2 1 设备名称 设备型号 设备序号 同时加工件 数 立式铣床 X52K 1 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用铣床夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 min 0.63 0.26 工步工时 min 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r*min-1 切削速度/m*min-1 进给量/mm*r 背吃刀 量 /mm 进给 次数 机动 辅助 1 粗铣 Φ55 的上端面 端铣刀 300 94.2 1.6 1.5 1 0.2 2 半精铣 Φ55 的上端面 端铣刀 375 117.7 0.6 0.5 1 0.43 绘制 设计 审核 批准 描图 校对 机械加工工序卡片 零件图号 831006 产品型号 产品名称 零件名 称 拨叉 第 4 页 共 8 页 车间 工序号 工序名称 材料编号 1 6 镗 φ55 内圆表面 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制 作件数 每台件数 铸件 320m×75mm×80mm 2 1 设备名称 设备型号 设备序号 同时加工 件数 卧式铣镗床 T616 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 min 准终 单件 0.135 0.2 工步工时 min 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r*min-1 切削速度/m*min-1 进给量/mm*r 背吃刀 量 /mm 进给 次数 机动 辅助 1 粗镗 φ55 内圆 硬质合金镗刀 400 64.0 0.8 3 1 0.07 2 半精镗 φ55 内圆 硬质合金镗刀 500 84.6 0.6 1 1 0.065 绘制 设计 审核 批准 描图 校对 机械加工工序卡片 零件图号 831006 产品型号 产品名称 零件名称 拨叉 第 3 页 共 8 页 车间 工序号 工序名称 材料编号 2 4 加工 Φ25 的孔 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 320mm×75mm×80mm 2 1 设备名称 设备型号 设备序号 同时加工件数 立式钻床 Z535 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 min 3.3 0.29 工步工时 min工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r*min-1 切削速度 /m*min-1 进给量 /mm*r 背吃刀量 /mm 进给次数 机动 辅助 1 钻 Φ23 的孔 锥柄麻花钻 750 54.16 0.32 11.5 1 0.74 2 扩 Φ24.8 的孔 扩刀 275 21.4 0.50 0.9 1 1.2 3 粗铰 Φ24.94 的孔 铰刀 275 21.54 1.5 0.07 1 0.46 4 精铰 Φ25 的孔 铰刀 400 31.4 0.51 0.03 1 0.9 绘制 设计 审核 批准 描图 校对 机械加工工序卡片 零件图号 831006 产品型号 产品名称 拨叉 零件名称 第 5 页 共 8 页 车间 工序号 工序名称 材料编号 2 7 切断 φ55叉口 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺 寸 每毛坯可制作件数 每台件数 铸件 2 1 设备名称 设备型号 设备序号 同时加工 件数 卧式铣床 X754 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 min 准终 单件 0.75 0.25 工步工时 min 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r*min-1 切削速度/m*min-1 进给量/mm*r 背吃 刀量 /mm 进给 次数 机动 辅助 1 切断 细齿锯片铣刀 63 19.8 2.4 12 1 0.75 绘制 设计 审核 批准 描图 校对 机械加工工序卡片 零件图号 831006 产品型号 产品名称 拨叉 零件名 称 第 8 页 共 8 页 车间 工序号 工序名称 材料编号 1 10 粗铣 35×3的上端面 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制 作件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备序号 同时加工件 数 立式铣床 X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 S 准终 单件 工步工时 s 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r*min-1 切削速度/m*min-1 进给量/mm*r 背吃刀 量 /mm 进给次 数 机动 辅助 1 粗铣 套式立铣刀 380 72.5 1.2 3 1 0.08 0.28 绘制 设计 审核 批准 描图 校对 机械加工工序卡片 零件图号 831006 产品型号 产品名称 零件名 称 拨叉 第 6 页 共 8 页 车间 工序号 工序名称 材料编号 2 8 铣底面 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件 数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备序号 同时加工件 数 卧式铣床 X61 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 min 0.16 0.2 工步工时 min 工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r*min-1 切削速度/m*min-1 进给量/mm*r 背吃刀 量 /mm 进给次 数 机动 辅助 1 粗铣底面 圆柱铣刀 490 77.0 1.6 32 1 0.07 2 半精铣底面 圆柱铣刀 590 92.6 1.0 32 1 0.09 绘制 设计 审核 批准 描图 校对 机械加工工序卡片 零件图号 831006 产品型号 产品名称 零件名称 拨叉 第 7 页 共 8 页 车间 工序号 工序名称 材料编号 2 9 铣槽 HT200 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作件 数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备序号 同时加工件 数 卧式铣床 X61 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 min 准终 单件 0.35 0.22 工步工时 min工步号 工步内容 工艺装备 主轴转速 /r*min-1 切削速度 /m*min-1 进给量 /mm*r 背吃刀量 /mm 进给次数 机动 辅助 1 粗铣槽 三面刃铣刀 300 75.4 1.08 16 1 0.20 2 半精铣槽 三面刃铣刀 380 95.4 1.0 16 1 0.15 机械加工工艺过程卡 课程设计 机械加工工艺卡 产品型号 831006 零件名称 CA6140 车床 拨叉 共 1 页 第 1 页 材料牌号 HT200 毛坯种类 铸造 毛坯外型 尺寸 320 75 82每毛坯件 数 2 每台件数 2 备注 工时（min ） 工序号 工序名称 工序内容 设备 工艺装备 单件 辅助 1 毛坯件铸造 2 时效处理 3 铣 Φ55 上端面 粗铣、半精铣 立式铣床 专用夹具 0.63 0.26 4 铣 Φ55 下端面 粗铣、半精铣 立式铣床 专用夹具 0.63 0.26 5 加工 Φ25 的孔 钻、扩、粗铰、精铰 立式钻床 专用夹具 3.3 0.29 6 中检 塞规 0.04 7 镗 φ55 内圆表面 粗镗、半精镗 卧式铣镗床 专用夹具 0.135 0.20 8 切断 φ55 叉口 切断铣刀铣断 卧式床身式铣床 专用夹具 0.75 0.25 9 铣底面 粗铣、半精铣 卧式铣床 专用夹具 0.16 0.20 10 铣槽 粗铣、半精铣 卧式铣床 专用夹具 0.35 0.22 11 铣 35×3 斜面 粗铣 立式铣床 专用夹具 0.08 0.28 12 去毛刺 13 终检 机械加工工艺过程卡片及工序卡片