2022年机械制造工艺学CA4拨叉零件的加工工艺规程及专用夹具设计.docx
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1、精品学习资源机械制造工艺学课程设计说明书艺规程及备工艺装(年产量为4000 件)题 目:设计 CA6140 拨叉( 831005)零件的加工工班 级:姓 名: 指导老师: 完成日期:欢迎下载精品学习资源目 录一、零件工艺性分析11.1 、零件的作用 11.2 、零件的工艺分析1二、机械加工工艺规程设计22.1 、确定毛坯的制造形成22.2 、基准的挑选 22.2.1粗基准的挑选22.2.2精基准的挑选2.3 、制定工艺路线22.3.1 工艺路线方案一232.3.2工艺路线方案二3三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定43.1 、毛坯余量及尺寸的确定43.2 、确定工序 4四、夹具的设计 1
2、24.1 、提出问题 124.2 、设计思想 134.3 、夹具设计 134.3.1 定位分析 14欢迎下载精品学习资源4.3.2 切削力、夹紧力、切屑用量和切屑速度的运算144.3.3 夹具操作说明 15五. 体会 15六参考文献 16欢迎下载精品学习资源一、零件工艺性分析1.1 、零件的作用题目给定的零件是 CA6140 拨叉,它位于车床变速机构中,主要起换档,使主+0.012轴回转运动依据工作者的要求进行工作;宽度为180mm 的槽尺寸精度要求很高,由于在拨叉拔动使滑移齿轮时假如槽的尺寸精度不高或间隙很大时,滑欢迎下载精品学习资源+0.012移齿轮得不到很高的位置精度;所以,宽度为18移
3、齿轮的协作精度要求很高;0mm 的槽和滑欢迎下载精品学习资源1.2 、零件的工艺分析该拨叉的全部技术要求列如下表工程公差等级:偏差( mm)粗糙度定位基准. 25 的六齿方IT12+0.201.6花键孔中心线花键孔0. 22 的花键底IT12+0.206.3花键孔中心线孔0两端的 2*1 506.3花键孔中心线倒角尺寸 8 的槽IT9+0.031.6花键孔中心线0尺寸 18 的槽IT6+0.0123.2花键孔中心线0.6的花键槽 IT6+0.063.2花键孔中心线宽+0.03欢迎下载精品学习资源二、机械加工工艺规程设计2.1 、确定毛坯的制造形成零件材料 HT200、考虑到此零件的工作过程中并
4、有变载荷和冲击性载荷,因此选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件的工作牢靠;由于生产纲领为中批生产而且零件的尺寸并不很大,故可实行模锻成型;经查金属机械加工 工艺人员手册表5-5 取等级为 2 级精度底面及侧面浇注确定待加工表面的加工余量为 30.8mm;2.2 基准的挑选 2.2.1粗基准的挑选由于要保证花键的中心线垂直于右端面,所以以 40 的外圆表面的粗基准;2.2.2精基准的挑选为保证定位基准和工序基准重合,以零件的下低面为精基准;2.3 、制定工艺路线制定工艺路 线得 动身点, 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 , 在生产纲领已确定的情形
5、下 , 可以考虑采纳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,仍应当考虑经济成效,以便使生产成本尽量下降;2.3.1. 工艺路线方案一工序:1. 粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端15倒角;2. 粗、精铣削 B面;03. 铣削 8+0.03 mm的槽;欢迎下载精品学习资源4.铣削 18+0.0125.拉花键;2.3.2. 工艺路线方案二0mm的槽;欢迎下载精品学习资源工序:1. 粗、精车端面,钻、扩花键底孔、倒两端15倒角;以 40mm圆柱面为粗基准;选用 C3163-1 转塔式六角车床及三爪卡盘夹具;2. 拉花键;以花键中心线及右端面为基准,3. 铣削槽 B 面
6、;以花键的中心线及下低面为基准;选用X62W卧式铣欢迎下载精品学习资源床加专用夹具04. 铣削 8+0.03 mm的槽;以花键的中心线及下低面为基准;选用X62W卧式铣床加专用夹具;欢迎下载精品学习资源5.铣削 18+0.0120mm的槽;以花键的中心线及下低面为基准;选用X62W欢迎下载精品学习资源卧式铣床加专用夹具;方案分析:上述两方案中,工艺方案一把拉花键放在最终一道工序;但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中,把花键放在第一道工序的后边, 这样,方案二中的 3.4.5道工序很简单对工件进行定位与加紧即以花键中心线和下低面作为3.4.5道工序的定位基准;此方案定位精度
7、高,专用夹具结构简单、牢靠,所以采纳方案二比较合理;三、机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定零件材料为HT200,毛坯重量为 1.0 kg b =160MPa HBS;依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)知生产类型为大批生产,采纳模锻锻模造毛坯;依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:3.1. 毛坯余量及尺寸的确定1. 下端面的加工余量:下端面有30.8mm 的加工余量,足够把铸铁的硬质表面层切除2. 矩形花键底孔;要求以矩形花键的外径定心,故采纳拉削加工内孔尺寸为22 0 +0.28, 见零件图,参照金属机械
8、加工工艺人员手册表 3-59 确定孔加工余量的安排;钻孔 20mm,扩孔 21mm,拉花键 ,花键孔要求以外径定心:拉削时加 工余量参照金属机械加工工艺人员手册取2 =1mm3. 右端面的加工余量;此工序分 2 个工步 1、粗铣右端面2、精铣右端面;精加工余量为欢迎下载精品学习资源0.2mm,粗铣加工余量为 2.8mm3.2 、确定工序工序 :车削下底面;1 加工条件;工件材料:灰口铸铁 HT200; b=145MPa;铸造;加工要求:粗、半精车 A 面并保证 28mm的工序尺寸, Ra=3.2 m机床 C3163-1;转塔式六角卧式车床;刀具:刀片材料;r =12. ao=6-8 b= -1
9、0 o=0.5Kr=90n=15 2、运算切削用量;(1) 已知长度方向的加工余量为3 0.8mm ;实际端面的最大加工余量为3.8mm ;故分二次加工(粗车和半精车);长度加工公差IT级 取-0.46 mm (入 体方向)(2) 进给量、依据切削简明手册(第3 版)表 1.4当刀杆尺寸为16mm25mm,mm时,以及工件直径为 60mm时(由于凸台 B 面的存在所以直径取 60mm).=0.6-0.8mm/ .按 C 车床说明书取.=0.6mm/n;由于存在间歇加工所以进给量乘以k=0.75 0.85所以:实际进给量f=0.6 0.8=0.48 mm/ 按 C 车床说明书. 0.53 (3)
10、 运算切削速度;按切削简明手册表1.27,切削速度的运算公式为(寿命选 T=60min)刀具材料 YG6V=Cv/Tmap xv f yv kv其中: Cv=158xv=0.15 yv=0.4 M=0.2修正系数 Ko见切削手册表 1.28kmv=1.15kkv=0.8kkrv =0.8ksv=1.04kBV=0.81Vc =158/ 600.2 20.15 0.53 0.4 1.15 0.8 0.8 0.81 0.97=46.9m/min(4) 确定机床主轴转速ns=1000vc/dw=229.8(r/min ) 按 C 车床说明书 200 r min欢迎下载精品学习资源所以实际切削速度 V
11、=40.8m/min(5) 切削工时,按工艺手册表6.2-1由于铸造毛坯表面粗糙不平以及存在硬皮,为了切除硬皮表层以及为下一道工步做好预备Tm=L+L1+L2+L3/nwxf=0.33( min )L=65-0/2=32.5L1=3、L2=0、L3=0工序 II精车下底面1) 已知粗加工余量为 0.5mm;2) 进给 量 f.根 据切 削用量 简明 手册 表 1.6, f=0.150.25mm/r按 C 车床说明书 0.16 mm/r运算切削速度按切削用量简明手册表 1.27 ,切削速度的运算公式为(寿命选 T=60min)V=Cv/Tmap xv f yv kv=158/ 60 0.2 20
12、.15 0.16 0.4 1.15 0.8 0.8 0.81 0.97=83.85m/min3 确定机床主轴转速 . nw=1000vc/dw =410.8 (r/min )按 C3163 车床说明书取 nw=400( r/min )实际切削速度 V=57.1m/min4 切削工时,查工艺手册表 6.2-1Tm=L+L1+L2+L3/nwxf=22.5/400x0.16=0.35(min)由于下一道工序是钻孔,所以留下.20mm的台阶,所以L=65- 20/2=22.5 mmL1=3.L2=0. L3=0工序 III钻花键孔钻头挑选:见切削用量简明手册表2.2钻头几何外形为(表 2.1 及表
13、2.2 ):双锥修磨具刃,钻头参数: 20 =30, 2=118, 2=70, b =3.5mm ,ao=12,=55,b=2mm,=4mm;依据切削用量简明手册表 2-9 确定 f=0.48 、按机床进给强度打算进给量:依据表2.9 ,当b210MPa 0 20.5mm 可确定 f=0.75 ;欢迎下载精品学习资源按 C3163-1车床说明书取 f=0.62mm/n.、 打算钻头磨钝标准及寿命表 2.21 ,当 do=20mm、钻头最大磨损量取 0.6寿命 T=45min.、切削速度由切削用量简明手册,表 2.15 得 =21m/min n=1000V/D=334.4由机床技术资料得和 33
14、4.4 接近的有 280n/m和 400n/min取 280n/min取 n=280m/min. 实际 =17 m/min、 基本工时, Tm=L/nf=80+10/280x0.62=0.32 min 入切量及超切量由表 2.29.查出+=10mm 所以 Tm=L/nf=80+10/280x0.62=0.32 min工序 IV扩花键孔刀具直径 do=21mm;刀具几何参数同上;由于两孔直径相差不大,为了节约停车和调换走刀量等帮助时间,n 和 f 都不变,所以 Tm同上 Tm=0.32倒角刀具 15锪钻由于两孔直径相差不大,以表面粗度要求不高手动进给;工序 V车倒角刀具:专用刀具;此工步使用到专
15、用刀具与手动进给;检验机床功率按切削用量简明手册表 1.2 可以查出当160245HBS 2.8 0.6 41 min 3.4kw按 C 车床说明书主电机功率 11可见比小得多所以机床功率足够所用切削用量符合要求钻削功率检验按切削用量简明手册表2.21当 21 0.64查得转矩 61.8N.M切削用量简明手册表由表 2.32得功率公式CMcVc/30do=61.8x17/30x21=1.67km按 C 车床说明书主电机功率 11可见 C比小得多,所以机床功率足够,所用切削用量符合要工序 VI拉花键孔单面齿升:依据有关手册,确定拉花键孔时花键拉刀的单面齿欢迎下载精品学习资源为 0.06mm,拉削
16、速度v=0.06m/s3.6m/min切削工时t=Zb lk/1000vfzZ式中:Zb单面余量 1.5mm由 21mm拉削到 25mm;L拉削表面长度, 80mm; 考虑校准部分的长度系数,取 1.2 ;k考虑机床返回行程系数,取 1.4;v拉削速度( m/min);fz拉刀单面齿升;Z拉刀同时工作齿数, Z=l/p ;P拉刀齿距;P=1.25-1.5sqrt80=1.35sqrt80=12mm拉刀同时工作齿数 z=l/p=80/12 7其本工时 Tm=1.5801.2 1.4/1000 3.6 0.06 7=0.13min工序 VII 粗铣右端面加工要求:粗铣 B 面,精铣 B 面, Ra
17、=3.2;用标准镶齿圆柱铣刀粗铣加工余量 3mm机床 : 62W加工工件尺寸:宽度: 40mm长度: 28mm1) 挑选刀具依据切削用量简明手册表3.1铣削宽度ae5mm时;直径为do=50mm 故齿数,由于采纳标准镶齿圆柱铣刀铣刀几何参数(表 3.2 )rn=10 ao=162) 切削用量留精铣的加工余量为0.2 ,所以本道工步切削宽度ac 2.8 0.8 ,由于加工表面精度要求Ra=3.2 um. 依据表 3.5得每转进给量0.5 mm/r 就能满意要求,但考虑到 62W 功率为 7.5kw ,机床为中等系统刚度和 62W铣床说明书所以每转进给量 0.6mm/r3) 挑选刀具磨钝标准及刀具
18、寿命;依据切削用量简明手册表3.7 、 铣 刀刀 齿 后刀 面 的 最大 磨损 量 为 0.6镶齿 铣 刀 do=50mm,刀具寿命 T=120min(表 3.8 )4) 打算切削速度 Vc、可依据切削用量简明手册表3.9 确定Z=8, aP=40-70mm, ac=2.8 0.8 , fz=f/z=0.0750.1mm/z欢迎下载精品学习资源Vc=Cvdoqv/TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv Cv=20,qv=0.7,Xv=0.3,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.3,m=0.25,Km=1.12, Ksv=0.8,KTv=0.82,Kv=KmxKsvxKTv=1.12
19、x0.8x0.82=0.79Vc=Cvxdoxqv/TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv=23.7m/minn=1000V/d=1000x23.7/3.14x50=151r/min依据 X62W型铣床说明书选 n=160r/minVc=3.14nd/1000=160x3.14x50/1000=25.1m/minVf=nf=160x0.6=96mm/min选 Vf=80mm/min 实际 fz=Vf/nxz=0.0625mm/z5) 机床功率:依据切削用量简明手册表3.20当 Vc=71m/min ae=2.8mmap=41mmfz=0.08Kmpc=1.4kw切削功率的修正系数:
20、故 Pct 0.8,依据 X62W型铣床说明书,机床主轴答应的功率为Pcm=7.5 0.75=5.63kw故 PccPcm因此所打算的切削用量可以 采 用 ;fz=0.0625mmm/zae=2.8mm Vf=80m/minn=160r/minVc=25.1m/min6基本工时依据切削用量简明手册表3.5Tm=L+L1+/Vf=28+14/80=0.525(min)L1+ =14mm工序 VIII精铣右端面1)挑选刀具刀具与上道工步是同一把刀;2) 切削用量精铣的加工余量为 0.2 ,所以本道工步切削宽度ae0.2mm, 0.63) 打算切削速度 Vc、可依据切削用量简明手册表3.9 确定ac
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