车床拨叉零件831008课程设计说明书.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流车床拨叉零件831008课程设计说明书.精品文档. 目 录 1、零件的分析1.1零件的作用.21.2零件的工艺分析.22、 工艺规程的设计2.1毛坯的制造形式.22.2基准面的选择.32.2.1粗基准的选择.32.2.2精基准的选择.32.3制定工艺路线.32.4机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定.42.5确定切削用量及基本工时.53、 绘制零件图和编制工艺卡3.1绘制零件图.143.2编制工艺文件.154、 夹具设计4.1定位基准的选择.164.2定位误差分析.164.3夹具设计及操作的简要说明.175、结论.186、参考文献.19 1.
2、零件分析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14mm的孔与操作机构相连,下方的40mm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。1.2 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:1.2.1 以14mm为中心的加工表面这一组加工表面包括:14mm的孔,以及其上下表面。1.2.2 以40mm为中心的加工表面这一组加工表面包括:40mm的孔,以及其上、下端面;这两组表面有
3、一定的位置要求;(1) 40mm的孔的上、下表面与40的孔的垂直度误差为0.15mm。(2) 14mm的孔的上、下表面与14的孔的垂直度误差为0.15mm。(3) 40mm、14mm的孔的上、下表面以及40mm的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um。(4) 14mm的孔的内表面的粗糙度误差为3.2um,精度为IT7。2. 工艺规程设计2.1 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,选择铸件毛坯。2.2 基准面的选择 2.2.1 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
4、较高的不加工表面作粗基准,根据这个基准原则,现取14mm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14mm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。2.2.2 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。 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
5、使生产成本尽量下降。 工艺路线方案: 工序一:铸造毛坯 工序一:正火处理 工序二:粗、精铣14mm、52mm的下表面,保证其粗糙度为3.2 um 工序三:以14mm的下表面为精基准,粗、精铣14mm、40mm的孔的上表面,保证 其粗糙度为3.2 um,14mm的上、下表面尺寸为28mm,40mm的上、下表面尺寸为10mm 工序四:以14mm 的下表面为精基准,钻、扩、铰、精铰14mm的孔,保证其内表面粗糙度为3.2 um,垂直度误差不超过0.15 mm 工序五:以14mm的下表面为精基准,粗、半精镗40mm的孔,保证其内表面粗糙度为3.2 um 工序六:铣断双体 工序七:热处理 工序八:检验,
6、封油入库2.4 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,生产类型为大批量,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(14mm、40mm端面) 查工艺手册表2.24取14mm、40mm端面长度余量为2.5mm(均为双边加工)。铣削加工余量为:a)粗铣:1.5mm b)精铣:1mm毛坯尺寸及公差为:(
7、35土0.3)mm ( 17土0.25)mm2、内孔(40mm已铸成孔)查工艺手册表2.22.5,取40mm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。 2.5 确定切削用量及基本工时 2.5.1 工序二:粗、精铣孔14mm、40mm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
8、铣削宽度ae=60mm,深度ap=4,齿数Z=10时,取刀具直径do=80mm。又由切削手册表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角ao=,刀齿斜角s=-10o,主刃Kr=60o,过渡刃Kr=30o,副刃Kr=5o,过渡刃宽b=1mm(2) 切削用量 1)粗铣14mm的下表面 a)切削深度 因切削用量较小,故可以选择ap=1.5mm,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=0.140.24mm/z,由于是对称铣,选较小量f=0.14mm/zc)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
9、为(1.01.5)mm 查切削手册表3.8, 寿命T=180mind)计算切削速度 按切削手册表3.27中的公式:也可以由表3.16查得=98mm/s n=439r/min vf =490mm/s 又根据XA5032铣床参数,选 n=475r/min vf =600mm/s,则实际的切削速度为:即=119.3m/min,实际进给量为:即=0.13mm/zf)计算基本工时公式中: 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40mm的下表面 a)铣削40mm的下表面与铣削14mm的下表面的相关参数
10、及其用量等都相同。即 ap=1.5mm nc=475r/min vfc=600mm/s vc=119.3m/min fz=0.13mm/zb)计算基本工时公式中: 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14mm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
11、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 按切削手册表3.27中的公式: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所以=119.3m/min,实际进给量所以=0.08mm/z最终确定ap=1.0mm nc=475r/min vfc=375mm/min vc=119.3mm/minf)计算基本工时公式中: L=l+y+;根据切削手册表3.26,可得 l+=80mm, 所以L=l+y+=32+80=1
12、12mm 故 =112/375=0.3min 2)精铣40mm的下表面 a)铣削40mm的下表面与铣削14mm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=0.405min2.5.2 工序三:粗、精铣孔14mm、40mm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14mm、40mm的下表面相同。2.5.3 工序四:钻、扩、铰、精铰14mm的孔(一)
13、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=30/18=1.673,故取修正系数K=1所以 f=(0.700.86)x1=(0.7
14、00.86)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4.2-16),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
15、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2.31可知 Ktv=1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=
16、VtxKv=17x1.0x1.0x1.0x0.85=14.4m/min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) 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=14mm 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 n=nc=275r/min vc=14.4m/min(3)计算基本工时 L=l+y+ 由切削手册表2.29查得y+
17、=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 do=19.8mm时,f=(0.91.1)mm/r 由于L/d=30/19.8=1.52 因扩孔之后还须铰孔 ,故取修正系数
18、K=0.7所以 f=(0.91.1)x0.7=(0.630.77)mm/rb) 按钻头强度决定进给量 根据表2.8,当b=190MPa,do=19.8mm,钻头强度允许的进给量f=1.75mm/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=(0.630.77)mm/r,根据Z535钻床说明书,选f=0.64mm/r(见工艺设计手册表4.2-16),又由切
19、削手册表2.19可以查出钻孔时的轴向力,当f=0.64mm/r do=21mm时,轴向力Ff=6080N 轴向力的修正系数为1.0,故Ff=6080N 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=0.64mm/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=19.8 mm时,钻头后刀面最大磨钝量取为(0.60.9)mm,寿命T=30min 3)决定切削速度 由切削手册表2.30中的公式:可知f=0.64mm/r时, do=19.8 mm时,Vt=27m/min切削速度的修正系数由切削手册表2.31可知 Ktv=
20、1.0 Kmv=1.0 KTv=1.0 Klv=0.85所以 V=VtxKv=27x1.0x1.0x1.0x0.85=23m/min=370r/min根据Z535钻床说明书,可考虑选择nc=375r/min(见工艺设计手册表4.2-15)4)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=14mm f=0.75mm/r vc=20m/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=0.64mm/r n=nc=375r/min vc=23m/min(3)计
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