2022年车床CA拨叉加工工艺及夹具设计方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 毕业论文车床 CA6140拨叉加工工艺学院 继 续 教 育 学 院专业 机电一体化年级 2022 级同学姓名 张宇学号年月日- 1 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录摘要 引言 一 拨叉的机械加工工艺分析 1.1 毛坯的挑选 二工艺规程设计 2.1 主要技术要求和技术关键 2.2 确定各表面加工方案 2.2.1 加工方法的确定 2.2.2 面的加工 2.2.3 孔的加工 2.2.4 槽的加工 2.3 确定定位基准 2.3.1 粗基准的挑选 2.3.2 精基准挑选的原就 三 毛坯的结构工艺要求 四 工艺路线的拟订 4.1 工序的合理组合 4.2 工序加工阶段的划分 4.3 机械加工工艺路线方案的确定 3> 4> 5> 5> 6> 6> 6> 6> 6> 6> 7> 7> 7> 7> 8> 8> 8> 8> 9> 11> 12> 13> 13> 14> 15> 16> 五拔叉的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5.1 确定切削用量及基本工时<机动时间） 5.2 时间定额运算及生产支配 5.3 粗、精铣 18H11底槽 终止语 致谢 参考文献 摘要本设计是 CA 6140 拨叉加工工艺规程及铣槽专用夹具设计；- 2 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 引言给定的零件是 CA 6140 拨叉 <831003）；它位于车床变速机构中,主要其换挡作用；通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合,使主轴回转运动依据工作者的要求 +0.012 工作,从而使主轴获得所需的速度和扭矩；宽度为 30 0mm的面的尺寸精度要求很高,在拨叉工作工程中,和假如拨叉和槽的协作尺寸精度不高或者它们之间的间隙很大时；滑移齿轮就达不到很高的定位精度,这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有 +0.012 效的啮合；从而影响整个传动系统的工作；所以拨叉宽度为 30 0mm的面和槽之间要达到很高的协作精度；- 3 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一 拨叉的机械加工工艺分析一个好的结构不但要应当达到设计要求,而且要有好的机械加工工艺性,也就是要 有加工的可能性,要便于加工,要能够保证加工质量,同时使加工的劳动量最小；拨叉 是一个很重要的零件,由于其零件尺寸比较小,结构外形较复杂,其加工内花键的精度 要求较高,此外仍有上端面要求加工,所以对精度要求也很高；其底槽侧面与花键孔中 心轴有垂直度公差要求,上端面与花键孔轴线有平行度要求；由于其尺寸精度、几何形 状精度和相互位置精度,以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量,进而影 响其性能与工作寿命,因此它们的加工是特别关键和重要的；1.1 拨叉零件图如下图- 4 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其余2-M8 通孔5锥孔配作未注明圆角半径R35mm图 1.1 拨叉零件图大致的加工次序和过程：铣侧面；拉内花键孔；铣上端面；铣18H11底槽；钻、铰 2-M8 通孔,并攻丝；<1） 侧面的加工主要是为了后续工序中能有更好的定位面,确保后续加工所要求的 精度,粗糙度在 6.3 即可；边<2） 以为主要加工面,拉内花键槽,槽数为 6 个,其粗糙度要求是底,侧边,内孔粗糙度；<3）加工是铣上端面,表面粗糙度要求为；<4）铣 18H11底槽,该槽的表面粗糙度要求是两槽边 求是；,槽底的表面粗糙度要<5） 钻并攻丝 2-M8,保证两螺纹孔中心距为 25mm；1.1 毛坯的挑选拨叉材料为 HT200,依据材料成型工艺可知用金属型铸造；该零件能够承担较大载荷和冲击载荷,并且拨叉不常常受交变载荷作用,受力也不是太大,所以能够满意使用要求；生产类型为大批量生产；由于零件外形简洁故毛坯外形需与零件的外形尽量接近,又因内孔很小,不行以铸出, 18H11的底槽也不能铸出；二 工艺规程设计1 主要技术要求和技术关键主要加工面的技术要求 : 后侧面 : ；- 5 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 内花键槽,内花键槽底边,侧边；上端面：；底槽： 18H11槽底边,两槽侧边2-M8的孔,保证两螺纹孔中心距为25mm；2 确定各表面加工方案<1）加工方法的确定 要考虑加工表面的精度和表面质量要求,依据各加工表面的技术要求,挑选加工 方法及分几次加工；依据生产类型挑选,在大批量生产中可专用的高效率的设备；在单件小批量生产 中就常用通用设备和一般的加工方法；考虑被加工材料的性质；考虑工厂或车间的实际情形,同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备,推广 新技术,提高工艺水平；此外,仍要考虑一些其它因素,如加工表面物理机械性能的特殊要求,工件外形 和重量等；挑选加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求选定最终加工方法；再挑选前 面各工序的加工方法；<2） 面的加工 铣床：半精铣 6.30.4 粗铣 6.33.2 精铣 1.60.2 依据以上原就并结合题目可得主要加工面的加工方案如下：后侧面的加工主要是为后续加工做预备,因此,在挑选加工方法上可以选用一次性铣面,表面粗糙度为3.2 ；<）,粗糙度达到3.2 ；上端面的加工方案为：粗铣半精铣<3）孔的加工加工内花键前的的孔 加工钻孔 250.8,由于的孔的精度为 H12,所以确定的孔的加工方案为：一次钻 孔,由于在拉削过程中才能保证的孔表面精度,所以,在加工内花键前的孔的精度可适 当降低；内花键的加工 通过拉刀实现花键的加工,由于拉削的精度高,所以能满意花键表面精度,同时也能保证的孔表面精度 , 内花键的进度要求 25H7；2-M8螺纹孔的加工 两孔中心距 50mm；加工方案定为：钻通孔,攻丝,铰锥孔；<4）槽的加工18H11槽底边,两槽侧边；1.60.2 粗铣6.33.2 ；半精铣6.30.4 ；精铣- 6 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可以确定,槽的加工方案为：粗铣半精铣<）,粗糙度为6.30.8 ；3 确定定位基准<1）粗基准的挑选 挑选粗基准时,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、位子符合图纸要求；粗基准挑选应当满意以下要求：挑选加工余量小而匀称的重要表面作为粗基准,以保证该表面有足够余量；粗基准的挑选应以加工表面为粗基准；目的是为了保证加工面与不加工面的相互 位置关系精度；假如工件上表面上有好几个不需加工的表面,就应挑选其中与加工表面 的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准；以求壁厚匀称、外形对称、少装夹等；应挑选加工余量最小的表面作为粗基准；这样可以保证该面有足够的加工余量；应尽可能挑选平整、光滑、面积足够大的表面作为粗基准,以保证定位精确夹紧 牢靠；有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准,必要时需经初加工； 粗基准应防止重复使用,由于粗基准的表面大多数是粗糙不规章的；多次使用 难以保证表面间的位置精度；结合整个工艺路线全面考虑,要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位 置,能保证拔叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位；从拔叉零件图分析可 知,挑选后侧面作为拔叉加工粗基准；<2）精基准挑选的原就 基准重合原就；即尽可能挑选设计基准作为定位基准；这样可以防止定位基准与 设计基准不重合而引起的基准不重合误差；基准不变原就,应尽可能选用统一的定位基准； 互为基准的原就；挑选精基准时,有时两个被加工面,可以互为基准反复加工；自为基准原就；有些精加工或光整加工工序要求余量小而匀称,可以挑选加工表 面本身为基准；应使工件装夹稳固牢靠,夹具简洁等；挑选精基准的原就时,考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准；综合分析要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置,能保证拔叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位；从拔叉零件图分析可知,它的 内花键槽,适于作精基准使用；三 毛坯的结构工艺要求<1）拔叉为铸造件,对毛坯的结构工艺有肯定要求： 铸件的壁厚应合适、匀称,不得有突然变化； 铸造圆角要适当,的得有尖棱、尖角； 铸件的结构要尽量简化； 加强肋的厚度和分布要合理,以免冷却时铸件变形或产生裂纹； 铸件的选材要合理,应有较好的可铸性；<2） 设计毛坯外形、尺寸仍应考虑到：- 7 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 各加工面的几何外形应尽量简洁； 工艺基准以设计基准相一样； 便于装夹、加工和检查； 结构要统一,尽量使用一般设备和标准刀具进行加工；在确定毛坯时,要考虑经济性；虽然毛坯的外形尺寸与零件接近,可以削减加工余 量,提高材料的利用率,降低加工成本,但这样可能导致毛坯制造困难,需要采纳昂贵 的毛坯制造设备,增加毛坯的制造成本；因此,毛坯的种类外形及尺寸的确定肯定要考 虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能；拨叉材料为 HT200,年常量为 600 件,依据材料成型工艺可知用金属型铸造,生产类型为大批量生产；经过查资料：为减小铸造困难,22 的孔, 2M8的通孔,5 的锥孔, 18H11的底槽均不铸出；四工艺路线的拟订对于大批量生产的零件,一般总是第一加工出统一的基准；拨叉的加工的第一个工 序也就是加工统一的基准；详细支配是：先加工后侧面,再加工的孔,再加工花键槽,最终以花键槽定位粗、精加工拨叉上端面和底槽及 M8螺纹孔；后续工序支配应当遵循粗精分开和先面后孔的原就；1 工序的合理组合 确定加工方法以后,就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等详细 生产条件确定工艺过程的工序数；确定工序数的基本原就：<1） 工序分散原就 工序分散的特点工序内容简洁,有利挑选最合理的切削用量；便于采纳通用设备；简洁的机床工艺装备；生产预备工作量少,产品更换简洁；对工人的技术要求水平不 高；但需要设备和工人数量多,生产面积大,工艺路线长,生产治理复杂；<2） 工序集中原就 工序数目少,工件装,夹次数少,缩短了工艺路线,相应削减了操作工人数和生产 面积,也简化了生产治理,在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互 位置精度；使用设备少,大量生产可采纳高效率的专用机床,以提高生产率；但采纳复 杂的专用设备和工艺装备,使成本增高,调整修理费事,生产预备工作量大；工序集中与工序分散各有特点,必需依据生产类型；加工要求和工厂的详细情形进 行综合分析打算采纳那一种原就；一般情形下,单件小批生产中,为简化生产治理,多将工序适当集中；但由于不采 用专用设备,工序集中程序受到限制；结构简洁的专用机床和工夹具组织流水线生产；由于近代运算机掌握机床及加工中心的显现,使得工序集中的优点更为突出,即使在单 件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产预备工作量,从而可取的良好的经 济成效；2 工序加工阶段的划分 零件的加工质量要求较高时,常把整个加工过程划分为几个阶段：<1） 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分余外的金属,为以后的精加工制造较好的条件,并为 半精加工,精加工供应定位基准,粗加工时能及早发觉毛坯的缺陷,予以报废或修补,以免铺张工时；粗加工可采纳功率大,刚性好,精度低的机床,选用大的切前用量,以提高生产- 8 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 率、粗加工时,切削力大,切削热量多,所需夹紧力大,使得工件产生的内应力和变形大,所以加工精度低,粗糙度值大；一般粗加工的公差等级为 Fri=80100 m；IT11IT12 ；粗糙度为<2） 半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好预备,保证合适的加工余量；半精加工的公差等级为IT9IT10 ；表面粗糙度为 Fri=101.25 m；<3） 精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量 , 主要目的是保证零件的外形位置几精度 , 尺寸 精度及表面粗糙度 , 使各主要表面达到图纸要求 . 另外精加工工序支配在最终 , 可防止或减 少工件精加工表面损耗；精加工应采纳高精度的机床小的切前用量,工序变形小,有利于提高加工精度精 加工的加工精度一般为 IT6IT7 ,表面粗糙度为 Ra101.25 m；<4） 光整加工阶段 对某些要求特殊高的需进行光整加工,主要用于改善表面质量,对尺度精度改善很 少；一般不能订正各表面相互位置误差,其精度等级一般为 IT5IT6, 表面粗糙度为 Ra1.250.32 m；此外,加工阶段划分后,仍便于合理的支配热处理工序；由于热处理性质的不同,有的需支配于粗加工之前,有的需插入粗精加工之间；但须指出加工阶段的划分并不是肯定的；在实际生活中,对于刚性好,精度要求不 高或批量小的工件,以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段,在满意加工质 量要求的前提下,通常只分为粗、精加工两个阶段,甚至不把粗精加工分开；必需明确 划分阶段是指整个加工过程而言的,不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分；例 如工序的定位精基准面,在粗加工阶段就要加工的很精确,而在精加工阶段可以支配钻 小空之类的粗加工；工艺加工阶段的划分也能做到更好的支配的热处理等工序；3 机械加工工艺路线方案的确定 依据工序集中分散原就,工序加工阶段划分原就,在保证零件尺寸公差、形位公差 及表面粗糙度等技术条件下,大批量生产可以考虑采纳专用机床,以便提高生产率；见 表 2.1 ；工序工序内容方案：表 2.1 定位基准号10 铣后侧面前侧面和上端面20 钻22 的孔, 倒角底面和后侧面30 拉内花键槽 25H7 已钻的22 孔和后侧面40 粗铣 18H11底槽内花键槽和侧面50 粗铣上端面内花键槽和侧面60 精铣上端面内花键槽和侧面- 9 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 70 精铣 18H11底槽内花键槽和侧面80 钻 2-M8通孔, 5 的锥孔,攻丝内花键槽和侧面铰锥孔90 去毛刺,清洗,钳工台100 检验,入库详细的工艺过程见表 2.2 ；表 2.2 加工工艺过程表工序工 种工序内容备注号10 铸造金属型铸造铸件毛坯尺寸：长：宽：20 热处理退火高：,孔和底槽不铸出热处理车间30 铣铣后侧面专用铣夹具装夹；立式铣床40 扩钻孔,倒专用夹具装夹；轻型圆柱立式钻床50 锪角专用夹具装夹；拉拉内花键拉床60 铣粗铣底槽 18H11,专用夹具装夹；铣深 35mm 立式铣床 <X52K）70 粗铣上端面专用夹具装夹；立式铣床- 10 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 80 铣半精铣上端面专用夹具装夹；立式铣床90 铣半精铣底槽专用夹具装夹；100 钻,18H11,深 35mm 立式铣床钻通孔6.7 ,攻丝专用夹具装夹；110 攻丝M8 摇臂钻床铰铰锥孔钳工台去毛刺清洗120 检验入库五拔叉的偏差,加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸的确定X52K铣床技术参数：主要技术参数：X5032 主轴端面至工作台距离 mm>：45415 主轴中心线到床身垂直导轨的距离 mm> ：350 工作台工作面 宽度× 长度 >mm> ：320× 1325 工作台行程纵向 / 横向/ 垂向 <手动 / 机动 >：mm> 700/880、255/240 、370/350 工作台进给范畴纵向 / 横向 / 垂向mm/min>： 23.5 1180/15 786/8 394 工作台快速移动速度纵向 / 横向 / 垂向： mm/min> 2300/1540/770 T 型槽槽数 / 槽宽/ 槽距 mm/：>3/18/70 主轴转速 r.p.m>18 级： 301500 主电机功率 mm> ：7.5 外形尺寸 mm>： 2530 × 1890× 2380 选定运算 18H11<）槽偏差及加工余量：铸造时槽没铸出,参照参考文献 8 表 21-5,得粗铣其槽边双边机加工余量 2Z=2.0mm,槽深机加工余量为 2.0mm,再由参照参考文献 3 表 21-5 的刀具挑选可得其极限偏差：粗加工为,精加工为；粗铣两边工序尺寸为：；粗铣后毛坯最大尺寸为：；粗铣后毛坯最小尺寸为： 16+0=16mm；粗铣槽底工序尺寸为： 33mm；- 11 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 半精铣两边工序尺寸为：,已达到其加工要求：；1 确定切削用量及基本工时 <机动时间）工序 60：粗铣 18H11底槽机床：立式升降台铣床 <）160mm,内径刀具：依据参考文献 4 表 21-5 选用高速钢镶齿三面刃铣刀；外径40mm,刀宽粗铣 16mm,精铣 18mm,齿数为 24 齿；<1） 粗铣 16 槽铣削深度：,取；每齿进给量铣削速度：机床主轴转速实际切削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：=81mm 刀具切出长度：取走刀次数 1 次机动时间：2 时间定额运算及生产支配拔叉的年产量为 6000 件；一年以 260 个工作日运算,每天的产量应不低于 24 件；设每天的产量为 24 件；再以每天 8 小时工作时间运算,就每个工件的生产时间应不大于22.8min ；- 12 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 机械加工单件 <生产类型：中批以上）时间定额的运算公式为： <大量生产时）因此在大批量生产时单件时间定额运算公式为：其中：单件时间定额基本时间 <机动时间）帮助时间；用于某工序加工每个工件时都要进行的各种帮助动作所消耗的时间,包括装卸工件时间和有关工步帮助时间布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值3 粗、精铣 18H11底槽<1） 粗铣 18 槽机动时间：；装卸工件时间为,单件加工时已包括帮助时间：工步帮助时间为布置、休息时间,由于此次工序中装夹了两个加工件,应乘以多件装夹系数,查该表注释得两件装夹系数为0.6 ,因此装卸工件时间min,就；：单间时间定额 有：22.8min 因此,达到生产要求；- 13 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - - 14 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参 考 文 献1 2 机械制造技术基础曾志明,吕明武汉理工高校出版社 , 2001 ；机械精度设计与检测基础刘品,李哲；- 15 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 机械加工工艺员施工员手册陈宏钧机械工业出版社；4 陈宏钧有用机械加工工艺手册 M ,北京：机械工业出版社,2003； 5 李洪机械加工工艺手册 M ,北京：机械工业出版社,1990；6 马贤智机械加工余量与公差手册 M ,北京：中国标准出版社,1994；7 强毅设计图有用标准手册 M ,北京：科学出版社, 2000；8 杨叔子机械加工工艺师手册 M ,北京：机械工业出版社,2001；9 四川省机械工业局复杂刀具设计手册 M ,北京：机械工业出版社,1979；10 东北重型机械学院,洛阳农业机械学院,长春汽车厂工人高校机床夹具设计手册 M ,上海：上海科学技术出版社,1980；11 李庆余,张佳机械制造装备设计 M ,北京：机械工业出版社,2003；12 廖念钊,莫雨松,李硕根互换性与技术测量 9-19 ；M ,中国计量出版社, 2000：13 王光斗,王春福机床夹具设计手册 M ,上海科学技术出版社, 2000；14 何玉林,沈荣辉,贺元成机械制图 M ,北京：机械工业出版社,2000；15 邓文英金属工艺学 M ,北京：高等训练出版社,2001；- 16 - / 16 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 16 页